專利名稱：一種兩線插入式起動保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種兩線插入式起動保護器，屬汽車點火起動保護設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在車輛起動控制回路中，常見的電路有兩種，一種是直接用點火鑰匙控制起動機的電磁開關(guān)，另一種是為降低點火鑰匙的控制電流加入了點火繼電器，間接控制起動機的電磁開關(guān)。但這兩種電路常常會因為點火鑰匙開關(guān)卡滯，或點火繼電器粘連失靈，造成點火回路不能正常斷開，從而導(dǎo)致起動機持續(xù)通電而燒毀，嚴重時會造成電瓶爆裂、電纜燒毀等安全事故。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，真正由起動電機本身質(zhì)量造成的燒毀故障只占極少數(shù)。為避免發(fā)生此類故障，有些車輛加裝了起動保護電路，比如在豪華大客車上加裝了汽車起動電機綜合保護裝置；在部分工程車上加裝了以發(fā)電機信號驅(qū)動的起動復(fù)合繼電器保護裝置；在高檔車輛中的ECU中加裝了內(nèi)置起動保護程序。目前中低檔車輛還沒有配備相應(yīng)保護裝置。加裝保護裝置，在一定程度上能減少燒毀起動機事故的發(fā)生。但現(xiàn)有保護裝置技術(shù)還存在以下一些問題一是成本較高，推廣應(yīng)用難度大；二是保護繼電器本身不可靠，導(dǎo)致保護效果不理想；三是制造、裝接麻煩，不適合在使用者眾多的中低檔車輛上使用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種串接在車輛點火控制回路中，既可在發(fā)生故障時在設(shè)定時間內(nèi)斷開供電回路，確保起動機不會在異常情況下持續(xù)通電而燒毀，又不會干擾點火起動回路的正常工作；且制作簡單，安裝靈活方便，工作穩(wěn)定可靠，造價低廉；解決現(xiàn)有技術(shù)制造成本高、推廣難，因保護繼電器自身不可靠導(dǎo)致保護效果差，裝接麻煩，不適合在中低檔車輛上使用等問題的兩線插入式起動保護器。本實用新型是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的該兩線插入式起動保護器由PNP型三極管Ql 2N5401、N溝道MOS管Q2 IRF640、 NPN型三極管Q3 2N5551、二極管D、穩(wěn)壓管DW、電阻R1-R6、電容C1-C4構(gòu)成，其特征在于輸入端通過導(dǎo)線順序并聯(lián)連接二極管D的正極、電阻R5和N溝道MOS管Q2 IRF640的漏極； 輸出端通過導(dǎo)線順序并聯(lián)連接N溝道MOS管Q2 IRF640的源極、NPN型三極管Q3 2N5551的發(fā)射極、電容C4、電阻R4、電容C3、電容C2、穩(wěn)壓管DW的正極、電阻Rl和電容Cl ；N溝道MOS 管Q2 IRF640的柵極并聯(lián)連接NPN型三極管Q3 2N5551的集電極、電阻R4、電容C3和PNP 型三極管Ql 2N5401的集電極；N溝道MOS管Q2 IRF640的漏極經(jīng)電阻R5并聯(lián)連接電阻R6 和電容C4 ；NPN型三極管Q3 2N5551的基極經(jīng)電阻R6并聯(lián)連接電阻R5和電容C4 ；PNP型三極管Ql 2N5401的基極并聯(lián)連接電阻R2、電容C2，發(fā)射極并聯(lián)連接電阻R3和穩(wěn)壓管DW的負極；二極管D的負極并聯(lián)連接電阻R1、電阻R2、電阻R3和電容Cl ；電阻R5、電阻R6、電容 C4和NPN型三極管Q3 2N5551組成電壓正反饋電路。[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于該兩線插入式起動保護器由N溝道MOS管、三極管、二極管、電阻、電容等元件構(gòu)成，采用浮地設(shè)計，避免使用價格昂貴的P溝道MOS管，可直接串接在點火起動回路電源的正極或負極上工作；既可在發(fā)生故障時在設(shè)定時間內(nèi)斷開供電回路，又不會干擾點火起動回路的正常工作，確保起動機不會在異常情況下連續(xù)通電而燒毀，且線路結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，安裝靈活方便。解決了現(xiàn)有技術(shù)制造成本高、推廣難，因保護繼電器自身不可靠導(dǎo)致保護效果差，裝接麻煩，不適合在中低檔車輛上使用的問題。該兩線插入式起動保護器制作簡單，工作穩(wěn)定可靠，十分適合安裝在各種車輛尤其是中低檔車輛上使用。


