專利名稱：電子功率開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種無觸點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)直流用電負(fù)載并實(shí)時(shí)監(jiān)控負(fù)載及線路故障的 電子功率開關(guān)。分負(fù)載(包括線路)短路保護(hù)、負(fù)載(包括線路)短路保護(hù)加負(fù)載(包括 線路)動(dòng)態(tài)開路故障自診斷兩種。
背景技術(shù)：
目前，各直流用電系統(tǒng)基本上采用機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān)、電磁觸點(diǎn)開關(guān)、保險(xiǎn)絲(熔斷 器)等對(duì)直流用電負(fù)載進(jìn)行控制和保護(hù)，觸點(diǎn)易燒蝕，可靠性差，故障率高，且無故障監(jiān)控 能力。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無觸點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載并能實(shí)時(shí)監(jiān)控負(fù)載及線路 故障的電子功率開關(guān)。本實(shí)用新型包括電子功率管電路，同步開關(guān)電路，負(fù)載短路或過載保護(hù)電路，其 特征是每個(gè)電子功率開關(guān)都設(shè)有電源正極，控制信號(hào)輸入端口，接負(fù)載的輸出端口，負(fù)載 短路或過載信號(hào)輸出端口 ；電子功率開關(guān)電路由功率半導(dǎo)體器件Tl，電阻R1、R2組成；同步 開關(guān)電路2由晶體管T2，電阻R3、R4組成；負(fù)載短路或過載保護(hù)電路由晶體管T3，電阻R5、 R6，電容Cl組成；Tl的in接R1、R2的連接點(diǎn)；R2的另一端，R4的另一端，Tl的V+，T2的e 共同接電源正極V+ ；T2的b接R3、R4的連接點(diǎn)；R1、R3的另一端共同接控制信號(hào)輸入端口 A ；Tl的out接端口 B ；T3的b接R5、R6的連接點(diǎn)和電容Cl的負(fù)極；T3的e、R6的另一端和 電容Cl的正極共同接T2的c ；R5的另一端接Tl的out ；T3的c接負(fù)載短路或過載信號(hào)輸 出端口 C ；Dl的正極接T3的c ；Dl的負(fù)極接Tl的in ；本實(shí)用新型的電子功率開關(guān)的基礎(chǔ)上 增加了由晶體管T4、電阻R7、R8組成的負(fù)載動(dòng)態(tài)開路自診斷電路4，同時(shí)增設(shè)負(fù)載動(dòng)態(tài)開路 自診斷信號(hào)輸出端口 D和接電源負(fù)極的端口 V- ；T4的e接Tl的out，T4的b接R7、R8的 連接點(diǎn)；R8的另一端接T2的c端；R7的另一端接端口 V- ；T4的c接負(fù)載動(dòng)態(tài)開路自診斷 信號(hào)輸出端口 D。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控負(fù)載及線路故障，為檢修 和排除故障提供了可視性與方便性，提高了用電系統(tǒng)的安全及可靠性，免除了電磁繼電器、 保險(xiǎn)絲等易損件。

附圖1是電子功率開關(guān)的方框圖。附圖2是電子功率開關(guān)的電路原理圖。附圖3是增加了負(fù)載(包括線路)動(dòng)態(tài)開路的電子功率開關(guān)的方框圖。附圖4是增加了負(fù)載(包括線路)動(dòng)態(tài)開路的電子功率開關(guān)的電路原理圖。附圖5是附圖2的具體實(shí)施例。[0011]附圖6是附圖4的具體實(shí)施例。附圖及其他申請(qǐng)文件中所用各電子原件的符號(hào)以及各接線端口標(biāo)記的含義是T1 是半導(dǎo)體功率器件，T2-T4是晶體三極管及其編號(hào)，其中in是半導(dǎo)體功率器件的輸入極，V+ 是半導(dǎo)體功率器件的電源極，out是半導(dǎo)體功率器件的輸出極，e是晶體三極管的發(fā)射極，b 是晶體三極管的基極，c是晶體三極管的集電極；R1-R8是電阻及其編號(hào)；Cl是電容；Dl是 二極管及其編號(hào)；V+是電子功率開關(guān)的電源正極；V-是電子功率開關(guān)中的動(dòng)態(tài)開路故障處 理電路經(jīng)穩(wěn)壓的負(fù)電源；A是電子功率開關(guān)控制信號(hào)輸入端；B是電子功率開關(guān)接負(fù)載的輸 出端；C是負(fù)載短路或過載故障信號(hào)輸出端；D是負(fù)載(包括線路)動(dòng)態(tài)開路故障信號(hào)輸出 端。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例以控制汽車車燈為例加以說明。附圖5是附圖2的具體實(shí)施例，圖中的Tl 一般采用大功率半導(dǎo)體器件，根據(jù)負(fù)載 功率大小，可采用一只或多只并聯(lián)。T2、T3是小功率晶體三極管。外接的LEDl (發(fā)綠光) 是工作狀態(tài)指示燈，LED2(發(fā)紅光)是短路(或過載)故障指示燈。當(dāng)半導(dǎo)體功率器件的 輸入端(A)通過控制開關(guān)K閉合時(shí)，半導(dǎo)體功率器件導(dǎo)通，從(B)端輸出高電平驅(qū)動(dòng)負(fù)載 Ll-Ln工作(Ll-Ln可以是阻性或感性負(fù)載)，與此同時(shí)，同步開關(guān)電路(2)導(dǎo)通而向負(fù)載 短路(或過載)保護(hù)電路(3)提供電源，使電路(3)處于待保護(hù)狀態(tài)；當(dāng)負(fù)載(包括線路) 工作正常時(shí)，(B)端輸出的高電平經(jīng)電阻ROl使LEDl發(fā)綠光(一般正常狀態(tài)用綠光指示)， 此時(shí)(C)端無高電平LED2不亮。