一种蓄电池短路保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种保护电路，尤其是一种蓄电池短路保护电路。
【背景技术】
[0002]随着蓄电池组在低压直流系统中的应用范围越来越广，它的安全性一直是人们关注的重点.蓄电池保护板一般都设计了电池单体均衡、电压监控、过充电保护、过放电保护、过温保护等功能结构.但是在极端情况下，如负载短路、错误搭接等，蓄电池组正负极将发生短路，因此蓄电池保护板的短路保护功能就显得尤为重要。
[0003]在低压直流系统中，针对不同的应用场景，短路保护电路存在多种实现方式。一般通过检测短路时电压骤降或电流异常来进行短路判断，随后切断充/放电回路。在电流检测法中，通过检测电流互感器或电流采样电阻的电压来判断电路短路，但是毫秒级的短路保护响应时间必然会使电路积聚大量的热量，极容易烧毁电路中的功率器件，同时也会对蓄电池的性能产生影响。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性强、短路保护响应时间短的蓄电池短路保护电路。
[0005]为了是实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种蓄电池短路保护电路，它包括单体检测模块、温度检测模块、充电控制MOS管、放电控制MOS管、电流及短路检测模块；其特在于:所述电流及短路检测模块包括电流传感器、可控硅、光耦以及N沟道场效应管；
[0007]所述电流传感器的输出端通过第一电阻分两支路，一支路连接于所述蓄电池的保护板主控单元，另一支路通过第一电容接地；
[0008]所述电流传感器的输出端还通过稳压二极管分两支路，一支路通过第二电阻连接于所述可控硅的控制极，另一支路通过第三电阻连接于所述可控硅的阴极；所述可控硅的控制极与阴极之间连接有第二电容；
[0009]所述可控硅的阳极分两支路，一支路依次通过第四电阻、发光二极管连接于所述光耦的阳极，另一支路通过第五电阻连接于所述光偶的阴极；所述光耦的集电极连接于所述放电控制MOS管的栅极、发射极连接于所述放电控制MOS管的源极；
[0010]所述N沟道场效应管的I脚、2脚、3脚接地，所述N沟道场效应管的4脚通过第六电阻连接有restore管脚，所述N沟道场效应管的5脚、6脚、7脚、8脚连接于所述可控硅的阳极，所述N沟道场效应管的5脚、6脚、7脚、8脚还连接有短路检测端。
[0011]优选地，所述电流感应器为T60404型电流感应器。
[0012]优选地，所述光耦为TLP281-1型光耦。
[0013]优先地，所述N沟道场效应管为FDS7764型N沟道场效应管。
[0014]由于采用了上述方案，本实用新型通过由电流传感器、可控硅、光耦、N沟道场效应管等组成的电流及短路检测模块对电路进行短路保护动作控制，其具有短路保护响应时间短，能有效地降低短路时电路产生的热量，解决了因大量热量容易对电路器件造成烧毁的问题，具有较强的可靠性与应用价值。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例的电流及短路检测模块电路图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0017]如图1所示，一种蓄电池短路保护电路，它包括单体检测模块、温度检测模块、充电控制MOS管、放电控制MOS管、电流及短路检测模块；其中，电流及短路检测模块包括电流传感器U1、可控硅Q、光耦U2以及N沟道场效应管U3 ;电流感应器为T60404型电流感应器，光耦为TLP281-1型光耦，N沟道场效应管为FDS7764型N沟道场效应管。
[0018]电流传感器Ul的输出端通过第一电阻Rl分两支路，一支路连接于蓄电池的保护板主控单元，另一支路通过第一电容Cl接地；电流传感器Ul的输出端还通过稳压二极管Z分两支路，一支路通过第二电阻R2连接于可控硅Q的控制极，另一支路通过第三电阻R3连接于可控硅Q的阴极；可控硅Q的控制极与阴极之间连接有第二电容C2 ;可控硅Q的阳极分两支路，一支路依次通过第四电阻R4、发光二极管D连接于光耦U2的阳极，另一支路通过第五电阻R5连接于光偶U2的阴极；光耦U2的集电极连接于放电控制MOS管的栅极、发射极连接于放电控制MOS管的源极；
[0019]N沟道场效应管U3的I脚、2脚、3脚接地，N沟道场效应管U3的4脚通过第六电阻R6连接有restore管脚，N沟道场效应管U3的5脚、6脚、7脚、8脚连接于所述可控硅Q的阳极，N沟道场效应管U3的5脚、6脚、7脚、8脚还连接有短路检测端Shout_test。
