一种断地故障保护电路、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种断地故障保护电路、装置及方法，涉及自动控制技术领域。电路包括微控制单元、N个负载、每个负载对应的检测模块和保护模块，以及(N

【技术实现步骤摘要】
一种断地故障保护电路、装置及方法


[0001]本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种断地故障保护电路、装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，随着自动控制技术的发展，很多传统的机械部件都实现了电子控制，一个典型的案例就是汽车的车载电子控制系统。车载电子控制系统，一般由蓄电池、接插件、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)以及多个负载组成。例如，如图1所示，蓄电池的正极通过接插件，由电源输入端Power1给负载L1供电，由电源输入端Power2给负载L2供电，然后分别通过接地端GND1和接地端GND2回流到电源的负极，形成回路。对于车载电子控制系统来说，保证蓄电池供电的稳定性尤为重要。
[0003]现有技术中，GND1和GND2被设计为短路连接，使得在接插件的任意一个接地端发生断地故障(接地端与蓄电池负极的连接断开)时，该故障回路中的负载可以通过与另一接地端的连接来保证运行，从而保证蓄电池供电的稳定性。但是，这样会导致流过另一接地端的驱动电流超过其设计过流能力的最大值，从而使得该接地端很快烧毁，影响车载电子控制系统的正常运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种断地故障保护电路、装置及方法，能够解决并联后的两个接地端中任一个接地端发生断地故障后，另一个接地端将很快过流烧毁，从而影响车载电子控制系统的正常运行的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种断地故障保护电路，该断地故障保护电路包括微控制单元、N个负载、每个负载对应的检测模块和保护模块，以及(N
‑
1)个复用模块，N为大于1的正整数；
[0007]每个检测模块用于与接插件的一个电源输入端连接，还用于分别与接插件的两个接地端连接，并与微控制单元连接，一个检测模块还分别连接一个负载的输入端和输出端；
[0008]每个保护模块分别与对应的检测模块相应连接，并与检测模块连接的负载的使能端连接；
[0009]每个复用模块分别与一个检测模块连接，并分别与其他检测模块连接，且与微控制单元连接，其他检测模块为除一个检测模块外的任一检测模块；
[0010]保护模块，用于在对应的检测模块连接的接地端发生断地故障时，关闭保护模块连接的负载；
[0011]检测模块，用于向微控制单元输入检测信号，检测信号用于指示检测模块连接的接地端是否发生断地故障；
[0012]微控制单元，用于在一个检测模块连接的接地端发生断地故障或其他检测模块连接的接地端发生断地故障时，控制降低两个负载的总功率，并控制复用模块导通，两个负载
为一个检测模块和其他检测模块分别连接的负载。
[0013]在一种可能的实现方式中，检测模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；第一电阻的一端与接插件的一个电源输入端连接，第一电阻的另一端与微控制单元连接，且与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与接插件的一个接地端连接，且与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与接插件的另一个接地端连接。
[0014]在一种可能的实现方式中，保护模块包括第一保护子模块和第二保护子模块；第一保护子模块与保护模块对应的检测模块相应连接，并与第二保护子模块连接；第二保护子模块还与检测模块连接的负载的使能端连接；第一保护子模块用于输出第一电压信号，并用于在对应的检测模块连接的接地端发生断地故障时输出第二电压信号；第二保护子模块用于根据第一电压信号和第二电压信号，向负载输入禁止信号，以关闭负载。
[0015]在一种可能的实现方式中，第一保护子模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一二极管和第二二极管；第四电阻的一端与保护模块对应的检测模块相应连接，第四电阻的另一端与第二保护子模块连接，且与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端与第一二极管的正极连接，并与第二二极管的正极连接，第一二极管的负极与保护模块对应的检测模块相应连接，并与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与保护模块对应的检测模块相应连接，并与第二二极管的负极连接，且与第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端与第二保护子模块连接，且与第八电阻的一端连接，第八电阻的另一端与保护模块对应的检测模块相应连接。
[0016]在一种可能的实现方式中，第二保护子模块包括运算放大器；运算放大器的同相输入端与第一保护子模块连接，运算放大器的反相输入端与第一保护子模块连接，运算放大器的输出端与检测模块连接的负载的使能端连接。
[0017]在一种可能的实现方式中，复用模块包括第一开关子模块和第二开关子模块；第一开关子模块与一个检测模块连接，并与其他检测模块连接，还与第二开关子模块连接，且与微控制单元连接；第二开关子模块还与一个检测模块连接，并与其他检测模块连接；第一开关子模块用于，接收微控制单元发送的控制信号，并根据控制信号向第二开关子模块输入导通电压信号；第二开关子模块用于，根据导通电压信号，导通第二开关子模块。
