一种电子保险丝电路的制作方法

本发明涉及保护电路技术领域，具体涉及一种电子保险丝电路。

背景技术：

现有保险丝多利用发热熔断原理，熔断体部分是保险丝的核心，通过熔断体熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要求相同、几何尺寸要求相同，加工工艺要求较高，而且现有的保险丝响应速度较慢，熔断电流大小难以控制到准确数值。现有的保险丝熔断后即报废，不能二次使用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种电子保险丝电路，该保险丝电路能够准确控制关断电流大小和关断时间，而且在电压过低时同样能起到切断电源的作用。

一种电子保险丝电路，包括主电路和控制电路，并与直流电源连接，所述的主电路包括电流检测电阻rsense和开关电路，直流电源、电流检测电阻rsense、开关电路和负载依次连接；控制电路包括电流检测电路和电源电路，电流检测电路分别与电源电路、电流检测电阻rsense和开关电路连接。

进一步的，所述的控制电路还包括电压检测电路，电压检测电路分别与直流电源、电源电路和开关电路连接。

进一步的，所述的主电路中设有保护电路，保护电路分别与开关电路和负载连接。

进一步的，所述的开关电路采用场效应管，场效应管的栅极与电流检测电路连接，漏极与负载连接。

进一步的，所述的电源电路包括dc/dc降压电路和ldo降压电路，直流电源与dc/dc降压电路连接，dc/dc降压电路与ldo降压电路连接。

进一步的，所述的电源电路还包括电源保护滤波电路，电源保护滤波电路一端与直流电源连接，另一端连接dc/dc降压电路。

进一步的，所述的电流检测电路包括滤波电路、电平转换电路、电流检测芯片u1及外围电路，外围电路与电流检测芯片u1连接，电流检测电阻rsense两端通过滤波电路与电流检测芯片u1连接；电流检测芯片u1通过电平转换电路与开关电路连接。

进一步的，所述的电压检测电路包括分压滤波电路、光耦控制电路、光耦电路，分压滤波电路分别与直流电源和光耦控制电路连接，光耦电路分别与光耦控制电路和开关电路连接。

本发明具有的有益效果是：

1、利用电流检测电路，实现电流大于阀值后10μs进行关闭负载电源，同时可以调整电阻r4的值精确的设定电流的阀值，控制场效应管的栅极电压，实现电流阀值精确度高，响应速度快。

2、利用电源电压检测电路，实现当负载把电源电压瞬间拉到很低甚至0v时，电子保险丝电路仍然可以正常工作。

3、利用控制增强型场效应管的栅极电压开关负载的负极，实现电路内阻小，发热量小，价格低，面积小，容易集成。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明的主电路；

图3是本发明的电流检测电路；

图4是本发明的电压检测电路；

图5是本发明的电源电路；

其中：1-主电路；2-电流检测电阻rsense；3-开关电路；4-保护电路；5-电流检测电路；6-电压检测电路；7-电源电路；8-控制电路。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

一种电子保险丝电路，如图1所示，包括主电路1和控制电路8，其中主电路1包括直流电源接插件j1、负载接插件j2、电流检测电阻rsense2、开关电路3和保护电路4，直流电源接插件j1、电流检测电阻rsense2、开关电路3和保护电路4依次连接，最后连接负载接插件j2，直流电源通过直流电源接插件j1接入电路，负载通过负载接插件j2接入电路。控制电路8包括电流检测电路5、电压检测电路6和电源电路7，电源电路7给电流检测电路5和电压检测电路6供电。电流检测电路5与电流检测电阻rsense2、电源电路7和开关电路3相连，电流检测电路5检测到流过电流检测电阻rsense2的电流过大后控制开关电路3断开。电压检测电路6分别与直流电源、电源电路7和开关电路3相连，电压检测电路6检测到直流电源电压过低控制开关电路3断开。实现负载电流超出设定值时能够快速断开负载，且过流时的电压降低到时也能正常快速断开负载。

如图2所示，主电路1中的开关电路3采用场效应管q1，具体采用n沟道增强型金氧半场效晶体管，该类场效应管一般包括栅极、源极和漏极。当栅极电压比源极电压高于一定阀值时，漏极和源极之间完全导通；当栅极电压和源极电压相等时，漏极和源极不导通。保护电路4包括二极管d1、二极管d2、二极管d3，二极管d1采用tvs二极管，二极管d2和二极管d3均采用续流二极管。直流电源正极通过二极管d1接地；二极管d2一端接电源正极，一端接场效应管漏极；二极管d3一端与负载j2相连，一端接地。保护电路4能够保护场效应管q1，防止感性负载产生的感应电压而造成场效应管q1的损坏，二极管d2、二极管d3保护场效应管q1的漏极。电流检测电阻rsense2检测流经负载的电流，将流经负载的电流转换为电压。根据场效应管q1的栅极电压连通或者断开输入电源的负极和负载的负极。

