專利名稱：電子斷路器及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子開關(guān)技術(shù)，尤其涉及一種電子斷路器及其處理方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)械開關(guān)或保險(xiǎn)絲在接通電源和負(fù)載的回路時(shí)，由于沒有限流作用，設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)引起的沖擊電流比較大，并且，在過載時(shí)，其啟動(dòng)過載保護(hù)所需的時(shí)間較長，造成母排電壓可能被拉低，影響其他設(shè)備的正常工作。為了解決上述方案由于沒有限流作用造成的問題，業(yè)界引入了一種常用的限流裝置。該限流裝置的電子開關(guān)技術(shù)方案包括至少一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，一個(gè)開關(guān)，一個(gè)限流裝置和一個(gè)微處理器，微處理器與限流裝置相連，微處理器檢測(cè)回路電流是否超過設(shè)定值，如果超過設(shè)定值，則輸出信號(hào)控制限流裝置，將回路電流限定在某一值，然后微處理器通過一定的延時(shí)來切斷電源和負(fù)載之間的通路。其中，微處理器采用軟件進(jìn)行控制。現(xiàn)有的限流裝置主要采用微處理器進(jìn)行延時(shí)和過流控制保護(hù)，不僅在采樣速度上有一定的延遲，而影響保護(hù)動(dòng)作響應(yīng)慢，且采用微處理器進(jìn)行延時(shí)和過流控制保護(hù)還可能會(huì)因?yàn)檐浖茱w失效，致使保護(hù)失效，也有可能由于采樣丟失，發(fā)生沒有保護(hù)作用的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例是提供一種電子斷路器及其處理方法，通過硬件電路實(shí)現(xiàn)可靠的延時(shí)以及過流控制保護(hù)，解決采用微處理器進(jìn)行處理引起的問題。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子斷路器，串聯(lián)在包含負(fù)載的回路上，所述電子斷路器包括電流采樣單元，用于采樣所述回路上的電流，并對(duì)采樣電流進(jìn)行放大處理；限流控制單元，用于在所述電流采樣單元輸出的電流大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)；緩啟單元，用于接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓；電子開關(guān)，串聯(lián)在所述回路上，用于在接收所述緩啟單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)， 工作在線性工作狀態(tài)；電流比較單元，用于在所述電流采樣單元輸出的電流大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)；電壓采樣單元，用于采樣所述電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元，用于在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓；所述電子開關(guān)還用于在接收到所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在關(guān)斷工作狀態(tài)。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電子斷路器的處理方法，包括電流采樣單元采樣所述回路上的電流，輸出采樣信號(hào)；限流控制單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)；緩啟單元接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓；電子開關(guān)在接收所述緩啟單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在線性工作狀態(tài)；電流比較單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)；電壓采樣單元采樣所述電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓；所述電子開關(guān)在接收到所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在關(guān)斷工作狀態(tài)。上述電子斷路器及其處理方法，均是通過電流采樣單元、限流控制單元、緩啟單元、電流比較單元、電壓采樣單元、驅(qū)動(dòng)單元以及電子開關(guān)的硬件電路來實(shí)現(xiàn)延時(shí)啟動(dòng)以及過流保護(hù)功能，從而可以避免采用微處理器進(jìn)行過流保護(hù)引起的各種不穩(wěn)定以及延遲等問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電子斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電子斷路器的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例電子斷路器的處理方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電子斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖，該電子斷路器可以與負(fù)載一起串聯(lián)在回路上，對(duì)負(fù)載進(jìn)行過流保護(hù)。參見圖1，本實(shí)施例包括電流采樣單元11、限流控制單元12、緩啟單元13、電流比較單元14、電壓采樣單元15、驅(qū)動(dòng)單元16和電子開關(guān)17。組成本實(shí)施例電子斷路器的上述各單元模塊均為硬件電路。