一種低壓側過壓保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力監測領域，具體地，涉及一種低壓側過壓保護電路。
【背景技術】
[0002]隨著電力行業的越來越智能化，大量的電力能效監測終端、三相四線電表及用電信息采集終端的安裝與運用，現場對電表裝置的安裝也會出現相線與零線接反的情況。應運而生與之應對的當然是智能電表對相線與零線接反情況的防護，也稱之為1.9倍UN的輸入電壓的保護。
[0003]現有技術分為三種方案，一種方案是使用PTC熱敏電阻做過壓防范；一種是不使用熱敏電阻，在1.9倍過電壓時利用變壓器的磁飽和電流較小來硬抗4小時；第三種方案是使用一種新型的復合型PTC，其是由一顆正溫度系數熱敏電阻和一顆氧化鋅壓敏電阻通過一種特殊工藝封裝在一起的復合型PTC。
[0004]隨著未來電力行業要求的進一步提高，要求儀表在220±50%寬電壓范圍下，1.9倍過壓狀態下仍能正常計量將成為這一行業的共同趨勢。
[0005]第一種方案中使用PTC熱敏電阻過壓防范，已經不能完全勝任現行電表技術的發展和性能，容易出現諸多問題。如:PTC常溫低溫不保護、高溫誤保護；與變壓器匹配困難；過壓狀態保護后電表不能正常工作等。第二種方案中使用變壓器來硬抗1.9倍過壓時，力口重了變壓器和后級元器件的負擔，另一方面在較低電壓下也會導致電表不工作。第三種方案中使用新型的復合型PTC，雖然是一種新技術新產品，并且通用性非常好，但每個三相四線儀表要匹配3個復合型PTC熱敏電阻，價格昂貴且使用數量眾多。
【發明內容】
[0006]本發明是為了克服現有技術中PTC熱敏電阻過壓防范可靠性差的問題，根據本發明的一個方面，提出一種低壓側過壓保護電路。
[0007]根據本發明的低壓側過壓保護電路，包括:
[0008]開關管、第一控制電路、第二控制電路，第二控制電路的輸出端與第一控制電路的輸入端相連，第一控制電路的輸出端與開關管的基極相連，開關管的集電極接通輸出電壓；開關管的發射極、第一控制電路、第二控制電路分別接通輸入電壓；
[0009]第二控制電路包括:第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一限流電阻、下拉電阻、導通二極管、第一三極管，第一分壓電阻的一端接通輸入電壓，第一分壓電阻的另一端與第二分壓電阻的一端相連，第二分壓電阻的另一端接地；第一分壓電阻、第二分壓電阻的公共端與導通二極管的負極相連；
[0010]下拉電阻的一端與第一三極管的輸入端相連，下拉電阻的另一端與地相連；導通二極管的正極與下拉電阻、所述第一三極管的公共端通過第一限流電阻相連；第一三極管的輸出端與第一控制電路的輸入端相連。
[0011]本發明的低壓側過壓保護電路，在較低電壓下也能正常工作，不需要使用數量眾多的復合型PTC來保護，保護實時性快，通用性強，通過本發明可實時準確的控制著輸出電壓后端的負載不被損壞，只要前端輸入電壓發生波動變化，第二控制電路控制著第一控制電路，第一控制電路控制著開關管，迅速的循環控制即可達到當低壓輸入電壓超范圍時的保護功能。
[0012]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
[0013]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0014]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0015]圖1為本發明的低壓側過壓保護電路的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明的低壓側過壓保護電路的電路原理圖；
[0017]圖3為本發明的第一控制電路的電路原理圖；
[0018]圖4為本發明的第二控制電路的電路原理圖；
[0019]圖5為本發明具體實施例的低壓側過壓保護電路電路原理圖；
[0020]圖6為本發明具體實施例的第一控制電路的電路原理圖；
[0021]圖7為本發明具體實施例的第二控制電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0023]根據本發明實施例，提供了一種低壓側過壓保護電路，以解決現有技術中存在的PTC熱敏電阻過壓防范可靠性差的問題。
