专利名称：一种两线插入式起动保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两线插入式起动保护器，属汽车点火起动保护设备技术领域。
背景技术：
在车辆起动控制回路中，常见的电路有两种，一种是直接用点火钥匙控制起动机的电磁开关，另一种是为降低点火钥匙的控制电流加入了点火继电器，间接控制起动机的电磁开关。但这两种电路常常会因为点火钥匙开关卡滞，或点火继电器粘连失灵，造成点火回路不能正常断开，从而导致起动机持续通电而烧毁，严重时会造成电瓶爆裂、电缆烧毁等安全事故。调查发现，真正由起动电机本身质量造成的烧毁故障只占极少数。为避免发生此类故障，有些车辆加装了起动保护电路，比如在豪华大客车上加装了汽车起动电机综合保护装置；在部分工程车上加装了以发电机信号驱动的起动复合继电器保护装置；在高档车辆中的ECU中加装了内置起动保护程序。目前中低档车辆还没有配备相应保护装置。加装保护装置，在一定程度上能减少烧毁起动机事故的发生。但现有保护装置技术还存在以下一些问题一是成本较高，推广应用难度大；二是保护继电器本身不可靠，导致保护效果不理想；三是制造、装接麻烦，不适合在使用者众多的中低档车辆上使用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种串接在车辆点火控制回路中，既可在发生故障时在设定时间内断开供电回路，确保起动机不会在异常情况下持续通电而烧毁，又不会干扰点火起动回路的正常工作；且制作简单，安装灵活方便，工作稳定可靠，造价低廉；解决现有技术制造成本高、推广难，因保护继电器自身不可靠导致保护效果差，装接麻烦，不适合在中低档车辆上使用等问题的两线插入式起动保护器。本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的
该两线插入式起动保护器由PNP型三极管Ql 2阳401、N沟道MOS管Q2 IRF640、NPN型三极管Q3 2N5551、二极管D、稳压管DW、电阻R1-R6、电容C1-C4构成，其特征在于输入端通过导线顺序并联连接二极管D的正极、电阻R5和N沟道MOS管Q2 IRF640的漏极；输出端通过导线顺序并联连接N沟道MOS管Q2 IRF640的源极、NPN型三极管Q3 2N5551的发射极、电容C4、电阻R4、电容C3、电容C2、稳压管DW的正极、电阻Rl和电容Cl ；N沟道MOS 管Q2 IRF640的栅极并联连接NPN型三极管Q3 2N5551的集电极、电阻R4、电容C3和PNP 型三极管Ql 2N5401的集电极；N沟道MOS管Q2 IRF640的漏极经电阻R5并联连接电阻R6 和电容C4 ；NPN型三极管Q3 2N5551的基极经电阻R6并联连接电阻R5和电容C4 ；PNP型三极管Ql 2N5401的基极并联连接电阻R2、电容C2，发射极并联连接电阻R3和稳压管DW的负极；二极管D的负极并联连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容Cl ；电阻R5、电阻R6、电容 C4和NPN型三极管Q3 2N5551组成电压正反馈电路。本发明与现有技术相比的有益效果在于
3该两线插入式起动保护器由N沟道MOS管、三极管、二极管、电阻、电容等元件构成，采用浮地设计，避免使用价格昂贵的P沟道MOS管，可直接串接在点火起动回路电源的正极或负极上工作；既可在发生故障时在设定时间内断开供电回路，又不会干扰点火起动回路的正常工作，确保起动机不会在异常情况下连续通电而烧毁，且线路结构简单，造价低廉，安装灵活方便。解决了现有技术制造成本高、推广难，因保护继电器自身不可靠导致保护效果差，装接麻烦，不适合在中低档车辆上使用的问题。该两线插入式起动保护器制作简单，工作稳定可靠，十分适合安装在各种车辆尤其是中低档车辆上使用。
