[发明专利]一种直流大电流短路保护电路及方法

说明书

本发明公开了一种直流大电流短路保护电路及方法，包括霍尔效应电流传感器U1、阻抗匹配电路、分压取样电路和冷却控制电路；霍尔效应电流传感器U1的IP+端连接有电源正端001，IP‑端连接有电源地端002；阻抗匹配电路输入端与与霍尔效应电流传感器U1输出端连接，输出端与分压取样电路输入端连接；分压取样电路输出端与冷却控制电路输入端连接；冷却控制电路输出端与电路输出端003连接；避免了使用体积大、寿命短的熔断器，或使用大功率采样电阻在大电流环境下带来输出电压下降和产生巨额热损，同时解决了供电开关频繁通断以至容易烧毁的问题，达到大电流保护的目的。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，涉及一种直流大电流短路保护电路及方法。

背景技术

在大电流直流供配电电路中，为了提高其可靠性，需要设计合理的保护电路。短路保护是其中之一，在电路发生过流、短路时，实现对电源和负载的保护。短路保护的原理是通过电流检测电路，检测通路电流，与设定的阈值进行比较，控制供电通路的通断。当出现短路时，封锁驱动信号，切断供电通路，实现保护。

现有直流大电流短路保护有三种方式：熔断器、采样电阻和霍尔效应电流传感器。熔断器的优点是使用简单，缺点是体积大、使用寿命短；采样电阻在大电流情况下，由于电阻两端的电压与通过的电流成正比，通过采样电阻的功率与电流的平方成正比，所以采样电阻上产生较大压降，降低供电质量，同时采样电阻还会消耗巨额热损，影响供电通路的安全性；霍尔电流传感器不会产生以上问题，但是单纯采用霍尔电流传感器的缺点是如果短路现象频繁出现，会出现功率开关管频繁开通、关断，产生热积累，容易造成损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种直流大电流短路保护电路及方法，避免了使用体积大、寿命短的熔断器，或使用大功率采样电阻在大电流环境下带来输出电压下降和产生巨额热损，同时解决了供电开关频繁通断以至容易烧毁的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种直流大电流短路保护电路，包括霍尔效应电流传感器U1、阻抗匹配电路、分压取样电路和冷却控制电路；

霍尔效应电流传感器U1的IP+端连接有电源正端001，IP-端连接有电源地端002；阻抗匹配电路输入端与与霍尔效应电流传感器U1输出端连接，输出端与分压取样电路输入端连接；分压取样电路输出端与冷却控制电路输入端连接；

冷却控制电路包括电阻R4、电阻R5、比较器am1和电容C5；电源分别连接电阻R4的一端、电阻R5的一端、比较器am1的V+端和电容C5的一端，电容C5的另一端接地；电阻R4另一端分别依次连接比较器am1的负输入端、NPN三极管T1的集电极和电容C3的一端，电容C3的另一端依次分别连接地和NPN三极管T1的发射极，NPN三极管T1的基极串联电阻R8后连接电路输出端003，电容C3的另一端还与分压采样电路连接；电阻R5另一端分别依次连接比较器am1的正输入端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端依次分别连接比较器am2的正输入端和电阻R7的一端，电阻R7的另一端与电容C3的另一端连接，比较器am2的负输入端接收分压取样电路的采样电压值，比较器am2的V+端分别连电源和电容C6的一端，电容C6的另一端接地；

冷却控制电路还包括与非门D1、与非门D2和非门D3，与非门D1的一个输入端与比较器am1的输出端相连，另一个输入端与与非门D2的输出端连接；与非门D1输出端接到与非门D2的一个输入端；与非门D2的一个输入端与比较器am2的输出端相连，另一个输入端与与非门D1的输出端连接；与非门D2输出端接到与非门D1的一个输入端和非门D3的输入端，非门D3的输出端接到电路输出端003。