電流采樣單元11用于采樣所述回路上的電流，并對(duì)采樣電流進(jìn)行放大處理；限流控制單元12用于在所述電流采樣單元輸出的電流大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)；緩啟單元13用于接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓；電流比較單元14用于在所述電流采樣單元輸出的電流大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)；電壓采樣單元15用于采樣電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元16用于在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓；電子開關(guān)17串聯(lián)在所述回路上，用于在接收所述緩啟單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在線性工作狀態(tài)，在接收到所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在關(guān)斷工作狀態(tài)。 本實(shí)施例通過由硬件電路組成的電子斷路器進(jìn)行過流保護(hù)，可以避免微處理器進(jìn)行過流保護(hù)引起的問題，實(shí)現(xiàn)快速可靠的過流保護(hù)。請(qǐng)一并參閱圖2，在本實(shí)施例中，上述電流采樣單元11可以包括采樣電阻R1029， 其與所述電子開關(guān)17串聯(lián)在所述回路上，用于采樣所述回路上的電流；第一運(yùn)算放大器 U1000，其輸入端與所述采樣電阻Rl(^9連接，用于對(duì)輸入的根據(jù)采樣電流和所述采樣電阻 Rl(^9的阻值得到的電壓值進(jìn)行放大處理，輸出所述采樣信號(hào)。所述電流采樣單元還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻和電容，例如，電流采樣單元還包括電阻(R1031、R1030、 R1037)和電容C1002等。上述限流控制單元12可以包括第二運(yùn)算放大器U1004，其正輸入端與所述第一運(yùn)算放大器U1000的輸出端連接，其負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)限流電壓(REF)，用于比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)限流電壓，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)限流電壓時(shí)，輸出第一電平信號(hào)；第一三極管Q1004，其基極連接所述第二運(yùn)算放大器U1004的輸出端，用于接收到所述第一電平信號(hào)時(shí)輸出所述第一控制信號(hào)。所述限流控制單元12還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻、電容、二極管等，例如，限流控制單元12還包括電阻(R1018、R1004、R1015、 R1016、R1010)、電容 C1004 以及二極管 D1000 等。上述緩啟單元13可以包括第一電容C1001，連接在所述第一三極管Q1004的集電極和發(fā)射極之間，用于在接收到所述第一控制信號(hào)時(shí)泄放存儲(chǔ)的電荷；第三運(yùn)算放大器 U1001，其正輸入端連接所述第一電容C1001的一端及所述第二運(yùn)算放大器U1004的輸出端，其負(fù)輸入端連接所述第一電容C1001的另一端及所述第二運(yùn)算放大器U1004的輸出端， 輸出端連接所述電子開關(guān)，用于輸出所述第一驅(qū)動(dòng)電壓。所述緩啟單元13還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻、電容等，例如，緩啟單元13還包括電阻(R1014、R1040、R1017、 R100U R1000)以及電容 C1003 等。上述電流比較單元14可以包括第四運(yùn)算放大器U1002，其正輸入端與所述電流采樣單元的輸出端相連，其負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電流(I_REF)，用于比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)電流，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，輸出所述第二控制信號(hào)。進(jìn)一步地，為了更好地限流，還可以包括鎖死單元。該鎖死單元包括電阻R1036，其連接在所述第四運(yùn)算放大器U1002的輸出端和正輸入端。進(jìn)一步地，還可以包括解鎖單元。該解鎖單元包括第三三極管Q1002，其集電極連接所述第四運(yùn)算放大器U1002的正輸入端，其基極連接MCU的控制管腳，用于接收到MCU的控制信號(hào)(H0LDL0CK)后對(duì)電流比較單元進(jìn)行解鎖。所述電流比較單元14還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻、電容等，例如，電流比較單元還包括電阻_38、R1006、R1036)以及電容C1000等。上述電壓采樣單元15可以包括第五運(yùn)算放大器U1003，其正輸入端連接所述電子開關(guān)17和負(fù)載之間的回路上，其負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓(V_REF)，用于比較所述電子開關(guān)上的壓降和基準(zhǔn)電壓，并在所述電子開關(guān)上的壓降大于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出所述第三控制信號(hào)。所述電壓采樣單元15還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻、電容、二極管、三極管等，例如，電壓采樣單元15還包括電阻_06、R1002、R1007、R1013、RlOlU R1009、R1012)、三極管(Q1006、Q1005)、二極管 D1001 以及電容(C1002、C1011、C1006)等。上述驅(qū)動(dòng)單元16可以包括第二三極管Q1003，其基極與所述第四運(yùn)算放大器 U1002的輸出端及所述第五運(yùn)算放大器U1003的輸出端連接，其集電極連接所述電子開關(guān)17，用于接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，輸出使得所述電子開關(guān)關(guān)斷的所述第二驅(qū)動(dòng)電壓。