專利名稱：一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特種車輛負(fù)載配電控制及管理系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，具體講涉及嵌入式微處 理器控制技術(shù)、車輛總線傳輸技術(shù)和智能功率電子開關(guān)技術(shù)的配電控制管理系統(tǒng)方法，尤 其涉及一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，車內(nèi)各種電子設(shè)備逐漸增多，功能也越來越強(qiáng) 大。但是這些電子設(shè)備也相繼引發(fā)了一些矛盾。主要有大量功率電子電氣設(shè)備的應(yīng)用與 電源有限容量的矛盾；電子電氣設(shè)備的增加和車內(nèi)空間及整車重量質(zhì)量之間的矛盾；電子 電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性和可靠性、可維護(hù)性之間的矛盾。因此，傳統(tǒng)手動開關(guān)式的管理模式已經(jīng) 難以滿足配電管理的要求。在傳統(tǒng)車輛的配電系統(tǒng)中，一般采用自動保護(hù)開關(guān)和熔斷器作為控制和保護(hù)器 件，負(fù)載回路狀態(tài)監(jiān)測是不容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樾枰郊觽鞲衅骱捅O(jiān)測電路，鑒于成本和復(fù)雜 性考慮，一般不予采納；對于回路接通、斷開、短路、過流、開路這些負(fù)載回路電氣狀態(tài)的檢 測和診斷需要人在環(huán)的介入，因此，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的可測試性設(shè)計水平和故障自動診斷水 平很低。智能化控制已經(jīng)成為車輛配電管理技術(shù)的發(fā)展趨勢。隨著車輛上電子和電器設(shè)備 的增多，對配電系統(tǒng)自動化和負(fù)載電氣狀態(tài)故障診斷都提出了更高的要求，而嵌入式微處 理器技術(shù)、總線通信控制技術(shù)和功率半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展和相互促進(jìn)，尤其是一種新型 功率開關(guān)——智能功率電子開關(guān)，開始應(yīng)用到負(fù)載配電控制中，傳統(tǒng)配電方式升級為具有 自動化配電能力和故障診斷能力的負(fù)載配電管理系統(tǒng)，這為實(shí)現(xiàn)自動化的負(fù)載狀態(tài)檢測功 能提供了技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，該方法擴(kuò) 大了負(fù)載狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控的范圍和深度，負(fù)載狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控更加全面和深入，提高了負(fù)載 配電系統(tǒng)的測試性水平和自動故障診斷水平。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方 法，其改進(jìn)之處在于所述方法包括下述步驟A、采集智能功率電子開關(guān)的控制信號、進(jìn)線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、電流反饋 信號及開關(guān)反饋信號；B、檢測開關(guān)和負(fù)載回路；C、對采集信息分級綜合處理，并提示/報警。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟B中，所述檢測為對電源正端進(jìn) 線段、開關(guān)段和連接負(fù)載段的三段檢測。本發(fā)明提供的第二種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟C包括下述情況在裝置上電 后、在開關(guān)斷開時、在開關(guān)接通時。
本發(fā)明提供的第三種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述在裝置上電后，判斷電源正端進(jìn)線 電壓是否正常，不正常則輸出硬故障報警狀態(tài)。本發(fā)明提供的第四種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述在開關(guān)斷開時，判斷開關(guān)和負(fù)載回 路是否正常；不正常則輸出硬故障報警狀態(tài)，故障模式包括開關(guān)故障、回路斷開、開關(guān)輸出 對電源正端短接。本發(fā)明提供的第五種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述在開關(guān)接通時，判斷開關(guān)狀態(tài)及負(fù) 載回路狀態(tài)，正常則輸出提示狀態(tài)；所述提示狀態(tài)包括開關(guān)斷開、開關(guān)接通、回路接通；不 正常則輸出可恢復(fù)故障報警狀態(tài)，故障模式包括負(fù)載過流、對地短路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法達(dá)到以下有益效果本發(fā)明提供的一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，具有自動化配 電能力和故障診斷能力的負(fù)載配電管理系統(tǒng)，擴(kuò)大了負(fù)載狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控的范圍和深度，負(fù) 載狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控更加全面和深入，提高了負(fù)載配電系統(tǒng)的測試性水平和自動故障診斷水 平，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電氣狀態(tài)的自動監(jiān)控與故障診斷。