如图3所示，本发明中的电流检测电路5包括滤波电路、电平转换电路、电流检测芯片u1及外围电路。电流检测芯片u1采用型号为ina300-q1的汽车级过流保护、电流感测比较器芯片，该芯片是德州仪器(ti)的电流感测芯片，其最大特点是响应时间快，仅为10μs，精度高，偏移电压漂移仅为0.5μv/℃，以上特点可以为本发明提供持续、可靠的信号。外围电路包括电阻r4、电阻r2、电容c1，电压vcc_5v经过电容c1滤波后接电流检测芯片u1的9脚，给电流检测芯片u1供电。电流检测芯片u1的6脚通过电阻r2上拉至电压vcc_5v，电流检测芯片u1的3脚通过电阻r4接地，用于调整最高限制电流的阀值。滤波电路包括电阻r1、电阻r3和电容c2，电流检测电阻rsense2两端的差分电压信号经过电阻r1、电阻r3和电容c3滤波后分别连接到电流检测芯片u1的1脚和2脚。电平转换电路包括三极管q2、三极管q3、电阻r5和电阻r6，电流检测芯片u1的5脚与三极管q2的基极相连，并通过电阻r5连接至电压vcc_5v，三极管q2的集电极与三极管q3的的基极相连并上拉至电压vcc_5v，三极管q3集电极接场效应管q1的栅极，三极管q2和三极管q3的发射极均接地，电流检测芯片u1的5脚发出的控制信号经过三极管q2和三级管q3电平从5v转换到10v，最后连接到场效应管q1的栅极，控制场效应管q1的关断和连通。

如图4所示，本发明中的电压检测电路6包括分压滤波电路、光耦控制电路、光耦电路，分压滤波电路包括稳压管d6、电阻r12、电阻r14和电容c9，光耦控制电路包括三极管q4和电阻r11，光耦电路包括光耦u4、电阻r7和电阻r8；稳压管d6一端接直流电源，另一端通过电阻r12和r14接地，三极管q4的基极连接电阻r12和r14的公共连接端并通过电容c9接地，三极管q4的集电极通过电阻r11接光耦u4的2脚，三极管q4的发射极接地。光耦u4的1脚和4脚分别接电压vcc_5v和电压vcc_10v，3脚通过电阻r8接地，通过电阻r7接场效应管q1的栅极。直流电源经过稳压管d6降压、再经过r12、r14和c9分压滤波后连接到q4的基极，控制q4集电极的开关；q4集电极的开关控制光耦u4的开关；光耦u4通过r7连接到场效应管q1的栅极；通过调整r12和r14的值改变最低电压的阀值；r8用于光耦u4关断时把电压下拉到0v。

如图5所示，本发明中的电源电路7包括电源保护滤波电路、dc/dc降压电路和ldo降压电路，电源保护滤波电路包括二极管d4、电容c4和电容c5，二极管d4采用肖特基二极管，直流电源经过二极管d4，经过输入滤波电容c4和电容c5，连接到dc/dc降压电路，二极管d4用于输入电源电压瞬间变低时，电容c4的电压不会突变，保持系统正常运行，而且二极管d4能够防止系统快速掉电。dc/dc降压电路包括dc/dc降压芯片u2和dc/dc滤波电路，dc/dc降压芯片u2的型号是xlsemi公司的xl7005a，dc/dc滤波电路包括续流二极管d5、功率电感l1、输出滤波电容c6、电容c3、电阻r9和电阻r10，dc/dc降压芯片u2经过续流二极管d5、功率电感l1和输出滤波电容c6，产生电压vcc_10v，电压vcc_10v通过电阻r9和电容c3接dc/dc降压芯片u2的3脚，并通过电阻r10接地。ldo降压电路包括输入滤波电容c7、ldo降压芯片u3和输出滤波电容c8，ldo降压芯片u3是exar公司的spx1117m3-l-5-0，电压vcc_10v经过输入滤波电容c7接ldo降压芯片u3的3脚，ldo降压芯片u3的2脚通过滤波电容c8接地，并产生电压vcc_5v。

本发明的工作过程如下：

本发明中通过检测输入直流电源的电压和负载的电流，控制场效应管q1的关断；当输入电源电压大于最低工作电压阀值，而且负载的电流小于最高电流阀值时，场效应管q1的栅极是10v，场效应管的源极和漏极处于接通的状态，输入电源和负载处于连通状态；当负载的电流大于最高电流阀值时，场效应管的栅极锁住0v，场效应管q1的源极和漏极锁住在关断的状态，输入电源和负载锁住在断开状态；当输入直流电源电压长时间低于最低工作电压阀值时，场效应管q1的栅极电压是0v，场效应管的源极和漏极是关断的状态，输入电源和负载是断开状态；最低工作电压阀值可以通过调整电阻r12和电阻r14的阻值进行调节；最高电流阀值可以通过调整电阻r4的阻值进行调节。