一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路及方法技术

本发明专利技术公开一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路及方法，该电路针对电源负载侧短路或欠压故障时电源自动切断供电回路的电路实现对电源负载侧电路的保护，该电路包括滞回比较电路、隔离控制电路和继电器控制电路。本发明专利技术采用滞回比较电路对两个电压进行硬件实时比较判断，通过比较结果硬件实时控制继电器动作，从而切断电源回路保护测试电源及回路负载，当电源负载侧异常故障解除并能自动恢复电源正常测试供电。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路及方法
本专利技术属于电源测试
，具体涉及一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路及方法。
技术介绍
矿用电源测试时电源负载需根据检测要求进行负载短路/欠压等动作，为了保护被测电源以及人员安全，故通过此电路实现矿用电源负载侧短路/欠压检测保护，以达到检测检验要求。矿用电源测试时，针对负载短路或欠压动作时，一般情况是靠被测电源自身的保护来实现，可能存在的问题：一是被测电源反复短路导致的安全问题和检测效率的低下。二是被测电源检测不连续的问题，影响测试精度。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路及方法，用于针对矿用电源测试过程中出现异常情况电源可自动检测和切断电源回路的方法。为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，包括依次连接的滞回比较电路、隔离控制电路和继电器控制电路；所述滞回比较电路能实时监测矿用电源电压的变化，并输出控制电信号，控制电信号激发隔离控制电路开始工作，进而使继电器控制电路导通，使继电器控制电路中的线包得电后，其开关同时动作，实现电路启停的保护；若滞回比较电路监测到矿用电源输出电压大于基准电压，则隔离控制电路和继电器控制电路导通，检测为负载正常；若滞回比较电路监测到矿用电源输出电压小于基准电压，则检测为负载欠压，隔离控制电路和继电器控制电路截止，从而控制开关断开，切断矿用电压与负载，保护负载；若矿用电压输入和输出端压差为0，则检测为短路，从而控制开关断开，切断矿用电压与负载，保护负载。本专利技术还包括以下
技术实现思路
：具体的，包括依次连接的滞回比较电路、隔离控制电路和继电器控制电路；所述滞回比较电路包括R1、R2、R3、R4、R5、R6、运放U1和三极管Q1；所述R1一端连接矿用电源正极，R1另一端分别连接运放U1的输入端(+)和R2的一端，R2的另一端连接矿用电源负极，R3的一端连接基准电压，R3的另一端分别连接运放U1的输入端(-)和R4的一端，R4的另一端分别连接R5的一端和三极管Q1的C极，R5的另一端连接矿用电源负极，三极管Q1的E极连接矿用电源负极，三极管Q1的B极连接R6的一端，R6的另一端连接运放U1的输出端；所述隔离控制电路包括R7、R8、三极管Q2、三极管Q3和光耦U2；所述R7一端连接矿用电源正极，R7的另一端分别连接三极管Q2的C极和三极管Q3的B极，三极管Q2的B极连接所述R6，三极管Q2的E极连接矿用电源负极，三极管Q3的E极连接矿用电源负极，三极管Q3的C极连接光耦U2的第二输入端，R8的一端连接矿用电源正极，R8的另一端连接光耦U2的第一输入端端；所述继电器控制电路包括R9、R10、三极管Q4和继电器；所述R9一端连接隔离供电电源正极，R9另一端分别连接光耦U2的第一输出端和三极管Q4的C极，光耦U2的第二输出端分别连接R10一端和三极管Q4的B极，R10的另一端连接隔离供电电源负极，三极管Q4的E极连接继电器，且继电器连接负载。具体的，所述矿用电源的正极输出端口为V1，负极输出接口为GND1，矿用电源正常输出电压为24V；所述隔离供电电源正极输出端口为V2，负极输出接口为GND2，隔离供电电源为所述光耦U2的输出端以及三极管Q4供电；所述基准电压是由参考电路输出的稳压电压Vref且为2.5V。具体的，所述继电器的线圈一端连接三极管Q4的E极，继电器的线圈另一端连接隔离供电电源负极；继电器的开关K1一端连接矿用电源正极和矿用电源负极，继电器的开关K1另外一端连接负载。具体的，当运放U1的输入端(+)的输入电压大于输入端(-)的输入电压时，判定为负载正常，三极管Q1导通，则三极管Q2导通，进而隔离控制电路中的三极管Q3、光耦U2导通，从而继电器控制电路中的三极管Q4导通，使继电器K1吸合，矿用电源输出到负载，负载接通电源。具体的，当运放U1的输入端(+)的输入电压小于输入端(-)的输入电压时，判定为负载欠压，三极管Q1截止，则三极管Q2截止，进而隔离控制电路中的三极管Q3、光耦U2截止，从而继电器控制电路中的三极管Q4截止，使继电器K1断开，矿用电源与负载切断。具体的，负载短路时，矿用电源的正极输出端口V1和负极输出接口GND1压差为0，继电器K1断开，电源与负载回路切断。一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护方法，该方法通过所述的电路实现，当负载短路或负载欠压时，矿用电源电压瞬间下降，整个电路执行三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3截止，光耦U2截止，继电器控制常开，负载回路主动断开，达到切断和保护负载侧电路。具体的，包括以下步骤：步骤一，负载正常时，运放U1的输入端(+)的输入电压为V1*R2/(R1+R2)，其中V1为矿用电源正常输出电压，运放U1的输入端(-)的输入电压为Vref*(R4+R5)/(R3+R4+R5)，其中，Vref为参考电路输出稳压电压2.5V；比较可知，运放U1的输入端(+)的输入电压大于输入端(-)的输入电压，三极管Q1导通，则三极管Q2导通，进而隔离控制电路中的三极管Q3、光耦U2导通，从而继电器控制电路中的三极管Q4导通，使继电器K1吸合，矿用电源输出到负载，负载接通电源；步骤二，A，负载欠压时，矿用电源V1输出小于22V，运放U1的输入端(+)的输入电压小于V1*R2/(R1+R2)；参考电路输出稳压电压Vref，运放U1的输入端(-)的输入电压为Vref*R4/(R3+R4)；比较可知，运放U1的输入端(+)的输入电压小于输入端(-)的输入电压，三极管Q1截止，则三极管Q2截止，进而隔离控制电路中的三极管Q3、光耦U2截止，从而继电器控制电路中的三极管Q4截止，使继电器K1断开，矿用电源与负载切断；B，负载短路时，矿用电源的正极输出端口V1和负极输出接口GND1压差为0，继电器K1断开，电源与负载回路切断；步骤三，恢复电压时，矿用电源V1输出大于23V，运放U1的输入端(+)的输入电压大于V1*R2/(R1+R2)；参考电路输出稳压电压Vref，运放U1的输入端(-)的输入电压为Vref*R4/(R3+R4+R5)；比较可知，运放U1的输入端(+)的输入电压大于输入端(-)的输入电压，三极管Q1导通，则三极管Q2导通，进而隔离控制电路中的三极管Q3、光耦U2导通，从而继电器控制电路中的三极管Q4导通，使继电器K1吸合，矿用电源输出到负载，负载接通电源。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：本专利技术采用滞回比较电路对运放U1两个输入端的电压进行硬件实时比较判断，通过比较结果硬件实时控制继电器动作，从而切断电源回路保护测试电源及回路负载，当电源负载侧异常故障解除并能自动恢复电源正常测试供电。本专利技术滞回比较电路通过实时监测矿用电源输出电压的变化，通过比较器判断结果，根据判定结果实时给出控制电信号，确保数据输出的可靠性和稳定性。...

