一种输出量过流保护电路的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及过流保护技术领域，尤其涉及一种输出量过流保护电路。

背景技术：

目前，注塑机控制器的输出量过流保护电路采用在电源侧和负载侧之间并联一个可控分流回路，该可控分流回路包括分流电阻和至少在分流电阻一端串联的分流控制开关。其中，分流控制开关为三极管，利用三极管的通断特性在负载回路短路或其它故障时，开启三极管，减小流入负载侧的电流，实现过流保护。但是，现有的输出量过流保护电路只能在一定的电压范围内对电路进行保护，且没有对电路进行电压检测与防护，若电压过高导致三极管损坏，从而降低了过流保护的可靠性，进而可能对电路造成损害。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种可靠的输出量过流保护电路。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种输出量过流保护电路，应用于注塑机控制器，所述输出量过流保护电路包括检测电路、输出电路和主过流保护电路；

所述检测电路用于与第一外接电源连接，输出第一电压；

所述输出电路与所述第一外接电源、所述检测电路、所述主过流保护电路和所述注塑机控制器连接，用于接收所述第一电压，且当所述第一电压大于第一外接电源的参考电压时，输出过流信号；

所述主过流保护电路还与所述第一外接电源和所述检测电路连接，用于根据所述过流信号，将所述第一外接电源接地。

进一步的，所述主过流保护电路包括：

放大电路，与所述输出电路连接，所述放大电路用于放大所述过流信号；

比较电路，与所述放大电路连接，所述比较电路用于根据放大后的所述过流信号和基准电压，输出开启信号；

第一开关电路，与所述第一外接电源和所述比较电路连接，所述第一开关电路用于根据所述开启信号，将所述第一外接电源接地；

第二开关电路，与所述检测电路和所述第一开关电路连接。

进一步的，所述输出量过流保护电路还包括前级过流保护电路，所述前级过流保护电路与所述比较电路和所述注塑机控制器连接，所述前级过流保护电路用于根据所述注塑机控制器的控制信号，将放大后的所述过流信号引入大地。

进一步的，所述输出量过流保护电路还包括后级过流保护电路，所述后级过流保护电路与所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述注塑机控制器连接，所述后级过流保护电路用于与第二外接电源连接，且当所述第一开关电路开启时，将所述第一外接电源和所述第二外接电源接地。

进一步的，所述检测电路包括第一pnp三极管、第一电阻以及第一电容；

所述第一pnp三极管的基极与所述第一电阻的一端和所述第二开关电路连接，所述第一pnp三极管的发射极与所述第一外接电源连接，所述第一pnp三极管的集电极用于输出所述第一电压；

所述第一电容的一端与所述第一pnp三极管的集电极连接，所述第一电容的另一端接地。

进一步的，所述输出电路包括第二电阻、第一光耦、第三电阻、第四电阻、第一mos管、第一二极管、第一led二极管以及第五电阻，其中，所述第一光耦包括第一光敏二极管和第一光敏三极管；

所述第二电阻的一端与所述注塑机控制器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一光敏二极管的正极连接；

所述第一光敏二极管的负极接地，所述第一光敏三极管的集电极与所述第三电阻的一端连接，所述第一光敏三极管的发射极与所述第四电阻的一端连接；

所述第三电阻的另一端与所述第一外接电源连接；

所述第四电阻的另一端接地；

所述第一mos管的栅极与所述第一光敏三极管的发射极连接，所述第一mos管的源极用于输出所述过流信号，所述第一mos管的漏极与所述第一二极管的正极和所述第一led二极管的负极连接；

所述第一二极管的负极与所述第一外接电源和所述第五电阻的一端连接；

所述第一led二极管的正极与所述第五电阻的另一端连接。

进一步的，所述放大电路包括第六电阻、第七电阻、运算放大器、第八电阻以及第九电阻；

所述第六电阻的一端与所述第七电阻的一端和所述第一mos管的源极连接，所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端用于接收所述过流信号，所述第六电阻的另一端接地；

所述第七电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接；

所述运算放大器的反相输入端与所述第八电阻的一端和所述第九电阻的一端连接，所述运算放大器的输出端与所述比较电路和所述第九电阻的另一端连接，所述运算放大器的电源输入端用于与第二外接电源连接，所述运算放大器的接地端接地；

