[发明专利]一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法

说明书

本发明公开了一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法，该保护电路包括功率开关电路、电流检测电路、过流及短路判定电路、功率开关驱动电路、基准电压电路和振荡延时恢复电路；该设计方法包括：一、选择组成电流检测电路的合适参数；二、选择组成过流及短路判定电路的合适参数；步骤三、选择组成过流及短路判定电路并与电流检测电路连接；四、选择组成基准电压电路的合适参数；五、组成基准电压电路并与过流及短路判定电路连接；六、选择组成振荡延时恢复电路的合适参数；七、组成振荡延时恢复电路并与基准电压电路连接；八、连接自振荡打嗝式短路保护电路。本发明实现电路过流及短路保护，且能设定功率开关电路自动恢复时间。

技术领域

本发明属于过流及短路保护技术领域，具体是涉及一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法。

背景技术

随着我国工业生产安全性指标的不断提高，对电源的过压、过流、短路等保护功能的要求也随之提高。其中，具备过流保护功能对电源来讲至关重要，其不仅保护电源本身，防止因短路等原因造成的电流过大烧坏电源，而且也满足了特殊环境下的使用要求。随着煤炭行业的迅速发展，越来越多的电气设备被应用在煤矿井下，同时对电气设备的安全用电提出了更高的要求。电源作为电气设备的核心，其安全性能至关重要，必须满足防爆的要求，本质安全是最佳的防爆形式。以矿用本质安全电源为例，要有效抑制短路发生时的火花能量，保证火花热效应能量在安全阈值范围内，以确保不会引爆过流情况下的瓦斯(CO、CH4、S)等易爆炸气体，要达到保护煤矿环境的安全生产要求，则必须在电源的输出端增加限能保护电路。

申请号为201110451994.5的中国专利公开了一种低压大功率安全栅的自恢复截止型保护电路，较好地解决了低压大功率安全栅在出现过流或者短路时功率开关电路关断，使得输入电路停止输出电能给负载，实现低压大功率安全栅的过流或者短路保护，且功率开关驱动电路中设置振荡电路，能在功率开关电路关断后驱动功率开关电路重新自动恢复开通，使得输入电路输出电能给负载，实现了电路的自恢复，并且能在一定程度上抑制了故障火花能量的输出；但是，通过振荡电路不能设定功率开关电路自动恢复时间，使得功率开关电路无规律地关断和开通，当振荡电路振荡过快时可能会出现功率开关电路中增强型PMOS管未完全截止又被重新导通的现象，从而引起故障火花能量限制不彻底的问题；另外，电路的自恢复时间受输入电路电压的影响，不能按保护电路需要求进行设定，使得短路电路应用范围较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自振荡打嗝式短路保护电路及其设计方法，其电路结构简单，实现方便且成本低，实现电路的过流或者短路保护，且通过振荡延时恢复电路设定功率开关电路自动恢复时间，使得功率开关电路有规律地关断和开通，避免功率开关电路中增强型PMOS管未完全截止又被重新导通的现象，从而最大程度地限制故障火花能量的输出，可靠性高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自振荡打嗝式短路保护电路，包括连接在输入电路与负载之间且用于开通或关断输入电路向负载输出电能的功率开关电路、与功率开关电路相接且用于实时检测电路中电流大小的电流检测电路和与电流检测电路相接且判断电路过流或者短路的过流及短路判定电路，以及用于驱动功率开关电路开通或者关断的功率开关驱动电路和与输入电路相接且为过流及短路判定电路提供基准电压的基准电压电路，其特征在于：所述过流及短路判定电路与功率开关驱动电路之间接有振荡延时恢复电路，所述过流及短路判定电路的输出端接振荡延时恢复电路的输入端，所述振荡延时恢复电路的输出端接功率开关驱动电路的输入端，所述功率开关驱动电路与过流及短路判定电路相接，所述基准电压电路为振荡延时恢复电路提供基准电压；所述振荡延时恢复电路包括电阻R2和电容C2，所述电阻R2的一端与电容C2的一端相接，所述电阻R2的另一端接基准电压电路的基准电压输出端，所述电阻R2的一端与电容C2的一端的连接端为振荡延时恢复电路的输出端，所述电容C2的另一端为振荡延时恢复电路的输入端；