一种过压及欠压延时保护电路制造技术

本发明专利技术提供的一种过压及欠压延时保护电路，包括高压电压采集电路、电源转换电路、过压延时保护计算电路、欠压延时保护计算电路、保护状态自锁及解锁电路、驱动和状态输出电路构成。本发明专利技术通过过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路分别提供信号给保护状态自锁及解锁电路，具有两种灵活过欠压保护解锁方式，不需要电源断电使用解锁信号即可完成保护状态的解锁；自锁电路由模拟电路实现，对比数字电路实现的自锁电路，其状态可控且电路复杂性大大降低；电路均采用纯硬件实现，可完全替代处理器加嵌入式软件的反向延时过压控制方案，具有低成本，高可靠性特点，有效降低了过欠压检测及保护电路实现的硬件成本。压检测及保护电路实现的硬件成本。压检测及保护电路实现的硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种过压及欠压延时保护电路


[0001]本专利技术涉及一种过压及欠压延时保护电路。

技术介绍

[0002]目前在航空领域智能配电的背景下，对于机载电源品质要求越来越高，机载电源品质降低可能会导致后级配电装置、控制装置及负载性能出现下降，严重情况下会导致机上控制功能异常和失效。基于航空配电领域飞机外部电源供电特性的一般要求，机载配电装置通常应具备270V或28V直流电源品质检测功能，对机载直流电源进行电压监控，一旦出现过欠压立即开展反延时保护动作，对应的过压和欠压反延时保护曲线应满足跳闸时间区域的要求。过欠压延时保护电路除了可以实现过欠压反延时计时，一方面还可以在保护时刻驱动一些负载接触器/继电器来完成供电电源故障时的保护控制动作，另一方面可将保护状态离散量信号输出用于状态指示。当执行保护动作之后，过欠压延时保护电路维持此状态已实现自锁，直到复位操作后可解除自锁状态。如公开号为CN105470910B公开的一种延时保护及自动复位电路通过故障发生识别信号输出端输出故障发生识别信号至故障信号发生子电路；故障信号发生子电路在接收到故障发生识别信号后通过故障信号输出端输出故障信号至延时保护子电路；延时保护子电路接收故障信号，在故障信号有效时，延时预设的时间后通过保护信号输出端输出保护信号，并将保护信号输出至延时复位子电路，并在接收故障清除信号后清除所述故障信号；延时复位子电路接收保护信号，通过故障清除信号输出端延时输出故障清除信号。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种过压及欠压延时保护电路。
[0004]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0005]本专利技术提供的一种过压及欠压延时保护电路，包括高压电压采集电路，所述电压采集电路与高压电源线连接采集高压电源线路电压信号，并将电压信号分别输入到过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路，过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路分别根据电压信号中的的电压值模拟延时保护时间特性，当电压值处于欠压且欠压延时保护计算电路在欠过压计时满足其延时条件后输出故障状态给保护状态自锁及解锁电路，保护状态自锁及解锁电路将故障状态自锁定并将自锁状态输入到驱动和状态输出电路，驱动和状态输出电路根据自锁状态控制负载高边/低边驱动并将故障保护状态隔离输出。
[0006]所述高压电源线还与电源转换电路连接，电源转换电路为系统中的有源器件供电。
[0007]所述电源转换电路包括EMI滤波器U4，EMI滤波器U4输入端分别与瞬态抑制二极管D2和电容C3并联后接入高压电源线路，EMI滤波器U4的输出端分别与电容C5、二极管D6的正极连接，电容C5接地，二极管D6的负极与DC/DC转换器件U7连接，DC/DC转换器件U7的输出端分别输出+7V、+10V、+5V、
‑
7V电源，+10V电源通过电容C8接地，+5V电源和DC/DC转换器件U7
设有电压基准LDO U9，+5V电源通过电容C10接地。
[0008]所述高压电压采集电路包括运算放大器U18，运算放大器U18的输入端正极依次连接有电阻R15、电阻R14、电阻R13，电阻R13与二极管D6的负极连接，运算放大器U18还与电阻R16和电容C17并联，电阻R16和电容C17接地；运算放大器U18输出端分别与过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路连接。
[0009]所述过压延时保护计算电路包括运算放大器U25和运算放大器U33，运算放大器U25输入端负极与电阻R21连接，电阻R21和运算放大器U33的输入端负极与运算放大器U18的输出端连接；
[0010]运算放大器U25的输入端负极还与电阻R23连接，电阻R23与运算放大器U24的输出端连接，运算放大器U25的输出端与电阻R27连接，电阻R27分别与比较器U31的输入端负极和运算放大器U24的输入端正极连接，电阻R27还与电容C28、电阻R29、电阻R30并联，电容C28和电阻R29接地，电阻R30与三极管D36的集电极连接；
[0011]比较器U31的输入端正极与+5V电源连接，运算放大器U25和比较器U34的输入端正极分别与电阻R22和电阻R33连接，电阻R22和电阻R33接地，运算放大器U33的输入端正极还通过电阻与+5V电源连接，运算放大器U33的输出端通过电阻R35与+10V电源连接，还与三极管D36的基极连接，三极管D36的发射极接地。
[0012]所述过压延时保护计算电路的过压延时保护时间t
过压
的计算过程为：
[0013]求解得：
