[实用新型]一种智能直流短路保护器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种智能直流短路保护器，具体涉及电子电气领域直流回路发生短路时的一种高速短路保护装置。

背景技术：

目前主流的直流短路过载保护方案主要采取以下几种措施：

1)熔丝型保险丝；2）自恢复保险丝；3）直流断路器；

采用熔丝型保险丝作为直流回路中短路过载的方式是一种最通用的方式，因其成本最为低廉，通常作为各种电子电气设备短路过载保护的首选方案。熔丝型保险丝在使用过程中一旦烧毁会导致其性能不可逆----即烧毁后需要开机（如果有外壳的话）更换新的保险丝才能恢复直流回路的正常供电，且熔丝型保险丝内部的材料从发生短路至其烧毁切断直流回路需要数十毫秒的时间，因此在短路处会产生较大的危险火花，另外短路产生的花火大小和保险丝的承载电流成正比，所以当熔丝型保险丝在大电流（如几十或者几百安培）场合使用时，短路产生的火花会更加危险，其缺点显而易见；

自恢复保险丝是新近发展起来的一种可逆的电子电气回路短路保护器件，和熔丝型保险丝比较，当其使用场合的负载电流超过额定电流后，自恢复保险丝内部复合材料发生聚变，内阻迅速增大直至接近开路状态，能有效切断回路中的故障电流通路，而当短路故障排除后，自恢复保险丝的内阻迅速减小重新接通负载供电回路，设备恢复到正常工作状态。自恢复保险丝的成本相对熔丝型保险丝要高，当负载发生短路时和熔丝型保险丝特性一致需要数十毫秒的时间才能切断直流供电回路，所以发生短路时故障点亦会产生较明显的火花；自恢复保险丝对使用环境温度敏感，在宽温度范围内使用时容易造成误动作或者达不到预期保护效果；由于工艺以及自恢复保险丝自身的特性，其载荷容量不可能做到很大（如电流需达到几十至几百安培的级别），这些因素也制约了自恢复保险丝在一些大电流的场合使用；

直流断路器采用机械触点来分断短路电流，当直流负载短路或者过载时能迅速切断故障回路，故障排除后亦可重新人工合闸恢复负载供电，载荷量大，使用便捷。由于机械触点的固有特性，当直流回路短路时其分断的时间会在数十毫秒至数百毫秒之间，因此短路点会产生更危险火花，而在很多场合大的火花会带来很多安全隐患；当负载电流达到几百安培级别时，机械式直流断路器的体积也会相应变得庞大。

实用新型内容：

为弥补现有直流短路保护装置切断负载时间过长、短路点火花大、载荷小、体积庞大等不足，本实用新型提供一种智能直流短路保护装置。

本实用新型的智能直流短路保护装置，它包含系统电源、霍尔电流传感器、电流信号处理电路、模块驱动电路、大电流功率模块、数字信号处理器、复位开关及LED指示灯，系统电源的一端分别与电源输入端的正极及霍尔电流传感器的一端连接，系统电源的另一端与电源输入端的负极连接且接地，霍尔电流传感器的另一端分别与电流信号处理电路的一端及数字信号处理器的1脚连接，电流信号处理电路的另一端与数字信号处理器的2脚连接，数字信号处理器的3脚与复位开关的一端连接，复位开关的另一端接地，数字信号处理器的4脚与模块驱动电路的一端连接，模块驱动电路的另一端与大电流功率模块连接，数字信号处理器的5脚与LED指示灯连接。

作为优选，所述的大电流功率模块由数个MOSFET管组成，且数个MOSFET管的G极均与模块驱动电路连接，数个MOSFET管的D级均与电源输入端正极连接，数个MOSFET管的S极均与电源输出端正极连接。

作为优选，所述的LED指示灯由工作指示灯、过载指示灯及短路指示灯组成。

本实用新型通过霍尔电流传感器采样到的电流经过电流信号处理电路传送给数字信号处理器，数字信号处理器经过数学运算、阀值判断等多项条件运算，当识别到真性短路信号后，发出控制信号至模块驱动电路，利用半导体MOSFET的快速开关特性，模块驱动电路在小于几个微秒的时间内高速切断串联在主回路中的大电流功率模块MOSFET通路，实现输入至输出的瞬间切断，有效分断输出端的短路大电流，同时数字信号处理器点亮LED指示灯，实现警示提示以识别故障造成的原因；当短路或者过载故障排除后，按下复位开关，数字信号处理器发出控制信号至模块驱动电路，模块驱动电路打开大功率电流模块，串联在负载回路中的通路重新打开，负载得电开始正常工作。