CN214069550U - 一种车辆用电设备过流检测保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆用电设备过流检测保护装置，包括电压转换单元、比较器单元和断电保护单元，比较器单元包括第一比较器、第二比较器和充电电路，电压转换单元将车辆用电设备的电流信号转换成电压信号，电压转换单元将电压信号输出给第一比较器，当电压转换单元输出的电压信号大于第一比较电压时，表示车辆用电设备的电流比较大，第一比较器的输出端输出高电平信号，第一比较器的输出端连接充电电路的充电端，对充电电路进行充电，设置充电线路，能够实现当车辆用电设备的电流比较大且持续一定时间时，第二比较器的输出端才输出电压，因此可以避免误触发，实现误触发保护，提升检测准确性，避免出现误判的情况。

Description

一种车辆用电设备过流检测保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种车辆用电设备过流检测保护装置。

背景技术

车辆中设置有多种用电设备，各用电设备的正常安全运行决定着车辆的安全运行，现有的车辆用电设备过流检测保护装置的检测原理为：检测用电设备电流，当用电设备的电流值高于设定值时，切断用电设备的供电电源。但是，用电设备在正常运行过程中，电流可能会出现极短时间的尖峰，这种情况属于正常情况，不应当被判断为过流故障，但是，现有的车辆用电设备过流检测保护装置会判断为过流，进而切断用电设备的供电电源。因此，现有的车辆用电设备过流检测保护装置的检测准确性较差，可能会出现误判的情况。

实用新型内容

本实用新型提供一种车辆用电设备过流检测保护装置，用于解决现有的车辆用电设备过流检测保护装置的检测准确性较差的技术问题。

一种车辆用电设备过流检测保护装置，包括：

电压转换单元，用于将采集到的车辆用电设备的电流信号转换成对应的电压信号；

比较器单元，所述比较器单元包括第一比较器、第二比较器和充电电路，所述电压转换单元的输出端连接所述第一比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端用于输入第一比较电压，所述第一比较器的输出端连接所述充电电路的充电端，所述充电电路的充电端连接所述第二比较器的第三输入端，所述第二比较器的第四输入端用于输入第二比较电压；以及

断电保护单元，用于根据所述第二比较器的输出端输出的电压，控制车辆用电设备是否断电，所述第二比较器的输出端连接所述断电保护单元的输入端。

进一步地，所述比较器单元还包括第一比较电压输出电路，所述第一比较电压输出电路包括第一分压支路，所述第一分压支路的一端用于连接一供电电源，所述第一分压支路的另一端接地，所述第一分压支路上串联设置有第一电位器，所述第一电位器的电压调节端连接所述第一比较器的第二输入端，用于输出所述第一比较电压。

进一步地，所述比较器单元还包括第二比较电压输出电路，所述第二比较电压输出电路包括第二分压支路，所述第二分压支路的一端用于连接一供电电源，所述第二分压支路的另一端接地，所述第二分压支路上串联设置有第二电位器，所述第二电位器的电压调节端连接所述第二比较器的第四输入端，用于输出所述第二比较电压。

进一步地，所述充电电路包括电容支路，所述电容支路包括一个电容或者至少两个并联设置的电容，所述电容支路的一端接地，所述电容支路的另一端为所述充电电路的充电端。

进一步地，所述断电保护单元包括开关管和继电器，所述继电器包括控制线圈和常闭触点开关，所述开关管的控制端为所述断电保护单元的输入端，所述控制线圈的一端用于连接一供电电源，所述控制线圈的另一端连接所述开关管的输入端，所述开关管的输出端接地，所述常闭触点开关用于串联设置在所述车辆用电设备的供电线路中。

