一种弱电开关短路保护装置的制作方法

本实用新型涉及开关短路保护技术领域，特别是涉及一种弱电开关短路保护装置。

背景技术：

弱电型开关稳压电源，其控制核心实质上是一个电控开关。电控开关在开关稳压电源中做调整器件，通过改变调整器件的导通时间和截止时间的相对长短，来改变输出电压的大小，达到稳定输出电压的目的。为了提高开关稳压电源的安全性，现有的开关稳压电源通常会在其输出端设置采样电路来采集开关回路中的电流信号，通过对电流信号进行放大、比较处理从而判断是否存在短路过流现象。此处理方式不仅受到外界和采样电路内部干扰因素影响，且在长期使用过程中，由于比较器阈值电压的波动也会造成比较输出结果不准确，从而短路保护存在不可靠性。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种弱电开关短路保护装置。

其解决的技术方案是：一种弱电开关短路保护装置，包括电控开关和控制器，还包括短路检测单元，所述短路检测单元包括用于检测开关回路中电流大小的电流互感器，所述电流互感器的输出信号依次经校正放大电路和基准稳压电路处理后送入a/d转换器的输入端，所述a/d转换器的输出端连接所述控制器，所述控制器用于控制所述电控开关工作。

进一步的，所述校正放大电路包括运放器u1，运放器u1的同相输入端通过电阻r1连接所述电流互感器的输出端，并通过电容c1接地，运放器u1的反相输入端连接二极管vd1的阳极和电阻r2的一端，运放器u1的输出端连接二极管vd1的阴极和二极管vd2的阳极，电阻r2的另一端连接运放器u2的反相输入端，二极管vd2的阴极连接运放器u2的同相输入端，并通过并联的电容c2、电阻r3接地，运放器u2的输出端连接三极管q1的基极，三极管q1的集电极连接+5v电源，三极管q1的发射极通过电阻r4接地。

进一步的，所述基准稳压电路包括电阻r5，电阻r5的一端连接电阻r6、电容c3的一端和三极管q1的发射极，电阻r5的另一端连接三极管q2的集电极和+5v电源，电容c3的另一端接地，电阻r6的另一端连接三极管q2的基极和稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极接地，三极管q2的发射极通过电阻r7连接a/d转换器的输入端。

进一步的，所述控制器为单片机，所述单片机的输出端连接所述电控开关的控制端。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型采用电流互感器p1对开关回路中的电流进行采样检测，设计短路检测单元对检测信号进行处理，有效提高信号处理能力，避免外界干扰因素影响；

2.短路检测单元的输出信号送入a/d转换器进行数模转换，a/d转换器后的检测数字量与单片机内部预设值进行比较，当检测数据量大于预设值时，单片机控制电控开关关断，从而实现短路保护，智能化程度高，比较输出结果准确可靠，极大地提高了弱电开关短路保护能力。

附图说明

图1为本实用新型校正放大电路原理图。

图2为本实用新型基准稳压电路原理图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

一种弱电开关短路保护装置，包括电控开关和控制器，控制器选用单片机，单片机的输出端连接电控开关的控制端，从而实现控制电控开关工作。设置短路检测单元对开关稳压电源输出的电流信号进行检测，短路检测单元包括用于检测开关回路中电流大小的电流互感器p1，电流互感器p1的输出信号依次经校正放大电路和基准稳压电路处理后送入a/d转换器的输入端，a/d转换器的输出端连接单片机。

如图1所示，校正放大电路包括运放器u1，运放器u1的同相输入端通过电阻r1连接电流互感器p1的输出端，并通过电容c1接地，运放器u1的反相输入端连接二极管vd1的阳极和电阻r2的一端，运放器u1的输出端连接二极管vd1的阴极和二极管vd2的阳极，电阻r2的另一端连接运放器u2的反相输入端，二极管vd2的阴极连接运放器u2的同相输入端，并通过并联的电容c2、电阻r3接地，运放器u2的输出端连接三极管q1的基极，三极管q1的集电极连接+5v电源，三极管q1的发射极通过电阻r4接地。

校正放大电路的工作原理为：电阻r1与电容c1形成rc滤波电路对电流互感器p1的输出信号进行处理，滤除开关稳压电源在开启时产生的瞬间尖峰信号，防止短路保护误触发。由于开关稳压电源分为直流型和交流型，为了提高装置的适用范围，运放器ar1、ar2与二极管vd1、vd2形成绝对值校正电路，即当运放器u1的输入信号为正值时，二极管vd1截止、vd2导通，运放器u2正向放大输出同相正值信号；反之，当u1的输入信号为负值时，二极管vd1导通、vd2截止，运放器u2反相放大输出正值信号，从而使检测信号通过绝对值校正电路处理后转化为幅值相同的正值信号，以便后续的信号处理。三极管q1在运放器u2的输出端形成射极跟随器快速对检测信号进行放大，提高检测信号强度。

三极管q1的输出信号送入基准稳压电路中进一步处理。如图2所示，基准稳压电路包括电阻r5，电阻r5的一端连接电阻r6、电容c3的一端和三极管q1的发射极，电阻r5的另一端连接三极管q2的集电极和+5v电源，电容c3的另一端接地，电阻r6的另一端连接三极管q2的基极和稳压二极管dz1的阴极，稳压二极管dz1的阳极接地，三极管q2的发射极通过电阻r7连接a/d转换器的输入端。

基准稳压电路的工作原理为：首先，+5v电源通过电阻r5对三极管q1的输出信号施加基准电压，保证检测信号比较精度，电容c3对基准电压起到稳定作用。然后三极管q2与稳压二极管dz1形成三极管稳压器对检测信号进行稳压处理，极大地提高了检测信号的稳定度。

本实用新型在具体使用时，采用电流互感器p1对开关回路中的电流进行采样检测，设计校正放大电路滤除瞬间尖峰信号，防止短路保护误触发，并利用绝对值校正电路原理提高装置的适用范围，利用射极跟随器原理提高检测信号强度。基准稳压电路对校正放大电路的输出信号施加基准，然后利用三极管稳压器原理对检测信号起到很好的稳定效果，有效提高短路检测单元对检测信号处理能力，避免外界干扰因素影响。短路检测单元的输出信号送入a/d转换器进行数模转换，a/d转换器后的检测数字量与单片机内部预设值进行比较，当检测数据量大于预设值时，开关回路中发生短路过流，此时单片机利用常用的pwm控制技术驱动电控开关关断，从而实现短路保护。此控制方式智能化程度更高，比较输出结果准确可靠，极大地提高了弱电开关短路保护能力。

以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。