一种传感器低成本过流保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及传感器领域的过流保护，特别涉及传感器低成本过流保护电路。


背景技术：

2.过流保护是为了保护控制器的功率器件而设置的，否则电流无限制的增大，会损坏控制器的元器件。常用的过流保护电路，当检测到过流时，会断开回路关闭输出，目前具有此性能的集成电路电路较为复杂成本较高。
3.因此，需要设计一种更为精简的电路来完成检测、保护、指示以及警示。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种传感器低成本过流保护电路。
5.本实用新型要解决的是的现有同性能的集成电路成本过高的问题。
6.为了解决上述问题，本实用新型通过以下技术方案实现：
7.一种传感器低成本过流保护电路，包括：
8.负载电路，所述负载电路用于连接负载；
9.感应电路，所述感应电路一端与所述负载电路相连，另一端与电平发生模块相连；其中，所述电平发生模块与所述传感器电连接；
10.过流保护电路，所述过流保护电路与所述感应电路相连，用于在所述负载过流时断开回路；
11.待机指示电路，待机指示电路与所述感应电路及电源相连，用于指示所述传感器的检测状态；
12.检测报警电路，所述监测报警电路与所述负载电路及所述待机指示电路相连，用于在负载过流时发出警报提示。
13.进一步地，所述负载电路包括并联的第一二极管及第二二极管，阴极与所述第一二极管远离所述负载的一端相连的第三二极管；其中，负载与所述第一二极管及第二二极管的阳极相连，第三二极管的阳极接地。
14.进一步地，所述感应电路包括与所述电平发生模块相连的第一电阻，基极与所述第一电阻另一端相连的第一三极管，所述第一三极管的基极连接第四电阻后接地，所述第一三极管的集电极连接在所述第一二极管与所述第三二极管之间。
15.进一步地，所述过流保护电路包括串联在所述第一三极管的发射级的第二电阻及第三电阻，集电极与所述第一电阻远离所述电平发生模块的一端相连、发射级连接在所述第二电阻与第三电阻之间的第二三极管，发射级与所述第二三极管的基极相连、基极及集电极均与所述第二三极管的集电极相连的第三三极管，连接在所述第二三极管的集电极与所述第三三极管的集电极之间的第一电容，以及连接在所述第二三极管的基极的第二电容；其中，所述第二电容的另一端及所述第三电阻的另一端均接地。
16.进一步地，所述待机指示电路包括基极与所述电平发生模块相连的第四三极管，
并联在所述第四三极管的集电极与发射级之间的第一led灯及第三电容，串联在所述第四三极管的基极的第六电阻及第三led灯，以及与所述第四三极管的集电极相连的第五电阻；其中，所述第四三极管的发射级接地，所述第三led灯的阴极接地，所述第五电阻的另一端接入外接电源。
17.进一步地，所述检测报警电路包括检测电路及与检测电路相连的报警电路；检测电路与所述负载电路相连，用于检测负载是否过载或短路，所述报警电路还与所述感应电路相连，用于在感应电路与所述检测电路的控制下报警。
18.进一步地，所述检测电路包括与所述负载电路相连的第八电阻，基极与第八电阻另一端相连的第五三极管，分别与所述第五三极管的基极相连的第四电容及第九电阻，其中，所述第四电容及第九电阻的另一端与所述第五三极管的发射级均接地，所述第五三极管的集电极与所述报警电路相连，所述第八电阻连接在所述第三二极管与所述第二二极管之间。
19.进一步地，所述报警电路包括基极与所述电平发生模块相连的第六三极管，串联在所述第六三极管的集电极与其发射级之间的第七电阻及第二led灯，以及阴极连接在所述第六三极管的集电极的第四二极管；其中，所述第六三极管的发射级与所述第五三极管的集电极相连，所述第四二极管的阳极连接在所述第六电阻与所述第三led灯的阳极之间。
20.进一步地，所述第一led灯、所述第二led灯及第三led灯的颜色各不相同。
21.进一步地，所述第一二极管及第二二极管为肖特基二极管。
22.与现有技术相比，本实用新型技术方案及其有益效果如下：
23.(1)本实用新型的过流保护电路、待机指示电路以及检测报警电路可以清楚的了解负载的工作情况，并且确保了整个工作电路及负载的工作安全，并在负载过流时给出报警指示。