[0020]电流传感器Ul的9脚输出的电压与电流成正比，当蓄电池工作回路电流在正常范围内，电流传感器Ul的输出一方面经第一电阻Rl和第一电容组成的RC滤波电路滤除电路噪声后，传给蓄电池保护板的主控单元；另一方面经由稳压二极管Z和第三电阻R3组成的分压电路分压后，经第二电阻R2和第二电容C2组成的RC滤波电路形成可控硅Q的门极触发电压，使得可控硅Q不能导通，发光二极管D不亮，光耦U2不工作，即短路保护不动作，当回路电流超过额定工作电流数倍时，可以认为有短路情况发生，则可控硅Q导通，发光二极管D点亮，光耦U2使放电控制MOS管的栅极和源极导通，即切断放电控制MOS管，短路保护动作，此时，短路检测端Shout_test检测到电平从高到低持续变化。本保护电路的蓄电池的短路保护只针对放电过程，充电过程的短路保护功能集成在充电机的基本功能之中。
[0021]短路保护响应时间由电流传感器Ul的响应时间、电路的延迟时间、可控硅Q的响应时间和光耦U2的响应时间累加而成，其中电流传感器Ul的响应时间、可控硅Q的响应时间和光耦U2的响应时间由本身的固有属性决定。电路的延迟时间的大小主要受第二电阻R2和第二电容C2组成的RC电路对电流传感器Ul电压输出延迟的影响，与第二电阻R2、第二电容C2成正比关系，并且随着蓄电池工作回路电流的增大而减小。经测试，当回路电流高达100A时，短路保护响应时间在10 μ S左右，大大减少了短路保护响应时间，有效地降低短路时电路产生的热量，延长了电路器件的寿命。
[0022]此外，由于可控硅Q导通后并不能自动恢复，所以即使短路情况解除后放电回路也无法自动恢复正常工作，这就需要蓄电池保护板的主控单元在检测到短路情况发生后，经过适当延时后进行放电回路恢复动作，可以通过Restore管脚一个高电平，N沟道场效应管U3将可控硅Q的正向端拉低至地，可控硅Q再次截止，短路保护动作取消。
[0023]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种蓄电池短路保护电路，它包括单体检测模块、温度检测模块、充电控制MOS管、放电控制MOS管、电流及短路检测模块；其特在于:所述电流及短路检测模块包括电流传感器、可控硅、光耦以及N沟道场效应管； 所述电流传感器的输出端通过第一电阻分两支路，一支路连接于所述蓄电池的保护板主控单元，另一支路通过第一电容接地； 所述电流传感器的输出端还通过稳压二极管分两支路，一支路通过第二电阻连接于所述可控硅的控制极，另一支路通过第三电阻连接于所述可控硅的阴极；所述可控硅的控制极与阴极之间连接有第二电容； 所述可控硅的阳极分两支路，一支路依次通过第四电阻、发光二极管连接于所述光耦的阳极，另一支路通过第五电阻连接于所述光耦的阴极；所述光耦的集电极连接于所述放电控制MOS管的栅极、发射极连接于所述放电控制MOS管的源极； 所述N沟道场效应管的I脚、2脚、3脚接地，所述N沟道场效应管的4脚通过第六电阻连接有restore管脚，所述N沟道场效应管的5脚、6脚、7脚、8脚连接于所述可控硅的阳极，所述N沟道场效应管的5脚、6脚、7脚、8脚还连接有短路检测端。
2.如权利要求1所述的一种蓄电池短路保护电路，其特征在于:所述电流感应器为T60404型电流感应器。
3.如权利要求1所述的一种蓄电池短路保护电路，其特征在于:所述光耦为TLP281-1型光親。
4.如权利要求1所述的一种蓄电池短路保护电路，其特征在于:所述N沟道场效应管为FDS7764型N沟道场效应管。
【专利摘要】本实用新型涉及一种保护电路，尤其是一种蓄电池短路保护电路。它包括单体检测模块、温度检测模块、充电控制MOS管、放电控制MOS管以及电流及短路检测模块；电流及短路检测模块包括电流传感器、可控硅、光耦以及N沟道场效应管；电流传感器的输出一方面经第一电阻和第一电容组成的RC滤波电路滤除电路噪声后，传给蓄电池保护板的主控单元；另一方面经由稳压二极管和第三电阻组成的分压电路分压后，经第二电阻和第二电容组成的滤波电路形成可控硅的门极触发电压，通过可控硅控制短路保护电路动作。本实用新型具有短路保护响应时间短，能有效地降低短路时电路产生的热量，解决了因大量热量容易对电路器件造成烧毁的问题，具有较强的可靠性与应用价值。
【IPC分类】H02H7-18
【公开号】CN204333934
【申请号】CN201420859677
【发明人】武斌, 吴晶莹, 曾暄桓
【申请人】武斌, 吴晶莹, 曾暄桓
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月29日