專利名稱：多功能短路保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路短路保護技術，具體地說，涉及一種用于直流回路的短路保護的短路保護器。
背景技術：
磷酸鐵鋰電池是一種新型的鋰離子電池，在使用過程中需要電池管理系統對其進行管理，其中電池管理系統需要有短路保護與自恢復、直流回路通斷、電流采集的功能，在小電流時，采用可恢復保險絲、采樣電阻等方法實現，但當電流大于20A時，使用傳統的方法將會產生能耗、選型、安裝等問題，無法集成到電池管理系統中，或者與電池管理系統進行相配合，同時也面臨成本高的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對現有電池管理系統實現短路保護時存在的上述問題，提供了一種具有短路保護、電流采集與開關動作的多功能短路保護器。本實用新型的技術方案為:一種多功能短路保護器，殼體內設置有5V供電模塊、通信模塊和檢測與控制電路，檢測與控制電路包括微控制器和霍爾電流傳感器，5V供電模塊與微控制器電連接，為微控制器供電，微控制器連接有N-MOS開關電路，用于控制回路的通斷；微處理器內設置有數字電壓比較器CMP、數模轉換模塊ADC和與通信模塊連接的I/0模塊，霍爾電流傳感器采集直流回路中的電流信號，并將電流信號轉化為電壓信號輸入到微處理器內的數字電壓比較器CMP和數模轉換模塊ADC，微處理器經過處理將數模轉換模塊ADC的值轉化成相應的回路電流值，通過I/O模塊傳輸至通信模塊發送至上位機。優選的是,N-MOS開關電路與微控制器之間連接有一個光電稱合器,該光電稱合器通過分壓電阻Rl與直流·回路輸出端連接。優選的是，N-MOS開關電路的輸入端與直流回路之間連接有分壓電阻R2。優選的是，5V供電模塊與微控制器的I/O模塊之間連接有兩個指示保護器工作狀態的LED指示燈。優選的是，殼體上設置有輸入端子、輸出端子和通信端子，輸出端子和輸入端子連接電池管理系統的主回路，5V供電模塊與輸入端子電連接。本實用新型的有益效果為:本實用新型結構簡單、體積小，操作方便，能夠與電池管理系統配合使用，也可以單獨作為短路保護器使用，不僅具有短路保護、電流采集與開關動作功能，還設置有通信模塊，可以兼做繼電器和電流采集器使用。
圖1為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
[0011]
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型提供的一種多功能短路保護器，殼體內設置有5V供電模塊、通信模塊和檢測與控制電路，檢測與控制電路包括微控制器和霍爾電流傳感器，5V供電模塊與微控制器電連接，為微控制器供電，微控制器連接有N-MOS開關電路，用于控制回路的通斷；微處理器內設置有數字電壓比較器CMP、數模轉換模塊ADC和與通信模塊連接的I/O模塊，霍爾電流傳感器采集直流回路中的電流信號，并將電流信號轉化為電壓信號輸入到微處理器內的數字電壓比較器CMP和數模轉換模塊ADC，微處理器經過處理將數模轉換模塊ADC的值轉化成相應的回路電流值，通過I/O模塊傳輸至通信模塊發送至上位機。為了實現N-MOS開關電路與電器隔離的作用，控制N-MOS管的開關，N-MOS開關電路與微控制器之間連接有一個光電稱合器。為了控制N-MOS管的通、斷實現短路保護和開關功能，上述光電耦合器通過分壓電阻Rl與直流回路輸出端連接，N-MOS開關電路的輸入端與直流回路之間連接有分壓電阻R2。5V供電模塊與微控制器的I/O模塊之間連接有兩個指示保護器工作狀態的LED指示燈，分別為紅色與綠色，其中，紅色指示燈亮時表示保護器故障或短路保護中，綠色指示燈亮時表示保護器正常運行。殼體上設置有輸入端子、輸出端子和通信端子，輸出端子和輸入端子連接電池管理系統的主回路，5V供電模塊與輸入端子電連接。上述通信模塊采用RS485通信模塊，主要負責數據傳輸、電流大小與控制指令，上位機通過控制指令可以控制保護器短路保護電流的大小、自恢復時間、回路的通斷，實現保護器周期性的將電流數據發送給上位機。工作原理:將線路回路連 接到保護器的輸入端和輸出端，保護器開始工作，綠色指示燈亮起，保護器通過霍爾電流傳感器實時監測線路中的電流大小，通過微處理器MCU實現數據轉換，并通過RS485通信模塊將電流數據發送出去，微處理器內的數字電壓比較器CMP實時監測霍爾電流傳感器電壓的變化，由于霍爾電流傳感器的電壓輸出信號與直流回路的電流信號成正比，可以用電壓大小表示電流大小，當數字電壓比較器CMP監測到電壓值大于預設值時，則認為線路回路發生短路故障，微處理器MCU通過其I/O模塊關閉光電耦合器，從而關閉N-MOS管，實現短路保護功能，與此同時紅色指示燈亮起，表示短路保護中，等待一段時間后保護器自動開啟N-MOS管，導通回路，綠色指示燈亮起，實現短路自恢復功倉泛。
權利要求1.一種多功能短路保護器，其特征在于:包括殼體，殼體內設置有5V供電模塊、通信模塊和檢測與控制電路，檢測與控制電路包括微控制器和霍爾電流傳感器，5V供電模塊與微控制器電連接，為微控制器供電，微控制器連接有N-MOS開關電路，用于控制回路的通斷；微處理器內設置有數字電壓比較器CMP、數模轉換模塊ADC和與通信模塊連接的I/O模塊，霍爾電流傳感器采集直流回路中的電流信號，并將電流信號轉化為電壓信號輸入到微處理器內的數字電壓比較器CMP和數模轉換模塊ADC，微處理器經過處理將數模轉換模塊ADC的值轉化成相應的回路電流值，通過I/O模塊傳輸至通信模塊發送至上位機。
2.根據權利要求1所述的多功能短路保護器，其特征在于=N-MOS開關電路與微控制器之間連接有一個光電耦合器，該光電耦合器通過分壓電阻Rl與直流回路輸出端連接。
3.根據權利要求1所述的多功能短路保護器，其特征在于=N-MOS開關電路的輸入端與直流回路之間連接有分壓電阻R2。
4.根據權利要求1所述的多功能短路保護器，其特征在于:5V供電模塊與微控制器的I/O模塊之間連接有兩個指示保護器工作狀態的LED指示燈。
5.根據權利 要求1所述的多功能短路保護器，其特征在于:殼體上設置有輸入端子、輸出端子和通信端子，輸出端子和輸入端子連接電池管理系統的主回路，5V供電模塊與輸入端子電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能短路保護器，殼體內設置有5V供電模塊、通信模塊、微控制器和霍爾電流傳感器，5V供電模塊與微控制器電連接，為微控制器供電，微控制器連接有N-MOS開關電路，用于控制回路的通斷；微處理器內設置有數字電壓比較器CMP、數模轉換模塊ADC和與通信模塊連接的I/O模塊，霍爾電流傳感器采集直流回路中的電流信號，并將電流信號轉化為電壓信號輸入到微處理器內的數字電壓比較器CMP和數模轉換模塊ADC，微處理器經過處理將數模轉換模塊ADC的值轉化成相應的回路電流值，通過I/O模塊傳輸至通信模塊發送至上位機。本實用新型結構簡單、體積小，操作方便，能夠與電池管理系統配合使用，也可以單獨作為短路保護器使用。
文檔編號H02H3/08GK203151066SQ20132001355
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者楊熙, 張興, 趙蒞龍, 張春蕊 申請人:中國石油大學(華東)