專利名稱：常開型電源總開關裝置及汽車負載短路的自動斷電方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動控制技術領域，涉及一種常開型電源總開關裝置。
背景技術：
汽車的電源總開關分為電磁式和機械式，電磁式為控制開關接通電磁 線圈回路，利用電磁吸力將動觸點與靜觸點連接，從而將整車電器負載與整車電源接通；機械式為用人力扳動開關手柄將動觸點與靜觸點連接，接通整車電源。無論是電磁式還是機械式電源總開關，其目的都是當整車電路發(fā)生故障時(短路、起火等)能切斷整車電源，盡量避免整車燒毀、人身傷害等惡性事件發(fā)生。但現(xiàn)有的電源總開關都需人來操作，不能在故障發(fā)生的第一時間自動切斷整車電源，當電器或電路剛短路時火花較小、氣味較小，影響較小，司機很難及時發(fā)現(xiàn)，當繼續(xù)短路起火司機發(fā)現(xiàn)后再操作電磁式電源總開關或機械式總開關將整車電源斷開已為時已晚，輕則燒毀短路點周圍部件，若短路點周圍有易燃物如地毯等內飾將引起整車燒毀?，F(xiàn)在整車電路起火燒毀的報道屢見報端。本發(fā)明用電流互感器采集短路電流，用主控芯片自動控制電磁線圈，從而在短路的第一時間自動切斷整車電源，使電源總開關具有整車電路短路時自動切斷整車電源的功能，大大提高了整車的安全性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種自動工作的常開型電源總開關，該開關內部用電流互感器檢測是否短路，當短路時自動切斷整車電源，主要解決現(xiàn)在的總開關都是人工操作切斷整車電源，當短路時不能及時自動切斷整車電源而引起的車輛失火問題。本發(fā)明提供一種常開型電源總開關裝置，包括殼體(I);電流采樣單元，與整車負載相連接；主控芯片(8);動觸點(13)和靜觸點(11);電磁線圈(15)纏繞在鐵芯(17)上以及鋼柱(16)，其中所述電磁線圈(15)由蓄電池(14)供電，其特征在于還包括開關部件，分別與電磁線圈(15)，主控芯片(8)相連接；電流采樣單元還分別和靜觸點及主控芯片相連；主控芯片(8)采集控制開關(2)，啟動開關(3)的開關信號和電流采樣單元的電流信號以控制開關部件。進一步的，當控制開關(2)閉合，主控芯片驅動開關部件導通，電磁線圈通電，鋼柱
(16)帶動動觸點向下運動與靜觸點連接,蓄電池通過動、靜觸點和電流采樣單元向整車負載供電。進一步的，當負載短路時，電流采樣單元采集到異常信號并發(fā)送給主控芯片(8)，主控芯片同時采集啟動開關(3)的信號，若啟動開關(3)無信號且異常電流信號超出了預先設定值，則主控芯片(8)控制開關部件截止使電磁線圈(15)斷路，鋼柱(16)帶動動觸點
(13)向上運動，動觸點(13)和靜觸點(11)斷開，整車電器負載(4)斷電；若主控芯片(8)采集到啟動開關(3)的信號，則主控芯片(8)判定該異常信號是啟動電流信號，此時主控芯片(8)仍控制開關部件保持導通不動作。進一步的，其中的開關部件優(yōu)選MOS管，MOS管(9 )漏極和電磁線圈(15 )控制端連接；MOS管(9)源極和蓄電池(14)的負極連接；MOS管柵極和主控芯片(8)連接。進一步的，其中的電流采樣單元優(yōu)選電流互感器。
