CN207301140U - 带有过流及过载复位的尿素泵检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，包括控制器和与之连接的尿素泵、保护电路以及与控制器、负载和保护电路连接的外部电源，其特征在于：保护电路与控制器的复位引脚相连。利用本实用新型，当负载短路或过流时，保护电路的输出端直接拉低控制器的复位引脚，使控制器复位，驱动端无任何输出，从而避免检测装置的损坏。

Description

带有过流及过载复位的尿素泵检测装置

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其是涉及一种带有过流及过载复位的尿素泵检测装置。

背景技术

在自动化控制系统中，由于过载或短路引起的尿素泵检测装置损坏经常发生。

尿素泵检测装置能够测试尿素泵能否按要求完成指定动作，检测尿素泵内主要参数是否达到额定值。柴油机尿素泵的检测，需要检测装置提供大功率(1-5安培)对尿素泵进行驱动。当尿素泵出现损坏或短路故障时，会导致检测装置硬件电流瞬间过高，极易对检测装置或尿素泵或其他负载造成未知的损坏，因此解决检测装置过流保护问题成了难点和重中之重。

现有的过流或过载保护方法有：

1.利用熔断器，当通过保险丝的电流达到一定时，在保险丝上所产生的热量达到它的固态熔点时，保险丝就会自动熔断而起到保护电路的作用，但其过流反应较迟钝，动作慢，不足以实现快速保护；

2.利用限流电阻，但保护不彻底。

实用新型内容

为了克服现有的缺陷，本实用新型提出一种带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，包括控制器和与之连接的负载、保护电路，以及与控制器、负载和保护电路连接的外部电源，负载包括但不限于尿素泵，其特征在于：保护电路与控制器的复位引脚相连。

进一步的，保护电路包括取样电阻、第一运算放大器、第二运算放大器；取样电阻的一端接地，取样电阻的另一端连接外部电源的负极，取样电阻的另一端还通过第一电阻连接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的正相输入端通过第二电阻接地，第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接第二运算放大器的反相输入端；第二运算放大器的正相输入端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接外部电源的正极，第五电阻的另一端连接地，第二运算放大器的输出端通过第六电阻连接控制器的复位引脚。

进一步的，第二运算放大器的正相输入端的电压大于负载最大时第二运算放大器的反相输入端的输入电压。

优选的，外部电源电压为24伏，取样电阻为0.1欧姆，第一运算放大器的放大倍数为10倍，第二运算放大器的正相输入端电压为3.8-4伏。

优选的，保护电路中的第一运算放大器和第二运算放大器采用双级放大器实现，如LM358。

控制器通过CAN总线或PWM信号驱动负载。复位引脚复位时，控制器的输出端无输出，也即不驱动负载，因此负载就不会损坏。

本实用新型的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，当发生负载过载或输出短路，发生过流时，能够立即消除过流，保护电路器件不会损坏。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的保护电路的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例的MCU复位引脚和负载驱动结构示意图。

如图所示，为了能明确实现本实用新型的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本实用新型限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置进行详细描述。

在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本实用新型进行具体的限定。

如图1所示，带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，包括：控制器和与之连接的尿素泵等负载、保护电路，以及与控制器、负载和保护电路连接的外部电源，保护电路与控制器的复位引脚相连。

保护电路包括取样电阻、第一运算放大器、第二运算放大器；取样电阻的一端接地，取样电阻的另一端连接外部电源的负极，并且还通过第一电阻连接第一运算放大器的反相输入端，第一运算放大器的正相输入端通过第二电阻接地，第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接第二运算放大器的反相输入端；第二运算放大器的正相输入端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接外部电源的正极，第五电阻的另一端连接地，第二运算放大器的输出端通过第六电阻连接控制器的复位引脚；如图2所示，其中的第一运算放大器和第二运算放大器通过LM358实现，也可以通过其他双级放大器实现。

该电路结构简单，灵敏度高，工作可靠，特别适合后处理系统硬件的过流保护电路。

下面具体对保护电路原理进行说明。保护电路由三个部分组成，第一个部分是取样电阻R1，R1上的电压随着负载的电流变化而变化，电流大，R1两端电压也高，接入UA的反向输入端的第一电阻是防止过高的电压进入运放导致运放损坏。