图1为一种两线插入式起动保护器的工作原理线路图； 图2为一种两线插入式起动保护器接入点火起动回路电源正极的示意图； 图3为一种两线插入式起动保护器接入点火起动回路电源负极的示意图； 图4为一种两线插入式起动保护器接入无继电器点火起动回路的示意图； 图5为一种两线插入式起动保护器的外形结构示意图。
具体实施例方式
一种两线插入式起动保护器，它由PNP型三极管Ql 2阳401、N沟道MOS管Q2 IRF640、 NPN型三极管Q3 2N5551、二极管D、稳压管DW、电阻R1-R6、电容C1-C4构成，输入端通过导线顺序并联连接二极管D的正极、电阻R5和N沟道MOS管Q2 IRF640的漏极；输出端通过导线顺序并联连接N沟道MOS管Q2 IRF640的源极、NPN型三极管Q3 2N5551的发射极、 电容C4、电阻R4、电容C3、电容C2、稳压管DW的正极、电阻Rl和电容Cl ；N沟道MOS管Q2 IRF640的栅极并联连接NPN型三极管Q3 2N5551的集电极、电阻R4、电容C3和PNP型三极管Ql 2N5401的集电极；N沟道MOS管Q2 IRF640的漏极经电阻R5并联连接电阻R6和电容C4 ；NPN型三极管Q3 2N5551的基极经电阻R6并联连接电阻R5和电容C4 ；PNP型三极管 Ql 2N5401的基极并联连接电阻R2、电容C2，发射极并联连接电阻R3和稳压管DW的负极； 二极管D的负极并联连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容Cl ；电阻R5、电阻R6、电容C4和 NPN型三极管Q3 2N5551组成电压正反馈电路(参见附图1、2、3、4、5)。通过浮地设计，解决了 MOS管栅极的供电问题，在选择MOS管时，不必局限于一种极性，例如本例，无论控制负载的正极还是负极，均可以选择型号众多的N沟道MOS管Q2，避免采用价格昂贵的P沟道MOS管，因此产品的性价比更高。PNP型三极管Ql可采用型号为2阳401的系列产品。NPN型三极管Q3可采用型号为2N5551的系列产品。N沟道MOS管Q2可采用型号为IRF640的系列产品。二极管D可采用型号为1N4000的系列产品。电容Cl为有极性的电容，C3为漏电小的钽电容，经多次实验证明，电容Cl的容量在彡4. 7 μ时，N沟道MOS管导通效果最好。电容C3的容量为2. 2μ。电容C2和C4为无极电容，容量分别为0. 47 μ和10 μ。电阻Rl、R2的阻值均为IM ；电阻R3、R4、的阻值分别为4. 7k和4. 7M ；电阻R5、R6的阻值分别为20k和3k。两线插入式起动保护器工作时，既可串接在点火起动回路电源正极，亦可串联在点火起动回路电源的负极。正常起动时点火开关K闭合，输入端与点火起动回路电源正极接通瞬间，电源通过二极管D给电容Cl快速充电，同时通过电阻R3和PNP型三极管的基极给C2较快速充电， 通过R2给C2缓慢充电；由于电阻R3的阻值小于电阻R2，经电阻R3流入PNP型三极管Ql 发射极的电流大于流过基极的电流，此时PNP型三极管Ql导通，输出电流给电容C3充电， 此刻N沟道MOS管Q2的栅极电位增高，进入导通状态，其管压降变小，使输入端和输出端电位差变小，二极管D截止，电容Cl将自身储存电荷继续通过PNP型三极管给电容C2和电容 C3充电，直到电容C2、电容C3的电压接近稳压管DW的稳压值12V ；这时PNP型三极管Ql因为C2的充电电流降为0而进入截至状态，电容C3即进入自12V开始的缓慢放电状态，N沟道MOS管Q2也进入饱和导通状态，此时输入端与输出端电位差极小，点火起动回路电源接通，开始正常工作。