專利名稱：一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種過電流保護(hù)電路，尤其涉及一種用于汽車啟動(dòng)電機(jī)的過電流保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
汽車電子電器的過電流保護(hù)是汽車電路安全的重要環(huán)節(jié)，它不僅避免了電子電器因過流對(duì)周圍設(shè)施造成的損害，同時(shí)也對(duì)電子電器自身進(jìn)行過流保護(hù)。隨著電子電器在汽車上應(yīng)用的不斷增加，在大部分汽車電子電器的電源上都安裝了保險(xiǎn)絲作為過流保護(hù)裝置，這種保險(xiǎn)絲是一次性的熔斷絲。但是在汽車的啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)行中由于供給汽車啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的電流高達(dá)100A至300A，電流值和變化范圍都很大，而且有時(shí)在很短的時(shí)間內(nèi)間歇性地啟動(dòng)汽車，汽車啟動(dòng)電機(jī)處于間歇性地運(yùn)行中，在這種情況下若使用一次性熔斷絲作為汽車啟動(dòng)電機(jī)的過流保護(hù)裝置，即使流經(jīng)一次性熔斷絲的電流未達(dá)到熔斷電流，也由于短時(shí)間內(nèi)間歇性地大電流作用產(chǎn)生較高的溫度使得一次性熔斷絲熔斷，影響汽車啟動(dòng)電機(jī)正常工作。因此，目前對(duì)汽車啟動(dòng)電機(jī)的供電并未采取過流保護(hù)措施，而是將汽車啟動(dòng)電機(jī)的電源直接與汽車蓄電池相接。正是如此也就產(chǎn)生了許多因啟動(dòng)電機(jī)過流問題導(dǎo)致的汽車火災(zāi)事故。
公開日為2010年07月07日、公開號(hào)為CN201523209U的專利文獻(xiàn)公開了名稱為汽車電器負(fù)載過流保護(hù)電路的技術(shù)方案，方案中雖然省去了繼電器、保險(xiǎn)絲和一些分立元件，但卻采用了微控制器LPC2119，由此增加了電路的復(fù)雜性，也就增加了電路潛在的故障率，另外方案中采用場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行電流開關(guān)控制，這并不適合于高達(dá)100A至300A電流的汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要目的在于提供一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，它對(duì)汽車啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行過流保護(hù)，且具有自恢復(fù)功能，可控電流范圍大，控制精確，解決了汽車啟動(dòng)電機(jī)無(wú)過流保護(hù)裝置的問題。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的，一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，包括DC/DC變換電路、電流傳感器1C、電壓比較器和IGBT開關(guān)管，DC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接汽車蓄電池，輸出端連接電流傳感器IC電源端和電壓比較器電源端；電壓比較器同相輸入端和反相輸入端分別連接DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端和電流傳感器IC信號(hào)輸出端，電壓比較器的輸出端連接IGBT開關(guān)管柵極；IGBT開關(guān)管的集電極通過電流傳感器IC連接汽車蓄電池，發(fā)射極連接到汽車啟動(dòng)電機(jī)。該方案使用電流傳感器IC (電流傳感器集成電路)來檢測(cè)汽車啟動(dòng)電機(jī)的工作電流，通過電壓比較器設(shè)定電流保護(hù)范圍并控制大功率IGBT開關(guān)管的導(dǎo)通/截止實(shí)現(xiàn)控制汽車啟動(dòng)電機(jī)電源回路通斷，從而實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。使用時(shí)將汽車蓄電池的正極連接到DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸入端和電流傳感器IC負(fù)載電流輸入端；DC/DC轉(zhuǎn)換電路為電流傳感器IC和電壓比較器提供穩(wěn)定的規(guī)定值電壓，電流傳感器IC的負(fù)載電流輸出端通過IGBT開關(guān)管集電極和發(fā)射極連接到汽車啟動(dòng)電機(jī)正電源輸入端；電流傳感器IC將檢測(cè)到的負(fù)載電流信號(hào)送入電壓比較器，由電壓比較器輸出端控制IGBT開關(guān)管，負(fù)載電流超過規(guī)定電流范圍時(shí)關(guān)斷IGBT，從而對(duì)汽車啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行過電流保護(hù)。 