第二个部分是信号放大(LM358的UA部分)，由于前级的电阻取样的信号很小，所以得要用放大电路放大才能用，放大倍数由LM358的1号脚与2号脚之间的电阻决定。

第三部分是比较器电路，放大器把取样的信号放大，然后经过这级比较，从而去控制后级的动作，即控制器的复位引脚，从而截止驱动电源，使其无任何输出。

通常来说控制器的复位引脚是低电平有效，而LM358的正常输出是高电平，因此在本实用新型中，二级比较器的正相输出端通过第四电阻R2和第五电阻R3设定二级比较器的正相输入端的电压，即过流保护的阈值，当负载短路、过载导致过流时，二级比较器的反向输入端电压会超过其正相输入端电压时，即可达到让保护电路输出低电平的效果，巧妙地实现了与控制器复位引脚的低电平有效的衔接。

二级比较器的正相输入端的电压是根据负载最大时，二级比较器的反相输入端的电压来设定的，正相输入端电压要大于负载最大时反相输入端的电压。当然，不能差距过大，过大电路就不够灵敏了。正常范围设定在超出最大反相输入电压20％-35％左右即可。

优选的，第四电阻和外部电源正极之间串接自恢复保险。

如图3所示，控制器通过CAN总线或PWM信号驱动尿素泵等负载，控制器复位后，其驱动负载的IO端口无任何输出，从而达到过流及过载保护的目的。

在一个实施例中，外部电源提供24V电压，取样电阻为0.1欧姆，第一运算放大器的放大倍数为10倍，第二运算放大器的正相输入端电压为3.8-4伏。

本实用新型的具体工作过程如下：

正常工作时，图2电压比较器UB的反向输入端的电压低于正相输入端电压，UB的输出电压为“1”，AMP_OUT端口不触发MCU的复位引脚(NRST)复位，MCU的相应端口正常驱动负载工作。

当过载或短路时，一级放大器UA输出端电流会瞬间变大(趋近于无穷大)，同时UA输出端电压会随之升高，它又与二级放大器的反相输入端连接，那么此电压会瞬间高于UB的正相输入端电压,从而使二级放大器UB的输出电压翻转为“0”，由高电平立即逆转为低电平，AMP_OUT端口触发MCU的复位引脚(NRST)复位，这时的MCU相应的驱动负载端口不再有任何驱动信号的输出，起到保护作用。

当然，本实用新型还有多种其他实施例，在不背离本发明精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变，但这种改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，包括控制器和与所述控制器连接的负载、保护电路以及与所述控制器、所述负载和所述保护电路连接的外部电源，所述负载包括尿素泵，其特征在于：所述保护电路与所述控制器的复位引脚相连。

2.根据权利要求1所述的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，其特征在于：

所述保护电路包括取样电阻、第一运算放大器和第二运算放大器；

所述取样电阻的一端接地，所述取样电阻的另一端连接所述外部电源的负极，所述取样电阻的另一端还通过第一电阻连接所述第一运算放大器的反相输入端；

所述第一运算放大器的正相输入端通过第二电阻接地，所述第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接所述第二运算放大器的反相输入端；以及

所述第二运算放大器的正相输入端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述外部电源的正极，所述第五电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的输出端通过第六电阻连接所述控制器的复位引脚。

3.根据权利要求2所述的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，其特征在于，所述第二运算放大器的正相输入端的电压大于负载最大时所述第二运算放大器的反相输入端的输入电压。

4.根据权利要求3所述的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，其特征在于，所述外部电源的电压为24伏，所述取样电阻为0.1欧姆，所述第一运算放大器的放大倍数为10倍，所述第二运算放大器的正相输入端的电压为3.8-4伏。

5.根据权利要求2所述的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，其特征在于，所述保护电路中的第一运算放大器和第二运算放大器采用双级放大器。

6.根据权利要求1所述的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，其特征在于，所述控制器通过CAN总线或PWM信号驱动所述负载。

7.根据权利要求1所述的带有过流及过载复位的尿素泵检测装置，其特征在于，所述复位引脚复位时，所述控制器的输出端无输出。