申请/专利权人：惠州三华工业有限公司

申请日：2018-12-29

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109802373B

主分类号：H02H9/02

分类号：H02H9/02;H02H7/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.06.18#实质审查的生效;2019.05.24#公开

摘要：本发明公开一种提高区分度的短路保护电路及短路保护系统，包括电压输出模块、电压取样模块及短路保护模块，电压取样模块的取样端与电压输出模块电连接，电压取样模块的输出端与短路保护模块的输入端电连接；电压取样模块包括滤波单元、稳压单元及第一开关单元，滤波单元的输入端与电压输出模块的输出端电连接，滤波单元的输入端分别与稳压单元和第一开关单元电连接，且稳压单元的输出端与第一开关单元的输入控制端电连接，第一开关单元的输出端与短路保护模块电连接。本发明提供一种既可以提高电源输出模块的带载能力又可以实现正常的短路保护功能的提高区分度的短路保护电路及短路保护系统。

主权项：1.一种提高区分度的短路保护电路，其特征在于，包括：电压输出模块、电压取样模块及短路保护模块，所述电压取样模块的取样端与所述电压输出模块电连接，所述电压取样模块的输出端与所述短路保护模块的输入端电连接；所述电压取样模块包括滤波单元、稳压单元及第一开关单元，所述滤波单元的输入端与所述电压输出模块的输出端电连接，所述滤波单元的输入端分别与所述稳压单元和所述第一开关单元所述电连接，且所述稳压单元的输出端与所述第一开关单元的输入控制端电连接，所述第一开关单元的输出端与所述短路保护模块电连接；所述滤波单元包括电容C110，所述电容C110的第一端与所述电压输出模块电连接，所述电容C110的第二端与所述第一开关单元电连接；所述稳压单元包括稳压二极管D100，所述稳压二极管D100的阴极与所述电容C110的第二端电连接，所述稳压二极管D100的阳极接地；所述第一开关单元包括三极管Q100，所述三极管Q100的基极与所述电容C110的第二端电连接，所述三极管Q100的集电极与所述短路保护模块的输入端电连接。

