一种外置直流电源防反接保护电路

技术领域

本发明涉及供电保护领域，具体是一种外置直流电源防反接保护电路。

背景技术

一般直流供电电器的电源正负极接反，会烧坏有供电极性要求的电器电子元件（比如晶体管、集成块、电解电容等），也会因为供电极性相反使电器不能工作，或工作异常（比如石英表、电动玩具、直流电机等），还有的直流电源接反会同时危及电器和电源（比如电瓶与充电器接反电流极大，两者都有损坏可能，甚至伤人、失火）。

采用普通的二极管和整流桥堆串联作为反接保护有0.5V左右的电压死区，会导致设备在低电压时输出电压不准确。如果依靠单片机的采样控制，在动作上会存在延时导致动作不够迅速，且电路的复杂度也会提升，因此，需要对现有的防反接电路进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外置直流电源防反接保护电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种外置直流电源防反接保护电路，包括：

采样分压模块，用于检测外置电源的电压，外置电源反接时，为光耦信号模块、导通控制模块供电；

导通控制模块，用于接收到采样分压模块的供电电压时，向光耦信号模块输出驱动信号；

光耦信号模块，用于接收到采样分压模块的供电电压、导通控制模块的驱动信号时，为信号输出模块通过电压信号；

信号输出模块，用于接收到光耦信号模块的电压信号时，驱动继电器工作模块工作；

继电器工作模块，用于工作时断开外置电源的供电回路；

采样分压模块连接光耦信号模块、导通控制模块，导通控制模块连接光耦信号模块，光耦信号模块连接信号输出模块，信号输出模块连接继电器工作模块。

作为本发明再进一步的方案：采样分压模块包括电阻R47、二极管D9，电阻R47的一端连接外置电源、光耦信号模块，电阻R47的另一端连接二极管D9的负极、导通控制模块，二极管D9的正极连接外置电源。

作为本发明再进一步的方案：导通控制模块包括二极管DS、电阻R48、电阻R49、三极管Q2，二极管DS的正极连接采样分压模块，二极管DS的负极连接电阻R48的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接光耦信号模块，三极管Q2的发射极连接电阻R49的一端，电阻R49的另一端连接电阻R48的另一端、外置电源。

作为本发明再进一步的方案：光耦信号模块包括二极管D7、光耦U15、电阻R50，二极管D7的正极连接外置电源，二极管D7的负极连接光耦U15的输入端一端，光耦U15的输入端另一端连接导通控制模块，光耦U15的输出端一端连接电阻R50的一端、信号输出模块，电阻R50的另一端连接ETU信号，光耦U15的输出端另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：信号输出模块包括放大芯片U6，放大芯片U6的输入端一端连接光耦信号模块，放大芯片U6的输出端一端连接继电器工作模块。

作为本发明再进一步的方案：继电器工作模块包括二极管D5、继电器K1B，继电器K1B的一端连接24V电压、二极管D5的负极，二极管D5的正极连接继电器K1B的另一端、信号输出模块。

作为本发明再进一步的方案：放大芯片U6的供电电压为24V。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本电路结够简单，仅需比较少的外围器件即可做到精准保护，可保护输入电压在1.7V～100V之间，本电路在开通时的输入阻抗很低，在断开时输入阻抗无穷大，另外本电路无需单片机采样和处理结构上也更简单。

附图说明

图1为一种外置直流电源防反接保护电路的电路图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种外置直流电源防反接保护电路，包括：

采样分压模块，用于检测外置电源的电压，外置电源反接时，为光耦信号模块、导通控制模块供电；

导通控制模块，用于接收到采样分压模块的供电电压时，向光耦信号模块输出驱动信号；

光耦信号模块，用于接收到采样分压模块的供电电压、导通控制模块的驱动信号时，为信号输出模块通过电压信号；

信号输出模块，用于接收到光耦信号模块的电压信号时，驱动继电器工作模块工作；

继电器工作模块，用于工作时断开外置电源的供电回路；

采样分压模块连接光耦信号模块、导通控制模块，导通控制模块连接光耦信号模块，光耦信号模块连接信号输出模块，信号输出模块连接继电器工作模块。

在本实施例中：请参阅图1，采样分压模块包括电阻R47、二极管D9，电阻R47的一端连接外置电源、光耦信号模块，电阻R47的另一端连接二极管D9的负极、导通控制模块，二极管D9的正极连接外置电源。

