一种快速响应过流保护方法及保护装置与流程

技术特征：
1.一种快速响应过流保护方法，其特征在于，以串联在主回路中的场效应晶体管作为过流开关元件，采用霍尔电流传感器对主回路电流进行持续实时采集，并转换为电压值与保护阈值电压进行比较，超过保护阈值电压则通过光电耦合方式快速关断场效应晶体管；具体包括以下步骤：a.可控精密稳压源设定输出为正值的基准电压值，霍尔电流传感器实时持续采集主回路电流，输出信号与所述基准电压值进行运算放大调理为采样电压；b. 另一个可控精密稳压源输出正电压，由精密电阻分压得到保护阈值电压；步骤a得到的采样电压与保护阈值电压进行比较；c.当采样电压超过保护阈值电压时，产生保护动作电压信号，通过光电隔离驱动耦合器采用光电耦合方式快速关断串联在主回路中的场效应晶体管，断开主回路，并保持断开状态，实现过流保护。2.根据权利要求1所述一种快速响应过流保护方法，其特征在于，所述步骤b中，另一个可控精密稳压源输出正电压，由两组串联的精密电阻分压后分别得到保护上限阈值电压和保护下限阈值电压；步骤a得到的采样电压与所述保护上限阈值电压和保护下限阈值电压进行分别比较。3.根据权利要求2所述一种快速响应过流保护方法，其特征在于，所述步骤a中，所述霍尔电流传感器输出信号与基准电压值进行直接运算放大调理后的采样电压沿基准电压值正旋波动。4.根据权利要求1～3任一项所述一种快速响应过流保护方法，其特征在于，所述基准电压值、采样电压、保护上限阈值电压和保护下限阈值电压均为正值。5.根据权利要求1～3任一项所述一种快速响应过流保护方法，其特征在于，所述步骤c中，当采样电压超过保护阈值电压时，产生的保护动作电压信号经电压经保持后输出至光电隔离驱动耦合器。6.一种快速响应过流保护装置，其特征在于，包括，霍尔采样电路、比较电路、阈值设定电路、关断保持与复位电路、执行电路，其中：所述霍尔采样电路包括，运算放大器和串接于主回路上的霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器输出端连接运算放大器反相端；所述运算放大器同相端连接有用于输出基准电压值的第一可控精密稳压源；所述比较电路包括，相互并联的上限比较器和下限比较器；所述阈值设定电路包括，第二可控精密稳压源和与之连接的两组并联的取样电阻；两组并联的取样电阻分别构成保护上限阈值电压取样电路和保护下限阈值电压取样电路，取样所得的保护上限阈值电压和保护下限阈值电压分别输出至所述比较电路的上限比较器的同相端和下限比较器的反相端；所述关断保持与复位电路包括串联的保持比较器和隔离比较器，所述保持比较器并联有保持三极管，所述保持三极管的基极连接有复位开关；所述执行电路包括光电隔离驱动耦合器、第一场效应管和第二场效应管，串联于主回路中的第一场效应管和第二场效应管与光电隔离驱动耦合器光电耦合，所述光电隔离驱动耦合器的输入端连接所述隔离比较器的输出端；所述霍尔采样电路的运算放大器输出端分别连接至所述比较电路的上限比较器反相
端和下限比较器同相端；所述比较电路的上限比较器和下限比较器输出端连接所述关断保持与复位电路的保持比较器输入端。7.根据权利要求6所述一种快速响应过流保护装置，其特征在于，所述阈值设定电路的两组并联的取样电阻，由串联的第一取样电阻、第三取样电阻和串联的第二取样电阻、第四取样电阻两组并联构成。8.根据权利要求6所述一种快速响应过流保护装置，其特征在于，所述霍尔采样电路的第一可控精密稳压源与所述阈值设定电路的第二可控精密稳压源与为同型号的可控精密稳压源。9.根据权利要求8所述一种快速响应过流保护装置，其特征在于，所述霍尔采样电路的第一可控精密稳压源和所述阈值设定电路的第二可控精密稳压源均为tl431可控精密稳压源。10.根据权利要求6～9任一项所述一种快速响应过流保护装置，其特征在于，所述霍尔电流传感器采用acs758霍尔电流传感器，所述运算放大器采用lm358运算放大器，所述上限比较器和下限比较器均采用lm393电压比较器，所述第一场效应管和第二场效应管型号均采用tk100l60w场效应管，所述光电隔离驱动耦合器采用tlp155e光电隔离驱动耦合器。

技术总结
本发明公开了一种快速响应过流保护方法及保护装置，它以串联在主回路中的场效应晶体管作为过流开关元件，采用霍尔电流传感器对主回路电流进行持续实时采集，并转换为电压值与保护阈值电压进行比较，超过保护阈值电压则通过光电耦合方式快速关断场效应晶体管。本发明无运行软件，采用了纯硬件实现了快速响应过流保护，最大限度的保护关断晶体管，可防止晶体管损坏、线路短路、负载电器损坏，大大提高了过流保护的安全性和可靠性，在新能源汽车充电设施、高速列车电源主备用电路、数据机房服务器的备用UPS不断电切换等领域应用具有很大应用价值。价值。价值。


技术研发人员：吴卓骏
受保护的技术使用者：四川中电德尔电气科技有限公司
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/9/2