[0014][0015]式中：U为高压电压采集电路采集到的电压值，K为转换系数，C
28
为电容C28的值，R
29
为电阻R29的值，V为+5V基准电压，t
过压
为过压延时保护时间。
[0016]所述欠压延时保护计算电路包括比较器U41和运算放大器U48，运算放大器U48的输入端负极与电阻R46连接，电阻R46和比较器U41的正极与运算放大器U18的输出端连接；
[0017]比较器U41的输入端负极分别与电阻R39和电阻R40连接，电阻R39连接+5V电源，电阻R40接地，其输出端分别与电阻R42和电阻R43连接，电阻R42连接+10V电源，电阻R43与MOS管Q44的栅极连接；
[0018]运算放大器U48的输出端分别与电阻R47和电阻R49连接，电阻R47与其输入端负极连接，电阻R49与运算放大器U51的输入端负极连接，运算放大器U48的输出端正极接地；
[0019]运算放大器U51的输入端负极还分别与MOS管Q44的源极及电容C50连接，MOS管Q44的漏极与电阻R45连接，电阻R45和电容C50与运算放大器U51的输出端连接，运算放大器U51的输出端与比较器U52的输入端负极连接，运算放大器U51的输入端正极接地，比较器U52的输入端正极与+5V电源连接。
[0020]所述欠压延时保护计算电路的欠压延时保护的时间t
欠压
的计算过程为：
[0021][0022][0023]式中：U为高压电压采集电路采集到的电压值，K为电转换系数，C
50
为电容C50的值，R
49
为电阻R49的值，V为+5V基准电压，t
欠压
为欠压延时保护时间。
[0024]所述保护状态自锁及解锁电路包括数字隔离器U67，数字隔离器U67输入端与驱动和状态输出电路连接，数字隔离器U67的输出端分别与电阻R55及三极管D56的基极连接，电阻R55与三极管D56的发射极连接并接地，三极管D56的集电极与电阻R61连接，电阻R61与三极管D64的基极连接，三极管D64的发射极接地，三极管D64集电极与电阻R63及运输放大器U52的输出端连接，电阻R63的另一端分别连接电阻R60和电阻R62，电阻R62与+10V电源连接，电阻R60与三极管D57的基极连接，三极管D57的发射极与+10V电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过压及欠压延时保护电路，其特征在于：包括高压电压采集电路，所述电压采集电路与高压电源线连接采集高压电源线路电压信号，并将电压信号分别输入到过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路，过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路分别根据电压信号中的的电压值模拟延时保护时间特性，当电压值处于欠压且欠压延时保护计算电路在欠过压计时满足其延时条件后输出故障状态给保护状态自锁及解锁电路，保护状态自锁及解锁电路将故障状态自锁定并将自锁状态输入到驱动和状态输出电路，驱动和状态输出电路根据自锁状态控制负载高边/低边驱动并将故障保护状态隔离输出。2.如权利要求1所述的过压及欠压延时保护电路，其特征在于：所述高压电源线还与电源转换电路连接，电源转换电路为系统中的有源器件供电。3.如权利要求2所述的过压及欠压延时保护电路，其特征在于：所述电源转换电路包括EMI滤波器U4，EMI滤波器U4输入端分别与瞬态抑制二极管D2和电容C3并联后接入高压电源线路，EMI滤波器U4的输出端分别与电容C5、二极管D6的正极连接，电容C5接地，二极管D6的负极与DC/DC转换器件U7连接，DC/DC转换器件U7的输出端分别输出+7V、+10V、+5V、
‑
7V电源，+10V电源通过电容C8接地，+5V电源和DC/DC转换器件U7设有电压基准LDO U9，+5V电源通过电容C10接地。4.如权利要求1所述的过压及欠压延时保护电路，其特征在于：所述高压电压采集电路包括运算放大器U18，运算放大器U18的输入端正极依次连接有电阻R15、电阻R14、电阻R13，电阻R13与二极管D6的负极连接，运算放大器U18还与电阻R16和电容C17并联，电阻R16和电容C17接地；运算放大器U18输出端分别与过压延时保护计算电路和欠压延时保护计算电路连接。5.如权利要求1所述的过压及欠压延时保护电路，其特征在于：所述过压延时保护计算电路包括运算放大器U25和运算放大器U33，运算放大器U25输入端负极与电阻R21连接，电阻R21和运算放大器U33的输入端负极与运算放大器U18的输出端连接；运算放大器U25的输入端负极还与电阻R23连接，电阻R23与运算放大器U24的输出端连接，运算放大器U25的输出端与电阻R27连接，电阻R27分别与比较器U31的输入端负极和运算放大器U24的输入端正极连接，电阻R27还与电容C28、电阻R29、电阻R30并联，电容C28和电阻R29接地，电阻R30与三极管D36的集电极连接；比较器U31的输入端正极与+5V电源连接，运算放大器U25和比较器U34的输入端正极分别与电阻R22和电阻R33连接，电阻R22和电阻R33接地，运算放大器U33的输入端正极还通过电阻与+5V电源连接，运算放大器U33的输出端通过电阻R35与+10V电源连接，还与三极管D36的基极连接，三极管D36的发射极接地。6.如权利要求5所述的过压及欠压延时保护电路，其特征在于：所述过压延时保护计算电路的过压延时保护时间t
过压
的计算过程为：求解得：式中：U为高压电压采集电路采集到的电压值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许辉，王丹，杨钊，孙少楠，
申请(专利权)人：贵州天义电器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：