所述第八电阻的另一端接地；

所述比较电路包括第十电阻、比较器以及第十一电阻；

所述第十电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第十电阻的另一端与所述比较器的同相输入端、所述前级过流保护电路和所述第十一电阻的一端连接；

所述比较器的反相输入端用于接收所述基准电压，所述比较器的输出端与所述第十一电阻的另一端和所述第一开关电路连接，所述比较器的电源输入端悬空，所述比较器的接地端悬空。

进一步的，所述第一开关电路包括第十二电阻、第一npn三极管、第二led二极管以及第十三电阻；

所述第十二电阻的一端与所述比较器的输出端连接，所述第十二电阻的另一端与所述第一npn三极管的基极连接；

所述第一npn三极管的发射极接地，所述第一npn三极管的集电极与所述第二led二极管的负极、所述第二开关电路和所述后级过流保护电路连接；

所述第二led二极管的正极和所述第十三电阻的一端连接；

所述第十三电阻的另一端与所述第一外接电源连接；

所述第二开关电路包括第十四电阻、第二npn三极管以及第十五电阻；

所述第十四电阻的一端与所述第一npn三极管的集电极连接，所述第十四电阻的另一端与所述第二npn三极管的基极连接；

所述第二npn三极管的发射极接地，所述第二npn三极管的集电极和所述第十五电阻的一端连接；

所述第十五电阻的另一端与所述第一pnp三极管的基极连接。

进一步的，所述前级过流保护电路包括第十六电阻、第三npn三极管、第二光耦、第十七电阻以及第二二极管，其中，所述第二光耦包括第二光敏二极管和第二光敏三极管；

所述第十六电阻的一端与所述注塑机控制器的控制端连接，所述第十六电阻的另一端与所述第三npn三极管的基极连接；

所述第三npn三极管的发射极接地，所述第三npn三极管的集电极与所述第二光敏二极管的负极连接；

所述第二光敏二极管的正极与所述第十七电阻的一端连接，所述第二光敏三极管的发射极接地，所述第二光敏三极管的集电极与所述第二二极管的负极连接；

所述第十七电阻的另一端用于与第三外接电源连接；

所述第二二极管的正极与所述比较器的同相输入端连接。

进一步的，所述后级过流保护电路包括第三二极管、第十八电阻、第三光耦、第十九电阻、第二十电阻以及第二电容，其中，所述第三光耦包括第三光敏二极管和第三光敏三极管；

所述第三二极管的负极与所述第一npn三极管的集电极连接，所述第三二极管的正极与所述第十八电阻的一端和所述第三光敏二极管的正极连接；

所述第十八电阻的另一端用于与所述第二外接电源连接；

所述第三光敏二极管的负极接地，所述第三光敏三极管的发射极接地，所述第三光敏三极管的集电极与所述第十九电阻的一端和所述第二十电阻的一端连接；

所述第十九电阻的另一端用于与所述第三外接电源连接；

所述第二十电阻的另一端与所述第二电容的一端和所述注塑机控制器的输入端连接；

所述第二电容的另一端接地。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比较，本实用新型实施例提供了一种输出量过流保护电路。通过检测电路输出第一电压，输出电路接收第一电压，使得输出电路有效，在第一电压大于第一外接电源的参考电压时，输出过流信号，主过流保护电路根据过流信号，将第一外接电源接地。本实用新型实时检测第一外接电源的电压，在输出电路有效时，通过主过流保护电路将过流信号流入大地，防止其对电路产生影响，因此，本实用新型不限制第一外接电源的电压范围，也提升了电路的可靠性。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的一种输出量过流保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种主过流保护电路的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的一种输出量过流保护电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种检测电路和主过流保护电路的电路连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种输出电路的电路连接示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种前级过流保护电路的电路连接示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种后级过流保护电路的电路连接示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种输出量过流保护电路的结构示意图。如图1所示，所述输出量过流保护电路100应用于注塑机控制器11，所述注塑机控制器11至少包括输出端cpu_out(如图5所示)、控制端cpu_ret(如图6所示)和输入端cpu_in(如图7所示)。所述输出量过流保护电路100包括检测电路10、输出电路20和主过流保护电路30。

所述检测电路10用于与第一外接电源12连接，输出第一电压v_out(如图4所示)。

可以理解，所述注塑机控制器11的输出量输出端用于输出数字量信号，并将所述数字量信号发送至数字量输出电路中。所述第一外接电源12用于为与所述输出量输出端提供电量，因此，所述注塑机控制器11、所述第一外接电源12和所述数字量输出电路形成回路。所述注塑机控制器11正常工作时的电压为参考电压，例如，一般采用参考电压为24v的所述第一外接电源12为所述输出量输出端提供电量。