所述驅(qū)動(dòng)單元16還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻、電容、二極管等，例如，驅(qū)動(dòng)單元16還包括二極管(D1002、D1003)、電阻 (R102UR1026)以及電容 C1010 等。進(jìn)一步地，本實(shí)施例還可以包括MCU，與所述第二三極管Q1003的基極連接，用于輸出高電平(H0LDL0CK =高電平)時(shí)控制所述第二三極管Q1003工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，即意味著觸發(fā)電子開關(guān)的關(guān)斷。特別地，該MCU還可以用于檢測(cè)所述電子開關(guān)的溫度，并在檢測(cè)到的溫度大于設(shè)定的閾值時(shí)，輸出高電平，即意味著觸發(fā)電子開關(guān)的關(guān)斷。另外，MCU還可以用于接收用戶輸入的控制信號(hào)，并根據(jù)用戶輸入的控制信號(hào)輸出高電平或者低電平。進(jìn)一步地，本實(shí)施例還可以包括保護(hù)單元，具體包括第四三極管Q1007，其基極連接所述第四運(yùn)算放大器U1002的輸出端和所述第五運(yùn)算放大器U1003的輸出端，其集電極連接MCU，用于控制MCU輸出高電平，即意味著觸發(fā)電子開關(guān)的關(guān)斷。當(dāng)然，所述保護(hù)單元還可以包括其他的一些保證正常工作的電阻、二極管等，例如，保護(hù)單元還包括電阻 _39、R1027、R1003、R1025)以及二極管 D1004 等。特別地，本實(shí)施例的電子開關(guān)17可以為MS0FET，數(shù)量可以為一個(gè)或者多個(gè)。進(jìn)一步地，為了防止災(zāi)害性故障，可以在電子開關(guān)17和負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)保險(xiǎn)絲。在上述模塊的基礎(chǔ)上，處理流程可以具體如下(1)，0N/0FF信號(hào)在OFF時(shí)，MCU發(fā)出高電平信號(hào)，讓三極管Q1003飽和導(dǎo)通，三極管Q1003的集電極為低電平，運(yùn)算放大器U1001輸出被拉低置電平IV以下，電子開關(guān) (MOSFET)Ql和電子開關(guān)Q2無驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷；當(dāng)MCU接收到外部的按鈕開關(guān)的開通信號(hào)， MCU發(fā)出低電平控制信號(hào)，三極管Q1003關(guān)斷，開始啟動(dòng)；(2)，此時(shí)運(yùn)算放大器U1001輸出為低電平，不能驅(qū)動(dòng)MOSFET導(dǎo)通，此時(shí)VCC通過電阻R1040，電阻R1014，電阻R1017對(duì)電容C1001充電，隨著電容C1001電壓逐漸升高，運(yùn)算放大器U1001輸出電壓逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)電子開關(guān)Ql和電子開關(guān)Q2的啟動(dòng)閥值時(shí)，電子開關(guān)Ql和電子開關(guān)Q2開始導(dǎo)通，MOSFET漏極電流逐漸增大到設(shè)定的最大值，峰值電流可控制在需要的范圍值，如40A 50A ；(3)，在電流上升的過程中，電流信號(hào)經(jīng)檢測(cè)電阻Rl(^9后變成電壓信號(hào)，再經(jīng)運(yùn)算放大器U1000放大后，送給比較器U1004的正端，當(dāng)漏極電流到達(dá)設(shè)定的最大值時(shí)，運(yùn)算放大器U1004輸出高電平，該電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管Q1004工作在放大區(qū)，泄放電容C1001存儲(chǔ)的電荷，使電容C1001兩端的電壓維持在某一定值，同時(shí)該電平送到運(yùn)算放大器U1001的正負(fù)端，由于該電平送到正端需要經(jīng)過電阻R1014，電容C1001，運(yùn)算放大器U1001的正端和負(fù)端的變化相等時(shí)，運(yùn)算放大器U1001輸出電壓不變，電子開關(guān)Ql和電子開關(guān)Q2維持工作在線性區(qū)，抑制了回路電流；上述過程起到了在啟動(dòng)過程中限制啟動(dòng)時(shí)沖擊電流的作用，有緩啟的功能；0)，當(dāng)主回路的電子開關(guān)完全導(dǎo)通后，如負(fù)載發(fā)生了過載或短路故障，放大單元檢測(cè)到電流超過了設(shè)定的閥值REF，此時(shí)運(yùn)算放大器U1004輸出高電平，并且根據(jù)負(fù)載過流的程度不同而不同，從而控制運(yùn)算放大器U1001輸出電壓變小，讓MOSFET工作在線性區(qū)，加大了回路阻抗，從而抑制了回路的過載電流，達(dá)到了限流的目的；(5)，在過流過程中，過流信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器U1000放大后經(jīng)過電阻R1019對(duì)電容C1000充電，當(dāng)充電延時(shí)時(shí)間達(dá)到設(shè)定保護(hù)閥值I_REF時(shí)，運(yùn)算放大器U1002輸出翻轉(zhuǎn)成高電平，經(jīng)過二極管D1004，二極管D1002驅(qū)動(dòng)三極管Q1003飽和導(dǎo)通，把運(yùn)算放大器U1001 的正端和運(yùn)算放大器U1001輸出拉低至低電平(0. 5V以下)，控制電子開關(guān)Ql和電子開關(guān) Q2關(guān)斷，切斷回路，保護(hù)負(fù)載。(6)，在(5)過程中，電子開關(guān)Ql和電子開關(guān)Q2漏極電壓檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)了 MOSFET漏極電壓的變化，當(dāng)過載或短路時(shí)，MOSFET漏極電壓可能升高，經(jīng)過三極管Q1005， 電阻R1006，電阻R1013分壓后，經(jīng)過電容C1002延時(shí)一定時(shí)間后，當(dāng)其值升高到設(shè)定閥值 V_REF時(shí)，二極管U1003輸出翻轉(zhuǎn)變成高電平，經(jīng)過二極管D1004，二極管D1002驅(qū)動(dòng)三極管 Q1003飽和導(dǎo)通，把運(yùn)算放大器U1001的正端和運(yùn)算放大器U1001輸出拉低至低電平(0. 