一種直流電源短路保護電路制造技術

本申請公開一種直流電源短路保護電路，包括：前級直流電源、短路保護電路、N個開關電路和N個后級電源網絡；前級直流電源通過短路保護電路分別連接N個后級電源網絡，還通過N個開關電路分別連接N個后級電源網絡；短路保護電路還分別連接N個開關電路，用于控制N個后級電源網絡工作狀態。前級直流電源通過開關電路向對應的后級電源網絡供電之前，若短路保護電路檢測后級電源網絡出現短路時，控制開關電路與后級電源網絡之間通路斷開，使前級直流電源不能通過開關電路向后級電源網絡供電，達到對整個電源電路中元器件的保護，以及避免擊穿、異常的元器件上電過流發熱而可能引發的起火。

【技術實現步驟摘要】
一種直流電源短路保護電路
本申請涉及電子控制領域，尤其涉及一種直流電源短路保護電路。
技術介紹
通常安裝了元器件的印刷電路板(PrintedCircuitBoardAssembly，PCBA)產品做好后，需對PCBA上的電源進行一次性直流阻抗的測量，對直流阻抗的測量是為了檢測電子元器件是否出現異常擊穿的情況，當直流阻抗在所要求的范圍之內時，可保證PCBA產品的可靠性和安全性。當PCBA產品正式投入使用后，PCBA產品在使用過程中電子元器件(例如電容、二極管等)也可能出現異常擊穿的現象。對存在異常擊穿的元器件通電時產生的電流小于位于后級電源網絡之前的直流轉換器(DirectCurrent/DirectCurrent，DC/DC)輸出電流的最大值，以至于不能夠觸發保護機制、或者直流轉換器本身存在擊穿異常、以及沒有過流保護的直流供電設計，存在此類故障的電路板如果直接上電，將極易導致電源電路中元器件的損壞，以及因擊穿、異常的元器件上電過流發熱而可能引發起火。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本申請期望提供一種直流電源短路保護電路。本申請的技術方案是這樣實現的：本申請提供一種直流電源短路保護電路，包括：前級直流電源、短路保護電路、N個開關電路和N個后級電源網絡；其中，N為正整數；所述前級直流電源通過所述短路保護電路分別連接所述N個后級電源網絡；所述前級直流電源通過所述N個開關電路分別連接所述N個后級電源網絡；所述短路保護電路還分別連接所述N個開關電路，用于控制所述N個后級電源網絡的工作狀態；所述前級直流電源通過所述開關電路向對應的后級電源網絡進行供電之前，所述短路保護電路用于檢測所述后級電源網絡對地阻抗，若所述后級電源網絡對地阻抗滿足預設短路條件時，控制所述開關電路處于斷開狀態，以使得所述前級直流電源不能通過所述開關電路向所述后級電源網絡供電。上述方案中，所述后級電源網絡對地阻抗不滿足預設短路條件時，控制所述開關電路處于閉合狀態，以使得所述前級直流電源通過所述開關電路向所述后級電源網絡供電。上述方案中，所述預設短路條件為：所述后級電源網絡的對地阻抗位于預設的阻抗范圍。上述方案中，當N＝1時，所述短路保護電路包括：第一恒流源電路和遲滯比較器；所述第一恒流源電路，用于向所述后級電源網絡提供恒定電流；所述遲滯比較器的負極輸入端采集所述后級電源網絡的電壓測量端的對地電壓，正極輸入端輸入參考電壓；所述對地電壓小于所述遲滯比較器的上限電壓時，表征所述后級電源網絡對地阻抗滿足預設短路條件，則所述遲滯比較器向所述第一恒流源電路和所述開關電路輸出第一控制信號，用于控制所述第一恒流源電路向所述后級電源網絡提供恒定電流，以及用于控制所述開關電路處于斷開狀態；所述對地電壓大于所述遲滯比較器的上限電壓時，表征所述后級電源網絡對地阻抗不滿足預設短路條件，則所述遲滯比較器向所述第一恒流源電路和所述開關電路均輸出第二控制信號，用于控制所述第一恒流源電路停止向所述后級電源網絡提供恒定電流，及控制所述開關電路處于閉合狀態。上述方案中，所述第一恒流源電路包括：第一電阻、第一PNP三級管、第一穩壓管、第二電阻和第一PMOS管；其中，所述第一穩壓管的負極通過所述第一電阻與所述第一PNP三級管的發射極相連，所述第一穩壓管的負極還與所述前級直流電源和所述第一PMOS管的源極相連；所述第一穩壓管的正極與所述第一PNP三級管的基極相連，與所述第一PMOS管的漏極相連，也通過所述第二電阻接地；所述第一PNP三級管的集電極與所述后級電源網絡相連，所述第一PMOS管的柵極與所述遲滯比較器輸出端相連。