[发明专利]12V直流电源短路过载保护装置

说明书

技术领域

本发明属于电子与电源技术领域，涉及一种12V直流电源短路过载保护装置。

背景技术

因用于过流保护的普通保险丝使用简单、价格低廉、适用范围宽而一直被广泛应用。但是，普通保险丝其过流反应比较迟钝，不能作为灵敏保护装置，而且普通保险丝一旦发生熔断，不一定能及时被发现。如果能用一个电子电路来代替并监测保险丝工作状态，一旦直流电源发生过载、过流时，它能通过状态指示帮助使用者或维修人员快速、直观地找到故障。因此，研究制作一种直流电源短路过载保护装置尤为必要。

本发明所述的12V直流电源短路过载保护装置具有直流电源短路保护、停电自锁、负荷过载保护功能(可设定过载电流大小)，从而确保12V直流电源的运行安全。

以下详细说明本发明所述的12V直流电源短路过载保护装置在制作过程中所涉及的核心技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：本发明所述的12V直流电源短路过载保护装置具有直流电源短路保护、停电自锁、负荷过载保护功能(可设定过载电流大小)，从而确保12V直流电源的运行安全。

电路的工作原理：12V直流电源短路过载保护装置接通12V直流电源，双色发光二极管发绿光，指示12V直流电源性能正常。

正常启动：按下按钮开关AN，NPN型三极管VT1基极经过限流电阻R2得到高电平，NPN型三极管VT1瞬间饱和导通，直流继电器J吸合，其常开触点J-1闭合，输出端(OUT)正常输出12V直流电压，三端双色发光二极管LED1～LED2发出橙色光。在直流继电器J吸合的同时，PNP型三极管VT2基极也被下拉为低电平，PNP型三极管VT2导通，此时NPN型三极管VT1保持导通，整个电路正常输出12V直流电压。

短路保护：12V直流电压被短路近似为零伏(实际上，只要造成NPN型三极管VT1基极电压低于O.7V时)，NPN型三极管VT1就退出饱和导通状态，直流继电器J线圈失电释放。

过载保护：由于用电器存在内阻，所以，在直流电源带上负荷时，会出现电压下降现象，负荷越大直流电压下降也越大。根据这种原理，电路由电阻R2和电位器RP组成了分压器，分压点电压＝W÷(R2+W)×VCC。所以，当直流电压一定时，如果电位器RP阻值越小则分压点的电压越低；电阻R2和电位器RP是定值，直流电压越低，同样分压点电压也越低。当分压点电压低于0.7V时，NPN型三极管VT1截止，直流继电器J释放，起到了限制负荷电流作用。

停电自锁：当直流电源停电再来电时，由于PNP型三极管VT2基极通过直流继电器J线圈处于高电平，所以PNP型三极管VT2截止，NPN型三极管VT1也截止，直流继电器J不吸合，使输出端(OUT)无直流电压输出。

电解电容C1的作用：电路未接电解电容C1时，在多次关断并再接通直流电源的瞬间，NPN型三极管VT1有时会出现误导通现象。这主要是干扰和PNP型三极管VT2可能存在微小漏电流造成的。利用电解电容两端电压不能突变的原理。在NPN型三极管VT1基极并接电解电容C1后，连续几十次关断或再接通直流电源，再未出现误导通现象。另外，电位器RP还起着在停电瞬间使电解电容C1快速放电的作用。避免直流电源在关、开时间极短的情况下，由于电解电容C1的作用而出现PNP型三极管VT2延迟误导通的现象。

技术方案：12V直流电源短路过载保护装置，它包括12V直流电源、短路过载保护及停电自锁电路、状态指示电路，其特征在于：

短路过载保护及停电自锁电路：它由NPN型三极管VT1、电解电容C1、直流继电器J、PNP型三极管VT2、电阻R2、线性电位器RP及按钮开关AN组成，NPN型三极管VT1基极接电解电容C1正极和PNP型三极管VT2集电极及按钮开关AN一端，NPN型三极管VT1发射极、电解电容C1负极和线性电位器RP另一端及其活动端接电路地GND，NPN型三极管VT1集电极接PNP型三极管VT2基极和直流继电器J线圈一端，直流继电器J线圈另一端接电路正极VCC，PNP型三极管VT2发射极接按钮开关AN另一端和电阻R2一端，电阻R2另一端接电路正极VCC；

12V直流电源的正极接电路正极VCC和直流继电器J常开触点J-1的动触点，直流继电器J常开触点J-1的静触点接12V直流电源正极输出端子VCC1，12V直流电源的负极与电路地GND相连。