[0018]在一种可能的实现方式中，第一开关子模块包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一三极管和第二三极管，第一三极管为NPN型三极管，第二三极管为PNP型三极管；第三二极管的正极与一个检测模块连接，第三二极管的负极与第九电阻的一端连接，并与第十电阻的一端连接，且与第四二极管的负极连接；第四二极管的正极与其他检测模块连接；第九电阻的另一端与第一三极管的集电极连接，且与第二三极管的基级连接；第一三极管的基级与微控制单元连接，第一三极管的发射极与第五二极管的正极连接，并与第六二极管的正极连接，且与第十一电阻的一端连接；第五二极管的负极与一个检测模块连接；第六二极管的负极与其他检测模块连接；第十一电阻的另一端与第二开关子模块连接，且与第二三极管的集电极连接，第二三极管的发射极与第十电阻的另一端连接。
[0019]在一种可能的实现方式中，第二开关子模块包括第一场效应管和第二场效应管，第一场效应管为N沟道型场效应管，第二场效应管为N沟道型场效应管；第一场效应管的漏极与其他检测模块连接，第一场效应管的栅极与第一开关子模块连接，且与第二场效应管
的栅极连接，第一场效应管的源极与第二场效应管的源极连接，第二场效应管的漏极与一个检测模块连接。
[0020]第二方面，本专利技术提供一种断地故障保护装置，断地故障保护装置包括上述第一方面及第一方面任一种可能的实现方式的断地故障保护电路，以及接插件、蓄电池；
[0021]蓄电池的N个正极与接插件的N个电源输入端一一对插，蓄电池的N个负极与接插件的N个接地端一一对插。
[0022]第三方面，本专利技术提供一种车辆，该车辆包括上述第一方面及第一方面任一种可能的实现方式的断地故障保护电路，以及接插件、蓄电池；
[0023]蓄电池的N个正极与接插件的N个电源输入端一一对插，蓄电池的N个负极与接插件的N个接地端一一对插。
[0024]第四方面，本专利技术提供一种断地故障保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断地故障保护电路，其特征在于，所述断地故障保护电路包括微控制单元、N个负载、每个负载对应的检测模块和保护模块，以及(N
‑
1)个复用模块，N为大于1的正整数；每个检测模块用于与接插件的一个电源输入端连接，还用于分别与所述接插件的两个接地端连接，并与所述微控制单元连接，一个检测模块还分别连接一个负载的输入端和输出端；每个保护模块分别与对应的检测模块相应连接，并与所述检测模块连接的负载的使能端连接；每个复用模块分别与一个检测模块连接，并分别与其他检测模块连接，且与所述微控制单元连接，所述其他检测模块为除所述一个检测模块外的任一检测模块；所述保护模块，用于在对应的检测模块连接的接地端发生断地故障时，关闭所述保护模块连接的负载；所述检测模块，用于向所述微控制单元输入检测信号，所述检测信号用于指示所述检测模块连接的接地端是否发生断地故障；所述微控制单元，用于在所述一个检测模块连接的接地端发生断地故障或所述其他检测模块连接的接地端发生断地故障时，控制降低两个负载的总功率，并控制所述复用模块导通，所述两个负载为所述一个检测模块和所述其他检测模块分别连接的负载。2.根据权利要求1所述的断地故障保护电路，其特征在于，所述检测模块包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端与所述接插件的一个电源输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元连接，且与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述接插件的一个接地端连接，且与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述接插件的另一个接地端连接。3.根据权利要求1或2所述的断地故障保护电路，其特征在于，所述保护模块包括第一保护子模块和第二保护子模块；所述第一保护子模块与所述保护模块对应的检测模块相应连接，并与所述第二保护子模块连接；所述第二保护子模块还与所述检测模块连接的负载的使能端连接；所述第一保护子模块用于输出第一电压信号，并用于在对应的检测模块连接的接地端发生断地故障时输出第二电压信号；所述第二保护子模块用于根据所述第一电压信号和所述第二电压信号，向所述负载输入禁止信号，以关闭所述负载。4.根据权利要求3所述的断地故障保护电路，其特征在于，所述第一保护子模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一二极管和第二二极管；所述第四电阻的一端与所述保护模块对应的检测模块相应连接，所述第四电阻的另一端与所述第二保护子模块连接，且与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一二极管的正极连接，并与所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述保护模块对应的检测模块相应连接，并与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述保护模块对应的检测模块相应连接，并与所述第二二极管的负极连接，且与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述第二保护子模块连接，且与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述保护模块对应的检测模块相应连接。
5.根据权利要求3所述的断地故障保护电路，其特征在于，所述第二保护子模块包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端与所述第一保护子模块连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第一保护子模块连接，所述运算放大器的输出端与所述检测模块连接的负载的使能端连接。6.根据权利要求1或2所述的断地故障保护电路，其特征在于，所述复用模块包括第一开关子模块和第二开关子模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，汪冬亮，张东方，黄美娟，孙科，张杰，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：