外置电源正接时，正极在二极管D9的正极处，负极在电阻R47处；此时由于二极管D9正向导通，压降为0.7V，输出给导通控制模块的电压较小，导通控制模块不工作；外置电源反接时，由于二极管D9为3.3V稳压二极管，此时二极管D9上的电压较大，输出给导通控制模块的电压较大，导通控制模块工作。

在本实施例中：请参阅图1，导通控制模块包括二极管DS、电阻R48、电阻R49、三极管Q2，二极管DS的正极连接采样分压模块，二极管DS的负极连接电阻R48的一端、三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接光耦信号模块，三极管Q2的发射极连接电阻R49的一端，电阻R49的另一端连接电阻R48的另一端、外置电源。

外置电源反接时，采样分压模块输出大电压，经过二极管DS，三极管Q2导通。

在本实施例中：请参阅图1，光耦信号模块包括二极管D7、光耦U15、电阻R50，二极管D7的正极连接外置电源，二极管D7的负极连接光耦U15的输入端一端，光耦U15的输入端另一端连接导通控制模块，光耦U15的输出端一端连接电阻R50的一端、信号输出模块，电阻R50的另一端连接ETU信号，光耦U15的输出端另一端接地。

外置电源反接时，此时二极管D7正极处为电源正极，二极管D9的正极处为电源负极，光耦U15构建通路，电源正极-二极管D7-光耦U15的输入端-三极管Q2-电阻R49-电源负极，光耦U15的输出端导通，将放大芯片U6的输入端电压拉低至低电平。ETU信号为电压信号。

在本实施例中：请参阅图1，信号输出模块包括放大芯片U6，放大芯片U6的输入端一端连接光耦信号模块，放大芯片U6的输出端一端连接继电器工作模块。

外置电源正接时，此时放大芯片U6（将输入电压或电流信号放大后输出，这一类放大芯片都可以，例如达林顿阵列芯片）的输入端为高电平（ETU信号经过电阻R50提供高电平），放大芯片U6放大后输出高电平，控制继电器工作模块不工作；

外置电源反接时，此时EUT信号-电阻R50-光耦U15的输出端（光耦U15的内置光敏三极管）-大地构成通路，使得放大芯片U6的输入端为低电平，放大芯片U6输出低电平，控制继电器工作模块工作。

在本实施例中：请参阅图1，继电器工作模块包括二极管D5、继电器K1B，继电器K1B的一端连接24V电压、二极管D5的负极，二极管D5的正极连接继电器K1B的另一端、信号输出模块。

外置电源正接时，放大芯片U6输出高电平时，此时继电器K1B的两端都为高电平，继电器K1B不工作，不控制开关K1A断开，外置电源为负载供电；

外置电源反接时，放大芯片U6输出低电平时，此时继电器K1B两端存在压差，继电器K1B工作，控制开关K1A断开，外置电源停止为负载供电。

在本实施例中：请参阅图1，放大芯片U6的供电电压为24V。

该电压要确保够大，使得高电平经过放大芯片U6放大后电压较大，确保继电器K1B不工作。

本发明的工作原理是：采样分压模块检测外置电源的电压，外置电源反接时，为光耦信号模块、导通控制模块供电；导通控制模块接收到采样分压模块的供电电压时，向光耦信号模块输出驱动信号；光耦信号模块接收到采样分压模块的供电电压、导通控制模块的驱动信号时，为信号输出模块通过电压信号；信号输出模块接收到光耦信号模块的电压信号时，驱动继电器工作模块工作；继电器工作模块工作时断开外置电源的供电回路。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。