作為優(yōu)選，電流傳感器IC是基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器1C。該類型電流傳感器IC具有損耗小、檢測(cè)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，比如ACS758系列電流傳感器，是基于霍爾效應(yīng)的線性100 μ Ω電流導(dǎo)體的電流傳感器1C，通過其銅制電流路徑施加的電流流動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，霍爾IC轉(zhuǎn)換成比例的電壓信號(hào)輸出。作為優(yōu)選，在電壓比較器的反相輸入端還連接分壓電阻，分壓電阻包括下分壓電阻和上分壓電阻，下分壓電阻一端接地另一端連接電壓比較器反相輸入端，上分壓電阻串接在電壓比較器反相輸入端。通過該分壓電路能夠設(shè)定保護(hù)電流的范圍。作為優(yōu)選，上分壓電阻是可變電阻器。通過該可變電阻器靈活地改變保護(hù)電流范圍，以適應(yīng)不同車型啟動(dòng)電機(jī)的電流需求。作為優(yōu)選,過流保護(hù)模塊設(shè)置一個(gè)電源輸入端口、一個(gè)電源輸出端口和一個(gè)接地端口，電源輸入端口連接DC/DC變化電路和電流傳感器1C，電源輸出端口連接IGBT開關(guān)管發(fā)射極，接地端口連接電源地。將該汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊封裝成為三端口模塊，便于安裝、連接。本實(shí)用新型帶來的有益效果是(1)改變了汽車啟動(dòng)電機(jī)無(wú)過流保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)；(2)可精確快速地對(duì)汽車啟動(dòng)電機(jī)的過流進(jìn)行保護(hù)；(3)有效地預(yù)防了因汽車啟動(dòng)電機(jī)過流導(dǎo)致的汽車火災(zāi)事故；(4)體積小，可方便安裝在汽車啟動(dòng)電機(jī)的供電線路中；(5)具有自恢復(fù)保險(xiǎn)絲等同的功能，即對(duì)汽車電子電器過流保護(hù)作用后，不必更換過流保護(hù)裝置。

圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理圖。圖中1是電源輸入端口，2是電源輸出端口，3是接地端口，4是DC/DC轉(zhuǎn)換電路，5是電流傳感器IC, 51是電源濾波電容,52是去噪電容,53是輸出電阻,6是電壓比較器,61是上分壓電阻，62是下分壓電阻，63是同相端輸入電阻，7是IGBT開關(guān)管。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型是一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊。其中，電流傳感器IC采用ACS758，上分壓電阻61是可變電阻器。DC/DC變換電路4的電源輸入端和電流傳感器IC 5的負(fù)載電流輸入端IP+連接到電源輸入端口 I ;DC/DC轉(zhuǎn)換電路4的輸出端DC5V連接電流傳感器IC 5電源端和電壓比較器6電源端；電壓比較器6的同相輸入端通過同相端輸入電阻63連接到DC/DC轉(zhuǎn)換電路4輸出端DC5V，電壓比較器6的反相輸入端連接下分壓電阻62，并通過上分壓電阻61和輸出電阻53連接到電流傳感器IC 5的信號(hào)輸出端VI0UT，電壓比較器6的輸出端連接IGBT開關(guān)管7的柵極；IGBT開關(guān)管7的集電極連接電流傳感器IC 5的負(fù)載電流輸出端IP-、發(fā)射極連接到電源輸出端口 2。電流傳感器ICACS758連接有電源濾波電容51、去噪電容52以及輸出電阻53。上述器件構(gòu)成的保護(hù)電路封裝為具有電源輸入端口1、電源輸出端口 2和接地端口 3的三端口模塊。