[實用新型]一種MOS管控制的電子保險開關

有效

• 申請號: 201120086140.7
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN202004738U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 郭高陽
• 申請（專利權）人: 武漢萬鵬科技有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術領域

本實用新型涉及電子保險開關技術領域，具體涉及一種MOS管控制的電子保險開關。

技術背景

在目前以蓄電池為主要電源或備用電源的電站、通訊基站及中小型以太陽能發電供電的家庭用戶，其蓄電池放電管理裝置中所用的開關器件多為MOS管。為了保證放電的安全性，還在回路中串聯有大容量的一次性熔斷保險或小容量的可恢復保險。串聯在回路中的大容量一次性熔斷保險或小容量可恢復保險在低壓大電流回路中存在如下缺點：1)保險內阻消耗能量，浪費寶貴能源。2)保險內阻分得的壓降使負載獲得電壓減少，也使蓄電池不能釋放有效的使用容量。3)發生過載或短路時保險會燒掉，需更換，不方便使用。

發明內容

本實用新型的目的就是要提供一種節約能源、方便使用的MOS管控制的電子保險開關，該保險開關能使蓄電池釋放有效的使用容量。

為實現上述目的，本實用新型所設計的一種MOS管控制的電子保險開關，其特征在于：它包括MCU、電源模塊、信號反饋模塊、電平驅動模塊、負載狀態監控模塊、電流檢測模塊和MOS管Q3，其特征在于：負載的正極和電源模塊連接蓄電池的正極BAT+，電源模塊連接電平驅動模塊的供電接口和MCU的供電接口，MCU的開關狀態控制端通過電平驅動模塊連接MOS管Q3的柵極，MOS管Q3的漏極通過信號反饋模塊連接電平驅動模塊的反饋信號接口，MOS管Q3的漏極連接負載的負極LOAD-，MOS管Q3的漏極通過電流檢測模塊連接MCU的電流檢測信號輸入端，MOS管Q3的柵極通過負載狀態監控模塊連接MCU的開關狀態信號輸入端，MOS管Q3的源級、MCU的負極和負載狀態監控模塊的負極均連接蓄電池的負極BAT-。

所述蓄電池的負極BAT-和MCU的信號輸入端之間連接有開關S1。

所述電平驅動模塊包括電阻R4、電阻R5、二極管D1、三極管Q1和三極管Q2，信號反饋模塊包括電阻R2，其中，所述電阻R5的一端和二極管D1的負極連接所述MCU的開關狀態控制端，電阻R5的另一端和二極管D1的正極通過電阻R1連接負載的負極LOAD-，電阻R5的另一端和二極管D1的正極均連接三極管Q1的基極，三極管Q1的集電極通過電阻R4連接電阻R2的一端，電阻R2的一端還連接電源模塊，電阻R2的另一端連接負載狀態監控模塊，三極管Q1發射極連接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極連接電阻R2的另一端，三極管Q2的發射極連接蓄電池的負極BAT-，電源模塊連接蓄電池的負極BAT-。

所述負載狀態監控模塊包括電阻R6～R8和二極管D2，其中，所述電阻R6的一端連接電阻R2的另一端，電阻R6的另一端通過電阻R8連接蓄電池的負極BAT-，電阻R6的一端還連接MOS管Q3的柵極，二極管D2的負極連接電阻R6的一端，二極管D2的正極連接電阻R6的另一端，電阻R7的一端連接電阻R6的另一端，電阻R7的另一端連接MCU的開關狀態信號輸入端。

所述電流檢測模塊包括電阻R3、電容C1穩壓二極管Z1，其中，電阻R3的一端連接MOS管Q3的漏極，電阻R3的另一端連接MCU的電流檢測信號輸入端，電容C1的一端連接電阻R3的另一端，電容C1的另一端連接蓄電池的負極BAT-，穩壓二極管的Z1的負極連接電容C1的一端，穩壓二極管的Z1的正極連接電容C1的另一端。

本實用新型的工作原理為：電流檢測模塊將負載工作時的電流在MOS管Q3的漏極和源極之間產生的電壓信號送給MCU，根據此信號的大小判斷是否過載，電阻R1將負載短路時在MOS管Q3的漏極和源極之間產生的電壓信號傳送給電平驅動模塊，并快速關閉MOS管Q3，使負載與蓄電池斷開，以防止火災，同時保護MOS管Q3在短路時不被損壞。當電流超過額定電流20A時，會在秒至毫秒級的時間內判斷是否需要延遲關閉MOS管Q3(負載)的時間，以保證不會因負載的抖動而誤關閉MOS管Q3(負載)，影響負載的正常啟動或工作。電阻R2將短路或較大容性負載啟動時在MOS管Q3的漏極與源極間的電流信號立即反饋給電平驅動模塊，關閉MOS管Q3。當MOS管Q3被短路或被較大容性負載沖擊保護好，此狀態由負載狀態監控模塊傳給MCU，MCU做出判斷后通過電阻R5和二極管D1將開關信號傳送MOS管Q3的電平驅動模塊進行二次啟動。若多次啟動不成功，就停止啟動保護MOS管Q3。本裝置還可以通過開關S1手動將開關信號傳送給MCU，由MCU進行有保護性的智能開啟和關閉MOS管Q3所控制的負載。