如图4所示，所述检测电路10包括第一pnp三极管q1、第一电阻r1以及第一电容c1。

其中，所述第一pnp三极管q1的基极与所述第一电阻r1的一端和所述第二开关电路304连接，所述第一pnp三极管q1的发射极与所述第一外接电源12连接，所述第一pnp三极管q1的集电极用于输出所述第一电压v_out；所述第一电容c1的一端与所述第一pnp三极管q1的集电极连接，所述第一电容c1的另一端接地。

具体的，当所述第一外接电源12接入所述检测电路10时，所述第一pnp三极管q1的发射极电压大于所述第一pnp三极管q1的基极电压，满足所述第一pnp三极管q1的导通条件，所述第一pnp三极管q1导通，所述第一外接电源12的电压和电流流入所述第一电压v_out所在端点或所在引脚，即当所述第一pnp三极管q1导通时，所述检测电路10正常工作。在本实施例中，所述第一电压v_out的电压和电流大小随着所述第一外接电源12的变化而变化，从而实现对所述第一外接电源12的实时检测，且所述检测电路10不限制所述第一外接电源12的电压变化范围。

所述输出电路20与所述第一外接电源12、所述检测电路10、所述主过流保护电路30和所述注塑机控制器11连接，用于接收所述第一电压v_out，且当所述第一电压v_out大于第一外接电源12的参考电压时，输出过流信号(如图5所示)。

如图5所示，所述输出电路20包括第二电阻r2、第一光耦p1、第三电阻r3、第四电阻r4、第一mos管q2、第一二极管d1、第一led二极管d2以及第五电阻r5，其中，所述第一光耦p1包括第一光敏二极管dp1和第一光敏三极管qp1。

其中，所述第二电阻r2的一端与所述注塑机控制器11的输出端cpu_out连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第一光敏二极管dp1的正极连接；所述第一光敏二极管dp1的负极接地，所述第一光敏三极管qp1的集电极与所述第三电阻r3的一端连接，所述第一光敏三极管qp1的发射极与所述第四电阻r4的一端连接；所述第三电阻r3的另一端与所述第一外接电源12连接；所述第四电阻r4的另一端接地；所述第一mos管q2的栅极与所述第一光敏三极管qp1的发射极连接，所述第一mos管q2的源极用于输出所述过流信号s101，所述第一mos管q2的漏极与所述第一二极管d1的正极和所述第一led二极管d2的负极连接；所述第一二极管d1的负极与所述第一外接电源12和所述第五电阻r5的一端连接；所述第一led二极管d2的正极与所述第五电阻r5的另一端连接。

可以理解，当所述第一外接电源12的输出电压增大，当所述第一外接电源12的输出电压大于参考电压增大，从而导致所述第一电压v_out大于所述参考电压，从而造成过流。

具体的，所述第一电压v_out为所述第一光耦p1上电，所述第一光耦p1导通，所述注塑机控制器11控制所述输出端cpu_out输出高电平信号，从而使得所述输出电路20有效。正常情况下，所述第一mos管q2的栅极电压被所述第四电阻r4拉低，所述第一mos管q2关断。当所述第一电压v_out大于第一外接电源12的参考电压，造成过流，所述第一mos管q2的栅极电压的电压增大，满足所述第一mos管q2的导通条件，所述第一mos管q2导通，所述第一mos管q2的源极输出所述过流信号，也即所述第一mos管q2的源极与信号引脚s101连接。

所述主过流保护电路30还与所述第一外接电源12和所述检测电路10连接，用于根据所述过流信号，将所述第一外接电源12接地。

请一并参阅图2，所述主过流保护电路30包括放大电路301、比较电路302、第一开关电路303以及第二开关电路304。

所述放大电路301与所述输出电路20连接，所述放大电路301用于放大所述过流信号。

如图4所示，所述放大电路301包括第六电阻r6、第七电阻r7、运算放大器u1、第八电阻r8以及第九电阻r9。

其中，所述第六电阻r6的一端与所述第七电阻r7的一端和所述第一mos管q2的源极连接，所述第六电阻r6的一端和所述第七电阻r7的一端用于接收所述过流信号，所述第六电阻r6的另一端接地；所述第七电阻r7的另一端与所述运算放大器u1的同相输入端连接；所述运算放大器u1的反相输入端与所述第八电阻r8的一端和所述第九电阻r9的一端连接，所述运算放大器u1的输出端与所述比较电路302和所述第九电阻r9的另一端连接，所述运算放大器u1的电源输入端用于与第二外接电源13连接，所述运算放大器u1的接地端接地；所述第八电阻r8的另一端接地。