上述方案中，所述第一恒流源電路還包括：第三電阻；所述第一PMOS管的柵極通過所述第三電阻與所述遲滯比較器輸出端相連。上述方案中，所述遲滯比較器的正極輸入端通過第四電阻連接參考電壓源，所述正極輸入端通過第五電阻與輸出端相連，負極輸入端通過所述第一電容接地，所述負極輸入端與所述開關電路使能控制端相連，用于向所述開關電路輸出控制信號，所述負極輸入端還通過第六電阻所述后級電源網絡的電壓測量端相連。上述方案中，所述短路保護電路還包括：反相電路；所述遲滯比較器輸出端通過所述反相電路與所述開關電路使能控制端相連，所述反相電路用于將所述第一控制信號或所述第二控制信號反向后，輸入到所述開關電路使能控制端。上述方案中，所述反相電路包括：NPN三極管和第七電阻；其中，所述NPN三極管的基極與所述遲滯比較器輸出端相連，所述NPN三極管的集電極通過所述第七電阻與所述前級直流電源，所述NPN三極管的集電極與所述開關電路使能控制端相連，所述NPN三極管的發射極接地。上述方案中，所述反相電路還包括：第八電阻和第二電容；所述NPN三極管的集電極還通過串聯所述第八電阻和所述第二電容接地。上述方案中，所述短路保護電路還包括：第九電阻其中，所述遲滯比較器的輸出端通過所述第九電阻與所述開關電路使能控制端相連；或者，所述遲滯比較器的輸出端通過所述第九電阻與所述反相電路輸入端相連。上述方案中，當N＞1時，所述短路保護電路包括：電源管理監控芯片、第二恒流源電路和多路選擇開關；所述第二恒流源電路輸出電流可調，用于向不同的后級電源網絡提供不同的恒定電流；所述電源管理監控芯片，用于控制所述多路選擇開關選擇待檢測的第i后級電源網絡，并控制所述第二恒流源電路輸出所述第i后級電源網絡匹配的第i恒定電流；其中，i取小于或者等于N的正整數；所述第二恒流源電路通過所述多路選擇開關將所述第i恒定電流輸出到所述第i后級電源網絡；所述電源管理監控芯片，用于采集所述第i后級電源網絡的電壓測量端的第i對地電壓，根據所述第i恒定電流和所述第i對地電壓，計算出所述第i后級電源網絡對地阻抗；所述對地阻抗滿足預設短路條件，所述電源管理監控芯片向所述第i開關電路輸出第一控制信號，用于控制所述第i開關電路處于斷開狀態；所述對地阻抗不滿足預設短路條件，所述電源管理監控芯片向所述第i開關電路輸出第二控制信號，用于控制所述第i開關電路處于閉合狀態。上述方案中，所述電源管理監控芯片，還用于在所述對地阻抗不滿足預設短路條件時，向所述多路選擇開關輸出第三控制信號，用于控制所述多路選擇開關斷開所述第二恒流源電路與所述第i后級電源網絡之間的通路；所述電源管理監控芯片，還用于在所述前級直流電源通過所述開關電路向對應的后級電源網絡進行供電之前，向所述多路選擇開關輸出第四控制信號，用于控制所述多路選擇開關連通所述第二恒流源電路與所述第i后級電源網絡之間的通路。上述方案中，所述多路選擇開關的自檢端通過第十電阻接地；所述電源管理監控芯片，還用于在所述第二恒流源電路向所述多路選擇開關輸出恒定電流之前，控制所述多路選擇開關選通連接自檢端并采集所述自檢端的電壓；基于所述自檢端的電壓檢測所述多路選擇開關與所述第二恒流源電路工作是否正常；若工作正常，所述電源管理監控芯片控制所述第二恒流源電路向所述多路選擇開關輸出所述第i恒定電流，以使得所述多路選擇開關將所述第i恒定電流傳輸至所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種直流電源短路保護電路，其特征在于，包括：前級直流電源、短路保護電路、N個開關電路和N個后級電源網絡；其中，N為正整數；/n所述前級直流電源通過所述短路保護電路分別連接所述N個后級電源網絡；所述前級直流電源通過所述N個開關電路分別連接所述N個后級電源網絡；所述短路保護電路還分別連接所述N個開關電路，用于控制所述N個后級電源網絡的工作狀態；/n所述前級直流電源通過所述開關電路向對應的后級電源網絡進行供電之前，所述短路保護電路用于檢測所述后級電源網絡對地阻抗，若所述后級電源網絡對地阻抗滿足預設短路條件時，控制所述開關電路處于斷開狀態，以使得所述前級直流電源不能通過所述開關電路向所述后級電源網絡供電。/n

