一种考虑温度的双重保护电路的电源及保护方法

摘要

本发明涉及一种考虑温度的双重保护电路的电源及保护方法，其包括：降压模块，其输入端与外接电源连接，保险丝串联在所述外接电源与所述降压模块连接通路中；温度保护模块，包括温度传感器芯片和控制单元；所述降压模块的输出端经控制单元与所述温度传感器芯片连接，所述温度传感器芯片将输出的感应温度信号传输至所述控制单元，所述控制单元控制所述降压模块的输出状态。本发明能够实现耐受电和热冲击的双重保护，且电路能够自行恢复，可以广泛在电路保护技术领域中应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路保护技术领域，特别是关于一种考虑温度的双重保护电路的电源及保护方法。

背景技术

随着电子科技的飞速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而所有电子设备都离不开高可靠的电源，但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件以及功率变换器件的耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便，存在过高温危险及着火等安全隐患会造成用户人身安全及财产损失。

现有技术中，一般会在增加过压、过流保护模块，实现对电路过载或短路的保护，或者是增加包括两级温度保护的保护模块，可有效杜绝因温度过高而造成的危险和隐患。但没有同时考虑过压、过流保护和温度因素对电路影响的保护电路，只能满足单一要求的保护，要么是对电路过载或短路的保护，或者是过温保护，实现耐受电保护的同时不能实现热冲击保护，并且在环境恢复正常后，电路不能自行恢复。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种考虑温度的双重保护电路的电源及保护方法，能够实现耐受电和热冲击的双重保护，且电路能够自行恢复。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种考虑温度的双重保护电路的电源，其包括：降压模块，其输入端与外接电源连接，保险丝串联在所述外接电源与所述降压模块连接通路中；温度保护模块，包括温度传感器芯片和控制单元；所述降压模块的输出端经控制单元与所述温度传感器芯片连接，所述温度传感器芯片将输出的感应温度信号传输至所述控制单元，所述控制单元控制所述降压模块的输出状态。

进一步，所述降压模块与所述控制单元之间连接有整流滤波模块。

进一步，所述整流滤波模块包括并联设置的电感、电容和二极管；所述电感的一端与所述降压模块连接，另一端与所述电容和所述二极管并联后作为电压输出端；

所述电容采用极性电容，其负极端接地，正极端与所述电感和所述二极管并联；

所述二极管采用稳压二极管，其正极接地，负极与所述电感和所述电容并联。

进一步，所述控制单元包括上拉电阻、NMOS管和PMOS管；

所述温度传感器芯片的输出端与所述NMOS管的G级连接，所述NMOS管的D 极与所述PMOS管的G级连接，所述NMOS管的B极、S极接地；

所述降压模块降压后输出电压通过所述PMOS管输出到后级电路，所述PMOS管的D极接电源Vcc，B极、S极并联后与所述降压模块输出端连接；

所述上拉电阻设置在所述PMOS管的G级上。

进一步，所述温度传感器芯片内预置有设定温度，当所述温度传感器芯片的感应温度在所述设定温度以下时，所述温度传感器芯片输出高电平，否则输出低电平。

进一步，所述保险丝采用自恢复保险丝。

进一步，所述温度传感器芯片采用制造商为Microchip、型号为 MCP9501PT-085E/OT温度传感器。

一种考虑温度的双重保护电路的电源的保护方法，基于上述考虑温度的双重保护电路的电源实现，所述保护方法包括两重保护：第一重保护通过自恢复保险丝实现，第二重保护通过基于温度传感器芯片构建的温度保护模块实现。

进一步，所述第一重保护为：自恢复保险丝串联在外接电源24V电压输入端与降压模块的连接通路中，当24V后级回路电路中的线路发生短路或过载时，自恢复保险丝动作，对电路进行限制和保护。