圖1是負(fù)載狀態(tài)檢測硬件原理示意圖；圖2是負(fù)載狀態(tài)監(jiān)測軟件工作流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是負(fù)載狀態(tài)檢測硬件原理示意圖，負(fù)載狀態(tài)檢測硬件包括智能功率電子開關(guān) 1、負(fù)載2、接口電路3、微處理器4和乘員終端計算機(jī)5。智能功率電子開關(guān)1、接口電路3、 微處理器4和乘員終端計算機(jī)5依次連接，負(fù)載2連接在智能功率電子開關(guān)1和接口電路3 之間并且負(fù)載2接地。微處理器4通過接口電路3對智能功率電子開關(guān)1的控制信號、進(jìn) 線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、電流反饋信號及開關(guān)反饋信號進(jìn)行統(tǒng)一采集。本發(fā)明提供的基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法具體方法如下(1)微處理器對智能功率電子開關(guān)的控制信號、進(jìn)線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、 電流反饋信號及開關(guān)反饋信號進(jìn)行統(tǒng)一采集。(2)檢測開關(guān)和負(fù)載回路為對電源正端進(jìn)線段、開關(guān)段和連接負(fù)載段的三段檢測。(3)對采集信息分級綜合處理，并提示/報警，包括在裝置上電后、在開關(guān)斷開時、 在開關(guān)接通時三種情況。圖2為負(fù)載狀態(tài)監(jiān)測軟件工作流程框圖，在裝置上電后，判斷電源 正端進(jìn)線電壓是否正常，不正常則輸出硬故障報警狀態(tài)。在開關(guān)斷開時，判斷開關(guān)和負(fù)載回 路是否正常；不正常則輸出硬故障報警狀態(tài)，故障模式包括開關(guān)故障、回路斷開、開關(guān)輸出 對電源正端短接。在開關(guān)接通時，判斷開關(guān)狀態(tài)及回路狀態(tài)，正常則輸出提示狀態(tài)；提示狀 態(tài)包括開關(guān)斷開、開關(guān)接通、回路接通；不正常則輸出可恢復(fù)故障報警狀態(tài)，故障模式包括 負(fù)載過流、對地短路。表1為負(fù)載狀態(tài)分級綜合處理判據(jù)。表1負(fù)載狀態(tài)分級綜合處理判據(jù)進(jìn)線 電壓控制 信號負(fù)載端 電壓電流 反饋開關(guān)狀 態(tài)反饋狀態(tài)判據(jù)提示報警級 別1上電 后參考————判斷進(jìn)線電壓是否正常硬故障報警2開關(guān) 斷開-參考--參考判斷開關(guān)和回路是否正常硬故障報警-參考參考--判斷是否對電源進(jìn)線端短路硬故障報警3開關(guān) 接通-參考參考參考參考判斷開關(guān)和負(fù)載回路狀態(tài)提示狀態(tài)—參考—參考—判斷是否過流可恢復(fù)故障 報警參考參考—參考判斷是否對地短路保護(hù)可恢復(fù)故障 報警實(shí)施例1本發(fā)明提供的基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法已應(yīng)用到某特種車輛 的電源電氣管理系統(tǒng)應(yīng)用中，范圍涵蓋80A陪以上用電負(fù)載。具體步驟如下(1)按照車上負(fù)載分布位置，將負(fù)載分為底盤負(fù)載、炮塔車長負(fù)載、炮塔炮長負(fù)載 三大部分，將每部分負(fù)載的控制、保護(hù)和狀態(tài)檢測集中到一個裝置中。(2)每個裝置包括微處理器控制單元、總線通信單元、驅(qū)動接口單元、智能電子開 關(guān)單元和電源。驅(qū)動接口單元的狀態(tài)檢測接口設(shè)計原理如圖1所示，包括智能功率電子開 關(guān)1、負(fù)載2、接口電路3、微處理器4和乘員終端計算機(jī)5。智能功率電子開關(guān)1、接口電路 3、微處理器4和乘員終端計算機(jī)5依次連接，負(fù)載2連接在智能功率電子開關(guān)1和接口電 路3之間并且負(fù)載2接地。微處理器4通過接口電路3對智能功率電子開關(guān)1的控制信號、 進(jìn)線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、電流反饋信號及開關(guān)反饋信號進(jìn)行統(tǒng)一采集。(3)微處理器軟件針對開關(guān)和負(fù)載的工作階段，按照表1對負(fù)載狀態(tài)分級綜合處 理，軟件按照圖2所示的負(fù)載狀態(tài)監(jiān)測軟件工作流程循環(huán)運(yùn)行，具體方法如下A、微處理器對智能功率電子開關(guān)的控制信號、進(jìn)線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、電 流反饋信號及開關(guān)反饋信號進(jìn)行統(tǒng)一采集。B、檢測開關(guān)和負(fù)載回路為對電源正端進(jìn)線段、開關(guān)段和連接負(fù)載段的三段檢測。