進一步的，其中的開關部件優(yōu)選是晶體管。本發(fā)明還提供一種汽車負載短路的自動斷電方法，適用于一種常開型電源開關裝置，包括有主控芯片(8)，電流采樣單元，和開關部件，主控芯片采集電流采樣單元和啟動開關(3)和控制開關(2)的信號；根據(jù)采集的信號以控制開關部件使動靜觸點斷開而實現(xiàn)負載斷電。進一步的該方法還包括當主控芯片采集到的啟動開關(3 )無信號且異常電流信號超出了預先設定值；則主控芯片(8)控制開關部件斷開以使電磁線圈(15)回路斷電，由彈性力的作用下鋼柱(16)帶動動觸點(13)向上運動，動觸點(13)和靜觸點(11)斷開，整車電器負載(4)斷電。本發(fā)明的有效效果是使電源總開關具有整車電路短路時自動切斷整車電源的功能，提高了整車的安全性。


圖I為本發(fā)明電路原理和結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明包括一種常開型電源總開關裝置，包括殼體(I)、接線柱(5)、電流互感器(6)、電源轉換芯片(7)、主控芯片(8)、M0S管(9)、復位彈簧(10)、靜觸點(11)、限位柱
(12)、動觸點(13)、電磁線圈(15)、鋼柱(16)、鐵芯(17)，其中電源轉換芯片(7)為主控芯片(8 )提供電壓，可將12V的電壓轉換為5V的電壓。MOS管(9 )漏極和電磁線圈(15 )控制端連接；M0S管(9)源極和蓄電池(14)的負極連接；M0S管柵極和主控芯片(8)連接；電磁線圈(15)電源端與蓄電池(14)正極常連接；電磁線圈(15)纏繞在鐵芯(17)上；接線柱(5)和靜觸點(11)之間的連接線穿過電流互感器(6 );主控芯片(8)在軟件的支持下采集控制開關(2)、啟動開關(3)的開關信號和電流互感器(6 )電流信號后對MOS管(9 )實施自動控制。常態(tài)時控制開關(2)閉合，主控芯片(8)驅動MOS管(9)導通，電磁線圈(15)通電產生電磁吸力,鋼柱(16)帶動動觸點(13)向下運動,動觸點(13)和靜觸點(11)連接,蓄電池(14)通過電流互感器(6)和接線柱(5)向整車電器負載(4)供電。短路保護時整車電器負載(4)發(fā)生短路時，短路電流經(jīng)過電流互感器(6)，主控芯片(8 )采集到電流互感器(6 )的異常信號，主控芯片(8 )將該異常信號與預先設定在軟件中的數(shù)據(jù)進行比較，并采集啟動開關(3)的信號，若啟動開關(3)無信號且異常信號超出了預先設定在軟件中的數(shù)據(jù)，則主控芯片(8 )控制MOS管(9 )截至，電磁線圈(15 )斷路失去電磁吸力，在復位彈簧(10)的作用下，鋼柱(16)帶動動觸點(13)向上運動，動觸點(13)和靜觸點(11)斷開，整車電器負載(4)無電；若主控芯片(8)采集到啟動開關(3)的信號，則主控芯片(8)在軟件中設定電流互感器(6)的異常信號是啟動電流信號，此時主控芯片(8)仍控制MOS管(9)導通，電磁線圈(15)仍通電維持動觸點(13)和靜觸點(11)的連接(此狀態(tài)是為了區(qū)分是短路電流還是正常的啟動電流，因啟動電流也非常大，避免啟動時開關誤動作)。具體的操作包括以下詳細說明司機上車將控制開關(2)閉合，主控芯片(8)驅動MOS管(9)導通，電磁線圈(15)通電產生電磁吸力，鋼柱(16)帶動動觸點(13)向下運動,動觸點(13)和靜觸點(11)連接，蓄電池(14)通過電流互感器(6)和接線柱(5)向整車電器負載(4)供電。整車電器負載
(4)發(fā)生短路時，短路電流經(jīng)過電流互感器(6)，主控芯片(8)采集到電流互感器(6)的異常信號，主控芯片(8)將該異常信號與預先 設定在軟件中的數(shù)據(jù)進行比較，并采集啟動開關
(3)的信號，若啟動開關(3)無信號且異常信號超出了預先設定在軟件中的數(shù)據(jù)，則主控芯片(8)控制MOS管(9)截至，電磁線圈(15)斷路失去電磁吸力，在復位彈簧(10)的作用下，鋼柱(16)帶動動觸點(13)向上運動，動觸點(13)和靜觸點(11)斷開，整車電器負載(4)斷電。本發(fā)明的電源總開關具有自動檢測自動控制功能，能在第一時間切斷電源，很好的解決了現(xiàn)有總開關需人工操作而延誤時間造成車輛失火的問題，結構簡單適合大范圍推廣。