可以理解，所述输出电路20通过信号引脚s101与所述放大电路301连接，所述过流信号通过信号引脚s101送入所述放大电路301。

所述比较电路302与所述放大电路301连接，所述比较电路302用于根据放大后的所述过流信号和基准电压vcc1，输出开启信号。

如图4所示，所述比较电路302包括第十电阻r10、比较器u2以及第十一电阻r11。

其中，所述第十电阻r10的一端与所述运算放大器u1的输出端连接，所述第十电阻r10的另一端与所述比较器u2的同相输入端、所述前级过流保护电路40(如图3所示)和所述第十一电阻r11的一端连接；所述比较器u2的反相输入端用于接收所述基准电压vcc1，所述比较器u2的输出端与所述第十一电阻r11的另一端和所述第一开关电路303连接，所述比较器u2的电源输入端悬空，所述比较器u2的接地端悬空。

具体的，经过所述放大电路301放大后的所述过流信号和基准电压vcc1输入所述比较器u2进行比较。在本实施中，若放大后的所述过流信号大于所述基准电压vcc1，所述比较器u2输出高电平信号，若放大后的所述过流信号小于所述基准电压vcc1，所述比较器u2输出低电平信号。

所述第一开关电路303与所述第一外接电源12和所述比较电路302连接，所述第一开关电路303用于根据所述开启信号，将所述第一外接电源12接地。

如图4所示，所述第一开关电路303包括第十二电阻r12、第一npn三极管q3、第二led二极管d3以及第十三电阻r13。

其中，所述第十二电阻r12的一端与所述比较器u2的输出端连接，所述第十二电阻r12的另一端与所述第一npn三极管q3的基极连接；所述第一npn三极管q3的发射极接地，所述第一npn三极管q3的集电极与所述第二led二极管d3的负极、所述第二开关电路304和所述后级过流保护电路50(如图3所示)连接；所述第二led二极管d3的正极和所述第十三电阻r13的一端连接；所述第十三电阻r13的另一端与所述第一外接电源12连接。

具体的，若所述比较器u2输出高电平信号，所述第一npn三极管q3的基极的电压高于所述第一npn三极管q3的发射极的电压，满足所述第一npn三极管q3的导通条件，所述第一npn三极管q3导通，从而所述第一外接电源12上的过流电压经过所述第一开关电路303流入大地，起到保护电路的作用，进而提升了电路的可靠性。

所述第二开关电路304与所述检测电路10和所述第一开关电路303连接。

如图4所示，所述第二开关电路304包括第十四电阻r14、第二npn三极管q4以及第十五电阻r15。

其中，所述第十四电阻r14的一端与所述第一npn三极管q3的集电极连接，所述第十四电阻r14的另一端与所述第二npn三极管q4的基极连接；所述第二npn三极管q4的发射极接地，所述第二npn三极管q4的集电极和所述第十五电阻r15的一端连接；所述第十五电阻r15的另一端与所述第一pnp三极管q3的基极连接。

本实用新型实施例提供了一种输出量过流保护电路，通过检测电路输出第一电压，输出电路接收第一电压，使得输出电路有效，在第一电压大于第一外接电源的参考电压时，输出过流信号，主过流保护电路根据过流信号，将第一外接电源接地。本实用新型实时检测第一外接电源的电压，在输出电路有效时，通过主过流保护电路将过流信号流入大地，防止其对电路产生影响，因此，本实用新型不限制第一外接电源的电压范围，也提升了电路的可靠性。

请参阅图3，为本实用新型另一实施例提供的一种输出量过流保护电路的结构示意图。如图3所示，所述输出量过流保护电路200除了包括所述输出量过流保护电路100所包括的电路模块，还包括前级过流保护电路40和后级过流保护电路50。

所述前级过流保护电路40与所述比较电路302和所述注塑机控制器11连接，所述前级过流保护电路40用于根据所述注塑机控制器11的控制信号，将放大后的所述过流信号引入大地。

