[發明專利]一種帶電流檢測及短路保護功能的智能車載功率裝置

在審

• 申請號: 201410503706.X
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104300502A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 張強;劉曉安;王曉明;白哲松
• 申請（專利權）人: 哈爾濱威帝電子股份有限公司
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10;H02M1/08
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;陳士騫

技術領域

本發明涉及車輛工程領域，具體而言，涉及一種帶電流檢測及短路保護功能的智能車載功率裝置。

背景技術

隨著現代汽車電子技術日新月異的發展，功能上滿足早已不是第一要求，器件使用壽命和模塊可靠性已經變得越來越受到人們的重視。當前車載功率輸出模塊多數為不帶故障診斷的開環系統或診斷不夠準確，對負載的工作狀態沒有良好的監控，器件壽命受損從而導致模塊可靠性變差。

發明內容

本發明提供一種帶電流檢測及短路保護功能的智能車載功率裝置，用以克服現有技術中存在的至少一個問題。

為達到上述目的，本發明提供了一種帶電流檢測及短路保護功能的智能車載功率裝置，包括：功率輸出驅動電路、電流檢測電路和短路保護電路，其中：

所述電流檢測電路與負載相連，利用選通采集差分電壓和抬升差分信號零點電壓的方式采集負載電流；

所述短路保護電路用于采集智能車載功率裝置功率輸出口的電壓，并將所采集的電壓與基準電壓相比較，若大于所述基準電壓則關斷智能車載功率裝置相應功率輸出口的輸出；

所述功率輸出驅動電路用于選取適當功率輸出啟動時間，使啟動瞬間電流和開關損耗功率達到平衡點，有效抑制啟動瞬間出現大電流現象并避免短路保護誤判。

進一步地，所述短路保護電路包括：正反饋放大器、三極管、采樣電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和電容，其中：

所述第一電阻和所述電容并聯后連接在地與所述正反饋放大器的負輸入端之間，形成低通濾波器，所述第二電阻連接在5V電源與所述正反饋放大器的負輸入端之間，形成低通濾波器，所述第一電阻和所述第二電阻形成分壓電路來設置基準電壓；

所述采樣電路連接在負載與所述第三電阻的一端之間，所述第三電阻的另一端連接所述正反饋放大器的正輸入端，所述第四電阻連接在所述正反饋放大器的輸出端與所述正反饋放大器的正輸入端之間；

所述三極管的基極與所述正反饋放大器的輸出端相連，所述第五電阻連接在所述三極管的集電極與所述微控制器MCU的中斷IO端口之間，所述三極管的發射極接地。

進一步地，所述電流檢測電路包括：二路四選一模擬開關控制器、采樣電阻、零歐姆電阻和電流監控芯片，其中：

所述采樣電阻的一端、所述零歐姆電阻的一端分別接地，所述采樣電阻的另一端、所述零歐姆電阻的另一端分別連接所述二路四選一模擬開關控制器的一路輸入，所述二路四選一模擬開關控制器對應于所述采樣電阻的輸出端連接所述電流監控芯片的正輸入端，所述二路四選一模擬開關控制器對應于所述零歐姆電阻的輸出端連接所述電流監控芯片的負輸入端，所述電流監控芯片的輸出端與所述微控制器MCU的AD采集端口相連。

本發明的智能車載功率裝置采用分立元件搭建功率輸出驅動電路、電流檢測部分選用高精度器件，并采用選通分離提取檢測信號和抬升零點電壓方式使采樣精度大大提高，利用選取適當功率輸出啟動時間，使啟動瞬間電流和開關損耗功率達到平衡點，有效抑制啟動瞬間出現大電流現象并避免了短路保護誤判。利用快速響應電路及控制反饋觸發電路組合，使短路保護不僅速度快且帶鎖存功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一個實施例的帶電流檢測及短路保護功能的智能車載功率裝置整體電氣結構框圖；

圖2是本發明一個實施例的短路保護電路原理圖；

圖3是本發明一個實施例的電流檢測電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1為本發明一個實施例的帶電流檢測及短路保護功能的智能車載功率裝置整體電氣結構框圖；如圖所示，該裝置主要包括3個部分：

1、負載電流檢測部分

該部分采取低邊電流檢測方案，利用選通采集差分電壓和抬升差分信號零點電壓方法有效去除接地路徑存在的干擾，并采用溫漂小、精度高電流監測及采樣器件以實現高精度電流監測。

2、短路保護部分