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申请/专利权人：深圳盈特创智能科技有限公司

摘要：本发明公开了一种硬件过流保护电路，其包括：电流采集电路，用于获得采样电压；比较电路，与所述电流采集电路连接，用于将所述采样电压与预设电压进行比较；隔离保护电路，与所述比较电路连接，用于当所述采样电压大于预设电压时切断交流电源相线和零线间的连接回路，以进行保护。与现有技术相比，本发明的硬件过流保护电路中设置有一隔离保护电路，当采样电压大于预设电压时可切断交流电源相线和零线间的连接回路，其相当于在交流电源的零线上增加了一个开关，在过流时打开开关，以切断交流回路，以在电子设备发生异常时及时停止工作，在硬件层面加强对电子设备的保护，可避免电子设备损坏。

主权项：1.一种硬件过流保护电路，其特征在于，所述硬件过流保护电路包括：电流采集电路，用于获得采样电压；比较电路，与所述电流采集电路连接，用于将所述采样电压与预设电压进行比较；隔离保护电路，与所述比较电路连接，用于当所述采样电压大于预设电压时切断交流电源相线和零线间的连接回路，以进行保护；其中，所述比较电路包括第一比较电路和第二比较电路，所述第一比较电路包括第一运算放大器、第五电阻以及第六电阻，所述第二比较电路包括第二运算放大器、第八电阻、第九电阻和第二电容，其中，所述第一运算放大器的同相输入端连接电流采集电路的输出正，其反相输入端连接第五电阻和第六电阻的一端，该第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接第八电阻、第九电阻和第二电容的一端，该第二运算放大器的输出端连接隔离保护电路，所述第五电阻和第八电阻的另一端连接5V电源，所述第六电阻、第九电阻和第二电容的另一端连接电流采集电路的输出负；所述第一比较电路还包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第七电阻和第二电解电容，所述第七电阻的一端和第二电解电容的正极连接第一运算放大器的输出端，所述第七电阻的另一端连接5V电源，所述第二电解电容的负极连接电流采集电路的输出负，且该第二电解电容的正极通过一第二二极管连接至5V电源。

全文数据：一种硬件过流保护电路技术领域本发明涉及电路技术领域，更具体地涉及一种硬件过流保护电路。背景技术目前，在电子应用领域中，为了符合安规并加强电子设备保护，越来越多的电器设备需要增加过流保护电路。针对交流市电电器领域，目前的绝大多数设计方案都采用了传统的交流采样-逆变-信号处理-软件驱动保护等一系列信号处理从而实现对大电流负载的过流保护，但这个系统方案属于软件保护，是由芯片MCU对采集的信号进行处理、判断后对驱动电路进行驱动操作，在技术层面属于软保护，无法通过欧美一些客户的高端安规要求，且当MCU异常程序出现死机或跑飞、或者是在恶劣的环境中工作时，MCU可能无法正常监测电压或输出信号使得设备停止工作，无法起到保护作用。鉴于此，有必要提供一种硬件过流保护电路以解决上述缺陷。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种硬件过流保护电路。为解决上述技术问题，本发明提供一种硬件过流保护电路，其包括：电流采集电路，用于获得采样电压；比较电路，与所述电流采集电路连接，用于将所述采样电压与预设电压进行比较；隔离保护电路，与所述比较电路连接，用于当所述采样电压大于预设电压时切断交流电源相线和零线间的连接回路，以进行保护。其进一步技术方案为：所述隔离保护电路包括光电耦合器、继电器以及第三二极管，其中，所述光电耦合器的发光二极管的负极连接比较电路的输出端，其正极通过一第十电阻连接5V电源，该光电耦合器的光敏三极管的集电极连接第三二极管的正极和继电器的线圈的一端，该第三二极管的负极和继电器的线圈的另一端连接12V电源，所述继电器的公共触点与常开触点均作为输出端，连接至交流电源零线，所述光电耦合器的光敏三极管的发射极接地。其进一步技术方案为：所述隔离保护电路还包括有X电容和第十一电阻，所述X电容的一端与第十一电阻连接，该X电容和第十一电阻的另一端分别连接继电器的公共触点和常开触点。其进一步技术方案为：所述电流采集电路包括：电流互感器，用于检测交流电源，并将交流电源被检测的相线电流转换为感应电流；采样电路，与电流互感器连接，用于将感应电流转换成感应电压。其进一步技术方案为：所述采样电路包括多个采样电阻和一拨码开关，每一采样电阻的一端连接拨码开关的一引脚，所述采样电阻的另一端均连接电流互感器的一端，所述拨码开关其余的相应引脚连接电流互感器的另一端，所述拨码开关用于控制采样电阻的接入以调整有效采样电阻。其进一步技术方案为：所述电流采集电路还包括整流电路，所述整流电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接采样电路，其负极连接比较电路。