如图6所示，所述前级过流保护电路40包括第十六电阻r16、第三npn三极管q5、第二光耦p2、第十七电阻r17以及第二二极管d4，其中，所述第二光耦p2包括第二光敏二极管dp2和第二光敏三极管qp2。

其中，所述第十六电阻r16的一端与所述注塑机控制器11的控制端cpu_ret连接，所述第十六电阻r16的另一端与所述第三npn三极管q5的基极连接；所述第三npn三极管q5的发射极接地，所述第三npn三极管q5的集电极与所述第二光敏二极管dp2的负极连接；所述第二光敏二极管dp2的正极与所述第十七电阻r17的一端连接，所述第二光敏三极管qp2的发射极接地，所述第二光敏三极管qp2的集电极与所述第二二极管d4的负极连接；所述第十七电阻r17的另一端用于与第三外接电源14连接；所述第二二极管d4的正极与所述比较器u2的同相输入端连接。

需要说明的是，在放大后的所述过流信号由所述第十电阻r10进入所述比较器u2的同相输入端前，放大后的所述过流信号会经由信号引脚s102流入所述前级过流保护电路40，此时，所述注塑机控制器11的控制端cpu_ret输出高电平信号，使得所述第三npn三极管q5导通，从而使得所述第二光耦p2导通，将放大后的所述过流信号经过所述第二光耦p2流入大地，起到保护电路的作用。因此，在所述第一开关电路303起保护作用之前，通过所述前级过流保护电路40在所述比较器u2的前端将放大后的所述过流信号引入大地，避免过流对电路造成影响，进一步提升了电路的可靠性。

所述后级过流保护电路50与所述第一开关电路303、所述第二开关电路304和所述注塑机控制器11连接，所述后级过流保护电路50用于与第二外接电源13连接，且当所述第一开关电路303开启时，将所述第一外接电源12和所述第二外接电源13接地。

如图7所示，所述后级过流保护电路50包括第三二极管d5、第十八电阻r18、第三光耦p3、第十九电阻r19、第二十电阻r20以及第二电容c2，其中，所述第三光耦p3包括第三光敏二极管dp3和第三光敏三极管qp3。

其中，所述第三二极管d5的负极与所述第一npn三极管q3的集电极连接，所述第三二极管d5的正极与所述第十八电阻r18的一端和所述第三光敏二极管dp3的正极连接；所述第十八电阻r18的另一端用于与所述第二外接电源13连接；所述第三光敏二极管dp3的负极接地，所述第三光敏三极管qp3的发射极接地，所述第三光敏三极管qp3的集电极与所述第十九电阻r19的一端和所述第二十电阻r20的一端连接；所述第十九电阻r19的另一端用于与所述第三外接电源14连接；所述第二十电阻r20的另一端与所述第二电容c2的一端和所述注塑机控制器11的输入端cpu_in连接；所述第二电容c2的另一端接地。

需要说明的是，无论是在所述前级过流保护电路40，还是所述后级过流保护电路50，所述第三外接电源14给所述第二光敏三极管qp2和所述第三光敏三极管qp3上电，为所述第二光敏三极管qp2和所述第三光敏三极管qp3提供导通条件。

具体的，正常上电时，所述第一npn三极管q3关断，所述检测电路10输出的所述第一电压v_out通过信号引脚s103输入所述后级过流保护电路50，此时，信号引脚s103处于高电平，所述第二外接电源13为所述第三光敏二极管dp3提供正向导通电压，所述第三光耦p3导通，则所述注塑机控制器11的输入端cpu_in处于低电平，电路正常工作。当电路出现过流情况，如前所述，所述第一npn三极管q3导通，所述第一外接电源12的电压通过所述第一开关电路303，信号引脚s103的电压被拉到地，信号引脚s103处于低电平,则所述第二外接电源13的电压通过信号引脚s103流入第十四电阻r14，使所述第二npn三极管q4导通，当所述第二npn三极管q4导通时，相应的，所述第二外接电源13的电压通过所述第二开关电路304流入大地，起到保护电路的作用，进一步提升了电路的可靠性。

本实用新型实施例提供了一种输出量过流保护电路，通过在主过流保护电路的前端增加前级过流保护电路，以及在主过流保护电路的后端增加后级过流保护电路，实现了多级保护，在任意一级保护失效的前提下，仍能正常实施过流保护，进一步提升了电路的安全性和可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。