5V 以下)，控制電子開關(guān)Ql和電子開關(guān)Q2關(guān)斷，切斷回路。上述(5)和(6)過程中保護(hù)單元的延時(shí)時(shí)間和電流，電壓設(shè)定值都讓電子開關(guān)Q1， 電子開關(guān)Q2都工作在SOA(安全工作區(qū))區(qū)內(nèi)，保證其的安全工作。上述(5)和(6)過程中的保護(hù)高電平信號(hào)在保護(hù)時(shí)同時(shí)還驅(qū)動(dòng)三極管Q1007導(dǎo)通，送給MCU的信號(hào)從高電平變成低電平，MCU檢測(cè)到該變化后，送出一個(gè)高電平信號(hào)讓三極管Q1003持續(xù)導(dǎo)通，且三極管Q1003的集電極持續(xù)維持在低電平狀態(tài)，在回路發(fā)生過流和短路后，鎖死保護(hù)單元，等待ON信號(hào)解鎖。本實(shí)施例通過在負(fù)載發(fā)生過流或短路時(shí)進(jìn)行限流，可以讓功率器件MOSFET工作在線性區(qū)限制過載或短路電流，快速的切斷回路，保護(hù)負(fù)載；通過硬件單元進(jìn)行保護(hù)，比用軟件控制的方法的更可靠快速；本發(fā)明通過0N/0FF控制信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程上下電控制，有利于在設(shè)備空閑時(shí)下電節(jié)能；當(dāng)發(fā)生保護(hù)時(shí)，還能進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)；MCU可以根據(jù)溫度進(jìn)行控制，可以提供過溫保護(hù)功能；與電子開關(guān)串聯(lián)保險(xiǎn)絲作為災(zāi)難性故障保護(hù)。圖3為本發(fā)明實(shí)施例電子斷路器的處理方法流程示意圖，包括步驟31 電流采樣單元采樣回路上的電流，輸出采樣信號(hào)；其中，電子斷路器串聯(lián)在包含負(fù)載的回路上；可以是，電阻Rl(^9采樣所述回路上的電流；第一運(yùn)算放大器U1000對(duì)輸入的根據(jù)采樣電流和所述電阻R1029的阻值得到的電壓值進(jìn)行放大處理，輸出所述采樣信號(hào)。步驟32 限流控制單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)；可以是，第二運(yùn)算放大器U1004比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)限流電壓(REF)，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)限流電壓時(shí)，輸出第一電平信號(hào)；第一三極管Q1004接收到所述第一電平信號(hào)時(shí)輸出所述第一控制信號(hào)。步驟33 緩啟單元接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓；
可以是，第一電容C1001在接收到所述第一控制信號(hào)時(shí)泄放存儲(chǔ)的電荷；第三運(yùn)算放大器U1001輸出維持電子開關(guān)工作狀態(tài)的所述第一驅(qū)動(dòng)電壓。步驟34 電流比較單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)；可以是，第四運(yùn)算放大器U1002比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)電流(I_REF)，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，輸出所述第二控制信號(hào)。步驟35 電壓采樣單元采樣電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)；可以是，第五運(yùn)算放大器U1003比較所述電子開關(guān)上的壓降和基準(zhǔn)電壓(V_REF)， 并在所述電子開關(guān)上的壓降大于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出所述第三控制信號(hào)。步驟36 驅(qū)動(dòng)單元在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓；可以是，第二三極管Q1003接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，輸出使得所述電子開關(guān)關(guān)斷的所述第二驅(qū)動(dòng)電壓。步驟37 電子開關(guān)在接收所述緩啟單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在線性工作狀態(tài)，在接收到所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在關(guān)斷工作狀態(tài)；所述電流采樣單元，限流控制單元，緩啟單元，電流比較單元，電壓采樣單元，驅(qū)動(dòng)單元，電子開關(guān)均為硬件。本實(shí)施例還可以進(jìn)一步包括MCU輸出高電平時(shí)控制所述第二三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。還可以包括第四三極管Q1007在接收所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)后控制所述MCU輸出高電平。還可以包括所述MCU檢測(cè)所述電子開關(guān)的溫度，并在檢測(cè)到的溫度大于設(shè)定的閾值時(shí)，輸出高電平。本實(shí)施例通過由硬件進(jìn)行過流保護(hù)，可以避免微處理器進(jìn)行過流保護(hù)引起的問題，實(shí)現(xiàn)快速可靠的過流保護(hù)。可以理解的是，上述方法及設(shè)備中的相關(guān)特征可以相互參考。另外，上述實(shí)施例中的“第一”、“第二”等是用于區(qū)分各實(shí)施例，而并不代表各實(shí)施例的優(yōu)劣。