进一步，所述第二重保护为：外接电源24V输入电压经过降压模块后，转换成5V，当温度传感器温度在预设温度以下时，温度传感器芯片的输出管脚输出高电平，NMOS 管的G级为高电平导通，PMOS管的G级为低电平导通，5V直接通到电源VCC来给后级电路供电；当温度达到预设温度后，温度传感器芯片的输出管脚输出低电平，NMOS 管的G级为低电平不导通，PMOS管的G级因为有上拉电阻也不导通，因此5V无法通到电源VCC，从而保护后级电路不受影响；当温度恢复到预设温度以下后，温度传感器芯片自动恢复到正常工作状态。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明通过自恢复保险丝以及基于温度传感器构建的温度保护电路实现对于电流过载以及温度的双重保护，电路稳定性更高，防损伤能力更强，适用于恶劣环境，当温度过高时，能启动保护机制，及时保护后级电路不受影响，当电流正常并且温度正常时，电路又能自行恢复，无需人为开机，为实现智能化控制打下基础。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供一种考虑温度的双重保护电路的电源，通过自恢复保险丝以及基于温度传感器构建的温度保护电路实现对于电流过载以及温度的双重保护，电路稳定性更高，防损伤能力更强，适用于恶劣环境，当温度过高时，能启动保护机制，及时保护后级电路不受影响，当电流正常并且温度正常时，电路又能自行恢复，无需人为开机，为实现智能化控制打下基础。本发明提供了一种考虑温度的双重保护电路的电源，能够实现耐受电和热冲击的双重保护，且电路能够自行恢复。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，提供一种考虑温度的双重保护电路的电源。本实施例中，该电源包括：

降压模块1，其输入端与外接电源连接，保险丝F1串联在外接电源与降压模块连接通路中；

温度保护模块，包括温度传感器芯片2和控制单元3；降压模块1的输出端经控制单元3与温度传感器芯片2连接，温度传感器芯片2将输出的感应温度信号传输至控制单元 3，由控制单元3控制降压模块1的输出状态。

使用时，外接电源的电压经降压模块1降压后输出给控制单元3，通过控制单元3输出给后级电路，控制单元3通过温度传感器芯片2的感应温度控制降压模块1降压后的电压输出。

上述实施例中，降压模块1与控制单元3之间连接有整流滤波模块4。整流滤波模块4包括并联设置的电感L3、电容C4和二极管D1。电感L3的一端与降压模块1连接，另一端与电容C4和二极管D1并联后作为电压输出端。电容C4采用极性电容，其负极端接地，正极端与电感L3和二极管D1并联。二极管D1采用稳压二极管，其正极接地，负极与电感L3和电容C4并联。

上述实施例中，控制单3元包括上拉电阻R10、NMOS管Q1和PMOS管Q2。温度传感器芯片2的输出端与NMOS管Q1的G级连接，NMOS管Q1的D极与PMOS管Q2的G级连接，NMOS管Q1的B极、S极接地。降压模块1降压后输出电压通过PMOS管Q2输出到后级电路，PMOS管Q2的D极接电源Vcc，B极、S极并联后经整流滤波模块4与降压模块1输出端连接；上拉电阻R10设置在PMOS管Q2的G级上。

上述实施例中，温度传感器芯片2内预置有设定温度，当温度传感器芯片2的感应温度在设定温度以下时，温度传感器芯片2输出高电平，否则输出低电平。

优选的，在本实施例中，设定温度为85摄氏度。

温度传感器芯片2输出高电平时，NMOS管Q1的G级为高电平导通，PMOS管Q2的G级为低电平导通，降压模块1降压后输出电压直接通到后级电路。

温度传感器芯片2输出低电平时，NMOS管Q1的G级为低电平不导通，PMOS管Q2 的G级不导通，降压模块1降压后输出电压不直接通到后级电路。

上述实施例中，保险丝F1采用1206贴片，封装尺寸小的自恢复保险丝。

上述实施例中，温度传感器芯片2采用制造商为Microchip、型号为 MCP9501PT-085E/OT温度传感器。

上述实施例中，外接电源输入电压经过降压模块1后，转换成5V。

在本发明一实施例中，提供一种考虑温度的双重保护电路的电源保护方法。如图1所示，本实施例中的双重保护电路保护方法包括两重保护。其中：

第一重保护通过自恢复保险丝F1实现，自恢复保险丝F1串联在外接电源24V电压输入端与降压模块1的连接通路中，当24V后级回路电路中的线路发生短路或过载时，自恢复保险丝F1动作，对电路进行限制和保护。

第二重保护通过基于温度传感器芯片2构建的温度保护模块实现，外接电源24V输入电压经过DC TO DC降压模块1后，转换成5V，当温度传感器温度在85度以下时，温度传感器芯片2的输出管脚5脚输出高电平，NMOS管Q1的G级为高电平导通，PMOS 管Q2的G级为低电平导通，5V直接通到电源VCC来给后级电路供电；当温度达到85 度后，温度传感器芯片2的输出管脚5脚输出低电平，NMOS管Q1的G级为低电平不导通，PMOS管Q2的G级因为有上拉电阻R10也不导通，因此5V无法通到电源VCC，从而保护后级电路不受影响；当温度恢复到85度以下后，温度传感器芯片2会自动恢复到正常工作状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。