CN102874121B - 一种汽车电源总开关装置及汽车电路的保护方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车电源总开关，包括壳体（1）；电流采样单元，其置于整车电器负载（3）的电源线上；主控芯片（7）；静触点（10）和动触点（11）及双金属片（12），在双金属片的连接和压力下，动静触点常连接；其特征在于还包括：继电器（8），分别连接主控芯片(7)和静触点（10），电流采样单元还分别和静触点（10）及主控芯片相连；主控芯片（7）采集启动开关（2）的开关信号和电流采样单元的电流信号以控制继电器（8）动作。
Description
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，涉及一种汽车电源总开关装置。
背景技术
汽车的电源总开关分为电磁式和机械式，电磁式为控制开关接通电磁线圈回路，利用电磁吸力将动触点与静触点连接，从而将整车电器负载与整车电源接通；机械式为用人力扳动开关手柄将动触点与静触点连接，接通整车电源。无论是电磁式还是机械式电源总开关，其目的都是当整车电路发生故障时（短路、起火等）能切断整车电源，尽量避免整车烧毁、人身伤害等恶性事件发生。但现有的电源总开关都需人来操作，不能在故障发生的第一时间自动切断整车电源，当电器或电路刚短路时火花较小、气味较小，影响较小，司机很难及时发现，当继续短路起火司机发现后再操作电磁式电源总开关或机械式总开关将整车电源断开已为时已晚，轻则烧毁短路点周围部件，若短路点周围有易燃物如地毯等内饰将引起整车烧毁。现在整车电路起火烧毁的报道屡见报端。本发明用电流互感器采集短路电流，用主控芯片自动控制继电器，将短路电流放大，利用双金属片的热特性，缩短短路响应时间，在短路的第一时间自动切断整车电源，使电源总开关具有整车电路短路时自动切断整车电源的功能，大大提高了整车的安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种自动工作的能手工复位的汽车电源总开关装置，该开关内部用电流互感器检测是否短路，当短路时将短路电流放大，缩短短路响应时间，自动切断整车电源，主要解决现在的总开关都是人工操作切断整车电源，或车辆保险响应时间慢，当短路时不能及时自动切断整车电源而引起的车辆失火问题。
本发明提供一种汽车电源总开关，包括壳体（1）；电流采样单元，其置于整车电器负载（3）的电源线上；主控芯片（7）；静触点（10）和动触点（11）及双金属片（12），在双金属片的连接和压力下，动静触点常连接；其特征在于还包括：继电器（8），分别连接主控芯片(7)和静触点（10），电流采样单元还分别和静触点（10）及主控芯片相连；
主控芯片（7）采集启动开关（2）的开关信号和电流采样单元的电流信号以控制继电器（8）动作。
进一步的，当整车电器负载（3）短路时，电流采样单元采集到异常信号并发送给主控芯片（7），主控芯片同时采集启动开关（2）的信号，若启动开关（2）无信号且异常电流信号超出了预先设定值，则主控芯片（7）控制继电器（8）吸合，短路电流经过双金属片(12)、动触点(11)、静触点（10）、继电器（8）触点和限流电阻（9）形成回路，双金属片(12)在短路电流作用下发热变形带着动触点(11)和静触点（10）断开，整车电器负载（3）断电；若主控芯片（7）采集到启动开关（2）的信号，则异常信号是启动电流信号，此时主控芯片（7）仍控制继电器（8）不动作。
进一步的，还包括有按钮（13）和弹簧（14），其中按钮（13）在弹簧（14）的弹力作用下与双金属片(12)不接触；当短路故障修复后，按钮（13）被按下压缩弹簧（14），将变形的双金属片(12)复位。
进一步的，其中的电流采样单元优选电流互感器。
本发明还提供一种汽车电路的保护方法，适用于一种汽车电源总开关，包括有主控芯片（7），电流采样单元，和继电器（8），静触点（10）和动触点（11）及双金属片（12），在双金属片的连接和压力下，动静触点常连接，所述方法包括：主控芯片采集电流采样单元和启动开关（2）的信号；主控芯片根据采集的信号以控制继电器动作，使动静触点断开而实现负载断电。
进一步的所述方法还包括：当主控芯片采集到的启动开关（2）无信号且异常电流信号超出了预先设定值；则主控芯片（7）控制继电器吸合，使动静触点断开以使整车电器负载（3）断电。
本发明的有效效果是：
使电源总开关具有整车电路短路时自动切断整车电源的功能，并且能手工复位，提高了整车的安全性。
附图说明
图1为本发明电路原理和结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。如图1所示：
本发明的技术解决方案是：