24.(2)本实用新型的保护电路在满足保护电路的性能的前提下简化了电路，经过研发验证整体电路元件成本不超过四角钱，远远低于现有市面上同性能的集成电路的两元左右成本价，本实用新型的保护电路在现有可利用的设计空间下，整体成本优于集成电路。
附图说明
25.图1本实用新型实施例提供的过流保护电路图；
26.图2本实用新型实施例提供的待机指示电路及检测报警电路。
27.图示说明：
28.负载电路-1；感应电路-2；过流保护电路-3；待机指示电路-4；检测报警电路；检测电路-51；报警电路-52。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实
用新型保护的范围。
30.参阅图1及图2，一种传感器低成本过流保护电路，包括负载电路1、感应电路2、过流保护电路3、待机指示电路4以及检测报警电路5。负载9连接在负载电路1与电源之间，这里的负载9可以是继电器、led或者plc等可以根据传感器的感应信号而改变工作状态的控制元件。感应电路2一端与负载电路1相连，另一端与电平发生模块相连，电平发生模块与传感器电连接，传感器感应到检测物，向电平发生模块发出信号，从而使得电平发生模块向感应电路发出高电平。电平发生模块可以是plc的驱动芯片，本实施例中未对电平发生模块做过多论述和限制，能够根据传感器传输的检测信号发出高低电平即可。
31.过流保护电路3与感应电路2相连，即过流保护电路3通过感应电路2及负载电路1后与负载9相连。当传感器感应到检测物，电平发生模块发出高电平，从而使得负载回路导通，若负载过流(过载或短路)，则过流保护电路使得回路无法导通，直至过载或短路消除后，负载回路方可正常导通。待机指示电路4与感应电路1及电源相连，用于指示传感器的检测状态，即指示感应电路接收到的是高电平还是低电平，再即指示负载是否开始工作。检测报警电路5分别与负载电路1及待机指示电路4相连，检测报警电路5根据负载电路接入的负载过流时发出报警并改变待机指示电路4的指示。
32.通过本实施例的过流保护电路可以清楚的了解负载的工作情况，并且确保了整个工作电路及负载的工作安全，并在负载过流时给出报警指示。
33.负载电路包括并联的第一二极管d1及第二二极管d2，阴极与第一二极管远离负载的一端相连的第三二极管d3。其中，负载9与第一二极管d1及第二二极管d2的阳极相连，第三二极管d3的阳极接地。第一二极管d1及第二二极管d2为肖特基二极管。
34.感应电路2包括与电平发生模块相连的第一电阻r1，基极与第一电阻另一端相连的第一三极管q1，第一三极管q1的集电极与负载电路1相连。其中，第一三极管q1的基极连接第四电阻r4后接地，第一三极管q1的集电极连接在第一二极管d1与所述第三二极管d3之间。
35.过流保护电路3包括串联在第一三极管q1的发射级的第二电阻r2及第三电阻r3，集电极与第一电阻r1远离电平发生模块的一端相连、发射级连接在第二电阻r2与第三电阻r3之间的第二三极管q2，发射级与第二三极管q2的基极相连、基极及集电极均与第二三极管q2的集电极相连的第三三极管q3，在所述第二三极管q2的集电极与第三三极管q3的集电极之间的第一电容c1，以及连接在第二三极管q2的基极的第二电容c2。其中，第二电容c2的另一端及第三电阻r3的另一端均接地。
36.在负载正常的情况下，第一三极管q1的基极电流为2-3ma，其基极电压约为0.8v，而第三三极管q3和第二三极管q2需第一三极管q1基极大于1.4v方可导通，因此负载正常的情况下，第三三极管q3和第二三极管q2处于截止状态，负载经第一三极管q1、第二电阻r2及第三电阻r3形成负载回路，该负载回路导通，负载正常工作。当过载或短路时，第一三极管q1的发射级电压被抬高，相应的第一三极管q1的基极电压亦抬高，而使得第三三极管q3导通，s2通过第一电阻r1、第三三极管q3向第二电容c2充电，当充电量达到第二三极管q2基极导通电压时，第二三极管q2导通拉低第一三极管q1基极电压，第一三极管q1截止，负载回路截断，从而形成正反馈。而后c2持续放电至q2的基极电压小于导通条件，第二三极管q2截止，正反馈无法继续产生，重复上述过程，直至过载或短路消除，第一三极管q1的发射级电
