过流检测保护电路

目录

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英文摘要 (3)

1 过流保护电路的设计要求

2过流(多档)高速检测保护电路的设计原理

2.1：过流检测电路

2.2：过流检测电路的元器件细节分析

3：过流信号保护电路

3.1：74LS74芯片简介

3.2过流信号保护电路分析

3.3:未知元器件简介

4：结论

参考文献 (12)

附录 (14)

谢辞 (15)

综述 (16)

封底 (17)

内容摘要：

设计了通用过流（多档）高速检测保护电路，该电路具有结构简单、易于调整、保护得当且容易实现等特点。实验证明该电路可以广泛地应用于大功率电路工作中的过流保护，且响应速度快，系统调试方便，有实用价值。

关键词：过流保护;检测;

ABSTRACT

Design of a common over-current (multi-file) high-speed detection protection circuit, the circuit has a simple, easy to adjust, well protected and easy to realize. Experiments show that this circuit can be widely used in high power circuit overcurrent protection, and response speed, system commissioning accessible, practical value.

KEY WORDS

Overcurrent protection; detection

通用过流（多档）高速检测保护电路设计

1 过流保护电路的设计要求

设计过流(多档 )高速检测保护电路应满足以下要求:

1)过流保护电路首先要包含有检测输出电流的器件与模块,当输出电流IO达到

一定的数值时（及超过设定的最高电流），保护电路应被触发启动，对电路起过流保护。

2)当电路没有过流时,电子器械应能正常工作,过流保护电路应尽量不对电路产

生影响。

2过流(多档)高速检测保护电路的设计原理

本设计题为过流高速检测保护电路的设计,则可分为检测电路与保护电路两块来具体说明。本次设计为交流电的情况下发生，会出现正向电流与反向电流。交流电为正弦交流电。

检测电路检测的电流来源自主电路，电路中的C1与R1组成低通滤波器，起到高频滤波作用。R2起到分压降压作用，C2为一个积分小电容。LF353是集成运算放大器，双运算放大器。

则当正向出现过流时，二极管D1导通，二极管D2截止，则检测到正向过流信号，图中R9为为正向过流信号电路中的调节变阻器，可通过调节其大小，来实现多档检测的目的，从而确定正向过流的具体设定值。检测到的正向过流信号对于低电平有效。

当反向出现过流时,二极管D1截止,D2导通,则检测到正向过流信号,图中R10为反向过流信号电路中的调节变阻器,可通过调节它的大小,来实现多档检测的目的，从而确定反向过流的具体设定值。检测到的反向过流信号对于低电平有效。

2.1：过流检测电路

图1：过流检测电路

图1为过流检测电路，其作用为检测电路中的过流信号使其变成低电平的脉冲信号，从而使过流信号保护电路起到作用。以下假设主电路出现过流信号，过流信号经过过流检测保护电路。由电容C1与电阻R1组成的低通滤波器，使交流正弦信号滤除高频，通低频。过流信号经过R2，由集成运算放大器LF353与R4和C2等组成的积分电路。由图可知，假如流经的是正弦信号中的反向过流信号，那么在经过积分电路后出来的信号为正向过流信号，由于二极管D2的存在（二极管D2只能通过正向过流信号，由图中可知），所以二极管D2导通。如果经过由集成运算放大器LF353与R4和C2等组成的积分电路的是正向过流信号，那么出啦的信号问反向过流信号。由二极管D2的性质决定，反向过流信号在D2处截止，反向过流信号经过由电阻R6和LF353组成的积分电路，由于LF353的性质则出来的信号为正向过流信号，从而二极管D1导通。综上所述，当正向出现过流时，二极管D1导通，二极管D2截止，则检测到正向过流信号。当反向出现过流时,二极管D1截止,D2导通,则检测到正向过流信号。

当反向出现过流时，二极管D1截止,D2导通。过流信号经过电阻R13（电流在R13处形成压差，使下一步的运算放大器LM339能够运行，R13与LM339可以看成并联电路，在R1处可以通过检测压差来确定有过流信号通过），过流信号经过运算放大器LM339的处理，出来的为脉冲信号。由5V电压与电阻R11组成的电路是使没有过流时保持高电平。变阻器R10可通过调节其大小，来实现多档检测的目的，从而确定反向过流的具体设定值。变阻器R10所在接口与进LM339的信号接口形成比较，使出来的信号保持低电平，所以可以通过调节R10来起到多档的作用。

当正向出现过流时，二极管D2截止，过流信号经过LF353处理，出来的信号为正向过流信号，R8与上面R13作用相同，R9同R10，R12同R11。

2.2：过流检测电路的元器件细节分析

图2：低通滤波器

滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中无用频率，即抑制无用信号的电子装置。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数（moving average)所起的作用。低通滤波(Low-pass filter) 是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。

图3：积分电路

LF353输入放大级是由两只Ｐ沟道ＪＦＥＴ组成的共源极差分电路，并且用镜像恒流源做负载来提高增益；在输入差分放大级和主电压放大级之间是一个由射极跟随器构成的电流放大级，用来提高主电压放大级的输入阻抗和共源极差分电路的负载增益；主电压放大级是一个简单的单级共射极放大电路，为了保证放大器的稳定性，在主电压放大级的输出端到输入差分放大级的输出端加入了一个电容补偿网络，跟补偿电容并联的二极管保证单级共射极放大电路构成的主电压放大级不进入饱和状态工作；输出电流