【技术保护点】
1.一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，其特征在于，包括依次连接的滞回比较电路、隔离控制电路和继电器控制电路；/n所述滞回比较电路能实时监测矿用电源电压的变化，并输出控制电信号，控制电信号激发隔离控制电路开始工作，进而使继电器控制电路导通，使继电器控制电路中的线包得电后，其开关同时动作，实现电路启停的保护；/n若滞回比较电路监测到矿用电源输出电压大于基准电压，则隔离控制电路和继电器控制电路导通，检测为负载正常；若滞回比较电路监测到矿用电源输出电压小于基准电压，则检测为负载欠压，隔离控制电路和继电器控制电路截止，从而控制开关断开，切断矿用电压与负载，保护负载；若矿用电压输入和输出端压差为0，则检测为短路，从而控制开关断开，切断矿用电压与负载，保护负载。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，其特征在于，包括依次连接的滞回比较电路、隔离控制电路和继电器控制电路；
所述滞回比较电路能实时监测矿用电源电压的变化，并输出控制电信号，控制电信号激发隔离控制电路开始工作，进而使继电器控制电路导通，使继电器控制电路中的线包得电后，其开关同时动作，实现电路启停的保护；
若滞回比较电路监测到矿用电源输出电压大于基准电压，则隔离控制电路和继电器控制电路导通，检测为负载正常；若滞回比较电路监测到矿用电源输出电压小于基准电压，则检测为负载欠压，隔离控制电路和继电器控制电路截止，从而控制开关断开，切断矿用电压与负载，保护负载；若矿用电压输入和输出端压差为0，则检测为短路，从而控制开关断开，切断矿用电压与负载，保护负载。