压未被抬高，负载回路正常导通工作。
37.本实施例中，第二电容c2为电解电容，其正极与第二三极管q2的基极相连，其负极接地。第一三极管q1采用bc817-40，第二三极管q2采用dtc114tm，第一电阻r1阻值2.2k，第四电阻r4阻值为27k，第二电阻r2阻值1.8r，第三电阻r3阻值为1.5r，第一电容c1为2200pf，第二电容c2为1.0μf。在上述的元器件设置下，负载回路的电流超过150ma，则过流保护电路3会向第一三极管q1输出100-200hz间歇性锯齿峰波，而导致负载回路无法导通，直至过载或短路消除，负载回路方可正常导通，从而起到了对负载过流保护。上述的各元器件数值并非限制，仅为举例说明，各元器件可换不同数值的同类元器件，从而调整触发过流保护的电流阈值，可根据实际运用加以调整，在此不再赘述。
38.待机指示电路4包括基极与电平发生模块相连的第四三极管q4，并联在第四三极管q4的集电极与发射级之间的第一led灯ld1及第三电容c3，串联在第四三极管q4的基极的第六电阻r6及第三led灯ld3，以及与第四三极管q4的集电极相连的第五电阻r5。其中，第四三极管q4的发射级接地，第三led灯ld3的阴极接地，第五电阻r5的另一端接入外接电源。
39.传感器无感应时，s2为低电平，第四三极管q4截止，第三led灯ld3不亮，而第一led灯ld1通过第五电阻r5连通电源而亮灯。有感应时，s2为高电平，第四三极管q4导通，此时，第一led灯ld1不亮，而第三led灯ld3通过流经第六电阻r6的电流而亮起。即传感器有感应时，第三led灯ld3亮起，传感器无感应时，第一led灯ld1亮起，可以理解的是，第一led灯ld1与第三led灯ld3的颜色不同，以便于更加直观的看出传感器的检测状态，即负载的工作状态。
40.检测报警电路5包括检测电路51及与检测电路51相连的报警电路52；检测电路51与负载电路1相连，用于检测负载9是否过载或短路，报警电路52还与感应电路2相连，用于在感应电路2与检测电路51的控制下报警。
41.检测电路51包括与负载电路1相连的第八电阻r8，基极与第八电阻r8另一端相连的第五三极管q5，分别与第五三极管q5的基极相连的第四电容c4及第九电阻r9，其中，第四电容c4及第九电阻r9的另一端与第五三极管q5的发射级均接地，第五三极管q5的集电极与报警电路52相连，第八电阻r8连接在第三二极管d3与第二二极管d2之间。
42.若负载9过载或短路，out1为高电平，第五三极管q5通过第八电阻r8导通，此时，第五三极管q5的集电极为低电平。反之，若负载正常，第五三极管q5的集电极为高电平，即第五三极管q5截止。
43.报警电路52包括基极与电平发生模块相连的第六三极管q6，串联在第六三极管q6的集电极与其发射级之间的第七电阻r7及第二led灯ld2，以及阴极连接在第六三极管q6的集电极的第四二极管d4。其中，第六三极管q6的发射级与第五三极管q5的集电极相连，第四二极管d4的阳极连接在第六电阻r6与第三led灯ld3的阳极之间。
44.由检测电路51可知，当负载9过载或短路时，第五三极管q5集电极为低电平，而此时的传感器是处于感应到检测物的状态，因此s2接入的是高电平，第二led灯ld2经流经第七电阻r7的电流而亮起，从而提示负载过流。同时，第六三极管q6因有基极电流也处于导通状态，经过第四二极管d4，把第四二极管d4的阳极电位拉低至与第五三极管q5的集电极相同，即为低电平，因此待机指示电路中的信号灯灭，仅剩第二led灯ld2亮起报警。这里的第二led灯ld2可以是自闪灯，颜色与第一led灯ld1及第三led灯ld3区分开来，便于直观指示。
在其他实施例中，还可以在第六三极管q6的发射级与集电极之间连接声音报警器，作用等同于第二led灯ld2，同为起到警示作用即可。若负载正常时，第五三极管q5截止，第二led灯ld2无电流流过，故不会闪烁报警。
45.上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。