一种基于单片机的过流保护与自动恢复正常供电电路的制作方法

本实用新型涉及单片机供电技术领域，具体涉及一种基于单片机的过流保护与自动恢复正常供电电路。

背景技术：

在各类电力电子产品中，电源是不可或缺的组成部分。其在电机的驱动、ups供电、控制系统供电和消费类电子领域都有着广泛的应用。作为电源，应具有很高的可靠性，特别是当负载出现短路故障产生很大的冲击电流时，也不能造成电源的损坏。另外，当负载短路故障解除时电源应能够迅速恢复正常供电功能。目前，自恢复保险是一种比较好的电流过载保护器件，当流过自恢复保险电流超过标准值时，由于温度升高使自恢复保险处于高阻状态而形成类似于切断电源的效果，温度降低后自恢复保险又可以实现正常的供电功能，不足在于自恢复保险从“断路状态”恢复到正常供电状态的时间比较长，一般至少需要几秒到十几秒的时间。空气开关是低压配电中非常重要的短路保护器件，其对电路短路、过载具有较好的保护功能，不足是其在切断电源后无法自动恢复供电功能。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种基于单片机的过流保护与自动恢复正常供电电路解决了电源短路保护存在不足的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于单片机的过流保护与自动恢复正常供电电路，包括单片机以及与单片机连接的电源短路保护及快速恢复电路，所述电源短路保护及快速恢复电路包括依次连接的电压跟随器u1、差动放大器u3、采样电路和电压跟随器u2，所述电压跟随器u1的输入端与单片机的dac输出端连接，所述电压跟随器u2的输出端与单片机的adc输入端连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型以aduc812单片机为核心，通过单片dac模块机输出后经过电压跟随器进行阻抗匹配后送入功率放大器模块实现电压的输出，测量时，首先采样电路进行输出电压的取样，再经过电压跟随器完成阻抗匹配后送入单片机的adc模块完成ad转换后完成输出电压的实时测量功能，通过单片机控制输出电路实现整个电源短路保护与快速恢复正常供电，本实用新型不但能够实现电源的短路保护功能，而且在短路故障解除时能够自动恢复正常的供电功能。

进一步地：所述单片机的型号为aduc812。

进一步地：所述单片机的第1引脚为adc输入端，所述单片机的第5引脚分别与电容c31的一端、极性电容c28的正极和电容c27的一端连接，并连接5v电压，所述单片机的第6引脚分别与电容c31的另一端、电容c30的一端、电容c29的一端、极性电容c28的负极和电容c27的另一端连接并接地，所述单片机的第7引脚与电容c30的另一端连接，所述单片机的第8引脚与电容c29的另一端连接，所述单片机的第9引脚为dac输出端，所述单片机的第15引脚分别与极性电容c15的负极和接地电阻r23连接，所述单片机的第20引脚分别与极性电容c15的正极和接地电容c39连接，并连接5v电压，所述单片机的第21引脚连接到地，所述单片机的第32引脚分别与晶振y1的一端和接地电容c34连接，所述单片机的第33引脚分别与晶振y1的另一端和接地电容c35连接，所述单片机的第34引脚与接地电容c33连接并连接5v电压，所述单片机的第35引脚连接到地，所述单片机的第47引脚连接到地，所述单片机第48引脚与接地电容c32连接并连接5v电压。

采用上述进一步方案的有益效果为：该单片机集成了adc和dac模块，可简化电路的设计，且该单片机的运行速度很快，可以实现输出电压的实时测量与控制功能。

进一步地：所述电压跟随器u1和电压跟随器u2的型号均为op284，所述差动放大器u3的型号为opa594。

采用上述进一步方案的有益效果为：该差动放大器不但具有放大功能而且具有很强的带载能力，最高可以连续输出8a的电流，因而可以实现一般电源的输出功能。

进一步地：所述采样电路包括并联的电阻r4和电阻r5。

采用上述进一步方案的有益效果为：采样电阻串联电路可对输出电压进行取样。

进一步地：所述dac输出端与电压跟随器u1的2端连接，所述电压跟随器u1的1端分别与电压跟随器u1的3端和电阻r2的一端连接，所述电压跟随器u1的4端与接地电容c42连接并连接5v电压，所述电压跟随器u1的5端连接到地，所述电阻r2的另一端连接差动放大器u3的2端，所述差动放大器u3的3端分别与接地电阻r1、滑动变阻器rp1的第1固定端和滑动变阻器rp1的滑动端连接，所述差动放大器u3的4端与极性电容c41的正极连接并连接35v直流稳压电源，所述极性电容c41的负极连接到地，所述差动放大器u3的5端和7端均连接到地，所述差动放大器u3的6端悬空，所述差动放大器u3的8端连接接地电阻r3，所述差动放大器u3的1端与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端分别与滑动变阻器rp1的第2固定端和电阻r5的一端连接，并作为直流电压输出端，所述adc输入端分别与电压跟随器u2的1端和电压跟随器u2的3端连接，所述电压跟随器u2的4端连接5v电压，所述电压跟随器u2的5端接地，所述电压跟随器u2的2端分别与电阻r5的另一端和接地电阻r6连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：采样电路经过一个电压跟随器完成阻抗匹配以后送入到单片机的adc模块。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型中单片机外围的电路图；

