CN202872326U - 一种汽车启动电机过流保护模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽车启动电机过流保护模块，它可精确快速地对汽车启动电机的过流进行保护，体积小，可方便安装在汽车启动电机的供电线路中，具有自恢复保险丝等同的功能。该保护模块包括DC/DC变换电路、电流传感器IC、电压比较器和IGBT开关管，DC/DC转换电路的输入端连接汽车蓄电池,输出端连接电流传感器IC电源端和电压比较器电源端；电压比较器同相输入端和反相输入端分别连接DC/DC转换电路输出端和电流传感器IC信号输出端，电压比较器的输出端连接IGBT开关管栅极；IGBT开关管的集电极通过电流传感器IC连接汽车蓄电池,发射极连接到汽车启动电机。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种过电流保护电路，尤其涉及一种用于汽车启动电机的过电流保护电路。
背景技术
汽车电子电器的过电流保护是汽车电路安全的重要环节，它不仅避免了电子电器因过流对周围设施造成的损害，同时也对电子电器自身进行过流保护。随着电子电器在汽车上应用的不断增加，在大部分汽车电子电器的电源上都安装了保险丝作为过流保护装置，这种保险丝是一次性的熔断丝。但是在汽车的启动电机运行中由于供给汽车启动电机运行的电流高达100A至300A，电流值和变化范围都很大，而且有时在很短的时间内间歇性地启动汽车，汽车启动电机处于间歇性地运行中，在这种情况下若使用一次性熔断丝作为汽车启动电机的过流保护装置，即使流经一次性熔断丝的电流未达到熔断电流，也由于短时间内间歇性地大电流作用产生较高的温度使得一次性熔断丝熔断，影响汽车启动电机正常工作。因此，目前对汽车启动电机的供电并未采取过流保护措施，而是将汽车启动电机的电源直接与汽车蓄电池相接。正是如此也就产生了许多因启动电机过流问题导致的汽车火灾事故。
公开日为2010年07月07日、公开号为CN201523209U的专利文献公开了名称为汽车电器负载过流保护电路的技术方案，方案中虽然省去了继电器、保险丝和一些分立元件，但却采用了微控制器LPC2119，由此增加了电路的复杂性，也就增加了电路潜在的故障率，另外方案中采用场效应管进行电流开关控制，这并不适合于高达100A至300A电流的汽车启动电机过流保护。
发明内容
本实用新型主要目的在于提供一种汽车启动电机过流保护模块，它对汽车启动电机进行过流保护，且具有自恢复功能，可控电流范围大，控制精确，解决了汽车启动电机无过流保护装置的问题。
本实用新型针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种汽车启动电机过流保护模块，包括DC/DC变换电路、电流传感器IC、电压比较器和IGBT开关管，DC/DC转换电路的输入端连接汽车蓄电池，输出端连接电流传感器IC电源端和电压比较器电源端；电压比较器同相输入端和反相输入端分别连接DC/DC转换电路输出端和电流传感器IC信号输出端，电压比较器的输出端连接IGBT开关管栅极；IGBT开关管的集电极通过电流传感器IC连接汽车蓄电池，发射极连接到汽车启动电机。
该方案使用电流传感器IC（电流传感器集成电路）来检测汽车启动电机的工作电流，通过电压比较器设定电流保护范围并控制大功率IGBT开关管的导通/截止实现控制汽车启动电机电源回路通断，从而实现过流保护。
使用时将汽车蓄电池的正极连接到DC/DC转换电路输入端和电流传感器IC负载电流输入端；DC/DC转换电路为电流传感器IC和电压比较器提供稳定的规定值电压，电流传感器IC的负载电流输出端通过IGBT开关管集电极和发射极连接到汽车启动电机正电源输入端；电流传感器IC将检测到的负载电流信号送入电压比较器，由电压比较器输出端控制IGBT开关管，负载电流超过规定电流范围时关断IGBT，从而对汽车启动电机进行过电流保护。
作为优选，电流传感器IC是基于霍尔效应的电流传感器IC。该类型电流传感器IC具有损耗小、检测准确等优点，比如ACS758系列电流传感器，是基于霍尔效应的线性100μΩ电流导体的电流传感器IC，通过其铜制电流路径施加的电流流动产生的磁场，霍尔IC转换成比例的电压信号输出。
作为优选，在电压比较器的反相输入端还连接分压电阻，分压电阻包括下分压电阻和上分压电阻，下分压电阻一端接地另一端连接电压比较器反相输入端，上分压电阻串接在电压比较器反相输入端。通过该分压电路能够设定保护电流的范围。
作为优选，上分压电阻是可变电阻器。通过该可变电阻器灵活地改变保护电流范围，以适应不同车型启动电机的电流需求。
作为优选，过流保护模块设置一个电源输入端口、一个电源输出端口和一个接地端口，电源输入端口连接DC/DC变化电路和电流传感器IC，电源输出端口连接IGBT开关管发射极，接地端口连接电源地。将该汽车启动电机过流保护模块封装成为三端口模块，便于安装、连接。
本实用新型带来的有益效果是：（1）改变了汽车启动电机无过流保护装置的设计；（2）可精确快速地对汽车启动电机的过流进行保护； （3）有效地预防了因汽车启动电机过流导致的汽车火灾事故；（4）体积小，可方便安装在汽车启动电机的供电线路中；（5）具有自恢复保险丝等同的功能，即对汽车电子电器过流保护作用后，不必更换过流保护装置。
