[發(fā)明專利]一種基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)及保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611239263.3
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106877278B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊立志;吳棋;涂復(fù)華;侯義朋;沈德智;唐小琦
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢智能控制工業(yè)技術(shù)研究院有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發(fā)明涉及一種基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)及保護方法。包括：開關(guān)驅(qū)動模塊：為開關(guān)器件提供驅(qū)動電壓；開關(guān)器件：與負載連接以及開關(guān)驅(qū)動模塊連接，采用電力電子器件，用于控制負載的開合和關(guān)閉；信號處理模塊：與開關(guān)器件連接，用于采集負載電路信號，并將負載與預(yù)設(shè)最大負載進行比較，并將控制信號輸出至信號反饋模塊；信號反饋模塊：根據(jù)信號處理模塊的輸出結(jié)果向開關(guān)驅(qū)動模塊發(fā)出控制開關(guān)驅(qū)動信號，開關(guān)驅(qū)動模塊接收控制開關(guān)驅(qū)動信號并控制開關(guān)器件動作。本發(fā)明電壓比較反應(yīng)靈敏，能快速檢測到MOS管的管壓降及時作出反應(yīng)，能有效的避免溫升，省去了體積較大的散熱片，長期處于保護狀態(tài)時不會損壞功率MOS。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重載輸出硬件過流保護電路，尤其是涉及一種基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)及保護方法。

背景技術(shù)

在做電動汽車智能開關(guān)箱的時候，給重載設(shè)備通電斷電。需要控制重載設(shè)備的過載保護。

目前市面上的重載輸出端采用2種方式：

1.繼電器作為重載輸出端，當前市面上繼電器的體積較大，不利于輕量化，觸點動作的時候不但會有噪聲信號，還會向外輻射磁場干擾，對精密電路存在干擾。

2.場效應(yīng)管作為重載輸出端，當前市面上的場效應(yīng)管輸出解決了噪聲干擾，但會存在MOS管發(fā)熱，溫升高。當過載時，MOS管啟動保護，但在實際應(yīng)用中過載后流經(jīng)負載的電源并不穩(wěn)定，此時MOS管會產(chǎn)生開關(guān)振蕩，極易損壞功率MOS管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種在發(fā)生過載時，會自動關(guān)斷功率MOS管，采用電壓比較器作為施密特觸發(fā)器的輸入，可以在電流過流時即將輸出到負載的時候，施密特觸發(fā)電路就已經(jīng)將功率MOS關(guān)斷的基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)及保護方法。

本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種電壓反應(yīng)靈敏，能快速檢測到MOS管的管壓降并及時作出反應(yīng)的基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)及方法。能有效的避免MOS管溫升，省去了體積較大的散熱片，長期處于保護狀態(tài)時不會損壞功率MOS管。

本發(fā)明再有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種當負載等效阻值達到設(shè)定的臨界阻值時，MOS管的開關(guān)振動極小的基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)及保護方法。對于大的容性負載，通過引入RC充放電網(wǎng)絡(luò)能夠緩沖啟動或停止開關(guān)器件，減小對用電器的沖擊。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)，其特征在于，包括：

開關(guān)驅(qū)動模塊：為開關(guān)器件提供驅(qū)動電壓；

開關(guān)器件：與負載連接以及開關(guān)驅(qū)動模塊連接，采用電力電子器件，用于控制負載的開合和關(guān)閉；

信號處理模塊：與開關(guān)器件連接，用于采集負載電路信號，并將負載與預(yù)設(shè)最大負載進行比較，得到控制信號輸出至信號反饋模塊；

信號反饋模塊：根據(jù)信號處理模塊的輸出結(jié)果向開關(guān)器件發(fā)出控制信號，開關(guān)器件接收控制信號并控制開關(guān)器件動作。

在上述的一種基于負載檢測的電路過載保護系統(tǒng)，所述開關(guān)驅(qū)動模塊包括輸入驅(qū)動部分以及與輸入驅(qū)動部分連接的運算放大器U1A；所述輸入驅(qū)動部分包括電阻R1, 電阻R2, 電阻R3, 電阻R4。運算放大器U1A接成電壓比較器的形式，接收來自主電路的控制信號，輸出高電壓或者低電壓；所述電阻R1, 電阻R2, 電阻R3, 電阻R4的接線方式依次是：電阻R1的一端接收MCU的控制電平，另一端接運算放大器U1A的反向輸入端。電阻R2的一端接運算放大器U1A的反向輸入端，另一端接地。電阻R3的一端接電源，另一端接運算放大器U1A的同向輸入端。電阻R4的一端接地，另一端接運算放大器U1A的同向輸入端。