[实用新型]一种功率输出端口状态监控电路

说明书

本实用新型涉及实用新型一种功率输出端口状态监控电路，通过一个微控制器、若干个光电耦合器、一个霍尔电流传感器、一个功率MOSFET管、若干个上拉电阻、若干个限流电阻、若干个滤波电容、一个保险丝F1构成与负载分别连接的四路支路：控制负载导通电路、负载输入电压反馈电路、负载输出电压反馈电路、负载电流反馈电路。本实用新型能够在提供大电流开关控制的同时，将负载消耗电流通过霍尔电流传感器反馈给微控制器，并监测功率MOSFET输入电压和输出电压状态，用于判断功率MOSFET是否出现故障，用于系统自检和故障诊断。

技术领域

本实用新型涉及开关电路技术领域。本实用新型涉及一种功率输出端口状态监控电路。

背景技术

功率电子开关和状态监控电路在自动控制领域有着广泛的应用，该电路组件是控制系统必不可少的组成部分，用于控制系统对外部设备提供控制功率输出，是外部设备正常工作和控制系统安全运行的关键性影响因素。

目前已有方案基本以在电流回路串联小阻值功率电阻，并对电阻分压放大后检测的方法检测负载电流，该方案对小电流负载可以使用，当负载电流较大时，小阻值功率电阻损耗会急剧增大，提高电阻功率又会增加系统体积，使系统集成程度降低，并对系统散热能力造成严重压力。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型设计一种功率输出端口状态监控电路，能够在作为大功率电子开关控制外部设备、提供给负载足够大电流的同时，实时监控外部设备的工作电流，对输入和输出电压状态以及负载消耗电流进行实时监测，并反馈至微处理器，实现端口电流、电压的实时监控，使功率输出端口具有故障检测功能，提高控制系统的智能化程度。

本实用新型技术方案如下：

一种功率输出端口状态监控电路，包括与负载分别连接的四路支路：控制负载导通电路、负载输入电压反馈电路、负载输出电压反馈电路、负载电流反馈电路；

所述控制负载导通电路包括微控制器U1、光电耦合器U2、功率MOSFET管Q1；所述负载输入电压反馈电路包括光电耦合器U3、保险丝F1、微控制器U1；所述负载输出电压反馈电路包括光电耦合器U4、功率MOSFET管Q1、微控制器U1；所述负载电流反馈电路包括霍尔电流传感器U5、功率MOSFET管Q1、微控制器U1。

所述控制负载导通电路连接关系为：

微控制器U1的第20引脚连接至供电VCC端口；微控制器U1的第9引脚连接至光电耦合器U2的输入侧K端口；光电耦合器U2的输入侧A端口连接至限流电阻R1的第一端口；限流电阻R1的第二端口连接至供电VCC端口；光电耦合器U2的输出侧E端口连接至供电GND端口；光电耦合器U2的输出侧C端口连接至限流电阻R7的第一端口；限流电阻R7的第二端口连接至功率MOSFET管Q1的第4引脚，同时连接至上拉电阻R6的第一端口；上拉电阻R6的第二端口分别连接至功率MOSFET管Q1的第1至第3引脚。

所述负载输入电压反馈电路连接关系为：

功率MOSFET管Q1的第1至第3引脚，同时连接至保险丝F1的第一端口，保险丝F1的第二端口连接至供电VIN端口；光电耦合器U3的输出侧E端口连接至供电GND端口，光电耦合器U3的输出侧C端口连接至上拉电阻R2的第一端口，同时连接至微控制器U1的第6引脚；上拉电阻R2的第二端口连接至供电VCC端口；光电耦合器U3次输入侧K端口连接至供电GND端口；光电耦合器U3的输入侧A端口连接至限流电阻R3的第一端口，限流电阻R3的第二端口分别连接至功率MOSFET管Q1的第5至第8引脚。

所述负载输出电压反馈电路连接关系为：