一种汽车电源总开关装置，包括壳体（1）、接线柱（4）、电流互感器（5）、电源转换芯片(6)、主控芯片(7)、继电器（8）、限流电阻（9）、静触点（10）、动触点（11）、双金属片(12)、按钮（13）、弹簧（14）。其中电源转换芯片(6)为主控芯片（7）提供电压，可将12V的电压转换为5V的电压。在双金属片(12)的连接与压力下，静触点（10）和动触点（11）常连接；按钮（13）在弹簧（14）的作用力下与双金属片(12)不接触；按钮（13）在人力的作用下压缩弹簧（14），将变形的双金属片(12)复位；继电器（8）的控制端接主控芯片(7)；接线柱（4）和静触点（10）之间的连接线穿过电流互感器（5）。
主控芯片（7）在软件的支持下采集启动开关（2）的开关信号和电流互感器（5）电流信号后对继电器（8）实施自动控制。
常态时：双金属片(12)的压力将动触点(11)和静触点（10）连接，蓄电池（15）通过动触点(11)、双金属片(12)、静触点（10）、电流互感器（5）和接线柱（4）向整车电器负载（3）供电。主控芯片（7）控制继电器（8）不吸合。
短路保护时：整车电器负载（3）发生短路时，短路电流经过电流互感器（5），主控芯片（7）采集到电流互感器（5）的异常信号，主控芯片（7）将该异常信号与预先设定在软件中的数据进行比较，并采集启动开关（2）的信号，若启动开关（2）无信号且异常信号超出了预先设定在软件中的数据，则主控芯片（7）控制继电器（8）吸合，短路电流经过双金属片(12)、动触点(11)、静触点（10）、继电器（8）触点和限流电阻（9）形成回路，双金属片(12)在短路电流作用下发热变形带着动触点(11)和静触点（10）断开，整车电器负载（3）无电；若主控芯片（7）采集到启动开关（2）的信号，则主控芯片（7）在软件中设定电流互感器（5）的异常信号是启动电流信号，此时主控芯片（7）仍控制继电器（8）不吸合，双金属片（12）维持动触点(11)和静触点（10）的连接（此状态是为了区分是短路电流还是正常的启动电流，因启动电流也非常大，避免启动时开关误动作）。当整车电器负载（3）短路故障修复后，人为将按钮（13）按下，将变形的双金属片(12)复位，双金属片(12)的压力将动触点(11)和静触点（10）重新连接，整车电器负载（3）的供电电路导通。
具体操作如下：
正常情况下，在双金属片(12)的压力作用下，动触点(11)和静触点（10）连接，蓄电池（15）通过动触点(11)、双金属片(12)、静触点（10）、电流互感器（5）和接线柱（4）向整车电器负载（3）供电。整车电器负载（3）发生短路时，短路电流经过电流互感器（5），主控芯片（7）采集到电流互感器（5）的异常信号，主控芯片（7）将该异常信号与预先设定在软件中的数据进行比较，并采集启动开关（2）的信号，若启动开关（2）无信号且异常信号超出了预先设定在软件中的数据，则主控芯片（7）控制继电器（8）吸合，短路电流经过双金属片(12)、动触点(11)、静触点（10）、继电器（8）触点和限流电阻（9）形成回路，双金属片(12)在短路电流作用下发热变形带着动触点(11)和静触点（10）断开，切断整车电源。当整车电器负载（3）短路故障修复后，人为将按钮（13）按下，将变形的双金属片(12)复位，双金属片(12)的压力将动触点(11)和静触点（10）重新连接，整车电器负载（3）的供电电路导通。本发明的电源总开关具有自动检测自动控制功能，能在第一时间切断电源，很好的解决了现有总开关需人工操作而延误时间造成车辆失火的问题，结构简单适合大范围推广。
Claims (4)
1.一种汽车电源总开关，包括壳体(1)；电流采样单元，其置于整车电器负载(3)的电源线上；主控芯片(7)；静触点(10)和动触点(11)及双金属片(12)，在双金属片的连接和压力下，动静触点常连接；其特征在于还包括：继电器(8)，分别连接主控芯片(7)和静触点(10)，电流采样单元还分别和静触点(10)及主控芯片相连；
主控芯片(7)采集启动开关(2)的开关信号和电流采样单元的电流信号以控制继电器(8)动作；
当整车电器负载(3)短路时，电流采样单元采集到异常信号并发送给主控芯片(7)，主控芯片同时采集启动开关(2)的信号，若启动开关(2)无信号且异常电流信号超出了预先设定值，则主控芯片(7)控制继电器(8)吸合，短路电流经过双金属片(12)、动触点(11)、静触点(10)、继电器(8)触点和限流电阻(9)形成回路，该回路产生的短路电流比整车电器负载(3)短路时产生的短路电流大的多，将缩短短路响应时间，双金属片(12)在该回路产生的短路电流作用下发热变形带着动触点(11)和静触点(10)断开，整车电器负载(3)断电。
2.根据权利要求1所述的汽车电源总开关，若主控芯片(7)采集到启动开关(2)的信号，则异常信号是启动电流信号，此时主控芯片(7)仍控制继电器(8)不动作。
3.根据权利要求1所述的汽车电源总开关，其中还包括有按钮(13)和弹簧(14)，其中按钮(13)在弹簧(14)的弹力作用下与双金属片(12)不接触；当短路故障修复后，按钮(13)被按下压缩弹簧(14)，将变形的双金属片(12)复位。
4.根据权利要求1所述的汽车电源总开关，其中的电流采样单元是电流互感器。
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