一种直流自保持电子开关的制作方法

本发明属于检测控制，具体涉及一种具有欠压、过流、短路保护功能的直流自保持电子开关。

背景技术：

1、在锂一次电池组中，需要一种体积小、重量轻、功耗低、成本低、高可靠、具有欠压、过流和短路保护且保护状态在不断电时能够自保持的开关装置。这种装置的作用是，在锂一次电池组使用期间，当发生锂电池过度放电使电池组欠压或发生过流、短路情况时，能迅速切断电池组输出。

2、目前常用的技术手段是采用航天级的自保持继电器作为开关，这就带来几个问题：一是航天级的自保持继电器经济成本高；二是自保持继电器体积大、重量大；三是自保持继电器驱动信号功率高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于低压小功率锂一次电池组，具有欠压、过流、短路保护功能的直流自保持电子开关。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直流自保持电子开关，包括电源变换电路、自保持电路、欠压驱动电路、过流和短路驱动电路、模块开关电路、输入连接器p1和输出连接器p2；所述的电源变换电路包括二极管d4、电阻r5、电容c3和稳压管z1，其中二极管d4正极接输入连接器p1的1脚，二极管d4负极接电阻r5，电阻r5另一端接稳压管z1的负极，稳压管z1正极接输入连接器p1的2脚，电容c3与稳压管z1并联；所述的自保持电路包括电阻r1～r4、电容c1～c2和光耦u1～u4，其中电阻r1一端接过流和短路驱动电路中三极管q2的集电极，另一端接光耦u1的源端正极，光耦u1的源端负极接输入连接器p1的2脚，电容c1与光耦u1的源端正负极并联，电阻r2一端接电源变换电路中稳压管z1的负极，电阻r2另一端接光耦u2的源端正极，光耦u2的源端负极接欠压驱动电路的电阻r13，电阻r3与电容c2和光耦u3源端正负极并联，光耦u1～u3的副端并联且副端正极接电源变换电路中稳压管z1的负极，副端负极接光耦u3的源端正极，光耦u3的源端负极接光耦u4源端的正极，光耦u4源端负极接电阻r4，电阻r4另一端接输入连接器p1的2脚，光耦u4的副端正极接模块开关电路中mos管q1的源极，光耦u4的副端负极接模块开关电路中mos管q1的栅极；所述的欠压驱动电路包括稳压管z4、三极管q4～q5、电容c9和电阻r13～r17，其中稳压管z4的负极接输入连接器p1的1脚，稳压管z4的正极接电阻r17，电阻r17的另一端接输入连接器p1的2脚，电阻r16接稳压管z4的正极，电阻r16另一端接三极管q5的基极，三极管q5的发射极接输入连接器p1的2脚，三极管q5的集电极接电阻r14，电阻r14另一端接电源变换电路中稳压管z1的负极，电容c9接三极管q5的集电极，电容c9另一端输入连接器p1的2脚，电阻r15与电容c9并联，三极管q4的基极接三极管q5的集电极，三极管q4的发射极接输入连接器p1的2脚，三极管q4的集电极接电阻r13，电阻r13另一端接自保持电路中光耦u2的源端负极；所述的过流和短路驱动电路包括可恢复保险丝rf1、电阻rc1和三极管q2，其中可恢复保险丝rf1一端接输入连接器p1的1脚，另一端接电阻rc1，电阻rc1另一端接三极管q2的基极，三极管q2的发射极接输入连接器p1的1脚，三极管q2的集电极接自保持电路中的电阻r1；所述的模块开关电路包括电阻r6、电阻r9、稳压管z2、电容c4和mos管q1，其中电阻r6一端连接过流和短路驱动电路中三极管q2的基极，电阻r6另一端接电阻r9，电阻r9另一端接输入连接器p1的2脚以及输出连接器p2的2脚，稳压管z2的负极接mos管q1的源极，稳压管z2的正极接mos管q1的栅极，电容c4与mos管q1的栅源并联，mos管q1的漏极接输出连接器p2的1脚。

3、所述的一种直流自保持电子开关，其欠压驱动电路中的三极管q4～q5采用npn管。

4、所述的一种直流自保持电子开关，其过流和短路驱动电路中的三极管q2使用pnp管。

5、所述的一种直流自保持电子开关，其模块开关电路中的mos管q1使用p沟道增强型mos管。

6、本电子开关实现的基本功能是：电子开关接入电池组后，当电池组电压正常、无输出过流且输出侧无短路时，电子开关接通；当电池组出现欠压或输出过流或输出侧短路时，电子开关断开；电池欠压、输出过流和输出侧短路故障状态解除后，重新上电，电子开关可恢复接通。本发明具有电路简单、可靠性高、自耗电小、体积小、重量轻、成本低等特点，可用于小型锂一次电池。

7、本发明具有的优点和积极效果如下：

8、1，本发明驱动信号功率小，驱动电压范围宽；

9、2，本发明电路结构简单，体积小、重量轻，便于安装；

10、3，本发明使用电阻、电容、二极管、mos管、光耦等工业成熟器件，成本低，可靠度高。

技术特征：

1.一种直流自保持电子开关，其特征在于：包括电源变换电路、自保持电路、欠压驱动电路、过流和短路驱动电路、模块开关电路、输入连接器p1和输出连接器p2；

2.根据权利要求1所述的一种直流自保持电子开关，其特征在于，所述的三极管q4～q5采用npn管。

3.根据权利要求1所述的一种直流自保持电子开关，其特征在于，所述的三极管q2使用pnp管。

4.根据权利要求1所述的一种直流自保持电子开关，其特征在于，所述的mos管q1使用p沟道增强型mos管。

技术总结
本发明公开了一种具有欠压、过流、短路保护功能的直流自保持电子开关，包括电源变换电路、自保持电路、欠压驱动电路、过流和短路驱动电路、模块开关电路、输入连接器P1和输出连接器P2。本发明驱动信号功率小，驱动电压范围宽，而且电路结构简单，体积小、重量轻，便于安装，此外使用电阻、电容、二极管、MOS管、光耦等工业成熟器件，成本低，可靠度高。

技术研发人员：赵权,李围,赵胜,李霞林,肖融
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12