短路保护和负载识别电路小结.doc

短路保护和负载识别电路小结 -PYS短路保护和负载识别其本质其实是一样的，都是对电流的检测控制，其区别在于负载识别检测的是小电流，而短路保护的则是大电流。首先，对于电流的检测电路，首先是采样，一般有两种，一种是通过串联小电阻（一般是0.1欧）把电流转换成电压，然后再用放大器放大电压，如果电压过小，或者电路对电压的精度要求很高，可以采用仪表放大器，如果电压有可能会很高，就必须在放大前有一个限幅电路。经放大的的电压可以被AD采样让CPU进行数字信号处理，也可以直接进一个比较器，设定好阈值电压。另外一种是采用电流互感器检测电流，处理方法同电阻采样相同。1. 一个经典的负载识别电路该电路由稳压二极管产生5.1V电压供运放工作，场效应管与电阻组成恒流源，运放和晶体三极管构成电压跟随器，三极管的作用是进行电流放大。2. 短路保护电路短路保护可分为自锁式和自动恢复式，自锁式是指电路一旦被判为短路后，电路就会自动关闭，不再启动，除非再次上电，而自动回复式就算电路被判为短路，只要在一段时间内，短路故障被解决了，电路就会自动恢复到正常工作状态。其中自锁式保护可以用比较器的迟滞比较方式实现，后面会讲到。短路保护电路要注意的是，一定要避免短路保护影响整个系统的启动，设计前一定要设定短路保护电路开始启动延时电路，防止系统一上电启动就被误判为短路，特别是设计自锁短路保护电路是尤其要注意这一点，不然电路就会一上电就自锁了！下面来看几个典型的短路保护电路1. 电阻检测自锁式短路（过流）保护电路该电路采用的就是0.1欧过流取样电阻，采样的电压经过一个减法放大器（NE5532）放大，然后通过一个峰值检波电路，检出幅度电平，送给由LM393组成的电压比较器“+”端，“-”端设置为5.1V，由电阻和稳压管组成，比较器接成了迟滞比较方式，一旦过载，就可以锁定 。为了防止开机瞬间比较器自锁，增加了开机延时电路，由R11、C3、D2、D3组成。D2的作用是保证关机后C3上的电压能快速放掉，以保证再开机时C3的起始电压为零。2. 电流互感器检测自动恢复式过流保护电路 电流检测电路由一个电流互感器组成，然后整流，经过一个形滤波器，然后把检测到的电流送给控制器，控制器由光电耦合隔离器TIL113、集成电路555定时器等组成，555定时器构成了一个施密特反相器，并且电阻RT和电容CT组成一个简单的定时器电路，用以实现控制器关断及再次接通电路的间隔小时段。电位器RP、电阻R 组成一个放电及整定调节电路。V关断后，检测变换电路输出电流本应即刻变为零，但因形滤波器中电容存储电荷的作用，IO实际并不会即刻变为零而是渐变减小到零。设置RP、R 后可大大地加快IO减小到零的过程，以保证下次电路接通时IO能真正反应IL大小的实际情况。电位器RP、电阻R同时又是一个分流器电路，调节电位器RP可改变该支路电流的大小，这实际上相当于改变了控制器动作电流的临界值，这将为限电器电流整定的实际操作提供方便。3. 最后请出我的压轴电路-经典的晶体管自锁式短路保护电路该电路没有利用上述的电阻检测和互感器检测方式，而是一种独特的电位检测方式，利用了一个典型的晶体三极管锁存器电路。要说明它，先来看看晶体锁存器电路的原理。 首先刚上电时，VCC给通过回路R4，R5给电容C2充电，通过R3给C3充电，我们知道刚开始电容两端的电压为0V，随着电容充电电容两端的电压就会升高，从而两个三级管的基极电位会降低，当电位降低到一定时，三极管就会导通，假设当电容两端电压升到uo时，三极管导通，则导通时间为t=RC*In(u/u-u0)，计算得到Q3会先导通，一旦导通，Q2的基极电压就不可能降低了，也就是说Q2不能导通了，从而OUT锁定为1。如果某时，OUT输入了一个低电位，Q2就会导通从而使Q3截止，OUT端就会被锁定为0。注意：该电路由于我没有去寻找权威解释，所以上述解释全凭个人的理解，所以并不一定是正确的，只做参考！下面再顺便介绍一下两个用继电器做的特有意思的短路保护电路，全当好玩，电路原理很简单，自己分析！ 下面终于可以请出压轴电路了。上电：C2 两端电压不能突变，Q2基极电压由VCC开始下降，下降到Q2可以导通（BE结压降取0.7V），这个时间大概是0.12mS。但是同时Q1也在起到阻止Q2导通的作用，Q1导通的时间大概是：5.87mS也就是说 Q2在5.87mS后才会导通，但是同时C3在阻止Q3的导通，阻止时间是0.17mS。Q3在上电0。17MS后导通，负载得电，Q3 C极电压达到13.3左右，迫使Q2截至。Q1是起通电防保护电路误动作C1决定保护电路通电时保护电路的灵敏度,C1容量不能太大,Q1同样是为了保护电路的可靠性稳定性而设计的,Q1、R1、R2、C1、D1主要是在电源突变时起了很大的作用。短路时，Q3 C极