[发明专利]高压小电流限流电路、限流保护模块及无人运载设备

说明书

技术领域

本发明涉及电源限流技术，尤其涉及一种高压小电流限流电路、限流保护模块及无人运载设备。

背景技术

限流保护就是达到一定值如:保护装置就会切断电路以便保护电气设备。

目前用于限流保护的芯片很多，但大多数都是常用的USB(5V)电源限流保护(例如DIODES的AP2552/53A等)。对于12V等的高压电源限流芯片却很少，一些如ST的STEF12PUR，虽说可以对12V限流，但限流大小在3A—5A之间，对于一些小电流的模块(例如12V/200mA)却起不了作用。

这种高压小电流的限流芯片市场上是没有的，但是无人机、无人车、支路电源比较多且需要电源保护的功能性模块，例如车载GPS导航、通讯模块等均需要所述的高压小电流的限流芯片，目前的做法包括：1)用分立的器件搭建；2)限流电路的开启和关闭需要软件配合执行。其涉及电路复杂，操作繁琐，但安全性和稳定性差，如很多公司都采用自恢复保险丝(NTC)来做限流保护。当后端电路(模块)过流时，保险丝会自动熔断。从而可以适当地保护前后端电路。但是自恢复保险是(NTC)的精度比较低，有至少100mA的峰值电流I trip，即：如果我们需要200mA的电流保护，如果用自恢复保险丝(NTC)，则可能在瞬时输出300mA的电流甚至更高(如表1：自恢复保险丝规格表)，这样后端的电路(模块)可能已经烧掉了。

表1：自恢复保险丝规格表

无法随时得知后端电路的电流值，根据电流的大小，主动关断开关。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高压小电流限流电路，结构简单，操作方便，安全性和稳定性好，电流误差不会超过10mA，填补了市场空白，具有广阔的市场前景。而且还能随时知道主动轮询采样后端输出电流的值，自主地关断开关,能随时知道后端负载工作时的电流，利于该电路根据实际应用环境，及时发现故障。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高压小电流限流电路、限流保护模块及无人运载设备，本发明通过器件的合理设计，精确地测量输出电流的大小，当输出电流达到需要限流的大小时关断电源，保护后端电路或模块，同时不影响整个电源的正常工作，而且电路简单，制造方便，有利于产品推广。

根据本发明的一个方面，提供了一种高压小电流限流电路，包括开关、采样和放大电路、开关控制电路，开关分别连接电源输入端、开关控制电路、采样和放大电路，开关控制电路连接控制器，电源输出端连接采样和放大电路，采样和放大电路经控制器AD采样与控制器相连。

进一步的，开关控制电路包括三极管Q2、电阻R6、三极管Q3，开关分别连接电源输入端、电阻R5、采样和放大电路，电阻R5连接三极管Q2，三极管Q2分别于电阻R6、三极管Q3相连，电阻R6、三极管Q3均与控制器相连。

进一步的，电源输入端连接电阻R4，电阻R4连接电阻R5。

进一步的，采样和放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、放大器U1，开关分别与电阻R1的一端、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端分别连接电源输出端、电阻R3的一端，电阻R2的另一端、电阻R3的另一端均与放大器U1连接，放大器U1连接控制器。

进一步的，开关分别连接电容C5、放大器U1，电容C5与接地端相连，放大器U1连接接地端。

进一步的，三极管Q3经电容C6连接接地端，三极管Q2经电容C7接地，三极管Q3、三极管Q2的发射极均接地，电源输入端分别连接电容C1、电容C2，电容C1、电容C2均接地，电阻R1的另一端分别连接电容C3、电容C4，电容C3、电容C4均连接接地端。

进一步的，开关为开关管。

进一步的，控制器为MCU芯片，放大器U1连接MCU芯片的ADC端口，利用MCU芯片的A/D转换器进行采样。

根据本发明的另一个方面，提供一种电源限流保护功能性模块，包括：所述高压小电流限流电路。

根据本发明的另一个方面，提供一种无人运载设备，包括无人机或无人车，以及设置在无人机或无人车内的所述的高压小电流限流电路。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：