一种无触点电子继电器的安全保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无触点电子继电器的安全保护电路，属无触点电子继电器技术领域。
【背景技术】
[0002]电子继电器具有使用寿命长，可靠性强，接触灵敏度高，无火花干扰，控制功率小，转换速度快的特点，市场应用前景广阔。然而事实上在车用起动继电器、预热继电器、喇叭继电器等领域，有触点的电磁继电器目前仍然占据主导地位。究其原因其一是替代触点的开关功率管的管压降大，导通后功耗和发热量大，易被击穿，一旦被击穿短路失效，就相当于电磁继电器的触点粘连，后果非常严重。
[0003]例如:中国专利申请号为200820224929.2、名称为“固体式柴油发动机起动、预热继电器”的功率管由4个并联的MOSFET管构成，其中任何一个功率管击穿，都会导致继电器失控，其后果是负载被长期通电而烧毁，甚至会连带烧毁线束、电瓶。
[0004]又如:中国专利申请号为201020161494.9、名称为“新型汽车起动机功率电子开关”的功率管也是由几个MOSFET并联而成，尽管设置了很多保护功能，但都是基于功率管没有被击穿是完好的情况下的保护，未考虑功率管自身击穿失效的情况。
[0005]再如:中国专利申请号为201020603870.5、名称为“电子式柔性啮合控制器”的功率管采用I个M0SFET，也未考虑功率管击穿失效的严重后果。
[0006]通过市场调研证实，一些电子继电器产品在投放市场后不久就出现功率管失控导致严重后果的情况，有的甚至还未走出试验室就夭折了。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，提供一种可确保在开关功率管击穿失控后快速自毁，迅速脱离主电路，避免发生负载电路冒烟起火事故；解决现有替代触点的开关功率管无自身击穿保护电路，导致电子继电器失控，烧毁负载、甚至电瓶问题的无触点电子继电器的安全保护电路。
[0008]本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的
该无触点电子继电器的保护电路包括隔离驱动电路、控制芯片、快速熔断丝、主开关电路、自毁保护电路，主开关电路由主开关管Q1、压敏电阻RV、稳压管D组成，其特征在于:自毁保护电路由分立元件+功率管模式或控制芯片+功率管模式构成；当自毁保护电路应用于主开关管为高边状态时，自毁保护电路的输入端与隔离驱动电路连接，自毁保护电路的输出端并联连接有主开关电路、直流负载；隔离驱动电路通过控制开关、快速熔断丝与主开关电路连接；
当自毁保护电路应用于主开关管为低边状态时，自毁保护电路的输入端、主开关电路的输入端与控制开关并联连接，主开关电路的输出端与直流负载的一端连接，自毁保护电路的输入端通过控制开关、快速熔断丝与直流负载连接，自毁保护电路的输出端通过导线连接直流负载的另一端。
[0009]所述的自毁保护电路应用于主开关管为高边状态、采用分立元件+功率管模式时，它由功率管Q2、NPN型三极管Q3、电阻Rl?R4、稳压管D1、电容C组成；
功率管Q2的栅极通过NPN型三极管Q3、电阻R4与S端、隔离驱动电路的①端并联连接，功率管Q2的栅极通过电阻Rl与隔离驱动电路的④端连接，功率管Q2的集电极并联连接主开关电路的主开关管Ql的发射极、直流负载的一端，隔离驱动电路的②端、功率管Q2的发射极、NPN型三极管Q3的发射极、电容C、电阻R2、电阻R3、稳压管Dl的正极、电源E的负端、直流负载的另一端均接地；隔离驱动电路的③端与主开关电路的稳压管D的负极、主开关管Ql的栅极并联连接，主开关电路的集电极⑤端通过快速熔断丝、控制开关K连接S端。
[0010]所述的自毁保护电路应用于主开关管为高边状态、采用控制芯片+功率管模式时，它由控制芯片、功率管Q2、稳压管Dl组成；
功率管Q2的栅极并联连接控制芯片MCU的⑤端、稳压管Dl的负极，功率管Q2的集电极与主开关电路的主开关管Ql的发射极、直流负载的一端并联连接，功率管Q2的发射极、稳压管Dl的正极、直流负载的另一端、控制芯片MCU的②端、电源E的负端均接地；