權利要求
1.一種常開型電源總開關裝置，包括殼體(I);電流采樣單元，與整車負載相連接；主控芯片(8);動觸點(13)和靜觸點(11);電磁線圈(15)纏繞在鐵芯(17)上以及鋼柱(16)，其中所述電磁線圈(15)由蓄電池(14)供電，其特征在于還包括開關部件，分別與電磁線圈(15)，主控芯片(8)相連接；電流采樣單元還分別和靜觸點及主控芯片相連； 主控芯片(8 )采集控制開關(2 )、啟動開關(3 )的開關信號和電流采樣單元的電流信號以控制開關部件。
2.根據(jù)權利要求I所述的開關裝置，當控制開關(2)閉合，主控芯片驅動開關部件導通，電磁線圈通電，鋼柱(16)帶動動觸點向下運動與靜觸點連接，蓄電池通過動、靜觸點和電流采樣單元向整車負載供電。
3.根據(jù)權利要求I所述的開關裝置，當負載短路時，電流采樣單元采集到異常信號并發(fā)送給主控芯片(8)，主控芯片同時采集負載啟動開關(3)的信號，若啟動開關(3)無信號且異常電流信號超出了預先設定值，則主控芯片(8)控制開關部件截止使電磁線圈(15)斷路，鋼柱(16)帶動動觸點(13)向上運動，動觸點(13)和靜觸點(11)斷開，整車電器負載(4)斷電；若主控芯片(8)采集到啟動開關(3)的信號，則主控芯片(8)判定該異常信號是啟動電流信號，此時主控芯片(8)仍控制開關部件保持導通不動作。
4.根據(jù)權利要求I所述的開關裝置，其中的開關部件是MOS管，MOS管(9)漏極和電磁線圈(15)控制端連接；M0S管(9)源極和蓄電池(14)的負極連接；M0S管柵極和主控芯片(8)連接。
5.根據(jù)權利要求I所述的開關裝置，其中的電流采樣單元是電流互感器。
6.根據(jù)權利要求I所述的開關裝置，其中的開關部件是晶體管。
7.一種汽車負載短路的自動斷電方法，適用于一種常開型電源開關裝置，包括有主控芯片(8)，電流采樣單元，和開關部件， 主控芯片采集電流采樣單元和啟動開關(3)和控制開關(2)的信號； 根據(jù)采集的信號以控制開關部件使動靜觸點斷開而實現(xiàn)負載斷電。
8.根據(jù)權利要求7所述的汽車負載短路的自動斷電方法， 當主控芯片采集到的啟動開關(3 )無信號且異常電流信號超出了預先設定值； 則主控芯片(8)控制開關部件斷開以使電磁線圈(15)回路斷電，由彈性力的作用下鋼柱(16)帶動動觸點(13)向上運動，動觸點(13)和靜觸點(11)斷開，整車電器負載(4)斷電。
全文摘要
一種常開型電源總開關裝置，包括殼體(1)；電流采樣單元，與整車負載相連接；主控芯片(8)；動觸點(13)和靜觸點(11)；電磁線圈(15)纏繞在鐵芯(17)上以及鋼柱(16)，其中所述電磁線圈(15)由蓄電池(14)供電，其特征在于還包括開關部件，分別與電磁線圈(15)，主控芯片(8)相連接；電流采樣單元還分別和靜觸點及主控芯片相連；主控芯片(8)采集控制開關(2)，啟動開關(3)的開關信號和電流采樣單元的電流信號以控制開關部件。
文檔編號H01H9/54GK102931007SQ20121041024
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2012年10月24日
發(fā)明者王宜海, 李霞, 胡軼, 汪振興, 張榮俠 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司