[发明专利]一种智能直流电源开关

说明书

技术领域

本发明涉及电源开关技术领域，尤其涉及一种应用于工程装备的智能直流电源开关。

背景技术

随着工程装备智能化和信息化水平的不断提高，车载电气设备数量日益增多，一般配备显示屏、采集控制器、发动机电控盒等数十种电气设备。当前主要采用热保护开关（当电气设备短路时，自动断开电源）作为电源开关给各电气设备供电。采用热保护开关对车载电气设备供电，主要有以下缺点：

（1）保护动作慢，热保护开关利用发热效应进行工作，当电气设备短路时，电流瞬间增大，热保护开关发热到一定温度时，自动将电源断开。由于升温过程需要一定时间，热保护开关不能及时断开电源，当短路故障频繁发生时，会造成供电线路及设备损坏；

（2）保护单一，热保护开关只能对短路故障进行检测及保护，对断路、漏电、过压、欠压、过热等故障不能自动检测、保护及报警；

（3）功率等级少，热保护开关功率等级少，并且参数离散性大，在进行供电系统设计时，选型困难；

（4）供电品质差，热保护开关只具有简单的通/断控制功能，没有对电源进行滤波等处理，电瓶电压波动时，热保护不能进行滤波，供电品质差，给装备的电磁兼容性设计带来困难；

（5）自动化程度低，只能通过手动控制开关的通断，不能通过CAN总线等控制，难以实现供电系统的自动化。

发明内容

本发明要解决的问题是克服背景技术的不足，提供一种智能直流电源开关，具有安全可靠性高、智能程度高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明包括：

嵌入式处理器，用于完成系统资源初始化、功率开关控制、模拟信号采集、故障诊断、故障保护及报警、数据存储、数据发送等任务，所述嵌入式处理器与A/D转换器、电压变换模块、CAN总线接口、I/O接口、数据存储模块和功率开关电连接；

A/D转换器，用于将模拟信号接口接收的模拟信号转化为数字信号并传输到嵌入式处理器中，所述A/D转换器与嵌入式处理器和模拟信号接口电连接，该A/D转换器集成在嵌入式处理器上；

模拟信号接口，用于模拟信号测量，与A/D转换模块、电压变换模块、电流传感器、温度传感器和电压传感器电连接；

滤波模块，用于电源滤波，提高智能直流电源开关的供电品质，与电流传感器和电压传感器电连接，并且接收电源输入； 

电压变换模块，用于进行电压变换，为嵌入式处理器，模拟信号接口，CAN总线接口，数据存储模块等提供相应的工作电压，与嵌入式处理器、模拟信号接口、滤波模块和CAN总线接口电连接；

CAN总线接口，用于接收外部控制命令，控制开关的通断，实现自动控制，并发送智能直流电源开关的电压、电流、温度等状态参数，以及短路、断路、漏电、过压、欠压、过热等故障信息，与嵌入式处理器和电压变换模块电连接；

I/O接口，用于手动开关信号的输入检测及指示灯输出控制；与嵌入式处理器、手动开关和指示灯电连接；

数据存储模块，用于存储最近72小时的电流、电压、温度等状态参数，以及短路、断路、漏电、过压、欠压、过热等故障信息，与嵌入式处理器和电压变换模块电连接；

功率开关，在嵌入式处理器的控制下给外部电气设备供电或断电，与嵌入式处理器和电流传感器电连接；

电流传感器，用于测量流过功率开关的电流值，与模拟信号接口、滤波模块和功率开关电连接；

温度传感器，用于测量智能直流电源开关的内部温度，与模拟信号接口电连接；

电压传感器，用于测量滤波模块输出的电压值，与其相连接的模块有模拟信号接口和滤波模块电连接；

手动控制开关，型号为KN1A-101-M，用于检测手动控制命令，控制智能直流电源开关的通断，实现手动控制；与I/O接口电连接；

指示灯，型号为BT344081-F，当发生短路、断路、漏电、过压、欠压、过热等故障时，嵌入式处理器通过I/O接口控制指示灯闪烁，提醒操纵人员排除故障。

所述嵌入式处理器型号为C8051F500，使用的操作系统为实时操作系统uC/OSⅡ。

所述数据存储模块中的数据按照FAT16的格式存储。