进一步地，所述继电器还包括常开触点开关，所述开关管的输入端通过一自锁线路接地，所述常开触点开关串联设置在所述自锁线路中。

进一步地，所述第二比较器的输出端与所述开关管的控制端之间依次设置有稳压管、限流电阻和滤波电容。

进一步地，所述控制线圈反向并联有二极管。

本实用新型提供的一种车辆用电设备过流检测保护装置的技术效果包括：电压转换单元能够将采集到的车辆用电设备的电流信号转换成对应的电压信号，进而可以根据电压信号进行过流检测保护，提升检测可靠性；电压转换单元输出的电压信号输出给第一比较器的第一输入端，通过与第一比较电压进行比较，当电压转换单元输出的电压信号大于第一比较电压时，表示车辆用电设备的电流比较大，第一比较器的输出端输出高电平信号，第一比较器的输出端连接充电电路的充电端，对充电电路进行充电，充电电路的电压由0充电到大于第二比较电压需要耗费一定的时间，因此，设置充电线路，能够实现当车辆用电设备的电流比较大且持续一定时间时，第二比较器的输出端才输出电压，因此可以避免误触发，实现误触发保护，提升检测准确性，避免出现误判的情况。

附图说明

图1是车辆用电设备过流检测保护装置的整体结构图；

图2是电压转换单元的电路图；

图3是比较器单元的电路图；

图4是断电保护单元的电路图。

具体实施方式

本实施例提供一种车辆用电设备过流检测保护装置，如图1所示，包括电压转换单元、比较器单元和断电保护单元。

其中，电压转换单元用于将采集到的车辆用电设备的电流信号转换成对应的电压信号。

比较器单元包括第一比较器、第二比较器和充电电路。第一比较器和第二比较器均可以为单独的比较器器件，也可以构成双比较器芯片。充电电路用于实现充电功能，比如一个电容，或者由至少两个电容并联构成的电容电路。

电压转换单元的输出端连接第一比较器的第一输入端，第一比较器的第二输入端用于输入第一比较电压，当第一输入端的电压高于第一比较电压时，第一比较器的输出端输出高电平信号，当第一输入端的电压低于第一比较电压时，第一比较器的输出端输出低电平信号。第一比较器的输出端连接充电电路的充电端，充电电路的充电端连接第二比较器的第三输入端，第二比较器的第四输入端用于输入第二比较电压，当第三输入端的电压高于第二比较电压时，第二比较器的输出端输出高电平信号，当第三输入端的电压低于第二比较电压时，第二比较器的输出端输出低电平信号。

第二比较器的输出端连接断电保护单元的输入端。断电保护单元用于根据第二比较器的输出端输出的电压，控制车辆用电设备是否断电。

不同类型的车辆用电设备，对应的电流信号也不同，比如若车辆用电设备为直流车辆用电设备，则电流信号为直流电流信号；若车辆用电设备为单相交流车辆用电设备，则电流信号为单相交流电流信号；若车辆用电设备为三相交流车辆用电设备，则电流信号为三相交流电流信号。作为一个具体实施方式，车辆用电设备为三相交流车辆用电设备，则电流信号为三相交流电流信号，采集到的为A相交流电流信号IA和B相交流电流信号IB，IA由A相电流互感器采集得到，IB由B相电流互感器采集得到。

电压转换单元为常规的电路结构，图2为电压转换单元的一种具体电路图。如图2所示，IA经过电阻R3流向负极，电阻R3的两端产生一个电压信号，此电压信号经过二极管D3整流，然后经由电阻R2和电容C1构成的滤波电路进行滤波，接着经过二极管D4输出。IB经过电阻R5流向负极，电阻R5的两端产生一个电压信号，此电压信号经过二极管D1整流，然后经由电阻R4和电容C2构成的滤波电路进行滤波，接着经过二极管D2输出。二极管D4的另一端与二极管D2的另一端相连接，实现A相电流互感器整流滤波后的电压信号与B相电流互感器整流滤波后的电压信号并联，并经过电阻R11输出电压信号U1.3。电压信号U1.3用于输出给比较器单元。

