智能保险丝盒和用于对负载进行监控的方法技术

本发明专利技术提供了智能保险丝盒和用于对负载进行监控的方法。所述智能保险丝盒能够与负载连接并且具有壳体，其中，在所述壳体内布置有彼此连接的功率元件和单片机，其中，所述功率元件输出电能到所述负载处，所述单片机被构造成用于监测通过所述功率元件的电流和/或电压，以及用于控制所述功率元件的输出。

【技术实现步骤摘要】
智能保险丝盒和用于对负载进行监控的方法
本专利技术涉及属于汽车制造
，特别涉及电源分配及电路保护系统，具体而言，涉及一种智能保险丝盒和用于对负载进行监控的方法。
技术介绍
传统的电源分配及电路保护系统由保险丝和继电器构成，这种系统在负载工作时，其保险丝不起作用，故保险丝的作用类似于导线。而一旦外界发生短路、过载时，电流变大，则保险丝熔断以切断电源。也就是说，传统保险丝的电路保险系统设计，利用保险丝的熔断特性，在故障发生时，需要保险丝先于导线熔化，从而实现保护功能。为达到该目的，需要导线的T-C特性曲线必须高于保险丝的T-C特性曲线。如图1所示，其示出了传统保险丝的电路保险系统的导线和保险丝的T-C特性曲线。这种系统集成度低、功能简单、替换方便，但是有着以下缺陷：1.后端导线必须与保险丝进行匹配，而不是与实际负载相匹配，故导致导线线径增大，从而引起导线成本和重量增加；2.这种系统无诊断功能，在故障发生时无法通知客户。
技术实现思路
本专利技术的目的在于使导线线径按照实际负载情况进行选择，有效地降低导线的成本和重量。此外，本专利技术还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。本专利技术通过提供一种智能保险丝盒和用于对负载进行监控的方法来解决上述问题，具体而言，根据本专利技术的一方面，提供了：一种智能保险丝盒，所述智能保险丝盒能够与负载连接并且具有壳体，其中，在所述壳体内布置有彼此连接的功率元件和单片机，其中，所述功率元件输出电能到所述负载处，所述单片机被构造成用于监测通过所述功率元件的电流和/或电压，以及用于控制所述功率元件的输出。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，在所述壳体内布置有彼此连接的功率板和逻辑板，其中，所述功率板承载所述功率元件，所述逻辑板承载所述单片机和用于所述单片机的逻辑电路。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述功率板和所述逻辑板通过Pin针连接并且通过所述Pin针传递信号。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述功率板和所述逻辑板彼此重叠地布置。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述功率元件为Mosfet。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种用于对负载进行监控的方法，其中，所述方法通过上述任一种智能保险丝盒来执行，其中，将所述智能保险丝盒与所述负载连接以便通过所述功率元件输出电能到所述负载处，通过所述单片机来监测通过所述功率元件的电流和/或电压，以及控制所述功率元件的输出。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述单片机监测通过所述功率元件的电流，如果所述电流超过预设的电流阈值并且没有达到短路电流阈值，则所述单片机发出异常警报。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，如果所述电流超过预设的电流阈值并且没有达到短路电流阈值的持续时间超过预设的时间阈值，则所述单片机关闭所述功率元件的输出。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述单片机监测通过所述功率元件的电流，如果所述电流超过短路电流阈值，则所述单片机关闭所述功率元件的输出并且发出短路警报。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，在关闭所述功率元件的输出后，所述单片机周期性地打开所述功率元件的输出。所提供的智能保险丝盒和用于对负载进行监控的方法的有益之处包括：通过可控的功率输出和检测功能，智能保险丝盒可以使得导线线径按照实际负载情况进行选择，有效地降低导线的成本和重量。附图说明参考附图，本专利技术的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1示出了传统保险丝的电路保险系统的导线和保险丝的T-C特性曲线；图2示出了根据本专利技术的功率元件以及由此所涉及的导线的T-C曲线与传统导线的T-C曲线的对比；图3示出了根据本专利技术的智能保险丝盒的一种控制策略。