CN202004738U - 一种mos管控制的电子保险开关 - Google Patents
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Abstract
一种MOS管控制的电子保险开关，它的负载的正极和电源模块连接蓄电池的正极，电源模块连接电平驱动模块的供电接口和MCU的供电接口，MCU的开关状态控制端通过电平驱动模块连接MOS管的栅极，MOS管的漏极通过信号反馈模块连接电平驱动模块的反馈信号接口，MOS管的漏极连接负载的负极，MOS管Q3的漏极通过电流检测模块连接MCU的电流检测信号输入端，MOS管的栅极通过负载状态监控模块连接MCU的开关状态信号输入端，MOS管的源级、MCU的负极和负载状态监控模块的负极均连接蓄电池的负极。本实用新型装置具有以下优点：1.过载及短路保护后可手动或自动接通；2.发热量小；3.省去一次性保险和自恢复保险；4.可对启动冲击大的容性设备进行脉冲启动。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子保险开关技术领域，具体涉及一种MOS管控制的电子保险开关。
技术背景
在目前以蓄电池为主要电源或备用电源的电站、通讯基站及中小型以太阳能发电供电的家庭用户，其蓄电池放电管理装置中所用的开关器件多为MOS管。为了保证放电的安全性，还在回路中串联有大容量的一次性熔断保险或小容量的可恢复保险。串联在回路中的大容量一次性熔断保险或小容量可恢复保险在低压大电流回路中存在如下缺点：1)保险内阻消耗能量，浪费宝贵能源。2)保险内阻分得的压降使负载获得电压减少，也使蓄电池不能释放有效的使用容量。3)发生过载或短路时保险会烧掉，需更换，不方便使用。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种节约能源、方便使用的MOS管控制的电子保险开关，该保险开关能使蓄电池释放有效的使用容量。
为实现上述目的，本实用新型所设计的一种MOS管控制的电子保险开关，其特征在于：它包括MCU、电源模块、信号反馈模块、电平驱动模块、负载状态监控模块、电流检测模块和MOS管Q3，其特征在于：负载的正极和电源模块连接蓄电池的正极BAT+，电源模块连接电平驱动模块的供电接口和MCU的供电接口，MCU的开关状态控制端通过电平驱动模块连接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的漏极通过信号反馈模块连接电平驱动模块的反馈信号接口，MOS管Q3的漏极连接负载的负极LOAD-，MOS管Q3的漏极通过电流检测模块连接MCU的电流检测信号输入端，MOS管Q3的栅极通过负载状态监控模块连接MCU的开关状态信号输入端，MOS管Q3的源级、MCU的负极和负载状态监控模块的负极均连接蓄电池的负极BAT-。
所述蓄电池的负极BAT-和MCU的信号输入端之间连接有开关S1。
所述电平驱动模块包括电阻R4、电阻R5、二极管D1、三极管Q1和三极管Q2，信号反馈模块包括电阻R2，其中，所述电阻R5的一端和二极管D1的负极连接所述MCU的开关状态控制端，电阻R5的另一端和二极管D1的正极通过电阻R1连接负载的负极LOAD-，电阻R5的另一端和二极管D1的正极均连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R4连接电阻R2的一端，电阻R2的一端还连接电源模块，电阻R2的另一端连接负载状态监控模块，三极管Q1发射极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R2的另一端，三极管Q2的发射极连接蓄电池的负极BAT-，电源模块连接蓄电池的负极BAT-。
所述负载状态监控模块包括电阻R6～R8和二极管D2，其中，所述电阻R6的一端连接电阻R2的另一端，电阻R6的另一端通过电阻R8连接蓄电池的负极BAT-，电阻R6的一端还连接MOS管Q3的栅极，二极管D2的负极连接电阻R6的一端，二极管D2的正极连接电阻R6的另一端，电阻R7的一端连接电阻R6的另一端，电阻R7的另一端连接MCU的开关状态信号输入端。
