[发明专利]一种过流保护电路及过流保护装置

说明书

技术领域

本发明属于供电检测技术领域，具体地说，是涉及一种用于对流过供电线路中的电流进行检测并实现过流保护的电路结构设计以及采用这种过流保护电路设计的装置。

背景技术

在电子产品的设计开发过程中，保证系统工作的安全性和可靠性是所有工程师必须考虑的一个首要问题，也就是说，系统必须能够自动检测自身的各项运行参数，以防止过流、过压等偶然因素引发系统遭受不可逆的损害。对于一些在恶劣的户外环境下工作的电子产品，具有过流保护功能就显得尤为重要。因为户外的环境恶劣，各种不可预测的因素都有可能引起电源瞬间短路等现象，进而对电子产品造成不可逆转的损坏。

传统的过流保护电路使用的是充电管理芯片，在一些低成本的电子产品中使用的是低成本的电源管理芯片，而低成本的电源管理芯片没有过流监测的功能，因此搭建一套成本低廉、参数可调的过流监测电路就显得尤为重要。传统低成本的电流监测方法主要采用电流电压转换方式，采用运算放大器将采集到的电流转换为电压信号，然后对电压信号进行AD采样，继而推算出电流的大小。这种方法虽然可以实时监测线路中流过的电流大小，但是在发生过流故障时，系统不能做出快速反应。因为AD转换器完成一次电流采样是需要一段比较长的时间的。很多情况下，系统检测到过流后，还没来得急切断供电线路，后级的用电电路已经发生了不可逆转的损坏。因此，传统的电流监测方法并不能达到理想的过流保护效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过流保护电路，以处理器中断控制为基础，配合硬件检测电路，实现了在系统发生过流故障时，保护动作的迅速响应。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种过流保护电路，设置有开关管、电阻分压网络、采样电阻和处理器；所述采样电阻串联在用电负载的负极连通地线或者电源负极的供电线路中；所述电阻分压网络的一端连接直流电源，另一端连接采样电阻与用电负载连通的一侧，电阻分压网络的分压节点连接开关管的控制极，开关管的开关通路一端接地，另一端连接处理器的中断接口；配置所述采样电阻和电阻分压网络中分压电阻的阻值，使流过所述供电线路的电流在低于设定的安全阈值时，所述分压节点处的电压小于所述开关管的导通压降，仅在流过所述供电线路的电流大于等于所述安全阈值时，使所述分压节点处的电压大于等于所述开关管的导通压降，控制开关管导通，触发处理器进入中断，以输出控制信号切断用电负载的供电回路，对用电负载进行过流保护。

进一步的，所述采样电阻的一端连接地线或者电源的负极，另一端连接所述的电阻分压网络。为了尽量降低系统功耗，所述采样电阻的阻值应小于1Ω。

为了提高所述过流保护电路工作的可靠性，优选将所述处理器的中断接口通过上拉电阻连接所述的直流电源，在供电电流安全时，将处理器的所述中断接口稳定地上拉至一个高电位，以防止由于误触发而导致电路错误地执行了保护动作，影响用电负载的正常用电。

作为所述开关管的一种优选实施例，所述开关管可以选用一颗NPN型三极管，所述三极管的基极连接所述电阻分压网络的分压节点，发射极接地，集电极连接所述处理器的中断接口，并通过所述的上拉电阻连接直流电源。

作为所述开关管的另外一种优选实施例，所述开关管可以选用一颗N沟道MOS管，所述MOS管的栅极连接所述电阻分压网络的分压节点，源极接地，漏极连接所述处理器的中断接口，并通过所述的上拉电阻连接直流电源。

为了在系统发生过流故障时，能够有效地控制用电负载断电，本发明设计所述处理器在进入中断后，输出控制信号控制一开关动作，通过所述开关切断所述用电负载的供电回路，以实现对用电负载的过流保护。

进一步的，所述开关的开关通路串联在所述用电负载的负极与所述的采样电阻之间，所述开关的控制极接收处理器输出的所述控制信号。

作为所述开关的一种优选实施例，所述开关可以选用一颗N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极接收所述处理器输出的控制信号，漏极连接所述用电负载的负极，源极连接所述的采样电阻；在所述N沟道MOS管的栅极与源极之间跨接有配置电阻。

作为所述开关的另外一种优选实施例，所述开关可以选用一颗单向可控硅，所述可控硅的触发极接收所述处理器输出的控制信号，阳极连接所述用电负载的负极，阴极连接所述的采样电阻。