具体实施方式容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。根据本专利技术的所述智能保险丝盒能够与负载连接并且具有壳体，其中，在所述壳体内布置有彼此连接的功率元件和单片机，其中，所述功率元件输出电能到所述负载处，所述单片机被构造成用于监测通过所述功率元件的电流和/或电压，以及用于控制所述功率元件的输出。应当理解，负载是指连接在电路中的例如在电源两端的电子元件。常用的负载有电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。一般而言，把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。而单片机通常是采用超大规模集成电路技术的一种集成电路芯片，又称单片微控制器，它不是或者说不止是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，其相当于一个微型的计算机。由此可见，本专利技术的智能保险丝盒是利用（大）功率元件取代传统的保险丝和继电器，并在保险丝盒内部增加单片机，通过单片机实时监测通过（大）功率元件的电流，电压信息来实现被取代的原保险丝和继电器的作用，并进一步改进了现有技术方案的功能。在监测电压的情况下，也能够通过简单的计算来得到电流值。智能保险丝盒利用功率元件结合软件控制，可根据实际负载要求，模拟出软件控制的T-C特性曲线，导线的T-C特性曲线只要高于软件模拟的T-C特性曲线即可，如图2所示，其示出了根据本专利技术的功率元件以及由此所涉及的导线的T-C曲线与传统导线的T-C曲线的对比。之前的设计中传统导线的T-C曲线无论什么时间均要高于故障电流，以保证导线的安全。而采用了智能保险丝盒后，通过软件控制，可以得到一条更加贴近负载实际工作时的T-C曲线，如图中文字“软件控制电流”左侧的阶梯型的粗线描边所示。这样导线的T-C曲线可以下降，形成新导线的T-C曲线。而智能保险丝盒中的Mosfet曲线只要大于负载控制曲线，从而保证Mosfet能够承载负载，同时Mosfet的曲线小于导线曲线，从而保证Mosfet先于导线自动保护。可选的是，在所述壳体内布置有彼此连接的功率板和逻辑板，其中，所述功率板承载所述功率元件，所述逻辑板承载所述单片机和用于所述单片机的逻辑电路。由此，所述功率元件与所述单片机、所述逻辑电路分层设计。应当理解，逻辑电路是一种离散信号的传递和处理、以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路，是指完成逻辑运算的电路。其分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。其具有只分高、低电平、抗干扰力强、精度和保密性佳的特点。通过上述技术方案，可以最大程度避免功率板对逻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能保险丝盒，所述智能保险丝盒能够与负载连接并且具有壳体，其特征在于，在所述壳体内布置有彼此连接的功率元件和单片机，其中，所述功率元件输出电能到所述负载处，所述单片机被构造成用于监测通过所述功率元件的电流和/或电压，以及用于控制所述功率元件的输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能保险丝盒，所述智能保险丝盒能够与负载连接并且具有壳体，其特征在于，在所述壳体内布置有彼此连接的功率元件和单片机，其中，所述功率元件输出电能到所述负载处，所述单片机被构造成用于监测通过所述功率元件的电流和/或电压，以及用于控制所述功率元件的输出。


2.根据权利要求1所述的智能保险丝盒，其特征在于，在所述壳体内布置有彼此连接的功率板和逻辑板，其中，所述功率板承载所述功率元件，所述逻辑板承载所述单片机和用于所述单片机的逻辑电路。


3.根据权利要求2所述的智能保险丝盒，其特征在于，所述功率板和所述逻辑板通过Pin针连接并且通过所述Pin针传递信号。


4.根据权利要求2所述的智能保险丝盒，其特征在于，所述功率板和所述逻辑板彼此重叠地布置。


5.根据权利要求1所述的智能保险丝盒，其特征在于，所述功率元件为Mosfet。


6.一种用于对负载进行监控的方法，其特征在于，所述方法通过根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李震，杜祖楠，刘敏，
申请(专利权)人：上汽通用汽车有限公司，泛亚汽车技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31