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线性直流稳压电源的限流方法及其电路

阅读：698发布：2021-03-06

专利汇可以提供线性直流稳压电源的限流方法及其电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种线性直流稳压电源的一种限流方法及其电路。方法是，当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，对非数控线性直流稳压电源，下拉基准电压，再由电压比较器按照这时的基准电压或基准电压的分压调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，把输出电流限制在设定的最大输出电流上；对数控线性直流稳压电源，下拉由数模转换器提供给电压比较器输入端的参考电压，并根据下拉作用发生与否会使下拉电路元件所受电压方向产生变化的特点，由另一比较器产生下拉识别信号，以便在下拉作用发生，输出电压的下降时，微处理器或微控制器据此停止对维持输出电压的稳定所作的努力。其电路见说明书附图。，下面是线性直流稳压电源的限流方法及其电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.采用输出电压或输出电压的分压与基准电压或基准电压的分压相比较，最终调节功率输出电路使输出电压保持稳定的方法的非数控线性直流稳压电源中的一种限流方法，其特征在于当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，下拉基准电压或基准电压的分压，再由电压比较器调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，以使直流稳压电源的输出电流维持在设定的最大输出电流。
2.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于用一个二极管跨接在电流比较器输出端和电阻与基准电压元件的连接点或基准电压的分压点之间，二极管的负极接电流比较器输出端，二极管的正极接电阻与基准电压元件的连接点或基准电压的分压点，当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端输出低电压，二极管导通，下拉接在电压比较器输入端的基准电压或基准电压的分压，再由电压比较器按照这时的基准电压或基准电压的分压调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，以使直流稳压电源的输出电流维持在设定的最大输出电流；当输出电流不超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端输出高电压，这二极管的电压反向不导通，接在电压比较器输入端的基准电压或基准电压的分压不受影响，也即电压比较器工作不受影响，以上二极管的极性接法是针对正电压输出的线性直流稳压电源：对负电压输出的线性直流稳压电源，二极管的极性接法相反。
3.数控线性直流稳压电源中的一种限流方法，其特征在于当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，下拉由数模转换器提供的电压比较器输入端的参考电压，再由电压比较器调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，以使直流稳压电源的输出电流维持在设定的最大输出电流。
4.根据权利要求3所述的限流方法，其特征在于根据下拉作用发生与否会使下拉电路元件所受电压方向的产生变化的特点产生下拉识别信号，供微处理器或微控制器使用。
5.根据权利要求3所述方法的限流电路，其特征在于用一个二极管跨接在电流比较器输出端和电压比较器输入端之间，这电压比较器输入端与数模转换器输出的用于输出电压比较的参考电压相连，二极管的方向与上述一样。
6.根据权利要求4所述方法的限流识别信号电路，其特征在于一个运放的两个输入端分别接在用于下拉电压比较器输入端电位的二极管的两端，运放的输出就是识别下拉与否的逻辑信号。

说明书全文

线性直流稳压电源的限流方法及其电路

所属技术领域

[0001] 本发明涉及一种线性直流稳压电源的一种限流方法和采用这种限流方法的电路。

背景技术

[0002] 线性直流稳压电源中的限流电路是给电源设定一个最大允许输出电流，限流电路通常是可调的，也就是最大允许输出电流可根据需要而调整。这主要是为了保护负载的安全，当然对电源自身的安全也有好处，而电源本身还往住另有其它安全措施。

[0003] 目前，对非数控线性直流稳压电源，公知的采用输出电压或输出电压的分压与基准电压或基准电压的分压相比较，从而调节功率输出电路使输出电压保持稳定的线性直流稳压电源中的限流方法是当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端直接调节功率输出电路，下拉输出电压，使输出电流维持在设定的最大输出电流的方法。但这种限流方法的缺点是当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端直接调节功率输出电路，下拉输出电压，而电压比较器发现输出电压低于设定值也去调节功率输出电路，上拉输出电压，这是一对矛盾措施，削弱了电流比较器下拉输出电压的效果，使得非数控线性直流稳压电源在设定的最大输出电流附近输出特性变差。

[0004] 对数控线性直流稳压电源，公知的采用输出电压或输出电压的分压与数模转换器提供的输出电压相比较，从而调节功率输出电路使输出电压保持稳定的线性直流稳压电源中的限流方法是当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端直接调节功率输出电路，下拉输出电压，使输出电流维持在设定的最大输出电流的方法。但这种限流方法的缺点是当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端直接调节功率输出电路，下拉输出电压，若数控部分的限流数模、模数存在偏差，硬件限流下拉已经发生，而微处理器或微控制器很可能不知此事，一发现输出电压下降，就会提高数模转换器的输出，努力去补偿这-差值。与前述相同，这是一对矛盾措施，削弱了电流比较器下拉输出电压的效果，使得数控线性直流稳压电源在由限流数模转换器设定的最大输出电流附近输出特性变差。

[0005] 这里电压比较器和电流比较器输出的是模拟控制信号，故它们往往采用集成运放，为降低输出端变化速率，它们的输出端与反相输入接有反馈电容，实际构成了差分积分电路。电压比较器两个输入端分别接输出电压或输出电压的分压及基准电压或基准电压的分压；电流比较器两个输入端分别接代表输出电流的电压及代表最大允许输出电流的电压。

