用于电源地的保护电路的制作方法

本实用新型涉及电源电路设计技术，具体地涉及一种用于电源地的保护电路。

背景技术：

电动汽车整车系统中，有众多需要独立供电的控制单元，如传感器、继电器等。现行的供电方式主要有蓄电池直供、系统中控制模块如BMS(Battery Management System，电池管理系统)等直接输出电源供电两种方式。后一种供电方式中，为简便电路及降低成本，一般由模块板内电源直接提供输出电源，在此供电方式下电路并无相应的故障保护措施，一旦电源地发生短路、过压、过温等故障时，易致模块及系统电路发生故障，影响整车的安全运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于电源地的保护电路，该保护电路可以避免电源地的输出端出现故障。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于电源地的保护电路，所述保护电路可以包括：

智能MOSFET(MOS管，金属氧化物半导体场效应管)模块，所述智能MOSFET模块的第一端与所述电源地的输出端连接，所述智能MOSFET模块的第二端接地，所述智能MOSFET模块的第三端用于接收控制信号，所述智能MOSFET模块的第四端用于输出状态信号；

控制器模块，所述控制器模块的第一端与所述智能MOSFET模块的第三端连接，所述控制器模块的第二端与所述智能MOSFET模块的第四端连接。

可选地，所述控制器模块的第一端和所述智能MOSFET模块的第三端之间串接有第一电阻。

可选地，所述控制器模块的第二端和所述智能MOSFET模块的第四端之间串接有第二电阻，所述第二电阻和所述智能MOSFET模块的第四端之间的节点通过第三电阻外接高电平信号。

可选地，所述智能MOSFET模块包括：

可控开关，所述可控开关的一端与所述输出端连接，所述可控开关的第二端接地；

栅极驱动器，所述栅极驱动器的第一端与所述输出端连接，所述栅极驱动器的第二端与所述可控开关的控制端连接，所述栅极驱动器的第二端还通过第四电阻与所述可控开关的另一端连接，所述栅极驱动器的第三端接地，所述栅极驱动器的第四端与所述智能MOSFET模块的第三端连接，所述栅极驱动器的第五端与所述智能MOSFET模块的第四端连接。

可选地，所述栅极驱动器的第二端和所述可控开关的控制端之间串接有第五电阻。

可选地，所述栅极驱动器的第一端与所述可控开关的一端之间的节点通过第一瞬态二极管与所述第五电阻和所述可控开关的控制端之间的节点连接。

可选地，所述第五电阻与所述可控开关的控制端之间的节点通过第二瞬态二极管接地。

可选地，所述可控开关包括场效应管。

可选地，所述智能MOSFET模块的第一端通过滤波电容接地。

通过上述技术方案，本实用新型提供的用于电源地的保护电路通过采集电源地的电平信号来确定该电源地是否发生故障，并在确定该电源地发生故障的情况下，断开电源地与接地端之间的连接，从而避免出现电源地短路、过压的问题，进一步确保电动汽车的运行安全。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施方式的用于电源地的保护电路的结构示意图；

图2是根据本实用新型的一个实施方式的用于电源地的保护电路的结构示意图。

附图标记说明

01、智能MOSFET模块 02、控制器模块

R1、第一电阻 R2、第二电阻

R3、第三电阻 R4、第四电阻

R5、第五电阻 D1、第一瞬态二极管

D2、第二瞬态二极管 Q1、可控开关

C1、滤波电容 GD、栅极驱动器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示是根据本实用新型的一个实施方式的用于电源地的保护电路的结构示意图。在图1中，该保护电路可以包括：智能MOSFET模块01和控制器模块02。

智能MOSFET模块01的第一端可以与电源地的输出端连接，智能MOSFET模块01的第二端接地，智能MOSFET模块01的第三端用于接收控制信号，智能MOSFET模块01的第四端用于输出状态信号。

控制器模块02的第一端与智能MOSFET模块01的第三端连接，控制器模块02的第二端与智能MOSFET模块01的第四端连接。

在该电源地正常工作的情况下，智能MOSFET模块01检测到电源地的接地端输出的电平信号为低电平。那么，智能MOSFET模块01通过第四端输出高电平，控制器模块02在通过控制器模块02的第二端接收到高电平的情况下，确定该电源地的输出端接电正常，那么通过控制器模块02的第一端输出高电平。智能MOSFET模块01在通过智能MOSFET模块01的第三端接收到高电平的情况下，导通智能MOSFET模块01的第一端和智能MOSFET模块01的第二端之间的连接以使得输出端接地。