另一方面，在点火开关K闭合瞬间，N沟道MOS管Q2未导通之前，N沟道MOS管Q2 两端的压降通过电阻R5给电容C4充电，这样NPN型三极管Q3因没有足够的基极电流而始终处于截止状态，不影响N沟道MOS管Q2正常导通。如果点火开关K闭合数秒就断开，也即是在电容C3放电中途断开，然后点火开关K立刻再次闭合，因电容C3的电压仍足以让N 沟道MOS管Q2导通，因此串接本发明如同一根导线，对点火起动回路的正常工作不会有丝毫影响。电容C2在电容Cl放完电后将通过电阻R2和电阻Rl放电。在点火开关K断开后， 电容C4通过电阻R6和NPN型三极管Q3的基极迅速放电，为下次起动做好准备。非正常起动时点火开关K持续闭合超过20 30秒，电容C3通过电阻R4按指数规律逐渐放电到电压较低时，因电容C3的电压也即是N沟道MOS管Q2的栅压，所以N沟道 MOS管Q2的管压降逐渐增大，将触发由电阻R5、电阻R6、电容C4和NPN型三极管Q3组成的电压正反馈电路，此时NPN型三极管Q3导通，使N沟道MOS管Q2迅速截止，并被锁定在截止状态；此时输入端和输出端电位差极大，即断开了点火起动回路电源，保护起动机不被烧毁。当负载出现短路情况时比如继电器线圈异常短路等，点火开关K闭合瞬间，N沟道MOS管Q2的导通压降将会因过流而急增，这个电压降同样会触发由电阻R5、电阻R6、电容C4和NPN型三极管Q3组成的电压正反馈电路，NPN型三极管Q3导通，使N沟道MOS管 Q2截止，断开点火起动回路电源，保证电路安全。
权利要求
1. 一种两线插入式起动保护器，它由PNP型三极管Ql 2N5401、N沟道MOS管Q2 IRF640、NPN型三极管Q3 2N5551、二极管D、稳压管DW、电阻R1-R6、电容C1-C4构成，其特征在于输入端通过导线顺序并联连接二极管D的正极、电阻R5和N沟道MOS管Q2 IRF640 的漏极；输出端通过导线顺序并联连接N沟道MOS管Q2 IRF640的源极、NPN型三极管Q3 2N5551的发射极、电容C4、电阻R4、电容C3、电容C2、稳压管DW的正极、电阻Rl和电容Cl ； N沟道MOS管Q2 IRF640的栅极并联连接NPN型三极管Q3 2N5551的集电极、电阻R4、电容 C3和PNP型三极管Ql 2N5401的集电极；N沟道MOS管Q2 IRF640的漏极经电阻R5并联连接电阻R6和电容C4 ；NPN型三极管Q3 2N5551的基极经电阻R6并联连接电阻R5和电容 C4;PNP型三极管Ql 2N5401的基极并联连接电阻R2、电容C2，发射极并联连接电阻R3和稳压管DW的负极；二极管D的负极并联连接电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容Cl ；电阻R5、 电阻R6、电容C4和NPN型三极管Q3 2N5551组成电压正反馈电路。
全文摘要
本发明涉及一种两线插入式起动保护器，属汽车点火起动保护技术领域。它由PNP型三极管、N沟道MOS管、NPN型三极管、电阻、电容、二极管等元件构成；N沟道MOS管的栅极并联连接电容C3、电阻R4、PNP型三极管的集电极和NPN型三极管的集电极；其漏极并联连接输入端、及由电阻R5、R6、电容C4和NPN型三极管组成的电压正反馈电路，源极与输出端连接。本发明采用浮地设计，可直接串接在点火起动回路电源的正极或负极工作，既可在设定时间内断开供电回路，又不会干扰点火起动回路的正常工作，确保起动机不会在异常情况下因连续通电而烧毁。解决现有技术因保护继电器不可靠导致保护效果差，不适合在中低档车辆上使用的问题。
文档编号H02H3/08GK102410123SQ20111031441
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者刘祖志, 彭忠 申请人:荆州市鑫祥科技开发有限责任公司