图3为本实用新型中电源短路保护与快速恢复电路的电路图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种基于单片机的过流保护与自动恢复正常供电电路，包括单片机以及与单片机连接的电源短路保护及快速恢复电路，所述电源短路保护及快速恢复电路包括依次连接的电压跟随器u1、差动放大器u3、采样电路和电压跟随器u2，所述电压跟随器u1的输入端与单片机的dac输出端连接，所述电压跟随器u2的输出端与单片机的adc输入端连接。

在本实用新型实施例中，单片机的型号为aduc812。

在本实用新型实施例中，如图2所示，单片机的第1引脚为adc输入端，单片机的第5引脚分别与电容c31的一端、极性电容c28的正极和电容c27的一端连接，并连接5v电压，单片机的第6引脚分别与电容c31的另一端、电容c30的一端、电容c29的一端、极性电容c28的负极和电容c27的另一端连接并接地，单片机的第7引脚与电容c30的另一端连接，单片机的第8引脚与电容c29的另一端连接，单片机的第9引脚为dac输出端，单片机的第15引脚分别与极性电容c15的负极和接地电阻r23连接，单片机的第20引脚分别与极性电容c15的正极和接地电容c39连接，并连接5v电压，单片机的第21引脚连接到地，单片机的第32引脚分别与晶振y1的一端和接地电容c34连接，单片机的第33引脚分别与晶振y1的另一端和接地电容c35连接，单片机的第34引脚与接地电容c33连接并连接5v电压，单片机的第35引脚连接到地，单片机的第47引脚连接到地，单片机第48引脚与接地电容c32连接并连接5v电压。

该单片机集成了adc和dac模块，可简化电路的设计，且该单片机的运行速度很快，可以实现输出电压的实时测量与控制功能。

在本实用新型实施例中，电压跟随器u1和电压跟随器u2的型号均为op284，差动放大器u3的型号为opa594。该差动放大器不但具有放大功能而且具有很强的带载能力，最高可以连续输出8a的电流，因而可以实现一般电源的输出功能。dac输出0.000～2.500v的电压，差动放大器输出范围为0.000～25.000v

在本实用新型实施例中，采样电路包括并联的电阻r4和电阻r5。采样电阻串联电路可对输出电压进行取样。

在本实用新型实施例中，如图3所示，dac输出端与电压跟随器u1的2端连接，电压跟随器u1的1端分别与电压跟随器u1的3端和电阻r2的一端连接，电压跟随器u1的4端与接地电容c42连接并连接5v电压，电压跟随器u1的5端连接到地，电阻r2的另一端连接差动放大器u3的2端，差动放大器u3的3端分别与接地电阻r1、滑动变阻器rp1的第1固定端和滑动变阻器rp1的滑动端连接，差动放大器u3的4端与极性电容c41的正极连接并连接35v直流稳压电源，极性电容c41的负极连接到地，差动放大器u3的5端和7端均连接到地，差动放大器u3的6端悬空，差动放大器u3的8端连接接地电阻r3，差动放大器u3的1端与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端分别与滑动变阻器rp1的第2固定端和电阻r5的一端连接，并作为直流电压输出端，adc输入端分别与电压跟随器u2的1端和电压跟随器u2的3端连接，电压跟随器u2的4端连接5v电压，电压跟随器u2的5端接地，电压跟随器u2的2端分别与电阻r5的另一端和接地电阻r6连接。采样电路经过一个电压跟随器完成阻抗匹配以后送入到单片机的adc模块。

本实用新型的工作过程为：首先使用aduc812单片机的dac模块实现电压的输出，然后利用adc模块实时监测输出的电压。当监测电压与输出电压的差距达到一定程度时认为输出出现了短路的可能，然后逐步降低dac模块的电压，此时继续启动adc模块监测输出的电压直到此电压达到正常值为止，否则，继续逐步降低dac模块的电压。

由于有r4这个电阻存在，即使输出端完全短路，dac模块的电压也不会为零，opa549仍然可以保证“正常”的输出电压。此时adc模块仍然监测着输出的电压。当adc模块监测到短路故障解除时，adc模块会快速将这一状态反馈到单片机内部，然后逐步增大dac输出从而增大opa549的输出电压，直至恢复到没有短路的状态为止。