一種快速切斷保護電路的製作方法

2023-05-27 19:20:46

一種快速切斷保護電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種快速切斷保護電路，包括限流電阻電壓檢測電路、電壓變化率檢測電路、單穩態觸發電路、與非門、延遲啟動電路和快速關斷電路，限流電阻兩端電壓輸入限流電阻電壓檢測電路，電壓變化率檢測電路檢測輸出端採樣電阻電壓，電壓變化率檢測電路輸出接單穩態觸發電路，單穩態觸發電路和限流電阻電壓檢測電路輸出接與非門兩輸入，與非門輸出接延遲啟動電路，延遲啟動電路輸出接快速關斷電路，快速關斷電路並聯在限流電阻上。能根據檢測限流電阻上電壓和輸出電壓變化來判斷，將限流電阻快速投入故障保護中，當故障解除後有能將電路快速恢復。
【專利說明】一種快速切斷保護電路【技術領域】[0001]本實用新型涉及一種電氣設備故障保護電路，特別涉及一種快速切斷保護電路。 【背景技術】[0002]傳統安全柵通過採用限流電阻或電晶體限制輸出電流的方式將提供給危險場所 的能量限制在安全水平以下，但這種方式使得正常工作時危險場所電氣設備獲得的電氣能 量過低，大大限制了電氣設備的功能。
【發明內容】
[0003]本實用新型是針對安全柵提供給危險場所的電氣能量過低的問題，提出一種快速 切斷保護電路，在正常工作時以最大功率輸出，當檢測到負載側故障時，快速切換成傳統安 全柵的限流器件，保證危險場所電氣安全。[0004]本實用新型的技術方案為:一種快速切斷保護電路，包括限流電阻電壓檢測電路、 電壓變化率檢測電路、單穩態觸發電路、與非門、延遲啟動電路和快速關斷電路，限流電阻 兩端電壓輸入限流電阻電壓檢測電路，電壓變化率檢測電路檢測輸出端採樣電阻電壓，電 壓變化率檢測電路輸出接單穩態觸發電路，單穩態觸發電路和限流電阻電壓檢測電路輸出 接與非門兩輸入，與非門輸出接延遲啟動電路，延遲啟動電路輸出接快速關斷電路，快速關 斷電路並聯在限流電阻上。[0005]本實用新型的有益效果在於:本實用新型快速切斷保護電路，能根據檢測限流電 阻上電壓和輸出電壓變化來判斷，將限流電阻快速投入故障保護中，當故障解除後有能將 電路快速恢復。【專利附圖】

【附圖說明】[0006]圖1為本實用新型快速切斷保護電路使用示意圖；[0007]圖2為本實用新型快速切斷保護電路結構框圖；[0008]圖3為本實用新型快速切斷保護電路圖。【具體實施方式】[0009]故障保護電路一般要求動作快速，如圖1所示快速切斷保護電路使用示意圖，負 載正常工作時該限流電阻被快速關斷電路短路，實現大功率輸出；通過檢測主迴路採樣電 阻電壓變化率判斷出負載故障，斷開快速關斷電路並重新接入限流電阻，從檢測到電壓變 化率到快速關斷不超過2μ s ;故障排除後，通過檢測限流電阻電壓及延時啟動電路重新導 通快速關斷電路，將限流電阻短路。[0010]如圖2所示快速切斷保護電路結構框圖，包括限流電阻電壓檢測電路、電壓變化 率檢測電路、單穩態觸發電路、與非門、延遲啟動電路和快速關斷電路，限流電阻兩端電壓 輸入限流電阻電壓檢測電路，電壓變化率檢測電路檢測輸出端採樣電阻電壓，電壓變化率檢測電路輸出接單穩態觸發電路，單穩態觸發電路和限流電阻電壓檢測電路輸出接與非門 兩輸入，與非門輸出接延遲啟動電路，延遲啟動電路輸出接快速關斷電路，快速關斷電路並 聯在限流電阻上。[0011]當快速關斷電路導通工作輸出最大功率時，負載側發生短路或開路故障時，電壓 變化率檢測電路檢測到採樣電阻Rs電壓變化率，通過單穩態觸發電路斷開快速關斷電路， 快速關斷電路與限流電阻Ro並聯，限流電阻Ro投入工作，從檢測到電壓變化率到快速關 斷不超過2 μ S，電路恢復到本安輸出狀態；負載故障排除後，快速關斷電路導通重新延遲啟動。[0012]如圖3所示快速切斷保護電路圖。限流電阻Ro，在正常啟動階段按先後順序工作: 首先MOS管Q5關閉，主迴路採用限流電阻Ro限流，所有電晶體截止，從觸發器U4的3腳輸 出的信號為高電平(穩態)，如檢測限流電阻Ro兩端電壓到達預先設定的閾值，則限流電阻 電壓檢測電路的輸出為高電平，與非門電路U5A的輸出為低電平，輸入電壓Vi通過電阻R6 對電容C3充電，電容電壓緩慢上升，電晶體Q2飽和導通，電晶體Q4飽和導通，MOS管Q5緩 慢開啟，限流電阻R12被短路，電路進入大功率輸出狀態。[0013]當負載側發生短路或開路故障時，微分電路檢測到採樣電阻Rs的電壓變化率，輸 出電壓與窗口比較器U2A、U2B的上下限閾值比較，超過設定閾值時U2A、U2B輸出切換。U2A、 U2B輸出的高電平連接至觸發器U4的2腳，使得U4的3腳輸出由高電平(穩態)轉為低電 平(暫態)，暫態時間由電阻R3和電容C2控制，該觸發器U4的輸出信號連接至與非門電路 U5A的I腳，與此同時，限流電阻Ro兩端電壓超過預先設定的閾值，限流電阻電壓檢測電路 的輸出為低電平，經過比較器U3A、U3B輸出該信號連接至與非門電路U5A的2腳，U5A的輸 出為高電平，從而電晶體Ql飽和導通，使得電容C3被短路放電，Q2斷開為下一次延時啟動 做準備。同時電晶體Q3飽和導通，將電晶體Q4的基極電位關斷，最後電晶體Q5被快速關 斷，限流電阻Ro重新接入電路主迴路。此後，單穩態觸發器U4的3腳電平在延時一段時間 後由低電平(暫態)恢復到高電平(穩態)，該信號連接至與非門電路U5A的I腳，此時若負載 側故障仍然存在，則限流電阻電壓監視電路輸出仍為低電平，與非門U5A輸出保持高電平， MOS管Q5保持關斷狀態；若負載側故障已經解決，則限流電阻電壓監視電路輸出轉為高電 平，與非門U5A輸出切換為低電平，電路重新進入延遲啟動階段，實現了故障排除後的自恢 復功能。
【權利要求】
1.一種快速切斷保護電路，其特徵在於，包括限流電阻電壓檢測電路、電壓變化率檢 測電路、單穩態觸發電路、與非門、延遲啟動電路和快速關斷電路，限流電阻兩端電壓輸入 限流電阻電壓檢測電路，電壓變化率檢測電路檢測輸出端採樣電阻電壓，電壓變化率檢測 電路輸出接單穩態觸發電路，單穩態觸發電路和限流電阻電壓檢測電路輸出接與非門兩輸 入，與非門輸出接延遲啟動電路，延遲啟動電路輸出接快速關斷電路，快速關斷電路並聯在 限流電阻上。
【文檔編號】H02H3/00GK203387152SQ201320425335
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月17日 優先權日:2013年7月17日
【發明者】徐建平, 黃詠委, 趙宏, 葛青 申請人:上海工業自動化儀表研究院, 上海儀器儀表自控系統檢驗測試所