本实施例中，第一比较器和第二比较器构成双比较器芯片U1。如图3所示，第一比较器的第一输入端为双比较器芯片U1的引脚3（即引脚1IN+），第一比较器的第二输入端为双比较器芯片U1的引脚2（即引脚1IN-），第一比较器的输出端为双比较器芯片U1的引脚1（即引脚1OUT）。第二比较器的第三输入端为双比较器芯片U1的引脚5（即引脚2IN+），第二比较器的第四输入端为双比较器芯片U1的引脚6（即引脚2IN-），第二比较器的输出端为双比较器芯片U1的引脚7（即引脚2OUT）。双比较器芯片U1的引脚4和引脚8为电源端，用于分别连接+15V和接地。

本实施例中，比较器单元还包括第一比较电压输出电路，第一比较电压输出电路包括第一分压支路，第一分压支路的一端用于连接一供电电源（本实施例中，供电电源为+15V），第一分压支路的另一端接地，如图3所示，第一分压支路上串联设置第一电位器RP1，第一电位器RP1的电压调节端连接双比较器芯片U1的引脚2，用于输出第一比较电压。那么，通过调节第一电位器RP1，就能够调节第一比较电压的大小。另外，本实施例中，第一分压支路上还串联设置分压电阻R10。因此，第一电位器RP1与分压电阻R10串联分解+15V的电压，通过调节第一电位器RP1，调节第一比较电压。

比较器单元还包括第二比较电压输出电路，第二比较电压输出电路包括第二分压支路，第二分压支路的一端用于连接一供电电源（此处的供电电源也可以为+15V），第二分压支路的另一端接地，如图3所示，第二分压支路上串联设置第二电位器RP2，第二电位器RP2的电压调节端连接双比较器芯片U1的引脚6，用于输出第二比较电压。那么，通过调节第二电位器RP2，就能够调节第二比较电压的大小。另外，本实施例中，第二分压支路上还串联设置分压电阻R8。因此，第二电位器RP2与分压电阻R8串联分解+15V的电压，通过调节第二电位器RP2，调节第二比较电压。

本实施例中，充电电路包括电容支路，电容支路包括一个电容或者至少两个并联设置的电容，本实施例中，电容支路包括电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电容C12，电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电容C12并联设置。电容支路的一端接地，电容支路的另一端为该充电电路的充电端。进一步地，为了实现限流作用，充电电路还包括限流电阻R7，电容支路的另一端连接限流电阻R7的一端和双比较器芯片U1的引脚5，限流电阻R7的另一端连接双比较器芯片U1的引脚1。

双比较器芯片U1的引脚7输出电压信号U1.7。

作为一个具体实施方式，断电保护单元包括开关管Q1和继电器，开关管Q1以三极管为例，继电器包括控制线圈K1和常闭触点开关S1。如图4所示，开关管Q1的控制端为断电保护单元的输入端，进一步地，为了提升信号稳定性，双比较器芯片U1的引脚7与开关管Q1的控制端之间依次设置有稳压管D5、限流电阻R9和滤波电容C4，双比较器芯片U1的引脚7输出的电压信号U1.7依次经过稳压管D5的稳压、限流电阻R9的限流以及滤波电容C4的滤波之后，输出给开关管Q1的控制端。控制线圈K1的一端用于连接一供电电源（该供电电源可以采用上述中的+15V，也可以为+24V），控制线圈K1的另一端连接开关管Q1的输入端，开关管Q1的输出端接地。进一步地，控制线圈K1反向并联有二极管D6，通过二极管D6提升控制线圈K1中电流泄放速率。应当理解，常闭触点开关S1中，2端和4端连接时属于导通状态，2端和5端连接时属于断开状态。常闭触点开关S1用于串联设置在车辆用电设备的供电线路中，即2端和4端串联设置在车辆用电设备的供电线路中。

为了在继电器的常闭触点开关S1断开之后自锁，以实现持续断开，继电器还包括常开触点开关S2，开关管Q1的输入端通过一自锁线路接地，常开触点开关S2串联设置在该自锁线路中。应当理解，常开触点开关S2中，6端和1端连接时属于导通状态，6端和8端连接时属于断开状态。那么，当控制线圈K1得电之后，常开触点开关S2导通，使得控制线圈K1持续得电，完成自锁功能，使控制线圈K1持续处于得电状态，只有车辆重新上电之后才能正常工作。