圖1為一種兩線插入式起動保護器的工作原理線路圖；圖2為一種兩線插入式起動保護器接入點火起動回路電源正極的示意圖；圖3為一種兩線插入式起動保護器接入點火起動回路電源負極的示意圖；圖4為一種兩線插入式起動保護器接入無繼電器點火起動回路的示意圖；圖5為一種兩線插入式起動保護器的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種兩線插入式起動保護器1，它由PNP型三極管Ql 2N5401、N溝道MOS管Q2 IRF640.NPN型三極管Q3 2N5551、二極管D、穩(wěn)壓管DW、電阻R1-R6、電容C1-C4構(gòu)成，輸入端通過導(dǎo)線順序并聯(lián)連接二極管D的正極、電阻R5和N溝道MOS管Q2 IRF640的漏極；輸出端通過導(dǎo)線順序并聯(lián)連接N溝道MOS管Q2 IRF640的源極、NPN型三極管Q3 2N5551的發(fā)射極、電容C4、電阻R4、電容C3、電容C2、穩(wěn)壓管DW的正極、電阻Rl和電容Cl ；N溝道MOS 管Q2 IRF640的柵極并聯(lián)連接NPN型三極管Q3 2N5551的集電極、電阻R4、電容C3和PNP 型三極管Ql 2N5401的集電極；N溝道MOS管Q2 IRF640的漏極經(jīng)電阻R5并聯(lián)連接電阻R6 和電容C4 ；NPN型三極管Q3 2N5551的基極經(jīng)電阻R6并聯(lián)連接電阻R5和電容C4 ；PNP型三極管Ql 2N5401的基極并聯(lián)連接電阻R2、電容C2，發(fā)射極并聯(lián)連接電阻R3和穩(wěn)壓管DW的負極；二極管D的負極并聯(lián)連接電阻Rl、電阻R2、電阻R3和電容Cl ；電阻R5、電阻R6、電容 C4和NPN型三極管Q3 2N5551組成電壓正反饋電路(參見附圖1、2、3、4、5)。通過浮地設(shè)計，解決了 MOS管柵極的供電問題，在選擇MOS管時，不必局限于一種極性，例如本例，無論控制負載的正極還是負極，均可以選擇型號眾多的N溝道MOS管Q2，避免采用價格昂貴的P溝道MOS管，因此產(chǎn)品的性價比更高。PNP型三極管Ql可采用型號為2陽401的系列產(chǎn)品。NPN型三極管Q3可采用型號為2N5551的系列產(chǎn)品。N溝道MOS管Q2可采用型號為IRF640的系列產(chǎn)品。二極管D可采用型號為1N4000的系列產(chǎn)品。電容Cl為有極性的電容，C3為漏電小的鉭電容，經(jīng)多次實驗證明，電容Cl的容量在彡4. 7 μ時，N溝道MOS管導(dǎo)通效果最好。電容C3的容量為2. 2μ。電容C2和C4為無極電容，容量分別為0. 47 μ和10 μ。電阻Rl、R2的阻值均為IM ；電阻R3、R4、的阻值分別為4. 7k和4. 7M ；電阻R5、R6的阻值分別為20k和3k。兩線插入式起動保護器1工作時，既可串接在點火起動回路電源正極，亦可串聯(lián)在點火起動回路電源的負極。[0025]正常起動時點火開關(guān)K閉合，輸入端與點火起動回路電源正極接通瞬間，電源通過二極管D給電容Cl快速充電，同時通過電阻R3和PNP型三極管的基極給C2較快速充電，通過R2給C2緩慢充電；由于電阻R3的阻值小于電阻R2，經(jīng)電阻R3流入PNP型三極管 Ql發(fā)射極的電流大于流過基極的電流，此時PNP型三極管Ql導(dǎo)通，輸出電流給電容C3充電，此刻N溝道MOS管Q2的柵極電位增高，進入導(dǎo)通狀態(tài)，其管壓降變小，使輸入端和輸出端電位差變小，二極管D截止，電容Cl將自身儲存電荷繼續(xù)通過PNP型三極管給電容C2和電容C3充電，直到電容C2、電容C3的電壓接近穩(wěn)壓管DW的穩(wěn)壓值12V ；這時PNP型三極管Ql因為C2的充電電流降為0而進入截至狀態(tài)，電容C3即進入自12V開始的緩慢放電狀態(tài)，N溝道MOS管Q2也進入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，此時輸入端與輸出端電位差極小，點火起動回路電源接通，開始正常工作。