一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器制造技术

一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器，NMOS管的漏极连接整车供电电源的正极，源极连接负载，栅极连接升压电路，固态继电器还包括与所述升压电路连接的MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述NMOS管在漏极和源极并联，当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路经过升压电路驱动NMOS管导通，过流保护电路的作用是，当NMOS管处于过流状态时，检测NMOS管本身的导通电阻在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，关闭MOS管控制电路，关断NMOS管来实现对所述NMOS管的过流保护。

A solid state relay for vehicle with a over current protection including NMOS tube

An overcurrent protection including NMOS tube car with solid-state relay, NMOS cathode tube drain is connected to the power supply, a source electrode is connected with the load, the gate is connected to the boost circuit, solid-state relay which is connected with the booster circuit MOS control circuit, a solid-state relay control power circuit of MOS tube control, solid state relay control circuit also includes an overcurrent protection circuit connected with the MOS tube, the over-current protection circuit and the NMOS tube in the drain and source in parallel, when the solid state relay control end after power up, the MOS tube control circuit through the boost circuit to drive NMOS turn-on, over-current protection the function of the circuit is NMOS, when the tube is in a flow state, the detection of NMOS tube resistance in flow pressure drop under the condition when the overload current is greater than the threshold, close the MOS tube control circuit, turn off NMOS The over current protection of the NMOS tube is realized by the tube.