當(dāng)負(fù)載或線路發(fā)生搭鐵短路故障時(shí)，電路(3)立即工作而 輸出2路高電平，一路輸出到電路(1)迫使半導(dǎo)體功率器件截止關(guān)斷，(B)端輸出為零；另 一路由(C)端輸出高電平經(jīng)R02使LED2發(fā)紅光(一般故障用紅光指示)，(C)端輸出的高 電平同時(shí)觸發(fā)報(bào)警電路報(bào)警。故障處理后，重新接通開關(guān)K，電子功率開關(guān)又恢復(fù)正常工作 狀態(tài)，反復(fù)使用而不會(huì)損壞。附圖6是附圖4的具體實(shí)施例，圖4是在圖2的基礎(chǔ)上增加了由T4、R7、R8組成的 負(fù)載動(dòng)態(tài)(指負(fù)載正在工作中)開路故障自診斷電路。圖4和圖2的相同部分的工作原理 是一樣的，在此不再重述，只對(duì)T4、R7、R8部分作一簡(jiǎn)單介紹。例如兩只剎車燈工作正常時(shí)， 半導(dǎo)體功率器件的管壓降是一定的值(如0.5V)，T4不工作，端口(D)無高電平信號(hào)輸出， LEDl亮綠光；當(dāng)其中一只剎車燈突然損壞，此時(shí)半導(dǎo)體功率器件的管壓降下降了一半(如 0.25V)，使T4的b極電位下降而導(dǎo)通，T4輸出高電平故障信號(hào)到端口(D)，端口(D)的高電 平故障信號(hào)經(jīng)D02、R02使LED2亮紅光，同時(shí)在端口(E)輸出高電平故障信號(hào)觸發(fā)報(bào)警電路 報(bào)警；發(fā)生此故障時(shí)，電路(1)是正常工作的，LEDl亮綠光，由于LEDl和LED2同封裝在一 起，紅光與綠光混合而亮橙色光(或黃色光)，這樣設(shè)計(jì)便于區(qū)分短路和動(dòng)態(tài)開路故障。以上只是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案和實(shí)施例的描述，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限 定，顯然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造有多種形式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定 的內(nèi)容和精神作出各種改進(jìn)。
權(quán)利要求一種電子功率開關(guān)，包括電子功率管電路(1)，同步開關(guān)電路(2)，負(fù)載短路或過載保護(hù)電路(3)，其特征在于①每個(gè)電子功率開關(guān)都設(shè)有電源正極(V+)，控制信號(hào)輸入端口(A)，接負(fù)載的輸出端口(B)，負(fù)載短路或過載信號(hào)輸出端口(C)；②電子功率開關(guān)電路(1)由功率半導(dǎo)體器件(T1)，電阻(R1)、(R2)組成；同步開關(guān)電路(2)由晶體管(T2)，電阻(R3)、(R4)組成；負(fù)載短路或過載保護(hù)電路(3)由晶體管(T3)，電阻(R5)、(R6)，電容(C1)組成；③(T1)的(in)接(R1)、(R2)的連接點(diǎn)；(R2)的另一端，(R4)的另一端，(T1)的(V+)，(T2)的(e)共同接電源正極(V+)；(T2)的(b)接(R3)、(R4)的連接點(diǎn)；(R1)、(R3)的另一端共同接控制信號(hào)輸入端口(A)；(T1)的(out)接端口(B)；(T3)的(b)接(R5)、(R6)的連接點(diǎn)和電容(C1)的負(fù)極；(T3)的(e)、(R6)的另一端和電容(C1)的正極共同接(T2)的(c)；(R5)的另一端接(T1)的(out)；(T3)的(c)接負(fù)載短路或過載信號(hào)輸出端口(C)；(D1)的正極接(T3)的(c)；(D1)的負(fù)極接(T1)的(in)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子功率開關(guān)，其特征在于在電路中增設(shè)了由晶體管 (T4)、電阻(R7)、(R8)組成的負(fù)載動(dòng)態(tài)開路自診斷電路(4)，同時(shí)增設(shè)負(fù)載動(dòng)態(tài)開路自診斷 信號(hào)輸出端口 (D)和接電源負(fù)極的端口 (V-) ； (T4)的(e)接(Tl)的(out), (T4)的(b)接 (R7)、(R8)的連接點(diǎn)；(R8)的另一端接(T2)的(c)端；(R7)的另一端接端口 (V-) ； (T4)的 (c)接負(fù)載動(dòng)態(tài)開路自診斷信號(hào)輸出端口(D)。
專利摘要一種電子功率開關(guān)，屬于一種無觸點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)用電負(fù)載并實(shí)時(shí)監(jiān)控負(fù)載及線路故障的電子功率開關(guān)。包括電子功率管電路、同步開關(guān)電路、負(fù)載短路或過載保護(hù)電路，以及電源正極、控制信號(hào)輸入端口、接負(fù)載的輸出端口、負(fù)載短路或過載信號(hào)輸出端口。實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控負(fù)載及線路故障，為檢修和排除故障提供了可視性與方便性，提高了用電系統(tǒng)的安全及可靠性，免除了電磁繼電器、保險(xiǎn)絲等易損件。
文檔編號(hào)H03K17/687GK201766565SQ20102028051
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者陳春, 陳柏如 申請(qǐng)人:陳春