全文数据：提高区分度的短路保护电路及短路保护系统技术领域本发明涉及电源电路领域，特别是涉及一种提高区分度的短路保护电路及短路保护系统。背景技术短路保护电路是对供电系统中不等电位的导体在电气上短接产生的短路故障进行的保护。实施短路保护最简单的一种办法是装设熔断器，其次是利用电流突然增大和电压突然下降的电流电压继电保护，具体的可分为有时限定时限或反时限的过电流保护、无时限或有时限的过流速断保护、三段式过流保护电流电压连锁有时限过流或速断保护等。中国煤矿井下最常用的是由电磁式继电器组成的无时限断短路保护装置，如馈电开关中采用的直接动作一次式保护装置，高压配电装置中采用的直接动作二次保护装置及间接动作二次式保护装。然而，在传统的电源输出模块中，当电源输出模块的输出端负载只要一出现过载的情况，就会使得电源系统启动保护操作，从而会使得电源输出模块停止工作，而当电源输出模块出现短路的时候，又要保证电源输出模块可以实现短路保护功能，因此，如何既可以提高电源输出模块的带载能力又可以实现正常的短路保护功能是本领域技术人员需要考虑的问题。发明内容本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种既可以提高电源输出模块的带载能力又可以实现正常的短路保护功能的提高区分度的短路保护电路及短路保护系统。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提高区分度的短路保护电路，包括：电压输出模块、电压取样模块及短路保护模块，所述电压取样模块的取样端与所述电压输出模块电连接，所述电压取样模块的输出端与所述短路保护模块的输入端电连接；所述电压取样模块包括滤波单元、稳压单元及第一开关单元，所述滤波单元的输入端与所述电压输出模块的输出端电连接，所述滤波单元的输入端分别与所述稳压单元和所述第一开关单元所述电连接，且所述稳压单元的输出端与所述第一开关单元的输入控制端电连接，所述第一开关单元的输出端与所述短路保护模块电连接。在其中一个实施例中，所述滤波单元包括电容C110，所述电容C110的第一端与所述电压输出模块电连接，所述电容C110的第二端与所述第一开关单元电连接。在其中一个实施例中，所述稳压单元包括稳压二极管D100，所述稳压二极管D100的阴极与所述电容C110的第二端电连接，所述稳压二极管D100的阳极接地。在其中一个实施例中，所述第一开关单元包括三极管Q100，所述三极管Q100的基极与所述电容C110的第二端电连接，所述三极管Q100的集电极与所述短路保护模块的输入端电连接。在其中一个实施例中，所述电压取样模块还包括分压单元，所述分压单元的输入端与所述滤波单元的输出端电连接，所述分压单元的输出端与所述第一开关单元的输入端电连接。在其中一个实施例中，所述分压单元包括电阻R117和电阻R118，所述电阻R117的第一端与所述滤波单元的输出端电连接，所述电阻R117的第二端分别与所述第一开关单元的输入端和所述电阻R118的第一端电连接，所述电阻R118的第二端接地。在其中一个实施例中，所述电压输出模块包括变压器单元及第二开关单元，所述变压器单元与所述第二开关单元电连接，所述第二开关单元与所述滤波单元电连接。在其中一个实施例中，所述变压器单元包括变压器初级T101A和变压器次级T101B，所述变压器初级T101A与所述变压器次级T101B电连接，所述变压器次级T101B还与所述滤波单元的输入端电连接。在其中一个实施例中，所述第二开关单元包括三极管Q101及电阻R115，所述三极管Q101的基极与所述变压器初级T101A的输出端电连接，所述三极管Q101的集电极与所述变压器次级T101B的输出端电连接，所述三极管Q101的发射极分别与所述电阻R115的第一端和所述短路保护模块的输入端电连接，所述电阻R115的第二端接地。一种提高区分度的短路保护系统，包括以上任意一项所述的短路保护电路。本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：本发明为一种提高区分度的短路保护电路及短路保护系统，通过设置滤波单元、稳压单元及第一开关单元，当输出端的输出正弦波振荡信号的时候，则可以正常导通第一开关单元，从而拉低短路保护模块的控制输入端，进而不进行短路保护；当输出端出现短路的时候，则会使得第一开关单元不导通，进而输出端的电压信号会驱动短路保护模块工作，进而实现电源输出模块的短路保护功能。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本发明一实施方式的提高区分度的短路保护电路的功能模块图；图2为图1所示的电压取样模块的功能模块图；图3为图1所示的短路保护电路的电路图；图4为本发明一实施方式的提高区分度的短路保护系统的电路图。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，一种提高区分度的短路保护电路，包括：电压输出模块100、电压取样模块200及短路保护模块300，所述电压取样模块的取样端与所述电压输出模块电连接，所述电压取样模块的输出端与所述短路保护模块的输入端电连接。需要说明的是，所述电压输出模块100用于输出正弦波振荡电压信号，并且电压输出模块100还电连接了外部的负载，所述电压取样模块200用于实现电压取样，也就是对电压输出模块100的正弦波振荡信号进行取样，所述短路保护模块300用于实现电源输出模块的短路保护，保护与电压输出模块100连接的负载不受损坏，提高电源输出模块的保护能力和提高电源模块的可靠性。请参阅图2，所述电压取样模块200包括滤波单元210、稳压单元220及第一开关单元230，所述滤波单元的输入端与所述电压输出模块的输出端电连接，所述滤波单元的输入端分别与所述稳压单元和所述第一开关单元所述电连接，且所述稳压单元的输出端与所述第一开关单元的输入控制端电连接，所述第一开关单元的输出端与所述短路保护模块电连接。需要说明的是，所述滤波单元210用于起到通交流阻直流作用，并用于取样电压输出模块100的正弦波振荡信号；所述稳压单元220用于实现稳定的电压输入至第一开关单元230中；所述第一开关单元230用于实现短路保护的启动或关断。如此，当输出端的输出正弦波振荡信号的时候，则可以正常导通第一开关单元，从而拉低短路保护模块的控制输入端，进而不进行短路保护；当输出端出现短路的时候，则会使得第一开关单元不导通，进而输出端的电压信号会驱动短路保护模块工作，进而实现电源输出模块的短路保护功能。请再次参阅图2，所述电压取样模块200还包括分压单元240，所述分压单元240的输入端与所述滤波单元的输出端电连接，所述分压单元的输出端与所述第一开关单元的输入端电连接。需要说明的是，所述分压单元240用于实现对输入电压的分压作用。请参阅图3，所述滤波单元包括电容C110，所述电容C110的第一端与所述电压输出模块电连接，所述电容C110的第二端与所述第一开关单元电连接。所述第一开关单元包括三极管Q100，所述三极管Q100的基极与所述电容C110的第二端电连接，所述三极管Q100的集电极与所述短路保护模块的输入端电连接。