[0024]根據本發明實施例的低壓側過壓保護電路，如圖1-圖2所示，包括:開關管V20、第一控制電路40、第二控制電路50，第二控制電路50的輸出端與第一控制電路40的輸入端相連，第一控制電路40的輸出端與開關管V20的基極相連，開關管V20的發射極、第一控制電路40、第二控制電路50分別接通輸入電壓U10，開關管V20的集電極接通輸出電壓U30。
[0025]在本發明實施例的低壓側過壓保護電路中，還可以包括電容C60，開關管V20的集電極與電容C60的正極相連，電容C60的負極接地。
[0026]直流低壓輸入電壓UlO經過開關管V20到達直流低壓輸出電壓U30，開關管V20被第一控制電路40控制著導通或截止，第一控制電路40的使能由第二控制電路50控制，第一控制電路40和第二控制電路50均是由低壓直流輸入電壓UlO作為輸入電壓。在本發明中，只有當第一控制電路40導通時，開關管V20導通；第一控制電路40截止時，V20也截止。
[0027]輸入電壓UlO為直流低壓輸入，開關管V20為三極管，當輸入電壓UlO在正常設定電壓范圍內時，第一控制電路40導通，開關管V20導通；當輸入電壓UlO高于正常設定電壓范圍最大值時，第二控制電路50導通，第二控制電路50控制第一控制電路40截止，開關管V20截止；當輸入電壓UlO小于正常設定電壓范圍最小值時，第一控制電路40、第二控制電路50、開關管V20均截止。
[0028]上述正常設定電壓范圍為輸出電壓U30后端的電路工作電壓范圍，本發明的電路工作原理說明如下:
[0029]如圖3所示，第一控制電路40包括:第三分壓電阻R401、第四分壓電阻R402、第二限流電阻R403、第二三極管V404、第三限流電阻R405，第三分壓電阻R401的一端接通輸入電壓U10，第三分壓電阻R401的另一端與第四分壓電阻R402的一端相連，第四分壓電阻R402的另一端接地；第三分壓電阻R401、第四分壓電阻R402的公共端與第二三極管V404的輸入端通過第二限流電阻R403相連，第二限流電阻R403、第二三極管V404的公共端與第一三極管V506的輸出端相連；第二三極管V404的輸出端與開關管V20的基極通過第三限流電阻R405相連，第三限流電阻R405由多個電阻并聯組成，以分擔功率，避免功率過大燒壞電阻。在本發明實施例中，第二三極管V404的基極為輸入端，集電極為輸出端，第二三極管V404的發射極接地。
[0030]第二三極管V404的開啟電壓為0.7V左右，當流經V404輸入端電壓大于0.7V時，V404導通，當流經V404的輸入端電壓小于0.7V時，V404截止，其中該輸入端電壓=R402/(R401+R402)*U10。開關管V20的發射極接通輸入電壓UlO，開關管V20的集電極通過電容的正極接通輸出電壓U30，該電容的負極接地，開關管V20的基極與第三限流電阻R405相連。
[0031]如圖4所示，第二控制電路50包括:第一分壓電阻R501、第二分壓電阻R502、第一限流電阻R503、下拉電阻R504、導通二極管D505、第一三極管V506，第一分壓電阻R501的一端接通輸入電壓U10,第一分壓電阻R501的另一端與第二分壓電阻R502的一端相連,第二分壓電阻R502的另一端與地相連；第一分壓電阻R501、第二分壓電阻R502的公共端與導通二極管D505的負極相連；下拉電阻R504的一端與第一三極管V506的輸入端相連,導通二極管D505的正極與下拉電阻R504、第一三極管V506的公共端通過第一限流電阻R503相連；下拉電阻R504的另一端與地相連；第一三極管V506的輸出端與第一控制電路40相連。在本發明實施例中，第一三極管V506的基極為輸入端,集電極為輸出端,第一三極管V506的發射極與地相連。
[0032]導通二極管D505為穩壓二極管,導通二極管D505相當于第二控制電路50內部的開關，導通二極管D505具有導通電壓參數，當流經導通二極管D505負極的電壓大于該導通電壓參數時，導通二極管D505才導通。該導通電壓參數由正常設定電壓范圍及第一分壓電阻R501、第二分壓電阻R502的阻值決定。假設正常設定電壓范圍為U1-U2，導通二極管D505的導通電壓參數為U0，則U0=R502/ (R501+R502)*U2，流經導通二極管D505的負極電壓=R502/ (R501+R502)*U10。
[0033]Ul為電路正常工作的最小電壓，在設置第一控制電路40