所述电流检测模块包括电阻R3、电容C1稳压二极管Z1，其中，电阻R3的一端连接MOS管Q3的漏极，电阻R3的另一端连接MCU的电流检测信号输入端，电容C1的一端连接电阻R3的另一端，电容C1的另一端连接蓄电池的负极BAT-，稳压二极管的Z1的负极连接电容C1的一端，稳压二极管的Z1的正极连接电容C1的另一端。
本实用新型的工作原理为：电流检测模块将负载工作时的电流在MOS管Q3的漏极和源极之间产生的电压信号送给MCU，根据此信号的大小判断是否过载，电阻R1将负载短路时在MOS管Q3的漏极和源极之间产生的电压信号传送给电平驱动模块，并快速关闭MOS管Q3，使负载与蓄电池断开，以防止火灾，同时保护MOS管Q3在短路时不被损坏。当电流超过额定电流20A时，会在秒至毫秒级的时间内判断是否需要延迟关闭MOS管Q3(负载)的时间，以保证不会因负载的抖动而误关闭MOS管Q3(负载)，影响负载的正常启动或工作。电阻R2将短路或较大容性负载启动时在MOS管Q3的漏极与源极间的电流信号立即反馈给电平驱动模块，关闭MOS管Q3。当MOS管Q3被短路或被较大容性负载冲击保护好，此状态由负载状态监控模块传给MCU，MCU做出判断后通过电阻R5和二极管D1将开关信号传送MOS管Q3的电平驱动模块进行二次启动。若多次启动不成功，就停止启动保护MOS管Q3。本装置还可以通过开关S1手动将开关信号传送给MCU，由MCU进行有保护性的智能开启和关闭MOS管Q3所控制的负载。
本实用新型通过设置MOS管做无触点开关，并设置与MCU连接的电平驱动模块、负载状态监控模块、电流检测模块，使得本实用新型装置具有以下优点：1.过载及短路保护后可手动或自动接通；2.发热量小；3.省去一次性保险和自恢复保险；4.可对启动冲击大的容性设备(负载)进行脉冲启动。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1所示的一种MOS管控制的电子保险开关，它包括MCU、电源模块、信号反馈模块、电平驱动模块、负载状态监控模块、电流检测模块和MOS管Q3，负载的正极和电源模块连接蓄电池的正极BAT+，电源模块连接电平驱动模块的供电接口和MCU的供电接口，MCU的开关状态控制端通过电平驱动模块连接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的漏极通过信号反馈模块连接电平驱动模块的反馈信号接口，MOS管Q3的漏极连接负载的负极LOAD-，MOS管Q3的漏极通过电流检测模块连接MCU的电流检测信号输入端，MOS管Q3的栅极通过负载状态监控模块连接MCU的开关状态信号输入端，MOS管Q3的源级、MCU的负极和负载状态监控模块的负极均连接蓄电池的负极BAT-。蓄电池的负极BAT-和MCU的信号输入端之间还可以连接有开关S1，操作人员可手动控制开关S1将开关信号传送给MCU，由MCU进行有保护性的智能开启和关闭MOS管Q3所控制的负载。
如图2所示，上述技术方案中：电平驱动模块包括电阻R4、电阻R5、二极管D1、三极管Q1和三极管Q2，信号反馈模块包括电阻R2，其中，电阻R5的一端和二极管D1的负极连接MCU的开关状态控制端，电阻R5的另一端和二极管D1的正极通过电阻R1连接负载的负极LOAD-，电阻R5的另一端和二极管D1的正极均连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R4连接电阻R2的一端，电阻R2的一端还连接电源模块，电阻R2的另一端连接负载状态监控模块，三极管Q1发射极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R2的另一端，三极管Q2的发射极连接蓄电池的负极BAT-，电源模块连接蓄电池的负极BAT-。