附图说明
图1是本实用新型的一种电路原理图。
图中：1是电源输入端口，2是电源输出端口，3是接地端口，4是DC/DC转换电路，5是电流传感器IC，51是电源滤波电容，52是去噪电容，53是输出电阻，6是电压比较器，61是上分压电阻，62是下分压电阻，63是同相端输入电阻，7是IGBT开关管。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
实施例： 如图1所示，本实用新型是一种汽车启动电机过流保护模块。其中，电流传感器IC采用ACS758，上分压电阻61是可变电阻器。DC/DC变换电路4的电源输入端和电流传感器IC 5的负载电流输入端IP+连接到电源输入端口1；DC/DC转换电路4的输出端DC5V连接电流传感器IC 5电源端和电压比较器6电源端；电压比较器6的同相输入端通过同相端输入电阻63连接到DC/DC转换电路4输出端DC5V，电压比较器6的反相输入端连接下分压电阻62，并通过上分压电阻61和输出电阻53连接到电流传感器IC 5的信号输出端VIOUT，电压比较器6的输出端连接IGBT开关管7的栅极；IGBT开关管7的集电极连接电流传感器IC 5的负载电流输出端IP-、发射极连接到电源输出端口2。电流传感器IC ACS758连接有电源滤波电容51、去噪电容52以及输出电阻53。
上述器件构成的保护电路封装为具有电源输入端口1、电源输出端口2和接地端口3的三端口模块。
在工作时，电源输入端口1连接汽车蓄电池正极，接地端口3连接汽车蓄电池负极，电源输出端口2连接汽车启动电机电源正极；电流传感器IC 5对流经IP+至IP-的电流进行检测，并将检测到的电流值以比例电压的形式通过输出电阻53输出，并经过上分压电阻61和下分压电阻62分压后送到电压比较器6反相输入端，与同相输入端标准电压进行比较；若流经电流传感器IC 5的电流小于汽车启动电机的过流保护值，电压比较器6输出高电平（5V电压）到IGBT开关管7的栅极，IGBT开关管7导通，汽车蓄电池供给的DC12V电压被送到电源输出端口2，汽车启动电机得电工作；若流经电流传感器IC 5的电流大于汽车启动电机的过流保护值，比较器电路6输出低电平（0V电压）到IGBT开关管7的栅极，IGBT开关管7截止，汽车蓄电池DC12V电源被切断，汽车启动电机失电而停止工作，从而起到汽车启动电机过流保护的作用。
所以本实用新型具有以下特征：可精确、快速地对汽车启动电机的过流进行保护，有效地预防因汽车启动电机过流造成的汽车火灾事故；过流保护模块体积小，可方便安装在汽车启动电机的供电线路中；具有自恢复保险丝等同的功能。
Claims (5)
1.一种汽车启动电机过流保护模块，其特征在于：包括DC/DC变换电路、电流传感器IC、电压比较器和IGBT开关管，所述DC/DC转换电路的输入端连接汽车蓄电池，输出端连接电流传感器IC电源端和电压比较器电源端；所述电压比较器同相输入端和反相输入端分别连接DC/DC转换电路输出端和电流传感器IC信号输出端，电压比较器的输出端连接所述IGBT开关管栅极；所述IGBT开关管的集电极通过电流传感器IC连接汽车蓄电池，发射极连接到汽车启动电机。
2.根据权利要求1所述一种汽车启动电机过流保护模块，其特征在于：所述电流传感器IC是基于霍尔效应的电流传感器IC。
3.根据权利要求1所述一种汽车启动电机过流保护模块，其特征在于：在所述电压比较器的反相输入端还连接分压电阻，所述分压电阻包括下分压电阻和上分压电阻，下分压电阻一端接地另一端连接电压比较器反相输入端，所述上分压电阻串接在电压比较器反相输入端。
4.根据权利要求3所述一种汽车启动电机过流保护模块，其特征在于：所述上分压电阻是可变电阻器。
5.根据权利要求1所述一种汽车启动电机过流保护模块，其特征在于：所述过流保护模块设置一个电源输入端口、一个电源输出端口和一个接地端口，所述电源输入端口连接DC/DC变化电路和电流传感器IC，所述电源输出端口连接IGBT开关管发射极，所述接地端口连接电源地。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN103441469A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-11 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种利用可恢复ocp来抑制浪涌电流的方法 |
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2012
- 2012-10-09 CN CN 201220515077 patent/CN202872326U/zh not_active Expired - Fee Related
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