[发明专利]一种输出可控低压差过流保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种输出可控低压差过流保护电路，用于电子设备的电路过流保护，属于电子电路设计领域。

背景技术

在航天器电子设备设计中，过流保护是一项重要的可靠性、安全性措施，主要用于电源保护、半导体器件单粒子锁定保护设计等。目前常用的过流保护设计有两种：一种是采用限流电阻进行过流保护，另一种采用稳压限流器件进行过流保护，其中采用限流电阻进行过流保护最为常见。

（1）采用限流电阻做过流保护，电路简单，但不能保证电路设计每次都能够达到设计要求和满足过流保护的结果，稳定性不高，采用限流电阻做过流保护有以下明显缺陷：

a、电阻小，限流值不满足要求，起不到保护作用；电阻大，压降增加，器件的供电电压不满足要求。

b、对于供电电流较大的情况，需要电路内部分区限流，既增加印制板设计难度，又会造成各组件电压不一致。

c、工作电流变化导致器件供电电压波动，影响工作性能，一般建议减小供电回路中的电阻，与限流保护需求相矛盾。

（2）采用稳压限流器件进行过流保护的方法，由采样电路监视输出电流，并通过比较器产生过流信号，然后控制稳压器调整管的输出电压，从而达到限流保护的目的。过流保护状态下，特别是在负载短路情况下，不仅有过大电流从调整管流过，而且调整管两端的电压也处于最大值，整个电路的功耗全部加在调整管上，很可能烧坏调整管。因此，如果卫星或飞船设备在轨发生单粒子锁定，假设不能够及时切断电，长时间保持大电流通过，则有可能造成故障不可恢复。另外由于受制于没有宇航等级器件，不满足在轨使用寿命要求，目前国内航天器应用比较少。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种输出可控低压差过流保护电路，具备自动过流保护和输出可控的功能，将该电路串接在航天器电子设备的电源入口处，解决了航天器电子设备设计中半导体器件单粒子锁定保护设计和供电电源过流保护的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种输出可控低压差过流保护电路包括主通路、副通路、反向电压保护电路、主副通路过流切换及使能禁止控制电路、效率调节电路、过流采样电路和极限电流设定电路，其中：

过流采样电路用于采样整个保护电路的电流；

主副通路过流切换及使能禁止控制电路根据电流采样信号和外部输入控制信号对主副通路进行切换和使能禁止控制；

当控制信号处于输出使能状态时，由过流采样电路对流过的电流进行采样监视，当电流在限流门限内时，主副通路过流切换及使能禁止控制电路控制主通路处于正常工作状态，并通过效率调节电路调节主通路对负载的供电效率，主通路输出连接负载；当采样的电流超出限流门限，主副通路过流切换及使能禁止控制电路控制主通路电路停止工作，同时控制副通路电路正常工作，通过副通路为负载提供电源，副通路连接负载；

保护电路处于过流状态时，极限电流设定电路设置限制了流过副通路的极限电流；

当控制信号处于输出禁止状态，主副通路过流切换及使能禁止控制电路控制主通路与副通路处于截止状态，使得整个电路停止为负载提供电源；

反向电压保护电路连接于所述主副通路过流切换及使能禁止控制电路与所述主通路及所述副通路的输出端之间用于防止在多电源并联供电情况下防止反向电压的回灌。

所述主通路包括一个PNP型三极管T1A；所述副通路包括NPN型三极管T2和电阻R4；所述主副通路过流切换及使能禁止控制电路包括PNP型三极管T3、NPN型三极管T5、NPN型三极管T6、NPN型三极管T7、NPN型三极管T8、二极管D1、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R5和电阻R6；所述反向电压保护电路包括PNP型三极管T4和电阻R3；所述效率调节电路采用电阻Rs2；所述过流采样电路采用电阻Rs1；所述极限电流设定电路采用电阻Rp；

所述PNP型三极管T1A的基极连接到主副通路过流切换及使能禁止控制电路中的NPN型三极管T5的集电极；所述PNP型三极管T1A的集电极与副通路中的NPN型三极管T2的发射极和反向保护电路中的PNP型三极管T4的发射极相连；所述PNP型三极管T1A的发射极连接到主副通路过流切换及使能禁止控制电路中的PNP型三极管T3的基极及副通路中的NPN型三极管T2的基极和电阻R4、电阻Rs1和电阻Rp的一端；