[发明专利]一种直流电源输出保护电路

说明书

本发明公开一种直流电源输出保护电路，涉及模拟电路及数字电路应用领域。它包括稳压电路、电流输入采样电路、精密电位器电路、轨到轨比较器电路、D类触发器电路和输出控制电路，电流输入采样电路和输出控制电路依次连接在电源输入与电源输出之间；电源输入与稳压电路连接；电流输入采样电路与轨到轨比较器电路连接；精密电位器电路与轨到轨比较器电路连接；轨到轨比较器电路与D类触发器电路连接；D类触发器电路与输出控制电路连接。该电路实现了5‑32V供电，0‑5A高精度(1％以内)可调过流保护电流值的设置，响应速度快(最大8uS)，以及过流快速切断电路直到该测试仪器或设备下次重新上电等功能，且寿命和可靠性得到极大的提高。

技术领域

本发明涉及模拟电路及数字电路应用领域，尤其是一种直流电源输出保护电路，主要用于测试仪器或设备(电源输出)对被测产品(电源输入)供电的场所。

背景技术

在自动化生产或测试过程中，测试仪器或设备(电源输出)对被测产品(电源输入)供电时，会因为被测产品不良或短路致使负载电流过大，而导致测试仪器或设备的损坏。传统的控制继电器限流电路，过流保护后会产生反复开关动作，产生间断电流，寿命短，响应时间比较长(一般在10mS左右)。传统的自恢复保险丝电路，过流保护电流值不可调，过流保护后会产生持续电流，精度低且受环境温度影响大(一般在10％左右误差)，响应时间最长(一般在1S以上)。

发明内容

为解决被测产品因为不良或短路致使负载电流过大，而导致测试仪器或设备损坏的问题，本发明提供一种直流电源输出保护电路，实现过流保护电流值可调，过流后切断电路，且具有精度高，响应速度快，寿命长及可靠性高等特点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种直流电源输出保护电路，它包括稳压电路、电流输入采样电路、精密电位器电路、轨到轨比较器电路、D类触发器电路和输出控制电路，电流输入采样电路和输出控制电路依次连接在电源输入与电源输出之间；电源输入与稳压电路连接；电流输入采样电路与轨到轨比较器电路连接；精密电位器电路与轨到轨比较器电路连接；轨到轨比较器电路与D类触发器电路连接；D类触发器电路与输出控制电路连接；

稳压电路输出3.3V电压为测试仪器或设备供电；电流输入采样电路将输入的电流转换为电压并输出；精密电位器电路通过设定电压值来设定过流保护电流的值；轨到轨比较器电路将输入的电压与设定的电压值进行比较，并输出控制信号；D类触发器电路将输入的控制信号输出并锁存；输出控制电路通过输入的控制信号来控制MOSFET开关，并通过自恢复保险丝来保护测试仪器或设备。

进一步地，稳压电路包括稳压器U1、第三电阻R3、第九电阻R9、第一电容C1和第二电容C2，其中稳压器U1的型号为LM317L。

采用LM317L稳压器，其电压精度为0.1％，温飘范围为0.7％，输入电压范围为5-32V。

进一步地，0.1R/10W的电流输入采样电路包括十个并联的1R电阻，每个电阻均采用2512封装，精度均为1％，温飘均为20PPM。

采用十个1R电阻(要求为2512封装，1％精度，20PPM温飘)并联，保证总电阻精度为0.1％，在5A电流输出时，电流输入采样电路消耗功率为2.5W，使用了最大功率的1/4，可以确保电路的稳定性。

进一步地，精密电位器电路包括可变电阻R_ADJ1、第十五电阻R15和第五电容C5，其中可变电阻R_ADJ1的型号为3296系列。

进一步地，轨到轨比较器电路包括比较器U3、第十四电阻R14和第四电容C4，其中比较器U3的型号为MCP6546U。

采用MCP6546U比较器，其输入电压范围为-0.3V-+0.3V，最大输入失调电压为7mV，最大传输延时为8uS，可以保证测试仪器或设备得到mA级的电流精度及最大8uS的响应速度。