电压输出模块100的输出端具有一个正弦波振荡信号，通过设置该短路保护电路可以检测输出端的正弦波振荡信号，具体地，当输出端满载的时候，电压输出模块100的输出端是具有正弦波振荡的，电容C110是通交流隔直流的，所以正弦波振荡的交流信号通过电容C110导通三极管Q100，从而拉低U100A的同相输入端，即拉低短路保护模块的控制输入端，进而不进行短路保护；当输出端短路的时候，电压输出模块100的输出端是完全停止振荡，即输出一个直流信号至电容C110中，由于所述电容C110具有通交流隔直流的特性，从而直流信号不经过电容C110，也就是不导通三极管Q100，从而可以使得拉高U100A的同相输入端，即拉高短路保护模块的控制输入端，进而实现电源输出模块的短路保护功能。请参阅图3，所述稳压单元包括稳压二极管D100，所述稳压二极管D100的阴极与所述电容C110的第二端电连接，所述稳压二极管D100的阳极接地。如此，可以稳定输入至三极管Q100中的电压，保证三极管Q100可以正常的工作，提高三极管Q100的稳定性。请参阅图3，所述分压单元包括电阻R117和电阻R118，所述电阻R117的第一端与所述滤波单元的输出端电连接，所述电阻R117的第二端分别与所述第一开关单元的输入端和所述电阻R118的第一端电连接，所述电阻R118的第二端接地。如此，通过设置电阻R117和电阻R118，可以起到分压的作用，同时还可以进一步稳定输入至三极管Q100中的电压，提高三极管Q100工作时的稳定性。需要说明的是，所述电压输出模块包括变压器单元及第二开关单元，所述变压器单元与所述第二开关单元电连接，所述第二开关单元与所述滤波单元电连接。所述变压器单元用于输出正弦波振荡电压信号；所述第二开关单元用于直接连接短路保护模块，可以实现短路保护功能。请参阅图4，所述变压器单元包括变压器初级T101A和变压器次级T101B，所述变压器初级T101A与所述变压器次级T101B电连接，所述变压器次级T101B还与所述滤波单元的输入端电连接。请再次参阅图4，所述第二开关单元包括三极管Q101及电阻R115，所述三极管Q101的基极与所述变压器初级T101A的输出端电连接，所述三极管Q101的集电极与所述变压器次级T101B的输出端电连接，所述三极管Q101的发射极分别与所述电阻R115的第一端和所述短路保护模块的输入端电连接，所述电阻R115的第二端接地。如此，通过设置三极管Q101及电阻R115，可以使得变压器初级T101A输出端的电压输出至三极管Q101的基极，从而导通三极管Q101，然后从三极管Q101的发射极连接的短路保护模块的输入端被接入高电平，从而使得短路保护模块启动短路保护的功能。一种提高区分度的短路保护系统，包括短路保护电路、电压输入电路及负载输出电路，所述电压输入电路的输出端与所述短路保护电路的电压输出模块电连接，所述短路保护电路的输出端与所述负载输出电路电连接。本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：本发明为一种提高区分度的短路保护电路及短路保护系统，通过设置滤波单元、稳压单元及第一开关单元，当输出端的输出正弦波振荡信号的时候，则可以正常导通第一开关单元，从而拉低短路保护模块的控制输入端，进而不进行短路保护；当输出端出现短路的时候，则会使得第一开关单元不导通，进而输出端的电压信号会驱动短路保护模块工作，进而实现电源输出模块的短路保护功能。以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种提高区分度的短路保护电路，其特征在于，包括：电压输出模块、电压取样模块及短路保护模块，所述电压取样模块的取样端与所述电压输出模块电连接，所述电压取样模块的输出端与所述短路保护模块的输入端电连接；所述电压取样模块包括滤波单元、稳压单元及第一开关单元，所述滤波单元的输入端与所述电压输出模块的输出端电连接，所述滤波单元的输入端分别与所述稳压单元和所述第一开关单元所述电连接，且所述稳压单元的输出端与所述第一开关单元的输入控制端电连接，所述第一开关单元的输出端与所述短路保护模块电连接。2.根据权利要求1所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述滤波单元包括电容C110，所述电容C110的第一端与所述电压输出模块电连接，所述电容C110的第二端与所述第一开关单元电连接。3.根据权利要求2所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述稳压单元包括稳压二极管D100，所述稳压二极管D100的阴极与所述电容C110的第二端电连接，所述稳压二极管D100的阳极接地。4.根据权利要求2所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述第一开关单元包括三极管Q100，所述三极管Q100的基极与所述电容C110的第二端电连接，所述三极管Q100的集电极与所述短路保护模块的输入端电连接。5.根据权利要求1所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述电压取样模块还包括分压单元，所述分压单元的输入端与所述滤波单元的输出端电连接，所述分压单元的输出端与所述第一开关单元的输入端电连接。6.根据权利要求5所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述分压单元包括电阻R117和电阻R118，所述电阻R117的第一端与所述滤波单元的输出端电连接，所述电阻R117的第二端分别与所述第一开关单元的输入端和所述电阻R118的第一端电连接，所述电阻R118的第二端接地。7.根据权利要求1所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述电压输出模块包括变压器单元及第二开关单元，所述变压器单元与所述第二开关单元电连接，所述第二开关单元与所述滤波单元电连接。8.根据权利要求7所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述变压器单元包括变压器初级T101A和变压器次级T101B，所述变压器初级T101A与所述变压器次级T101B电连接，所述变压器次级T101B还与所述滤波单元的输入端电连接。9.根据权利要求8所述的提高区分度的短路保护电路，其特征在于，所述第二开关单元包括三极管Q101及电阻R115，所述三极管Q101的基极与所述变压器初级T101A的输出端电连接，所述三极管Q101的集电极与所述变压器次级T101B的输出端电连接，所述三极管Q101的发射极分别与所述电阻R115的第一端和所述短路保护模块的输入端电连接，所述电阻R115的第二端接地。10.一种提高区分度的短路保护系统，其特征在于，包括权利要求1～9中任意一项所述的短路保护电路。

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