【技术实现步骤摘要】
一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器
本专利技术属于汽车电子
，特别涉及一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器。
技术介绍
在现有的汽车上使用电磁继电器作为开关控制是一种普遍的技术，然而由于机械材料和结构本身的使用寿命的限制，在车辆的全寿命周期中，电磁继电器发生故障而不得不更换的情况是在所难免的。同时，电磁继电器在吸合的时候发出的声响，对于一些高档车，也是不受欢迎的。在这方面，固态继电器有着独特的优势。申请号为CN200410041985.9的专利申请，公开了“直流固态功率控制的方法，其特征在于：计算机发出“开通”或“关断”数字控制信号，此数字控制信号通过外部接口电路转化为功率MOSFET模块的驱动开关信号，驱动功率模块MOSFET开通或关断，从而使整个主线路开通或关断；直流负载输入功率MOSFET模块，功率MOSFET模块内部的电压检测/限幅电路对直流负载限幅后，输出直流到电流检测/限幅电路，将检测到的电压信号通过外部接口电路反馈到主控计算机，并将过压时产生的关断信号送入MOSFET驱动电路；功率MOSFET模块内部的电流检测/限幅电路对直流限幅后，输出直流，并且将检测到的电流信号通过外部接口电路反馈到主控计算机，同时将过流时产生的关断信号送入MOSFET驱动电路“。实践中，现有的固态继电器如果用于汽车控制开关，电路冗余复杂，成本过于高昂，阻碍了使用MOSFET的固态继电器在汽车上的推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器。本专利技术的技术方案是，一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器，包括NMOS管的漏极连接整车供电电源的正极，源极连接负载，栅极连接升压电路，固态继电器还包括与所述升压电路连接的MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述NMOS管在漏极和源极并联，当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路经过升压电路驱动NMOS管导通，过流保护电路的作用是，当NMOS管处于过流状态时，检测NMOS管本身的导通电阻在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，触发保护功能，关闭MOS管控制电路，关断所述NMOS管来实现对所述NMOS管的过流保护。所述的升压电路包括PWM电路，该PWM电路的输出端依次连接电容C3和二极管D1，二极管D1的阴极连接所述NMOS管的栅极，同时，二极管D1的阴极经电容C4接地，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接三极管Q10的发射极，三极管Q10的基极连接所述MOS管控制电路，当三极管Q10导通时，所述NMOS管在高边导通。所述过流保护电路包括三极管Q9，三极管Q9的发射极经电阻连接所述NMOS管的漏极，三极管Q9的基极连接三极管Q11的集电极，三极管Q11的基极经电阻连接固态继电器控制端电源，三极管Q9的集电极经电阻连接三极管Q13的基极。所述MOS管控制电路包括三极管Q12，三极管Q13的集电极连接三极管Q12的基极。整车供电电源，汽车电瓶的正极，术语代号KL30或者BAT。本专利技术的固态继电器，利用了NMOS管本身的导通电阻在过流情况下的压降，通过检测过流情况下的压降，实现了对NMOS管的过流保护。同时，本专利技术实现在固态继电器中的NMOS管高边驱动，适应了汽车开关的使用要求。附图说明图1是本专利技术的电路原理框图。图2是本专利技术实施例中的电路图。具体实施方式如图1所示，由于N沟道MOS管通常只适合做低边驱动，如果需要做高边驱动需要一个升压电路。当coil_VCC(固态继电器控制端电源)上电后，MOS管控制电路驱动工作在经过升压电路使MOS管Q1导通，正常输出。当开关S1导通后，输出负载瞬间加大，MOS管处于过流阶段。过流保护电路利用MOS管本身的RDS(MOS管的导通电阻，通常为几毫欧至几百毫欧)在过流情况下的压降，当电流大至一定阈值，触发保护电路关闭MOS管控制电路关断MOS管来实现MOS管Q1的过流保护。这个开关S1用来模拟过流的情况，S1导通可以看作是负载并上了一个很小的电阻，也就是增加了一个很大的负载电流。如图2所示，NMOS管Q8的升压电路工作过程是：当coil_VCC上电后，PWMcircuit产生PWM信号，通过电容C3和二极管D1，由于电容两端的电压不能突变，V3＝V1+V2-VdVd为D1，D2的导通电压。Vo＝V1+V2-2Vd。调整PWM电路的占空比，并使得C4电容不停的冲放电。由于MOS管是电压型器件，只需要消耗微弱的电流，所以Vo端的电压为Vo＝V1+V2-2Vd的锯齿波波形。当三极管Q10导通时，V1，V2等于电源电压。假设电压电压为12V，那么Vo约等于22.6V左右的锯齿波形。这样NMOS管Q8就能在高边导通了。如果coil_VCC无效或者三极管Q10不能导通，那么V1＝0V,那么Vo将小于电源电压，NMOS管Q8将无法导通。正常工作过程是：1)当coil_VCC输入高电平有效后，Q12三极管导通至地，PNP三极管Q10导通使得PMOS管Q8导通，负载正常通电2)当coil_VCC输入高电平后，Q11三极管导通，Q11的C极和E极相当于短路。当负载正常工作时，MOS管Q8两端(网络标号S1和S2之间)的压降(RDS*I)很小，三极管Q9无法获得足够的偏置电压，Q9处于截止状态，那么三极管Q13也处于截止状态。过流保护电路的工作原理是：当开关S4接通至地，MOS管Q8处于过流状态。MOS管两端MOS管Q8两端(网络标号S1和S2之间)的压降(RDS*I)变大，三极管Q9获得了足够的偏置电压导通，使得T3网络通过R27输入高电平。三极管Q13导通，使得三极管Q12的B极电平拉低至地，三极管Q12截止，三极管Q10截止。MOS管Q8被关闭，实现了过流保护。开关S4用来模拟过流的情况，S4导通可以看作是负载并上了一个很小的电阻，也就是增加了一个很大的负载电流。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器，其特征在于，包括NMOS管的漏极连接整车供电电源的正极，源极连接负载，栅极连接升压电路，固态继电器还包括与所述升压电路连接的MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述NMOS管在漏极和源极并联，当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路经过升压电路驱动NMOS管导通，过流保护电路的作用是，当NMOS管处于过流状态时，检测NMOS管本身的导通电阻在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，触发保护功能，关闭MOS管控制电路，关断所述NMOS管来实现对所述NMOS管的过流保护。

【技术特征摘要】
1.一种带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器，其特征在于，包括NMOS管的漏极连接整车供电电源的正极，源极连接负载，栅极连接升压电路，固态继电器还包括与所述升压电路连接的MOS管控制电路，MOS管控制电路由固态继电器控制端电源供电，固态继电器还包括与所述MOS管控制电路连接的过流保护电路，该过流保护电路与所述NMOS管在漏极和源极并联，当固态继电器控制端电源上电后，MOS管控制电路经过升压电路驱动NMOS管导通，过流保护电路的作用是，当NMOS管处于过流状态时，检测NMOS管本身的导通电阻在过流情况下的压降，当过载电流大过阈值时，触发保护功能，关闭MOS管控制电路，关断所述NMOS管来实现对所述NMOS管的过流保护。2.如权利要求1所述的带过流保护的包括NMOS管的车用固态继电器，其特征在于，所述的升压电路包括PWM电路，该PWM电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万霞，郑轶民，王瑞，陈炳林，
申请(专利权)人：上海沪工汽车电器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31