最后應(yīng)說明的是 以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子斷路器，其特征在于，串聯(lián)在包含負(fù)載的回路上，所述電子斷路器包括由硬件組成的如下單元電流采樣單元，用于采樣所述回路上的電流，輸出采樣信號(hào)；限流控制單元，用于在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)；緩啟單元，用于接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓；電子開關(guān)，串聯(lián)在所述回路上，用于在接收所述緩啟單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在線性工作狀態(tài)；電流比較單元，用于在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)；電壓采樣單元，用于采樣所述電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元，用于在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓；所述電子開關(guān)還用于在接收到所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在關(guān)斷工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子斷路器，其特征在于，所述電流采樣單元包括 電阻，與所述電子開關(guān)串聯(lián)在所述回路上，用于采樣所述回路上的電流；第一運(yùn)算放大器，輸入端與所述電阻連接，用于對(duì)輸入的根據(jù)采樣電流和所述電阻的阻值得到的電壓值進(jìn)行放大處理，輸出所述采樣信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子斷路器，其特征在于，所述限流控制單元包括第二運(yùn)算放大器，其正輸入端與所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接，負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)限流電壓，用于比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)限流電壓，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)限流電壓時(shí)，輸出第一電平信號(hào)；第一三極管，其基極連接所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，用于接收到所述第一電平信號(hào)時(shí)輸出所述第一控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子斷路器，其特征在于，所述緩啟單元包括第一電容，連接在所述第一三極管的集電極和發(fā)射極之間，用于在接收到所述第一控制信號(hào)時(shí)泄放存儲(chǔ)的電荷；第三運(yùn)算放大器，其正輸入端連接所述第一電容的一端及所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，負(fù)輸入端連接所述第一電容的另一端及所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，輸出端連接所述電子開關(guān)，用于輸出維持電子開關(guān)工作狀態(tài)的所述第一驅(qū)動(dòng)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子斷路器，其特征在于，所述電流比較單元包括第四運(yùn)算放大器，其正輸入端與所述電流采樣單元的輸出端相連，負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電流，用于比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)電流，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，輸出所述第二控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子斷路器，其特征在于，所述電壓采樣單元包括第五運(yùn)算放大器，其正輸入端連接所述電子開關(guān)和負(fù)載之間的回路上，負(fù)輸入端連接基準(zhǔn)電壓，用于比較所述電子開關(guān)上的壓降和基準(zhǔn)電壓，并在所述電子開關(guān)上的壓降大于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出所述第三控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子斷路器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括第二三極管，其基極與所述第四運(yùn)算放大器的輸出端及所述第五運(yùn)算放大器的輸出端連接，集電極連接所述電子開關(guān)，用于接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，輸出使得所述電子開關(guān)關(guān)斷的所述第二驅(qū)動(dòng)電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子斷路器，其特征在于，還包括MCU，與所述第二三極管的基極連接，用于輸出高電平時(shí)控制所述第二三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子斷路器，其特征在于，還包括 連接在所述第四運(yùn)算放大器的輸出端和正輸入端的電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子斷路器，其特征在于，還包括第三三極管，其集電極連接所述第四運(yùn)算放大器的正輸入端，基極連接所述MCU的控制管腳，用于接收到MCU的控制信號(hào)后對(duì)電流比較單元進(jìn)行解鎖。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子斷路器，其特征在于，還包括第四三極管，其基極連接所述第四運(yùn)算放大器的輸出端和所述第五運(yùn)算放大器的輸出端，集電極連接所述MCU，用于在接收所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)后控制所述MCU 輸出高電平。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子斷路器，其特征在于，所述MCU還用于檢測(cè)所述電子開關(guān)的溫度，并在檢測(cè)到的溫度大于設(shè)定的閾值時(shí)，輸出高電平。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子斷路器，其特征在于，還包括 保險(xiǎn)絲，串聯(lián)在所述電子開關(guān)和負(fù)載之間。