另一方面，在點火開關(guān)K閉合瞬間，N溝道MOS管Q2未導(dǎo)通之前，N溝道MOS管Q2 兩端的壓降通過電阻R5給電容C4充電，這樣NPN型三極管Q3因沒有足夠的基極電流而始終處于截止狀態(tài)，不影響N溝道MOS管Q2正常導(dǎo)通。如果點火開關(guān)K閉合數(shù)秒就斷開，也即是在電容C3放電中途斷開，然后點火開關(guān)K立刻再次閉合，因電容C3的電壓仍足以讓N 溝道MOS管Q2導(dǎo)通，因此串接本實用新型如同一根導(dǎo)線，對點火起動回路的正常工作不會有絲毫影響。電容C2在電容Cl放完電后將通過電阻R2和電阻Rl放電。在點火開關(guān)K斷開后，電容C4通過電阻R6和NPN型三極管Q3的基極迅速放電，為下次起動做好準備。非正常起動時點火開關(guān)K持續(xù)閉合超過20 30秒，電容C3通過電阻R4按指數(shù)規(guī)律逐漸放電到電壓較低時，因電容C3的電壓也即是N溝道MOS管Q2的柵壓，所以N溝道MOS管Q2的管壓降逐漸增大，將觸發(fā)由電阻R5、電阻R6、電容C4和NPN型三極管Q3組成的電壓正反饋電路，此時NPN型三極管Q3導(dǎo)通，使N溝道MOS管Q2迅速截止，并被鎖定在截止狀態(tài)；此時輸入端和輸出端電位差極大，即斷開了點火起動回路電源，保護起動機不被燒毀。當(dāng)負載出現(xiàn)短路情況時比如繼電器線圈異常短路等，點火開關(guān)K閉合瞬間，N溝道MOS管Q2的導(dǎo)通壓降將會因過流而急增，這個電壓降同樣會觸發(fā)由電阻R5、電阻R6、電容C4和NPN型三極管Q3組成的電壓正反饋電路，NPN型三極管Q3導(dǎo)通，使N溝道MOS管 Q2截止，斷開點火起動回路電源，保證電路安全。
權(quán)利要求1. 一種兩線插入式起動保護器，它由PNP型三極管Ql 2N5401、N溝道MOS管Q2 IRF640、NPN型三極管Q3 2N5551、二極管D、穩(wěn)壓管DW、電阻R1-R6、電容C1-C4構(gòu)成，其特征在于輸入端通過導(dǎo)線順序并聯(lián)連接二極管D的正極、電阻R5和N溝道MOS管Q2 IRF640 的漏極；輸出端通過導(dǎo)線順序并聯(lián)連接N溝道MOS管Q2 IRF640的源極、NPN型三極管Q3 2N5551的發(fā)射極、電容C4、電阻R4、電容C3、電容C2、穩(wěn)壓管DW的正極、電阻Rl和電容Cl ； N溝道MOS管Q2 IRF640的柵極并聯(lián)連接NPN型三極管Q3 2N5551的集電極、電阻R4、電容 C3和PNP型三極管Ql 2N5401的集電極；N溝道MOS管Q2 IRF640的漏極經(jīng)電阻R5并聯(lián)連接電阻R6和電容C4 ；NPN型三極管Q3 2N5551的基極經(jīng)電阻R6并聯(lián)連接電阻R5和電容 C4 ；PNP型三極管Ql 2N5401的基極并聯(lián)連接電阻R2、電容C2，發(fā)射極并聯(lián)連接電阻R3和穩(wěn)壓管DW的負極；二極管D的負極并聯(lián)連接電阻R1、電阻R2、電阻R3和電容Cl ；電阻R5、 電阻R6、電容C4和NPN型三極管Q3 2N5551組成電壓正反饋電路。
專利摘要本實用新型涉及一種兩線插入式起動保護器，屬汽車點火起動保護技術(shù)領(lǐng)域。它由PNP型三極管、N溝道MOS管、NPN型三極管、電阻、電容、二極管等元件構(gòu)成；N溝道MOS管的柵極并聯(lián)連接電容C3、電阻R4、PNP型三極管的集電極和NPN型三極管的集電極；其漏極并聯(lián)連接輸入端、及由電阻R5、R6、電容C4和NPN型三極管組成的電壓正反饋電路，源極與輸出端連接。本實用新型采用浮地設(shè)計，可直接串接在點火起動回路電源的正極或負極工作，既可在設(shè)定時間內(nèi)斷開供電回路，又不會干擾點火起動回路的正常工作，確保起動機不會在異常情況下因連續(xù)通電而燒毀。解決現(xiàn)有技術(shù)因保護繼電器不可靠導(dǎo)致保護效果差，不適合在中低檔車輛上使用的問題。
文檔編號H02H3/26GK202325967SQ20112039461
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉祖志, 彭忠 申請人:荊州市鑫祥科技開發(fā)有限責(zé)任公司