控制芯片MCU的⑦端并联连接隔离驱动电路、主开关电路稳压管D的正极，控制芯片MCU的①端通过S端、控制开关K、快速熔断丝与主开关电路的主开关管Ql的集电极、隔离驱动电路、控制芯片MCU的④端并联连接，控制芯片MCU的③端与隔离驱动电路的输入端连接，隔尚驱动电路的输出⑥端并联连接主开关电路的主开关管Ql的栅极、稳压管D的负极。
[0011]所述的自毁保护电路应用于主开关管为低边状态、采用分立元件+功率管模式时，它由功率管Q2、NPN型三极管Q3、PNP型三极管Q4、电阻Rl?R7、电容C、稳压管D1、压敏电阻RV组成；
功率管Q2的栅极通过NPN型三极管Q3、电阻R5、电阻R4与S端连接，功率管Q2的集电极与地间连接有压敏电阻RV，功率管Q2的集电极与电阻R7、PNP型三极管Q4的发射极、快速熔断丝、直流负载的①端并联连接，直流负载的②端与主开关电路的主开关管Ql的集电极连接；
NPN型三极管Q3的基极并联连接有电阻R3、电阻R5，电阻R3接地；主开关电路的主开关管Ql的栅极并联连接有电阻R5、电阻R4，主开关管Ql的栅极通过电阻R4与S端连接；功率管Q2的发射极、第二稳压管D2的正极、电容C、电阻R2、NPN型三极管Q3的发射极均接地，主开关电路主开关管Ql的集电极通过电阻R6连接PNP型三极管Q4的基极，PNP型三极管Q4的集电极通过电阻Rl并联连接功率管Q2的栅极、NPN型三极管Q3的集电极。
[0012]所述的自毁保护电路应用于主开关管为低边状态、采用控制芯片+功率管模式时，它由控制芯片、功率管Q2、压敏电阻RV、稳压管Dl组成；
功率管Q2的栅极并联连接控制芯片MCU的③端、稳压管Dl的负极，功率管Q2的集电极与地间连接有压敏电阻RV，功率管Q2的发射极接地；控制芯片MCU的①端通过S端、控制开关K、快速熔断丝并联连接直流负载的一端、功率管Q2的集电极、控制芯片MCU的④端；控制芯片MCU的②端、第二稳压管D2的正极、功率管Q2的发射极均接地；控制芯片MCU的⑥端并联连接主开关电路主开关管Ql的集电极、直流负载的另一端；控制芯片MCU的⑤端与主开关管Ql的基极连接。
[0013]本发明与现有技术相比的有益效果在于
该无触点电子继电器的保护电路针对电子继电器主开关电路功率管位置为高电位或低电位、针对自毁保护电路的逻辑驱动分为分立元件或控制芯片两种情况，分别设计出一组四个电路，可确保在开关功率管击穿失控后快速自毁，迅速脱离主电路，避免发生负载电路冒烟起火、烧毁线束甚至电瓶的严重事故。电路结构简单，全覆盖保护效果好。经实际使用检验，其工作稳定可靠。很好地解决了现有替代触点的开关功率管无自身击穿保护电路，导致电子继电器失控，烧毁负载、甚至电瓶的问题。
【附图说明】
[0014]图1为一种无触点电子继电器的保护电路应用于主开关管为高边状态、采用分立元件+功率管模式的结构示意图；
图2为一种无触点电子继电器的保护电路应用于主开关管为高边状态、采用控制芯片+功率管模式的结构示意图；
图3为一种无触点电子继电器的保护电路应用于主开关管为低边状态、采用分立元件+功率管模式的结构示意图；
图4为一种无触点电子继电器的保护电路应用于主开关管为低边状态、采用控制芯片+功率管模式的结构示意图。
[0015]图中:1、自毁保护电路，2、主开关电路，3、快速熔断丝。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述:
该无触点电子继电器的保护电路包括隔离驱动电路、控制芯片、快速熔断丝、主开关电路、自毁保护电路，主开关电路由主开关管Q1、压敏电阻RV、稳压管D组成；自毁保护电路I由分立元件+功率管模式或控制芯片+功率管模式构成；当自毁保护电路I应用于主开关管Ql为高边状态时(参见图1、2)，自毁保护电路I的输入端与隔离驱动电路连接，自毁保护电路I的输出端并联连接有主开关电路2、直流负载；隔离驱动电路通过控制开关K、快速熔断丝3与主开关电路2连接；
当自毁保护电路I应用于主开关管Ql为低边状态时(参见图3、4)，自毁保护电路I的输入端、主开关电路2的输入端与控制开关K并联连接，主开关电路2的输出端与直流负载的一端连接，自毁保护电路I的输入端通过控制开关K、快速熔断丝3与直流负载连接，自毁保护电路I的输出端通过导线连接直流负载的另一端。
[0017]所述的自毁保护电路I应用于主开关管Ql为高边状态、q且采用分立元件+功率管模式时(参见图1)，它由功率管Q2、NPN型三极管Q3、电阻Rl?R4、稳压管D1、电容C组成；