在该电源地非正常工作的情况下，智能MOSFET模块01检测到电源地的接地端输出的电平信号为高电平(电源地可能被错接到其他线路，并且该其他线路的输出为高电平)。那么，该智能MOSFET模块01可以通过其第四端输出低电平。控制器模块02在通过控制器模块02的第二端接收到低电平的情况下，确定该电源地的输出端出现故障。那么通过控制器模块02的第一端输出低电平。智能MOSFET模块01在通过智能MOSFET模块01的第三端接收到低电平的情况下，断开MOSFET模块的第一端和智能MOSFET模块01的第二端之间的连接以使得输出端悬空，从而避免该电源地的输出端出现短路接地的问题。

在本实用新型的一个实施方式中，如图2所示，控制器模块02的第一端和智能MOSFET模块01的第三端之间可以串接有第一电阻R1。该第一电阻R1可以是用于限制控制器模块02的第一端和智能MOSFET模块01的第三端之间的电流大小，从而保护两者避免被大电流损坏。

在本实用新型的一个实施方式中，控制器模块02的第二端和智能MOSFET模块01的第四端之间可以串接有第二电阻R2。该第二电阻R2和智能MOSFET模块01的第四端之间的节点可以通过第三电阻R3外接高电平信号。从图2中可知，在该智能MOSFET模块01的第四端输出高电平的情况下，由于第三电阻R3对电压的上拉作用，控制器模块02的第二端接收到高电平(第二电阻R2和第三电阻R3之间的节点电压)，确认该电源地的输出端未出现故障。在该智能MOSFET模块01的第四端输出低电平的情况下，此时第二电阻R2和第三电阻R3之间的节点电压为低电平，那么控制器模块02的第二端接收到低电平，进而确认该电源地的输出端出现故障。

在本实用新型的一个实施方式中，智能MOSFET模块01可以包括：可控开关Q1和栅极驱动器GD。

可控开关Q1的一端可以与电源地的输出端连接，可控开关Q1的第二端接地。

栅极驱动器GD的第一端可以与电源地的输出端连接，栅极驱动器GD的第二端与可控开关Q1的控制端连接，栅极驱动器GD的第二端还通过第四电阻R4与可控开关Q1的另一端连接，栅极驱动器GD的第三端接地，栅极驱动器GD的第四端与智能MOSFET模块01的第三端连接，栅极驱动器GD的第五端与智能MOSFET模块01的第四端连接。

在本实用新型的一个实施方式中，栅极驱动器GD的第二端和可控开关Q1的控制端之间可以串接有第五电阻R5。该第五电阻R5可以用于限制该栅极驱动器GD的第二端和可控开关Q1的控制端之间的电流大小，避免大电流对该可控开关Q1造成损坏。

在本实用新型的一个实施方式中，栅极驱动器GD的第一端与可控开关Q1的一端之间的节点通过第一瞬态二极管D1与第五电阻R5和可控开关Q1的控制端之间的节点连接。该第一瞬态二极管D1可以用于限制可控开关Q1的一端和可控开关Q1的控制端之间的电压大小，避免大电压对该可控开关Q1造成损坏。

在本实用新型的一个实施方式中，第五电阻R5与可控开关Q1的控制端之间的节点通过第二瞬态二极管D2接地。该第二瞬态二极管D2可以用于限制可控开关Q1的控制端和可控开关Q1的另一端之间的电压大小，避免大电压对该可控开关Q1造成损坏。

在本实用新型的一个实施方式中，该可控开关Q1可以包括但不限于本领域技术人员所知的三极管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管、继电器等。

在本实用新型的一个实施方式中，智能MOSFET模块01的第一端可以通过滤波电容C1接地。该滤波电容C1可以是用于将电源地的输出端输出的电平信号中的交流信号滤出，避免交流信号对可控开关Q1造成损坏。

在本实用新型的一个实施方式中，该控制器模块可以包括但不限于通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。

通过上述技术方案，本实用新型提供的用于电源地的保护电路具有以下技术效果：

1、通过采集电源地的电平信号来确定该电源地是否发生故障，并在确定该电源地发生故障的情况下，断开电源地与接地端之间的连接，从而避免出现电源地短路、过压的问题，进一步确保电动汽车的运行安全；

2、该保护电路采用的电路器件包括控制器和智能MOSFET，其应用方式相对简单，设计成本低；

3、由于智能MOSFET和控制器本身的灵敏性，使得该保护电路在电源地的输出端出现故障的毫秒级时间内能够迅速切断输出，从而确保电源地的输出端的安全。

以上结合附图详细描述了本实用新型的可选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述可选实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施方式的思想，其同样应当视为本实用新型实施方式所公开的内容。