其进一步技术方案为：所述比较电路包括第一比较电路和第二比较电路，所述第一比较电路包括第一运算放大器、第五电阻以及第六电阻，所述第二比较电路包括第二运算放大器、第八电阻、第九电阻和第二电容，其中，所述第一运算放大器的同相输入端连接电流采集电路的输出正，其反相输入端连接第五电阻和第六电阻的一端，该第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接第八电阻、第九电阻和第二电容的一端，该第二运算放大器的输出端连接隔离保护电路，所述第五电阻和第八电阻的另一端连接5V电源，所述第六电阻、第九电阻和第二电容的另一端连接电流采集电路的输出负。其进一步技术方案为：所述第一比较电路还包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第七电阻和第二电解电容，所述第七电阻的一端和第二电解电容的正极连接第一运算放大器的输出端，所述第七电阻的另一端连接5V电源，所述第二电解电容的负极连接电流采集电路的输出负，且该第二电解电容的正极通过一第二二极管连接至5V电源。其进一步技术方案为：所述硬件过流保护电路还包括滤波分压电路，所述滤波分压电路连接于所述电流采集电路和比较电路之间，包括第一电解电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第一电容，所述第一电解电容与第一电阻、第三电阻及第一电容依次并联在一起连接至所述电流采集电路的输出正和输出负之间，所述第二电阻的一端连接第一电阻，其另一端和第四电阻的一端连接第三电阻，该第四电阻的另一端连接第一电容的一端。其进一步技术方案为：所述滤波分压电路还包括有一钳位电路，所述钳位电路包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的负极连接第四电阻的另一端和第一电容的一端，其正极连接第二稳压二极管的负极，所述第二稳压二极管的正极连接第一电容的另一端。与现有技术相比，本发明的硬件过流保护电路中设置有一隔离保护电路，当采样电压大于预设电压时可切断交流电源相线和零线间的连接回路，其相当于在交流电源的零线上增加了一个开关，在过流时打开开关，以切断交流回路，以在电子设备发生异常时及时停止工作，在硬件层面加强对电子设备的保护，可避免电子设备损坏。附图说明图1是本发明硬件过流保护电路一具体实施例的结构框图示意图。图2是本发明硬件过流保护电路一具体实施例的电路结构示意图。具体实施方式为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。参照图1及图2，图1及图2展示了本发明硬件过流保护电路100的一具体实施例。在附图所示的实施例中，所述硬件过流保护电路100包括依次连接的电流采集电路10、滤波分压电路20、比较电路30和隔离保护电路40，其中，所述电流采集电路10用于获得采样电压；所述滤波分压电路20用于滤除所述电流采集电路10输出的采样电压的信号上的干扰，且对采样电压进行分压，以避免电压过高损坏电子元器件；所述比较电路30用于将所述分压后的采样电压与预设电压进行比较；所述隔离保护电路40用于当比较电路30输出的采样电压大于预设电压时切断交流电源相线和零线ACN间的连接回路，以进行保护。基于上述设计，本发明的硬件过流保护电路100中设置有一隔离保护电路40，当采样电压大于预设电压时可切断交流电源相线和零线ACN间的连接回路，其相当于在交流电源的零线ACN上增加了一个开关，在过流时打开开关，以切断交流回路，以在电子设备发生异常时及时停止工作，在硬件层面加强对电子设备的保护，可避免电子设备损坏。在某些实施例中，所述隔离保护电路40包括光电耦合器U1、继电器RL1以及第三二极管D3，其中，所述光电耦合器U1的发光二极管的负极连接比较电路30的输出端，其正极通过一第十电阻R10连接5V电源，该光电耦合器U1的光敏三极管的集电极连接第三二极管D3的正极和继电器RL1的线圈的一端，该第三二极管D3的负极和继电器RL1的线圈的另一端连接12V电源，所述继电器RL1的公共触点与常开触点均作为输出端，连接至交流电源零线ACN，所述光电耦合器U1的光敏三极管的发射极接地。基于上述设计，当光电耦合器U1导通时，继电器RL1的公共触点和常开触点闭合，相线和零线ACN构成的交流回路导通，而当光电耦合器U1截止时，继电器RL1不动作，相线和零线ACN构成的交流回路被切断。优选地，本实施例中，所述隔离保护电路40还包括有X电容X1和第十一电阻R11，所述X电容X1的一端与第十一电阻R11的一端连接，该X电容X1和第十一电阻R11的另一端分别连接继电器RL1的公共触点和常开触点。基于该设计，当继电器RL1突然断开时可将负载的残存电量消耗掉。在某些实施例中，所述电流采集电路10包括电流互感器TTI、采样电路以及整流电路，其中，所述电流互感器TTI用于检测交流电源，并将交流电源被检测的相线电流转换为感应电流；所述采样电路与电流互感器TTI连接，用于将感应电流转换成感应电压；所述整流电路与采样电路连接，用于对感应电压信号进行整流。