发明内容

[0006] 为了克服现有的线性直流稳压电源限流方法在设定的最大输出电流附近输出特性变差的不足，本发明采用的方法是当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，对非数控线性直流稳压电源，下拉基准电压或基准电压的分压，再由电压比较器按照这时的基准电压或基准电压的分压调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，把直流稳压电源的输出电流限制在设定的最大输出电流上；对数控线性直流稳压电源，下拉由数模转换器提供给电压比较器输入端的参考电压，再山电压比较器调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，以使直流稳压电源的输出电流维持在设定的最大输出电流。并根据下拉作用发生与否会使下拉电路元件所受电压方向产生变化的特点，由另一比较器产生下拉识别信号，供微处理器或微控制器使用，以便在下拉作用发生，输出电压的下降时，微处理器或微控制器停止对维持输出电压的稳定所作的努力。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：对非数控线性直流稳压电源，用一个二极管跨接在电流比较器输出端和电阻与基准电压元件的连接点或基准电压的分压点之间，二极管的负极接电流比较器输出端，二极管的正极接电阻与基准电压元件的连接点或基准电压的分压点，当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端输出低电压，二极管导通，下拉接在电压比较器输入端的基准电压或基准电压的分压，再山电压比较器按照这时的基准电压或基准电压的分压调节功率输出电路使直流稳压电源的输出电压下降，以使直流稳压电源的输出电流维持在设定的最大输出电流；当输出电流不超过设定的最大输出电流时，电流比较器输出端输出高电压，这二极管的电压反向不导通，接在电压比较器输入端的基准电压或基准电压的分压不受影响，也即电压比较器工作不受影响，以上二极管的极性接法是针对正电压输出的线性直流稳压电源；对负电压输出的线性直流稳压电源，二极管的极性接法相反。这里与基准电压元件相串联的电阻是基准电压元件的限流电阻，它把流过基准电压元件的电流限制在合理的范围，使基准电压元件产生一个稳定的电压，以供外部电路参考。一般来说，流过基准电压元件的电流过小，基准电压元件的电压也会下降，上述技术方案正是利用了这个特点。这里所述的基准电压实际上是基准电压元件上的电压。

[0008] 对数控线性直流稳压电源，用一个二极管跨接在电流比较器输出端和电压比较器输入端之间，这电压比较器输入端与数模转换器输出的用于输出电压比较的参考电压相连，二极管的方向与上述一样。另一个运放的两个输入端分别接在用于下拉电压比较器输入端电位的二极管的两端。当输出电流大于数控系统数模电路设定的最大允许电流时，电流比较器输出端输出低电压，二极管正向导通，把电压比较器输入端电位下拉；当输出电流小于数控系统数模电路设定的最大允许电流时，电流比较器输出端输出高电压，二极管反向截止，电压比较器输入端电位不受影响，也即电压比较器工作不受影响。根据下拉作用发生与否会使这二极管所受电压方向产生变化的特点，构建限流识别信号电路，即把一个运放的两个输入端分别接在用于下拉电压比较器输入端电位的二极管的两端，运放的输出就是识别下拉与否的逻辑信号。

[0009] 本发明的有益效果是，当线性直流稳压电源的输出电流超过设定的最大输出电流时，电流比较器和电压比较器不再相反控制功率输出电路，使线性直流稳压电源在设定的最大输出电流附近输出特性有很好的改善。附图说明

[0010] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0011] 图1是采用公知的非数控线性直流稳压电源限流方法的限流电路及相关电路简略图，因限流功能的精度不如输出电压的精度要求高，限流设定部分没采用基准电压元件。实际中可采用基准电压元件，因为一般的基准电压元件价格非常低廉，如TL431。

[0012] 图2是采用本发明的非数控线性直流稳压电源限流方法的限流电路及相关电路简略图。

[0013] 图3是图2中的功率输出器件采用7805时的限流电路及相关电路简略图。

[0014] 图4是图2中的功率输出器件采用分立元件时的限流电路及相关电路简略图。

[0015] 图5是采用本发明的数控线性直流稳压电源限流方法的限流电路及相关电路简略图。

[0016] 上述图中的主要为运放供电的辅助电源接地点与图中GND一致，+VCC、-VCC的绝对值不必一样，如根据电路工作需要，如+VCC的绝对值可大于-VCC的绝对值。图中所示为主要原理部分。

[0017] 图1中电压比较器U1的输出和电流比较器U2的输出都去控制功率输出器件。

[0018] 图2中电流比较器U2的输出通过二极管D6与R3及基准电压元件相连，当直流稳压电源的输出电流在R5上的压降大于W1设定的电压时，电流比较器U2的输出低电压经正向导通的二极管D6，把R3及基准电压元件连接点电压往下拉，使电压比较器U1同相输入端的参考电压下降，控制功率输出器件在电压比较器U1的控制下，输出电压也随之下降。当直流稳压电源的输出电流在R5上的压降小于W1设定的电压时，电流比较器U2的输出高电压被反向受压的二极管D6阻断，电压比较器U1正向输入端的参考电压不受影响，电压比较器U1正常工作。

[0019] 图3中R1是功率输出器件泄流电阻，这对有些功率输出器件如1m317是必须的。

[0020] 图4中并联在Q1、Q2三极管的基极和发射极之间用于旁路前级三极管穿透电流的电阻未画出。

[0021] 图5中的A/D-V、A/D-I与由微处理器或微控制器及其外设构成的数控系统的模数转换接口相连，D/A-V、D/A-I与数控系统的数模转换接口相连，DLSG是识别下拉与否的逻辑信号供数控系统使用，以便在下拉作用发生，输出电压的下降时，微处理器或微控制器停止对维持输出电压的稳定所作的努力，改善当输出电流大于数控系统数模电路设定的最大允许电流时电源输出特性。

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