电压信号U1.3输出给双比较器芯片U1的引脚3，与第一比较电压进行比较，当电压信号U1.3大于第一比较电压时，双比较器芯片U1的引脚1输出高电平，通过限流电阻R7限流之后为电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电容C12构成的电容支路充电，电容支路电压逐渐上升，当电容支路电压上升到大于第二比较电压时，双比较器芯片U1的引脚7输出高电平。因此，通过电容支路的充电过程，实现充电延时，避免误触发保护。

当双比较器芯片U1的引脚7输出高电平时，该高电平信号通过稳压管D5、限流电阻R9和滤波电容C4之后，驱动开关管Q1导通。常闭触点开关S1断开，断开车辆用电设备供电，完成过流保护功能，而且，常开触点开关S2导通，完成自锁功能，使控制线圈K1持续得电。

而且，第一比较电压输出电路和第二比较电压输出电路能够调节第一比较电压和第二比较电压，进而过流保护值以及充电延时时间也会发生相应的变化，因此，不同的比较电压适用于不同的判断逻辑，即适用于不同的车辆用电设备，因此，设置第一比较电压输出电路和第二比较电压输出电路，使得该车辆用电设备过流检测保护装置能够用于不同的车辆用电设备，通用性较高，并且通过电路的优化，降低误保护的概率。

Claims (8)

1.一种车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，包括：电压转换单元，用于将采集到的车辆用电设备的电流信号转换成对应的电压信号；比较器单元，所述比较器单元包括第一比较器、第二比较器和充电电路，所述电压转换单元的输出端连接所述第一比较器的第一输入端，所述第一比较器的第二输入端用于输入第一比较电压，所述第一比较器的输出端连接所述充电电路的充电端，所述充电电路的充电端连接所述第二比较器的第三输入端，所述第二比较器的第四输入端用于输入第二比较电压；以及断电保护单元，用于根据所述第二比较器的输出端输出的电压，控制车辆用电设备是否断电，所述第二比较器的输出端连接所述断电保护单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述比较器单元还包括第一比较电压输出电路，所述第一比较电压输出电路包括第一分压支路，所述第一分压支路的一端用于连接一供电电源，所述第一分压支路的另一端接地，所述第一分压支路上串联设置有第一电位器，所述第一电位器的电压调节端连接所述第一比较器的第二输入端，用于输出所述第一比较电压。

3.根据权利要求1所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述比较器单元还包括第二比较电压输出电路，所述第二比较电压输出电路包括第二分压支路，所述第二分压支路的一端用于连接一供电电源，所述第二分压支路的另一端接地，所述第二分压支路上串联设置有第二电位器，所述第二电位器的电压调节端连接所述第二比较器的第四输入端，用于输出所述第二比较电压。

4.根据权利要求1所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述充电电路包括电容支路，所述电容支路包括一个电容或者至少两个并联设置的电容，所述电容支路的一端接地，所述电容支路的另一端为所述充电电路的充电端。

5.根据权利要求1所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述断电保护单元包括开关管和继电器，所述继电器包括控制线圈和常闭触点开关，所述开关管的控制端为所述断电保护单元的输入端，所述控制线圈的一端用于连接一供电电源，所述控制线圈的另一端连接所述开关管的输入端，所述开关管的输出端接地，所述常闭触点开关用于串联设置在所述车辆用电设备的供电线路中。

6.根据权利要求5所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述继电器还包括常开触点开关，所述开关管的输入端通过一自锁线路接地，所述常开触点开关串联设置在所述自锁线路中。

7.根据权利要求5所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述第二比较器的输出端与所述开关管的控制端之间依次设置有稳压管、限流电阻和滤波电容。

8.根据权利要求5所述的车辆用电设备过流检测保护装置，其特征在于，所述控制线圈反向并联有二极管。

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