2.如权利要求1所述的矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，其特征在于，包括依次连接的滞回比较电路、隔离控制电路和继电器控制电路；
所述滞回比较电路包括R1、R2、R3、R4、R5、R6、运放U1和三极管Q1；所述R1一端连接矿用电源正极，R1另一端分别连接运放U1的输入端(+)和R2的一端，R2的另一端连接矿用电源负极，R3的一端连接基准电压，R3的另一端分别连接运放U1的输入端(-)和R4的一端，R4的另一端分别连接R5的一端和三极管Q1的C极，R5的另一端连接矿用电源负极，三极管Q1的E极连接矿用电源负极，三极管Q1的B极连接R6的一端，R6的另一端连接运放U1的输出端；
所述隔离控制电路包括R7、R8、三极管Q2、三极管Q3和光耦U2；所述R7一端连接矿用电源正极，R7的另一端分别连接三极管Q2的C极和三极管Q3的B极，三极管Q2的B极连接所述R6，三极管Q2的E极连接矿用电源负极，三极管Q3的E极连接矿用电源负极，三极管Q3的C极连接光耦U2的第二输入端，R8的一端连接矿用电源正极，R8的另一端连接光耦U2的第一输入端端；
所述继电器控制电路包括R9、R10、三极管Q4和继电器；所述R9一端连接隔离供电电源正极，R9另一端分别连接光耦U2的第一输出端和三极管Q4的C极，光耦U2的第二输出端分别连接R10一端和三极管Q4的B极，R10的另一端连接隔离供电电源负极，三极管Q4的E极连接继电器，且继电器连接负载。


3.如权利要求2所述的矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，其特征在于，所述矿用电源的正极输出端口为V1，负极输出接口为GND1，矿用电源正常输出电压为24V；
所述隔离供电电源正极输出端口为V2，负极输出接口为GND2，隔离供电电源为所述光耦U2的输出端以及三极管Q4供电；
所述基准电压是由参考电路输出的稳压电压Vref且为2.5V。


4.如权利要求2所述的矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，其特征在于，所述继电器的线圈一端连接三极管Q4的E极，继电器的线圈另一端连接隔离供电电源负极；继电器的开关K1一端连接矿用电源正极和矿用电源负极，继电器的开关K1另外一端连接负载。


5.如权利要求2所述的矿用电源负载侧短路/欠压检测保护电路，其特征在于，当运放U1的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛琴，谢文强，燕南飞，李渊，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61