在工作時(shí)，電源輸入端口 I連接汽車蓄電池正極，接地端口 3連接汽車蓄電池負(fù)極，電源輸出端口 2連接汽車啟動(dòng)電機(jī)電源正極；電流傳感器IC 5對(duì)流經(jīng)IP+至IP-的電流進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的電流值以比例電壓的形式通過輸出電阻53輸出，并經(jīng)過上分壓電阻61和下分壓電阻62分壓后送到電壓比較器6反相輸入端，與同相輸入端標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；若流經(jīng)電流傳感器IC 5的電流小于汽車啟動(dòng)電機(jī)的過流保護(hù)值，電壓比較器6輸出高電平(5V電壓)到IGBT開關(guān)管7的柵極，IGBT開關(guān)管7導(dǎo)通，汽車蓄電池供給的DC12V電壓被送到電源輸出端口 2，汽車啟動(dòng)電機(jī)得電工作；若流經(jīng)電流傳感器IC 5的電流大于汽車啟動(dòng)電機(jī)的過流保護(hù)值，比較器電路6輸出低電平(0V電壓)到IGBT開關(guān)管7的柵極，IGBT開關(guān)管7截止，汽車蓄電池DC12V電源被切斷，汽車啟動(dòng)電機(jī)失電而停止工作，從而起到汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)的作用。所以本實(shí)用新型具有以下特征可精確、快速地對(duì)汽車啟動(dòng)電機(jī)的過流進(jìn)行保護(hù)，有效地預(yù)防因汽車啟動(dòng)電機(jī)過流造成的汽車火災(zāi)事故；過流保護(hù)模塊體積小，可方便安裝在汽車啟動(dòng)電機(jī)的供電線路中；具有自恢復(fù)保險(xiǎn)絲等同的功能。
權(quán)利要求1.一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，其特征在于包括DC/DC變換電路、電流傳感器 1C、電壓比較器和IGBT開關(guān)管，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接汽車蓄電池，輸出端連接電流傳感器IC電源端和電壓比較器電源端；所述電壓比較器同相輸入端和反相輸入端分別連接DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端和電流傳感器IC信號(hào)輸出端，電壓比較器的輸出端連接所述 IGBT開關(guān)管柵極；所述IGBT開關(guān)管的集電極通過電流傳感器IC連接汽車蓄電池，發(fā)射極連接到汽車啟動(dòng)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，其特征在于所述電流傳感器IC是基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器1C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，其特征在于在所述電壓比較器的反相輸入端還連接分壓電阻，所述分壓電阻包括下分壓電阻和上分壓電阻，下分壓電阻一端接地另一端連接電壓比較器反相輸入端，所述上分壓電阻串接在電壓比較器反相輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，其特征在于所述上分壓電阻是可變電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，其特征在于所述過流保護(hù)模塊設(shè)置一個(gè)電源輸入端口、一個(gè)電源輸出端口和一個(gè)接地端口，所述電源輸入端口連接 DC/DC變化電路和電流傳感器1C，所述電源輸出端口連接IGBT開關(guān)管發(fā)射極，所述接地端口連接電源地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車啟動(dòng)電機(jī)過流保護(hù)模塊，它可精確快速地對(duì)汽車啟動(dòng)電機(jī)的過流進(jìn)行保護(hù)，體積小，可方便安裝在汽車啟動(dòng)電機(jī)的供電線路中，具有自恢復(fù)保險(xiǎn)絲等同的功能。該保護(hù)模塊包括DC/DC變換電路、電流傳感器IC、電壓比較器和IGBT開關(guān)管，DC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接汽車蓄電池,輸出端連接電流傳感器IC電源端和電壓比較器電源端；電壓比較器同相輸入端和反相輸入端分別連接DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端和電流傳感器IC信號(hào)輸出端，電壓比較器的輸出端連接IGBT開關(guān)管柵極；IGBT開關(guān)管的集電極通過電流傳感器IC連接汽車蓄電池,發(fā)射極連接到汽車啟動(dòng)電機(jī)。
文檔編號(hào)H02H3/087GK202872326SQ20122051507
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者劉關(guān), 仲金秀, 任健蒙, 晁海林 申請(qǐng)人:蘭州吉利汽車工業(yè)有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司