[实用新型]多功能短路保护器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路短路保护技术，具体地说，涉及一种用于直流回路的短路保护的短路保护器。

背景技术

磷酸铁锂电池是一种新型的锂离子电池，在使用过程中需要电池管理系统对其进行管理，其中电池管理系统需要有短路保护与自恢复、直流回路通断、电流采集的功能，在小电流时，采用可恢复保险丝、采样电阻等方法实现，但当电流大于20A时，使用传统的方法将会产生能耗、选型、安装等问题，无法集成到电池管理系统中，或者与电池管理系统进行相配合，同时也面临成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有电池管理系统实现短路保护时存在的上述问题，提供了一种具有短路保护、电流采集与开关动作的多功能短路保护器。

本实用新型的技术方案为：一种多功能短路保护器，壳体内设置有5V供电模块、通信模块和检测与控制电路，检测与控制电路包括微控制器和霍尔电流传感器，5V供电模块与微控制器电连接，为微控制器供电，微控制器连接有N-MOS开关电路，用于控制回路的通断；微处理器内设置有数字电压比较器CMP、数模转换模块ADC和与通信模块连接的I/O模块，霍尔电流传感器采集直流回路中的电流信号，并将电流信号转化为电压信号输入到微处理器内的数字电压比较器CMP和数模转换模块ADC，微处理器经过处理将数模转换模块ADC的值转化成相应的回路电流值，通过I/O模块传输至通信模块发送至上位机。

优选的是，N-MOS开关电路与微控制器之间连接有一个光电耦合器，该光电耦合器通过分压电阻R1与直流回路输出端连接。

优选的是，N-MOS开关电路的输入端与直流回路之间连接有分压电阻R2。

优选的是，5V供电模块与微控制器的I/O模块之间连接有两个指示保护器工作状态的LED指示灯。

优选的是，壳体上设置有输入端子、输出端子和通信端子，输出端子和输入端子连接电池管理系统的主回路，5V供电模块与输入端子电连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型结构简单、体积小，操作方便，能够与电池管理系统配合使用，也可以单独作为短路保护器使用，不仅具有短路保护、电流采集与开关动作功能，还设置有通信模块，可以兼做继电器和电流采集器使用。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供的一种多功能短路保护器，壳体内设置有5V供电模块、通信模块和检测与控制电路，检测与控制电路包括微控制器和霍尔电流传感器，5V供电模块与微控制器电连接，为微控制器供电，微控制器连接有N-MOS开关电路，用于控制回路的通断；微处理器内设置有数字电压比较器CMP、数模转换模块ADC和与通信模块连接的I/O模块，霍尔电流传感器采集直流回路中的电流信号，并将电流信号转化为电压信号输入到微处理器内的数字电压比较器CMP和数模转换模块ADC，微处理器经过处理将数模转换模块ADC的值转化成相应的回路电流值，通过I/O模块传输至通信模块发送至上位机。

为了实现N-MOS开关电路与电器隔离的作用，控制N-MOS管的开关，N-MOS开关电路与微控制器之间连接有一个光电耦合器。

为了控制N-MOS管的通、断实现短路保护和开关功能，上述光电耦合器通过分压电阻R1与直流回路输出端连接，N-MOS开关电路的输入端与直流回路之间连接有分压电阻R2。

5V供电模块与微控制器的I/O模块之间连接有两个指示保护器工作状态的LED指示灯，分别为红色与绿色，其中，红色指示灯亮时表示保护器故障或短路保护中，绿色指示灯亮时表示保护器正常运行。

壳体上设置有输入端子、输出端子和通信端子，输出端子和输入端子连接电池管理系统的主回路，5V供电模块与输入端子电连接。

上述通信模块采用RS485通信模块，主要负责数据传输、电流大小与控制指令，上位机通过控制指令可以控制保护器短路保护电流的大小、自恢复时间、回路的通断，实现保护器周期性的将电流数据发送给上位机。

工作原理：将线路回路连接到保护器的输入端和输出端，保护器开始工作，绿色指示灯亮起，保护器通过霍尔电流传感器实时监测线路中的电流大小，通过微处理器MCU实现数据转换，并通过RS485通信模块将电流数据发送出去，微处理器内的数字电压比较器CMP实时监测霍尔电流传感器电压的变化，由于霍尔电流传感器的电压输出信号与直流回路的电流信号成正比，可以用电压大小表示电流大小，当数字电压比较器CMP监测到电压值大于预设值时，则认为线路回路发生短路故障，微处理器MCU通过其I/O模块关闭光电耦合器，从而关闭N-MOS管，实现短路保护功能，与此同时红色指示灯亮起，表示短路保护中，等待一段时间后保护器自动开启N-MOS管，导通回路，绿色指示灯亮起，实现短路自恢复功能。