本发明涉及电子电路,具体涉及一种自恢复过温保护电路。
背景技术:
1、随着电子设备的广泛应用,对设备的安全性和可靠性要求越来越高。特别是在电池、开关等热源设备中,由于长时间工作或环境温度升高,可能导致设备内部温度过高,如果温度过高且未能及时控制,将可能导致设备性能下降、损坏甚至引发火灾等严重后果。因此,自恢复过温保护电路在电子设备中显得尤为重要。
2、传统的过温保护方法往往依赖于软件控制或复杂的机械结构,通常采用单个热敏电阻作为温度传感器,通过比较器将热敏电阻的电压信号与预设阈值进行比较,从而触发保护动作。然而,这种方法的响应速度和可靠性往往受到温度传导梯度、热敏电阻位置限制等因素的影响。此外,一些复杂的保护电路虽然功能强大,但结构复杂、成本高昂,不适用于所有场景。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种结构简单、安全可靠且成本低的自恢复过温保护电路。该电路包括分压驱动电路和保护电路两部分,通过正温度系数热敏电阻(ptc)感知热源设备的温度变化,在温度超过预定阈值时驱动保护电路切断主回路,实现过温保护功能。
2、本发明的具体技术方案如下:
3、一种自恢复过温保护电路,包括分压驱动电路和保护电路两部分。所述分压驱动电路用于根据所述热源设备的温度变化生成电压变化,驱动保护电路的接通和切断;所述保护电路用于在所述分压增大至预定阈值时,使设备所在的主回路对地短路,保险丝受热后呈高阻态,实现对所述设备的过温保护,所述保护电路用于控制设备所在主回路的接通和切断。
4、进一步地,所述分压驱动电路包括正温度系数热敏电阻cptc1和可变电阻器rp1,其中,所述正温度系数热敏电阻cptc1的一端连接所述可变电阻器rp1的一端以及所述保护电路的输入端,所述正温度系数热敏电阻cptc1的另一端接地,所述可变电阻器rp1的另一端连接12v外部电源。
5、进一步地,所述正温度系数热敏电阻cptc1紧贴在需要保护的热源设备上,用于感知其温度变化。
6、进一步地,所述可变电阻器rp1用于调整分压驱动电路的基准电压,以适应不同的温度阈值要求。
7、进一步地,所述保护电路包括自恢复保险丝f1、第二电阻r2、三极管q1以及第一电阻r1,其中,所述自恢复保险丝f1的两端连接在所述热源设备所在的主回路上,f1的右端连接所述第二电阻r2,r2的另一端连接三极管q1的集电极,所述三极管q1的基极连接所述分压驱动电路的输出端,所述三极管q1的发射极通过第一电阻r1连接所述正温度系数热敏电阻cptc1的另一端并接地。
8、进一步地,所述自恢复保险丝f1为高分子聚合物正系数温度元件(polymericpositive temperature coefficient,pptc),在其受到过电流或过热时,自身温度升高而导致阻值快速上升,呈高电阻状态,从而限制电流;一旦故障消除,自恢复保险丝会冷却下来并恢复到低电阻状态。
9、进一步地,所述第二电阻r2是电热丝,用于加热所述自恢复保险丝f1,使其从低阻态切换到工作状态(高阻态),迅速降低主回路的工作电流,使主回路呈断路状态。
10、进一步地,所述第一电阻r1是限流电阻,用于防止cptc1分压较大时,通过所述三极管q1的电流过大而损坏三极管。
11、进一步地,当所述正温度系数热敏电阻cptc1接收到的温度高于预定阈值时,所述自恢复过温保护电路的工作状态包括:所述12v外部电源经所述可变电阻器rp1、正温度系数热敏电阻cptc1到地形成回路产生电流,所述正温度系数热敏电阻cptc1的分压电压驱动所述三极管q1导通,所述热源设备所在的主回路经所述保护电路对地短路,所述电热丝r2对保险丝f1进行加热,f1的温度达到预定阈值后呈高阻态,使所述热源设备所在的主回路呈断路状态。
12、进一步地,当所述正温度系数热敏电阻cptc1接收到的温度降低至预定阈值以下时,所述自恢复过温保护电路的工作状态包括:所述12v外部电源经所述可变电阻器rp1、正温度系数热敏电阻cptc1到地形成回路产生电流,所述正温度系数热敏电阻cptc1的分压电压减小,无法驱动三极管q1导通,q1处于截止状态,使得主回路经保护电路的对地回路断开,保险丝f1的温度降低后恢复到低阻态,所述热源设备所在的主回路恢复正常通电状态。
13、本发明的优点和有益效果在于:
14、本发明实施例提供的自恢复过温保护电路,设置分压驱动电路和保护电路。其中,分压驱动电路根据需要保护的电池、开关等热源设备的温度变化生成电压变化,驱动保护电路的接通和切断;所述热源设备的温度高于预定阈值时,分压增大,驱动保护电路接通,使得设备所在的主回路对地短路,短路电流流经保护电路中的电热丝r2,r2对保险丝f1进行加热,f1的温度达到预定阈值后呈高阻态,使所述热源设备所在的主回路呈断路状态,从而实现对所述热源设备的过温保护功能。本发明利用热敏电阻特性生成电压变化信号,来驱动三极管导通,加热自恢复保险丝使其呈高阻态,是一个结构简单、反应迅速、安全可靠且适应性强的独立硬件电路模块,可以有效防止电池、开关等热源设备因过热而损坏或引发安全事故。
1.一种自恢复过温保护电路,其特征在于,包括:分压驱动电路和保护电路,所述分压驱动电路根据热源设备的温度变化生成电压变化,用于驱动保护电路的接通和切断;所述保护电路用于控制设备所在主回路的接通和切断。
2.根据权利要求1所述的自恢复过温保护电路,其特征在于,所述分压驱动电路包括:正温度系数热敏电阻cptc1和可变电阻器rp1,其中,所述正温度系数热敏电阻cptc1的一端连接所述可变电阻器rp1的一端以及所述保护电路的输入端,所述正温度系数热敏电阻cptc1的另一端接地,所述可变电阻器rp1的另一端连接外部电源。
3.根据权利要求2所述的自恢复过温保护电路,其特征在于,所述正温度系数热敏电阻cptc1黏贴在热源设备上。
4.根据权利要求2所述的自恢复过温保护电路,其特征在于,所述外部电源的电压为12v。
5.根据权利要求1所述的自恢复过温保护电路,其特征在于,所述保护电路包括:自恢复保险丝f1、第二电阻r2、三极管q1以及第一电阻r1,其中,所述自恢复保险丝f1的两端连接在热源设备所在的主回路上,f1的右端连接所述第二电阻r2,r2的另一端连接三极管q1的集电极,所述三极管q1的基极连接所述分压驱动电路的输出端,所述三极管q1的发射极通过第一电阻r1连接所述正温度系数热敏电阻cptc1的另一端并接地。
6.根据权利要求5所述的自恢复过温保护电路,其特征在于,所述保险丝f1为自恢复保险丝。
7.根据权利要求1所述的自恢复过温保护电路,其特征在于,所述热源设备为电池或开关。