14.一種電子斷路器的處理方法，其特征在于，包括 電流采樣單元采樣所述回路上的電流，輸出采樣信號(hào)；限流控制單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)；緩啟單元接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓； 電子開關(guān)在接收所述緩啟單元輸出的第一驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在線性工作狀態(tài)； 電流比較單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)；電壓采樣單元采樣所述電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)單元在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓； 所述電子開關(guān)在接收到所述驅(qū)動(dòng)單元輸出的第二驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，工作在關(guān)斷工作狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述電流采樣單元采樣所述回路上的電流，輸出采樣信號(hào)，包括 電阻采樣所述回路上的電流；第一運(yùn)算放大器對(duì)輸入的根據(jù)采樣電流和所述電阻的阻值得到的電壓值進(jìn)行放大處理，輸出所述采樣信號(hào)；所述限流控制單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第一閾值時(shí)，輸出第一控制信號(hào)，包括第二運(yùn)算放大器比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)限流電壓，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)限流電壓時(shí)，輸出第一電平信號(hào)；第一三極管接收到所述第一電平信號(hào)時(shí)輸出所述第一控制信號(hào)；所述緩啟單元接收到所述限流控制單元輸出的第一控制信號(hào)后，輸出第一驅(qū)動(dòng)電壓， 包括第一電容在接收到所述第一控制信號(hào)時(shí)泄放存儲(chǔ)的電荷；第三運(yùn)算放大器輸出維持電子開關(guān)工作狀態(tài)的所述第一驅(qū)動(dòng)電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述電流比較單元在所述電流采樣單元輸出的采樣信號(hào)大于設(shè)定的第二閾值時(shí)，輸出第二控制信號(hào)，包括第四運(yùn)算放大器比較所述采樣信號(hào)和基準(zhǔn)電流，并在所述采樣信號(hào)大于所述基準(zhǔn)電流時(shí)，輸出所述第二控制信號(hào)；所述電壓采樣單元采樣電子開關(guān)上的壓降，并在壓降大于設(shè)定的第三閾值時(shí)，輸出第三控制信號(hào)，包括第五運(yùn)算放大器比較所述電子開關(guān)上的壓降和基準(zhǔn)電壓，并在所述電子開關(guān)上的壓降大于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，輸出所述第三控制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)單元在接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)，輸出第二驅(qū)動(dòng)電壓， 包括第二三極管接收到所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)時(shí)工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，輸出使得所述電子開關(guān)關(guān)斷的所述第二驅(qū)動(dòng)電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括MCU輸出高電平時(shí)控制所述第二三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括第四三極管在接收所述第二控制信號(hào)或者第三控制信號(hào)后控制所述MCU輸出高電平。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括所述MCU檢測(cè)所述電子開關(guān)的溫度，并在檢測(cè)到的溫度大于設(shè)定的閾值時(shí)，輸出高電平。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子斷路器及其處理方法，該電子斷路器及其處理方法，通過電流采樣單元、限流控制單元、緩啟單元、電流比較單元、電壓采樣單元、驅(qū)動(dòng)單元以及電子開關(guān)等硬件電路來實(shí)現(xiàn)延時(shí)啟動(dòng)以及過流保護(hù)功能，從而可以避免采用微處理器進(jìn)行過流保護(hù)引起的各種不穩(wěn)定以及延遲問題。
文檔編號(hào)H02H3/08GK102170103SQ20111007179
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者余華, 曾濤, 李萬潤, 林錦, 黃顯良 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司