如附图2所示，具体地，所述采样电路包括四个采样电阻和一拨码开关SW1，本实施例中，四个采样电阻分别为电阻RA、电阻RB、电阻RC和电阻RD，每一采样电阻的一端连接拨码开关SW1的一引脚，所述采样电阻的另一端均连接电流互感器TTI的一端，所述拨码开关SW1其余的四个相应引脚连接电流互感器TTI的另一端，所述拨码开关SW1用于控制采样电阻的接入以调整有效采样电阻。可理解地，在某些其他实施例中，所述采样电阻的个数可以根据实际需求进行增加或减少。基于上述设计，电流互感器TTI和拨码开关SW1、采样电阻组成可变电压源，电流互感器TTI将检测的电流转换为感应电流I，通过拨码开关SW1选择接入采样电阻，以调整有效的采样电阻Rx，得到交流感应电压Uo＝I×Rx，即其通过有效采样电阻Rx改变比较电路30的输入电压Vin，本发明中，后端的运放反转电压是固定的，如果感应电流不变，Rx的改变引起了Vin的改变，在逻辑上实现了电流过流阀值可选的功能，且其使得这一部分电路完全可以独立模块化，设计人员可以根据公司的产品制作通用的可调硬件电流过流保护模块。本实施例中，所述整流电路包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极连接采样电阻与电流互感器TTI连接的一端，其负极连接比较电路30。可理解地，本实施例中，第一二极管D1的负极作为电流采集电路10的输出正，电流互感器TTI与拨码开关SW1连接的一端作为输出负。在附图所示的实施例中，所述滤波分压电路20包括第一电解电容E1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1以及钳位电路，所述第一电解电容E1与第一电阻R1、第三电阻R3及第一电容C1依次并联在一起连接至所述电流采集电路10的输出正和输出负之间，所述第二电阻R2的一端连接第一电阻R1，其另一端和第四电阻R4的一端连接第三电阻R3，该第四电阻R4的另一端连接第一电容C1的一端；所述钳位电路包括第一稳压二极管Z1和第二稳压二极管Z2，所述第一稳压二极管Z1的负极连接第四电阻R4的另一端和第一电容C1的一端，其正极连接第二稳压二极管Z2的负极，所述第二稳压二极管Z2的正极连接第一电容C1的另一端。基于上述设计，所述第一电阻R1为直流假负载，用于保证电路的稳定性；所述第二电阻R2和第三电阻R3构建成分压电阻；所述钳位电路用于将通过分压电阻分压后的电压进行钳位；所述第一电容C1用于对输入比较电路30的电压进行脉动滤波。在某些实施例中，所述比较电路30包括第一比较电路301和第二比较电路302，所述第一比较电路301包括第一运算放大器U6B、第五电阻R5以及第六电阻R6，所述第二比较电路302包括第二运算放大器U6C、第八电阻R8、第九电阻R9和第二电容C2，其中，所述第一运算放大器U6B的同相输入端连接第一稳压二极管Z1的负极，其反相输入端连接第五电阻R5和第六电阻R6的一端，该第一运算放大器U6B的输出端连接第二运算放大器U6C的同相输入端，所述第二运算放大器U6C的反相输入端连接第八电阻R8、第九电阻R9和第二电容C2的一端，该第二运算放大器U6C的输出端连接隔离保护电路40中光电耦合器U1的发光二极管的负极，所述第五电阻R5和第八电阻R8的另一端连接5V电源，所述第六电阻R6、第九电阻R9和第二电容C2的另一端连接电流采集电路10的输出负。优选地，本实施例中，所述第一比较电路301还包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第七电阻R7和第二电解电容E2，所述第七电阻R7的一端和第二电解电容E2的正极连接第一运算放大器U6B的输出端，所述第七电阻R7的另一端连接5V电源，所述第二电解电容E2的负极连接电流采集电路10的输出负，且该第二电解电容E2的正极通过一第二二极管D2连接至5V电源，即该第二电解电容E2的正极还连接第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接5V电源。基于该设计，当真实的过流发生并维持一段时间，第二电解电容E2充到3V才触发切断负载，以避免负载即电子设备由于电流瞬间波动导致误触发。可理解地，所述第一运算放大器U6B通过第五电阻R5和第六电阻R6分得参考电压LM324第6脚为2.5V，第一运算放大器U6B的同相输入端LM324第5脚处的电压V5＝Vin×R3R2+R3，若V5大于参考电压，第一运算放大器U6B的输出端LM324第7脚便发生动作，即其由接地状态变为悬空；这样，电路通过第七电阻R7给第二电解电容E2充电，持续一段时间后，当第二电解电容E2上的电压大于第二运算放大器U6C的基准电压由第八电阻R8和第九电阻R9分得3V时，第二运算放大器U6C的输出端LM324第8脚便由接地状态变为悬空，使得光电耦合器U1由导通状态变为截止状态，从而将交流电源相线与零线ACN切断从而实现硬件保护，可理解地，本实施例中，第一运算放大器中2.5V的参考电压为其预设电压，第二运算放大器中3V的基准电压为其预设电压。综上所述，本发明的硬件过流保护电路中设置有一隔离保护电路，当采样电压大于预设电压时可切断交流电源相线和零线间的连接回路，其相当于在交流电源的零线上增加了一个开关，在过流时打开开关，以切断交流回路，以在电子设备发生异常时及时停止工作，在硬件层面加强对电子设备的保护，可避免电子设备损坏。