上述技术方案中，负载状态监控模块包括电阻R6～R8和二极管D2，其中，电阻R6的一端连接电阻R2的另一端，电阻R6的另一端通过电阻R8连接蓄电池的负极BAT-，电阻R6的一端还连接MOS管Q3的栅极，二极管D2的负极连接电阻R6的一端，二极管D2的正极连接电阻R6的另一端，电阻R7的一端连接电阻R6的另一端，电阻R7的另一端连接MCU的开关状态信号输入端。
上述技术方案中，电流检测模块包括电阻R3、电容C1稳压二极管Z1，其中，电阻R3的一端连接MOS管Q3的漏极，电阻R3的另一端连接MCU的电流检测信号输入端，电容C1的一端连接电阻R3的另一端，电容C1的另一端连接蓄电池的负极BAT-，稳压二极管的Z1的负极连接电容C1的一端，稳压二极管的Z1的正极连接电容C1的另一端。
上述技术方案实现了用无触点mos管作为开关器件代替有触点机械开关和保险器件，使得本实用新型具有节约能源、方便控制的技术效果，并且上述保险开关能使蓄电池释放有效的使用容量。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种MOS管控制的电子保险开关，其特征在于：它包括MCU、电源模块、信号反馈模块、电平驱动模块、负载状态监控模块、电流检测模块和MOS管Q3，其特征在于：负载的正极和电源模块连接蓄电池的正极BAT+，电源模块连接电平驱动模块的供电接口和MCU的供电接口，MCU的开关状态控制端通过电平驱动模块连接MOS管Q3的栅极，MOS管Q3的漏极通过信号反馈模块连接电平驱动模块的反馈信号接口，MOS管Q3的漏极连接负载的负极LOAD-，MOS管Q3的漏极通过电流检测模块连接MCU的电流检测信号输入端，MOS管Q3的栅极通过负载状态监控模块连接MCU的开关状态信号输入端，MOS管Q3的源级、MCU的负极和负载状态监控模块的负极均连接蓄电池的负极BAT-。
2.根据权利1所述的MO S管控制的电子保险开关，其特征在于：蓄电池的负极BAT-和MCU的信号输入端之间连接有开关S1。
3.根据权利要求1所述的MOS管控制的电子保险开关，其特征在于：所述电平驱动模块包括电阻R4、电阻R5、二极管D1、三极管Q 1和三极管Q2，信号反馈模块包括电阻R2，其中，所述电阻R5的一端和二极管D1的负极连接所述MCU的开关状态控制端，电阻R5的另一端和二极管D1的正极通过电阻R1连接负载的负极LOAD-，电阻R5的另一端和二极管D1的正极均连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R4连接电阻R2的一端，电阻R2的一端还连接电源模块，电阻R2的另一端连接负载状态监控模块，三极管Q1发射极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R2的另一端，三极管Q2的发射极连接蓄电池的负极BAT-，电源模块连接蓄电池的负极BAT-。
4.根据权利要求3所述的MOS管控制的电子保险开关，其特征在于：所述负载状态监控模块包括电阻R6～R8和二极管D2，其中，所述电阻R6的一端连接电阻R2的另一端，电阻R6的另一端通过电阻R8连接蓄电池的负极BAT-，电阻R6的一端还连接MOS管Q3的栅极，二极管D2的负极连接电阻R6的一端，二极管D2的正极连接电阻R6的另一端，电阻R7的一端连接电阻R6的另一端，电阻R7的另一端连接MCU的开关状态信号输入端。
5.根据权利1所述的MOS管控制的电子保险开关，其特征在于：所述电流检测模块包括电阻R3、电容C1稳压二极管Z1，其中，电阻R3的一端连接MOS管Q3的漏极，电阻R3的另一端连接MCU的电流检测信号输入端，电容C1的一端连接电阻R3的另一端，电容C1的另一端连接蓄电池的负极BAT-，稳压二极管的Z1的负极连接电容C1的一端，稳压二极管的Z1的正极连接电容C1的另一端。
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