实施方案
[0014] 图1为本发明工作原理框图,表明了各电路部分相互之间的关系,其中实线框取样元件1、开关组件电路2、电锁开关检测电路3、取样比较电路4、过载控制电路5、12V电源过载检测电路6构成电动车电源短路保护电路的本体,如点画线框起部分。虚线框故障指示7、电锁开关8为附件,不装在同一线路板上,故障指示7装在电动车仪表内,电锁开关8为电动车本身所固有,本发明借用。虚线框主负载为电动车上电机控制及驱动等负载、虚线框12V电压转换器为电动车上DC-DC转换器,将电瓶电压(如48V)转换12V直流输出,以供虚线框12V电源负载(12V的用电器)使用。
[0015] 图2为本发明具体实施电路。在图2中,取样元件1为取样电阻R1,选用0.01Ω康铜丝制作;开关组件电路2由N沟道场效应管Q1(型号为P75NF75),偏置电阻R2、R3组成,使场效应管栅极电压正常在10V以上,保证Q1可靠导通;电锁开关检测电路3由LM324四运放中的第一运放U1A及其外围电阻R4、R5、、R6、R7、电容C1和隔离二极管D1组成第一比较电路,降压电阻R8,为运放LM324工作提供合适的电源(≤30V),电源ACC经电阻R4、R6分压为VR,接到运放U1A的同相端,电源VCC经电阻R5、R7分压,接至U1A的反相端,运放U1A的输出通过反接的二极管D1接到场效应管Q1的栅极,电容C1用来对电源ACC上电延时,使同相端电压VR相对于反相端延后一点时间达到设定值,VR设定值高于电源VCC经电阻R5、R7的分压值;取样比较电路4由第三运放U1C及电阻R9、R10和电容C3组成第二比较电路,电阻R10、R9对电源VCC分压形成比较的基准电压,以确定过流限定大小,接运放U1C的同相端,从取样电阻R1正端S引入取样信号,经电容C3滤去干扰后,输入到运放U1C的反相端,运放U1C输出接到过载控制电路5的输入电阻R11过载控制电路5由第四运放U1D及外围电阻R11、R12、R13、R14、R15,二极管D4、D6和稳压管DW1组成第三比较电路,取样比较电路4和12V电源过载检测电路6,分别通过电阻R11、R12加到运放U1D的同相端,且从同相端到U1D输出之间连接反馈元件——电阻R14、二极管D4,D4负极指向U1D输出端,由电源ACC经电阻R4、R6分压的参考电压VR,接到U1D的反相端,U1D输出一路经D6隔离接到开关组件电路2中场效应管Q1的栅极G,一路经电阻R15和稳压管DW1接到故障指示7(发光二极管);12V电源过载检测电路6由第二运放U1B和电阻R16、R17、R18、R19、R20、R21,电容C4、C5组成第四比较电路,12V电压转换器的输出DCT经R18、R17分压,加到运放U1B的同相端,电源VCC经电阻R19、R20分压加到U1B的反相端,提供比较基准电压,并联在R20两端的C4和并联在R17两端的C5作抗干扰之用,输入DCT端上拉电阻R21到VCC;故障指示7由发光二极管上拉到电源ACC组成,安装在电动车仪表面板上;电锁开关8接在电瓶正极VCC与主负载正极ACC之间,用以通断负载电源,是电动车本身必备的电源开关,本实施例借以对自锁的过载控制电路5复位。
[0016] 图2的工作原理如下:
[0017] ①正常情况:电锁开关8接通,同时主负载和12V电源负载均无过流或短路。此时,电源VCC与电源ACC等同,在电锁开关检测电路3中,运放U1A输出为高电平,不会对场效应管Q1栅极G电压产生影响;主负载工作电流正常时,取样比较电路4中运放U1C同相端高于反相端电压,输出高电平;12V电源负载正常,意味着12V电压转换器输出DCT未低于预定的电压,12V电源过载检测电路6中运放U1B同相端电压高于反相端比较基准电压,U1B输出高电平;
则过载控制
[0018] 电路5中运放U1D同相端电压为高,远大于反相端电压VR,输出为高电平,不会对场效应管Q1栅极G电压产生影响,同时故障指示7(发光二极管)因稳压管DW1的存在,不能点亮,开关组件电路2中的场效应管Q1的开关状态,完全由R3、R2的分压值,即栅极G的电压决定。因该点设置分压大于10V,可以确保N沟道增强型场效应管Q1导通,故在各负载正常时,电瓶正常供电。
[0019] ②电瓶正极电源VCC短路保护:当电锁开关8处于断开状态时,在电锁开关检测电路3中,因电源ACC为0,运放U1A输出为低电平,开关组件电路2中的场效应管Q1栅极G电压被拉低,处于断开状态,Q1电瓶负极GND与负载地线LGND被切断,无电流流过。此时,即使电源VCC对地LGND短接,电瓶也不会短路放电。
[0020] ③电源ACC短路保护:当电锁开关8处于接通状态时,电源VCC与电源ACC等同,主负载短路时,取样电阻R1流过大电流,取样点S的电压升至足够高,在取样比较4中运放U1C同相端低于反相端电压,输出低电平,同时过载控制电路5中运放U1D同相端电压被拉低,反相端电压VR高于同相端电压,输出为低电平,因电阻R14和二极管D4的正反馈作用,U1D同相端电压被锁定为低电压,输出锁定于低电平,场效应管Q1栅极G电压被拉低,Q1关断,电瓶因负极GND与负载地线LGND被切断而停止短路放电,同时,故障指示7(发光二极管)点亮。之后,即使主负载电流正常,Q1也不能恢复导通。
[0021] 在主负载工作正常,12V电源负载短路时,12V电压转换器输出DCT电压被拉至足够低,12V电源过载检测电路6中的运放U1B同相端电压小于反相端比较基准电压,U1B输出为低,在过载控制电路5中出现主负载短路时相同的过程,即运放U1D输出锁定为低电平,Q1关断,故障指示7(发光二极管)点亮。
[0022] ④场效应管Q1关断状态的解锁:当用户在电动车仪表上看到故障指示7点亮后,应消除故障。然后,用钥匙将电锁开关8关断,此时,电源ACC电压为0,过载控制电路5因反相端电压VR为0低于同相端电压,运放U1D输出恢复为高电平,但因电锁开关检测电路3输出低电平的拑制,场效应管Q1仍然是关断的。再次打开(接通)电锁开关8,因各路负载正常,则重新回到如①所述的工作情况,运放U1D输出为高电平,场效应管Q1导通,故障指示7(发光二极管)熄灭,恢复正常工作状态。
[0023] 以上所述为本发明的较佳实施例,凡本领域技术人员根据本发明的思路作出的种种改良,均属本发明界定的范畴。