C、對采集信息分級綜合處理，并提示/報警，包括在裝置上電后、在開關(guān)斷開時、 在開關(guān)接通時三種情況。在裝置上電后，判斷電源正端進(jìn)線電壓是否正常，不正常則輸出硬 故障報警狀態(tài)。在開關(guān)斷開時，判斷開關(guān)和負(fù)載回路是否正常；不正常則輸出硬故障報警 狀態(tài)，故障模式包括開關(guān)故障、回路斷開、開關(guān)輸出對電源正端短接。在開關(guān)接通時，判斷 開關(guān)狀態(tài)及回路狀態(tài)，正常則輸出提示狀態(tài)；提示狀態(tài)包括開關(guān)斷開、開關(guān)接通、回路接通； 不正常則輸出可恢復(fù)故障報警狀態(tài)，故障模式包括負(fù)載過流、對地短路。本發(fā)明提供的基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，在負(fù)載配電管理系統(tǒng) 中，負(fù)載狀態(tài)檢測和故障診斷不需要設(shè)置專用傳感器，接口電路易于實(shí)現(xiàn)，該方法統(tǒng)一采集 各種電氣狀態(tài)信號，檢測開關(guān)和負(fù)載回路為對電源正端進(jìn)線段、開關(guān)段、連接負(fù)載段的三段 檢測；對采集信息分級綜合處理，并提示/報警，分為三種情況對電源進(jìn)線是否正常、開關(guān) 是否正常、負(fù)載回路是否正常、開關(guān)接通、回路接通、開關(guān)斷開、負(fù)載過流、負(fù)載對地短路、對 電源短接、過欠壓等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和分級報警，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電氣狀態(tài)的自動監(jiān)控與故障診斷。最后應(yīng)該說明的是結(jié)合上述實(shí)施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修 改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述方法包括下述 步驟A、采集智能功率電子開關(guān)的控制信號、進(jìn)線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、電流反饋信號 及開關(guān)反饋信號；B、檢測開關(guān)和負(fù)載回路；C、對采集信息分級綜合處理，并提示/報警。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，其特征在 于，所述步驟B中，所述檢測為對電源正端進(jìn)線段、開關(guān)段和連接負(fù)載段的三段檢測。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，其特征在 于，所述步驟C包括下述情況在裝置上電后、在開關(guān)斷開時、在開關(guān)接通時。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，其特征在 于，所述在裝置上電后，判斷電源正端進(jìn)線電壓是否正常，不正常則輸出硬故障報警狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，其特征在 于，所述在開關(guān)斷開時，判斷開關(guān)和負(fù)載回路是否正常；不正常則輸出硬故障報警狀態(tài)，故 障模式包括開關(guān)故障、回路斷開、開關(guān)輸出對電源正端短接。
6.如權(quán)利要求3所述的一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，其特征在 于，所述在開關(guān)接通時，判斷開關(guān)狀態(tài)及負(fù)載回路狀態(tài)，正常則輸出提示狀態(tài)；所述提示狀 態(tài)包括開關(guān)斷開、開關(guān)接通、回路接通；不正常則輸出可恢復(fù)故障報警狀態(tài)，故障模式包括 負(fù)載過流、對地短路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于智能功率電子開關(guān)的負(fù)載狀態(tài)檢測方法，該方法包括下述步驟采集智能功率電子開關(guān)的控制信號、進(jìn)線電壓信號、負(fù)載端電壓信號、電流反饋信號及開關(guān)反饋信號；檢測開關(guān)和負(fù)載回路；對采集信息分級綜合處理，并提示/報警。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有自動化配電能力和故障診斷能力的負(fù)載配電管理系統(tǒng)，擴(kuò)大了負(fù)載狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控的范圍和深度，負(fù)載狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控更加全面和深入，提高了負(fù)載配電系統(tǒng)的測試性水平和自動故障診斷水平，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電氣狀態(tài)的自動監(jiān)控與故障診斷。
文檔編號G01R31/327GK102096041SQ201010559669
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者倪永亮, 劉勇, 夏詠梅, 張曉霞, 李曉多, 黃敏 申請人:中國北方車輛研究所