以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种硬件过流保护电路，其特征在于，所述硬件过流保护电路包括：电流采集电路，用于获得采样电压；比较电路，与所述电流采集电路连接，用于将所述采样电压与预设电压进行比较；隔离保护电路，与所述比较电路连接，用于当所述采样电压大于预设电压时切断交流电源相线和零线间的连接回路，以进行保护。2.如权利要求1所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述隔离保护电路包括光电耦合器、继电器以及第三二极管，其中，所述光电耦合器的发光二极管的负极连接比较电路的输出端，其正极通过一第十电阻连接5V电源，该光电耦合器的光敏三极管的集电极连接第三二极管的正极和继电器的线圈的一端，该第三二极管的负极和继电器的线圈的另一端连接12V电源，所述继电器的公共触点与常开触点均作为输出端，连接至交流电源零线，所述光电耦合器的光敏三极管的发射极接地。3.如权利要求2所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述隔离保护电路还包括有X电容和第十一电阻，所述X电容的一端与第十一电阻连接，该X电容和第十一电阻的另一端分别连接继电器的公共触点和常开触点。4.如权利要求1所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述电流采集电路包括：电流互感器，用于检测交流电源，并将交流电源被检测的相线电流转换为感应电流；采样电路，与电流互感器连接，用于将感应电流转换成感应电压。5.如权利要求4所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述采样电路包括多个采样电阻和一拨码开关，每一采样电阻的一端连接拨码开关的一引脚，所述采样电阻的另一端均连接电流互感器的一端，所述拨码开关其余的相应引脚连接电流互感器的另一端，所述拨码开关用于控制采样电阻的接入以调整有效采样电阻。6.如权利要求4所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述电流采集电路还包括整流电路，所述整流电路包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接采样电路，其负极连接比较电路。7.如权利要求1所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述比较电路包括第一比较电路和第二比较电路，所述第一比较电路包括第一运算放大器、第五电阻以及第六电阻，所述第二比较电路包括第二运算放大器、第八电阻、第九电阻和第二电容，其中，所述第一运算放大器的同相输入端连接电流采集电路的输出正，其反相输入端连接第五电阻和第六电阻的一端，该第一运算放大器的输出端连接第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接第八电阻、第九电阻和第二电容的一端，该第二运算放大器的输出端连接隔离保护电路，所述第五电阻和第八电阻的另一端连接5V电源，所述第六电阻、第九电阻和第二电容的另一端连接电流采集电路的输出负。8.如权利要求7所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述第一比较电路还包括充电保护电路，所述充电保护电路包括第七电阻和第二电解电容，所述第七电阻的一端和第二电解电容的正极连接第一运算放大器的输出端，所述第七电阻的另一端连接5V电源，所述第二电解电容的负极连接电流采集电路的输出负，且该第二电解电容的正极通过一第二二极管连接至5V电源。9.如权利要求1所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述硬件过流保护电路还包括滤波分压电路，所述滤波分压电路连接于所述电流采集电路和比较电路之间，包括第一电解电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第一电容，所述第一电解电容与第一电阻、第三电阻及第一电容依次并联在一起连接至所述电流采集电路的输出正和输出负之间，所述第二电阻的一端连接第一电阻，其另一端和第四电阻的一端连接第三电阻，该第四电阻的另一端连接第一电容的一端。10.如权利要求9所述的硬件过流保护电路，其特征在于：所述滤波分压电路还包括有一钳位电路，所述钳位电路包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的负极连接第四电阻的另一端和第一电容的一端，其正极连接第二稳压二极管的负极，所述第二稳压二极管的正极连接第一电容的另一端。

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