CN107623510B - 一种带过流保护的包括pmos管的车用固态继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器，包括PMOS管的源极连接整车供电电源的正极，漏极连接负载，栅极连接MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述PMOS管在漏极和源极并联，当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路驱动PMOS管导通，当PMOS管处于过流状态时，过流保护电路利用PMOS管本身的导通电阻检测其在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，触发保护功能，关闭MOS管控制电路，关断所述PMOS管来实现对所述PMOS管的过流保护。

Description

一种带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，特别涉及一种带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器。
背景技术
在现有的汽车上使用电磁继电器作为开关控制是一种普遍的技术，然而由于机械材料和结构本身的使用寿命的限制，在车辆的全寿命周期中，电磁继电器发生故障而不得不更换的情况是在所难免的。同时，电磁继电器在吸合的时候发出的声响，对于一些高档车，也是不受欢迎的。在这方面，固态继电器有着独特的优势。
申请号为CN200410041985.9的专利申请，公开了“直流固态功率控制的方法，其特征在于：计算机发出“开通”或“关断”数字控制信号，此数字控制信号通过外部接口电路转化为功率MOSFET模块的驱动开关信号，驱动功率模块MOSFET开通或关断，从而使整个主线路开通或关断；直流负载输入功率MOSFET模块，功率MOSFET模块内部的电压检测/限幅电路对直流负载限幅后，输出直流到电流检测/限幅电路，将检测到的电压信号通过外部接口电路反馈到主控计算机，并将过压时产生的关断信号送入MOSFET驱动电路；功率MOSFET模块内部的电流检测/限幅电路对直流限幅后，输出直流，并且将检测到的电流信号通过外部接口电路反馈到主控计算机，同时将过流时产生的关断信号送入MOSFET驱动电路“。
实践中，现有的固态继电器如果用于汽车控制开关，电路冗余复杂，成本过于高昂，阻碍了使用MOSFET的固态继电器在汽车上的推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器。
本发明的技术方案是，一种带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器，包括PMOS管的源极连接整车供电电源的正极，漏极连接负载，栅极连接MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，
固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述PMOS管在漏极和源极并联，
当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路驱动PMOS管导通，
当PMOS管处于过流状态时，过流保护电路利用PMOS管本身的导通电阻检测其在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，触发保护功能，关闭MOS管控制电路，关断所述PMOS管来实现对所述PMOS管的过流保护。
所述的过流保护电路三极管Q4的基极经电阻连接固态继电器控制端电源，三极管Q4的发射极连接PMOS管的漏极，三极管Q4的集电极连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极经电阻连接PMOS管的源极，三极管Q3的集电极经电阻连接三极管Q7的基极，三极管Q7的发射极接地，同时，三极管Q3的集电极经阻容网络电路接地。
所述MOS管控制电路包括三极管Q6的基极连接固态继电器控制端电源，三极管Q6的基极同时还连接三极管Q7的集电极。
整车供电电源，汽车电瓶的正极，术语代号KL30或者BAT。
本发明的固态继电器，利用了PMOS管本身的导通电阻在过流情况下的压降，通过检测过流情况下的压降，实现了对PMOS管的过流保护。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
图2是本发明实施例中的电路图。
具体实施方式
如图1所示，当coin_VCC(固态继电器控制端电源)上电后，MOS管控制电路驱动MOS管Q1导通，正常输出。
当开关S1导通后，输出负载瞬间加大，MOS管处于过流阶段。过流保护电路利用MOS管本身的RDS(MOS管的导通电阻，通常为几毫欧至几百毫欧)在过流情况下的压降，当电流大至一定阈值，触发保护电路关闭MOS管控制电路关断MOS管来实现MOS管Q1的过流保护。这个开关S1用来模拟过流的情况，S1导通可以看到负载并上了一个很小的电阻，也就是增加了一个很大的负载电流。
如图2所示，当coil_VCC输入高电平有效后，Q6三极管导通至地，使得PMOS管Q2导通，负载正常通电。
当coil_VCC输入高电平后，Q4三极管导通，Q4的C极和E极相当于短路。当负载正常工作时，MOS管Q2两端(S1和S2之间)的压降(RDS*I)很小，三极管Q3无法获得足够的偏置电压，Q3处于截止状态，那么三极管Q7也处于截止状态。
过流保护过程是：当开关S2接通至地，MOS管Q2处于过流状态。MOS管两端MOS管Q2两端(网络标号S1和S2之间)的压降(RDS*I)变大，三极管Q3获得了足够的偏置电压导通，使得T3网络通过R13输入高电平。三极管Q7导通，使得三极管Q6的B极电平拉低至地，三极管Q6截止。MOS管Q2被关闭，实现了过流保护。开关S2用来模拟过流的情况，S2导通可以看到负载并上了一个很小的电阻，也就是增加了一个很大的负载电流。

Claims (2)

1.一种带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器，其特征在于，包括PMOS管的源极连接整车供电电源的正极，漏极连接负载，栅极连接MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，
固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述PMOS管在漏极和源极并联，
当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路驱动PMOS管导通，
当PMOS管处于过流状态时，过流保护电路利用PMOS管本身的导通电阻检测其在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，触发保护功能，关闭MOS管控制电路，关断所述PMOS管来实现对所述PMOS管的过流保护，
所述的过流保护电路三极管Q4的基极经电阻连接固态继电器控制端电源，三极管Q4的发射极连接PMOS管的漏极，三极管Q4的集电极连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极经电阻连接PMOS管的源极，三极管Q3的集电极经电阻连接三极管Q7的基极，三极管Q7的发射极接地，同时，三极管Q3的集电极经阻容网络电路接地。
2.如权利要求1所述的带过流保护的包括PMOS管的车用固态继电器，其特征在于，所述MOS管控制电路包括三极管Q6的基极连接固态继电器控制端电源，三极管Q6的基极同时还连接三极管Q7的集电极。
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