【技術特征摘要】
1.一種直流電源短路保護電路，其特征在于，包括：前級直流電源、短路保護電路、N個開關電路和N個后級電源網絡；其中，N為正整數；
所述前級直流電源通過所述短路保護電路分別連接所述N個后級電源網絡；所述前級直流電源通過所述N個開關電路分別連接所述N個后級電源網絡；所述短路保護電路還分別連接所述N個開關電路，用于控制所述N個后級電源網絡的工作狀態；
所述前級直流電源通過所述開關電路向對應的后級電源網絡進行供電之前，所述短路保護電路用于檢測所述后級電源網絡對地阻抗，若所述后級電源網絡對地阻抗滿足預設短路條件時，控制所述開關電路處于斷開狀態，以使得所述前級直流電源不能通過所述開關電路向所述后級電源網絡供電。


2.根據權利要求1所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述后級電源網絡對地阻抗不滿足預設短路條件時，控制所述開關電路處于閉合狀態，以使得所述前級直流電源通過所述開關電路向所述后級電源網絡供電。


3.根據權利要求1或2所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述預設短路條件為：所述后級電源網絡的對地阻抗位于預設的阻抗范圍。


4.根據權利要求3所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
當N＝1時，所述短路保護電路包括：第一恒流源電路和遲滯比較器；
所述第一恒流源電路，用于向所述后級電源網絡提供恒定電流；
所述遲滯比較器的負極輸入端采集所述后級電源網絡的電壓測量端的對地電壓，正極輸入端輸入參考電壓；
所述對地電壓小于所述遲滯比較器的上限電壓時，表征所述后級電源網絡對地阻抗滿足預設短路條件，則所述遲滯比較器向所述第一恒流源電路和所述開關電路輸出第一控制信號，用于控制所述第一恒流源電路向所述后級電源網絡提供恒定電流，以及用于控制所述開關電路處于斷開狀態；
所述對地電壓大于所述遲滯比較器的上限電壓時，表征所述后級電源網絡對地阻抗不滿足預設短路條件，則所述遲滯比較器向所述第一恒流源電路和所述開關電路均輸出第二控制信號，用于控制所述第一恒流源電路停止向所述后級電源網絡提供恒定電流，及控制所述開關電路處于閉合狀態。


5.根據權利要求4所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述第一恒流源電路包括：第一電阻、第一PNP三級管、第一穩壓管、第二電阻和第一PMOS管；
其中，所述第一穩壓管的負極通過所述第一電阻與所述第一PNP三級管的發射極相連，所述第一穩壓管的負極還與所述前級直流電源和所述第一PMOS管的源極相連；所述第一穩壓管的正極與所述第一PNP三級管的基極相連，與所述第一PMOS管的漏極相連，也通過所述第二電阻接地；所述第一PNP三級管的集電極與所述后級電源網絡相連，所述第一PMOS管的柵極與所述遲滯比較器輸出端相連。


6.根據權利要求5所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述第一恒流源電路還包括：第三電阻；
所述第一PMOS管的柵極通過所述第三電阻與所述遲滯比較器輸出端相連。


7.根據權利要求4所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述遲滯比較器的正極輸入端通過第四電阻連接參考電壓源，所述正極輸入端通過第五電阻與輸出端相連，負極輸入端通過所述第一電容接地，所述負極輸入端與所述開關電路使能控制端相連，用于向所述開關電路輸出控制信號，所述負極輸入端還通過第六電阻與所述后級電源網絡的電壓測量端相連。


8.根據權利要求4-7任一項所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述短路保護電路還包括：反相電路；
所述遲滯比較器輸出端通過所述反相電路與所述開關電路使能控制端相連，所述反相電路用于將所述第一控制信號或所述第二控制信號反向后，輸入到所述開關電路使能控制端。


9.根據權利要求8所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述反相電路包括：NPN三極管和第七電阻；
其中，所述NPN三極管的基極與所述遲滯比較器輸出端相連，所述NPN三極管的集電極通過所述第七電阻與所述前級直流電源，所述NPN三極管的集電極與所述開關電路使能控制端相連，所述NPN三極管的發射極接地。


10.根據權利要求9所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述反相電路還包括：第八電阻和第二電容；
所述NPN三極管的集電極還通過串聯所述第八電阻和所述第二電容接地。


11.根據權利要求10所述的直流電源短路保護電路，其特征在于，
所述短路保護電路還包括：第九電阻；

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉理達，
申請(專利權)人：深圳市信銳網科技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44