一种多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关

1.本发明涉及电气控制领域，特别涉及一种多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关。


背景技术：

2.在电气控制领域，直流电子开关承担着直流电源与负载之间接通与断开的任务，在实际的应用中，为直流负载提供的电源电压范围有可能是宽域或非恒定的，而直流负载又有不同的电压工作范围；通常采用最直接的方法是，把直流电源电压预设成多个投切区间，直流电子开关依据直流负载不同的电压工作范围，有选择地在多个投切区间进行相关的投切动作，以满足多变的控制需求；主要表现形式有多区间连续投切和多区间跳变投切等形式；与交流电源控制领域不同，传统的直流电子开关具有正负极性要求，不允许反接；另外，直流电子开关所控制的负载端有高边位的控制方式和低边位的控制方式，所谓的高边位控制方式是指直流电子开关接在电源和负载之间，而低边位控制方式是指直流电子开关接在负载和电源地之间。
3.现有技术中所采用的直流电子开关，没有把直流电源电压预设成多个投切区间，不能实现多区间连续投切和多区间跳变投切，不能满足不同电压工作范围直流负载的控制需求；其次，因为直流开关采用的直流电源有正负极性要求，甚至其直流负载也有正负极性的限制，所以在电路设计时需要考虑防反接的问题，否则可能会烧坏电源或电路中有极性要求的器件；另外，直流电子开关根据设计需要，要考虑选择高边位或低边位控制方式的问题，否则不会被可靠驱动。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、工作可靠的多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，包括若干个预设高低压门限参数保护通道、一个高边位防反接开关模块、一个低边位防反接开关模块和一个切换开关，其中每一个预设高低压门限参数保护通道均包含一个预设高低限检测电压驱动模块和一个预设开关；所述的切换开关为等效的单刀双掷开关；所述高边位防反接开关模块设置和低边位防反接开关模块均设有信号输入端、开关输入端和开关输出端；每一个预设高低压门限参数保护通道内部预设开关的一端和高边位防反接开关模块的开关输入端均与电源vcc相连，每一个预设高低压门限参数保护通道内部预设开关的另一端与相应的预设高低限检测电压驱动模块的输入端相连，所有预设高低限检测电压驱动模块的输出端均与切换开关的公共端相连；所述切换开关的一个活动端与高边位防反接开关模块的信号输入端相连，切换开关另一个活动端与低边位防反接开关模块的信号输
入端相连；高边位防反接开关模块的开关输出端与负载接入端load_h相连；低边位防反接开关模块的开关输入端与负载接入端load_l相连，低边位防反接开关模块的开关输出端接地；每一个预设高低压门限参数保护通道中预设高低限检测电压驱动模块的电路结构相似，仅仅是预设的高低压门限参数不同，用于设置电压值不同的动作参数范围，当且仅当某一个预设开关接通时，相应的预设高低压门限参数保护通道投入工作，即当检测到电源vcc电压值处于所设置的高低压门限参数范围之内时，在预设高低限检测电压驱动模块的输出端产生相应的驱动信号，并通过切换开关输送至高边位防反接开关模块的信号输入端或低边位防反接开关模块的信号输入端；高边位防反接开关模块或低边位防反接开关模块在不同预设高低压门限参数保护通道的作用下，接收其发出的驱动信号，最终产生相应具有保护功能的开关动作。
6.上述多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，所述的预设高低压门限参数保护通道的数量n大于等于3，其中n 为整数。
7.上述多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，所述预设高低限检测电压驱动模块包括高限基准电路、低限基准电路、窗口比较器电路以及与逻辑电路；所述高限基准电路包括第一电阻和第二电阻；第一电源与第一电阻的一端相连；第一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，相连的接点设置为端口vref_h；第二电阻的另一端接地；所述低限基准电路包括第三电阻和第四电阻；第一电源与第三电阻的一端相连；第三电阻的另一端与第四电阻的一端相连，相连的接点设置为端口vref_l；第四电阻的另一端接地；所述窗口比较器电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的同相输入端连接在一起并作为预设高低限检测电压驱动模块的输入端，第一运算放大器的同相输入端与端口vref_h相连，第二运算放大器的反相输入端与端口vref_l相连；所述与逻辑电路包括第五电阻和第一二极管；第一二极管的阴极与第二运算放大器的输出端相连，第五电阻的一端与第一运算放大器的输出端相连，第五电阻的另一端与第一二极管的阳极连接在一起并作为预设高低限检测电压驱动模块的输出端。
8.上述多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，所述高边位防反接开关模块包括第一控制电路和第一电子开关电路；所述第一控制电路包括第六电阻、第一三极管、第七电阻和第八电阻；其中第一三极管为npn型；第六电阻的一端作为高边位防反接开关模块的信号输入端，第六电阻的另一端与第一三极管的基极相连，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端和第八电阻的一端相连，第八电阻的另一端作为高边位防反接开关模块的开关输入端；所述第一电子开关电路包括第二mosfet管和第三mosfet管，第二mosfet管和第三mosfet管均为p沟道mosfet管；第二mosfet管和第三mosfet管反向串联，即第二mosfet管的源极与第三mosfet管的源极相连，第二mosfet管的栅极和第三mosfet管的栅极相连并接至第七电阻的另一端，第二mosfet管的漏极与第八电阻的另一端相连，第三mosfet管的漏极
作为高边位防反接开关模块的开关输出端。
9.上述多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，所述低边位防反接开关模块包括第二控制电路和第二电子开关电路；所述第一控制电路包括第九电阻和第十电阻；第九电阻的一端作为低边位防反接开关模块的信号输入端，第九电阻的另一端与第十电阻的一端相连，第十电阻的另一端接地；所述第二电子开关电路包括第四mosfet管和第五mosfet管，第四mosfet管和第五mosfet管均为n沟道mosfet管；第四mosfet管和第五mosfet管反向串联，即第四mosfet管的源极与第五mosfet管的源极相连，第四mosfet管的栅极和第五mosfet管的栅极相连并接至第九电阻的另一端，第四mosfet管的漏极作为低边位防反接开关模块的开关输入端，第五mosfet管的漏极作为低边位防反接开关模块的开关输出端并接地。
10.上述多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，给高限基准电路和低限基准电路供电的第一电源替换为独立的恒定电流源。
11.本发明的有益效果在于：本发明克服了现有技术的缺陷，可以预设直流供电电压多个投切区间，以满足多区间连续投切和多区间跳变投切功能，又可以在高边位控制或低边位控制之间选择切换，且具有防反接功能，通用性较强。
附图说明
12.图1为本发明的典型示意图。
13.图2为本发明的预设高低压门限参数保护通道级联示意图。
14.图3为本发明的预设高低限电压检测电压驱动模块一个典型示意图。
15.图4为本发明的高边位防反接开关模块一个典型示意图。
16.图5为本发明的低边位防反接开关模块一个典型示意图。
17.图6为本发明的预设高低限电压检测电压驱动模块另一个典型示意图。
18.图7为本发明的一个具体实例图。
19.图8为本发明中的预设高低限检测电压驱动模块的第一种输入输出控制示意波形图。
20.图9为本发明中的预设高低限检测电压驱动模块的第二种输入输出控制示意波形图。
21.图10为本发明中的预设高低限检测电压驱动模块的第三种输入输出控制示意波形图。
22.图11为本发明中的高边位防反接开关模块的一个正接具体实例图。
23.图12为本发明中的高边位防反接开关模块的一个反接具体实例图。
24.图13为本发明中的低边位防反接开关模块的一个正接具体实例图。
25.图14为本发明中的低边位防反接开关模块的一个反接具体实例图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
27.如图1所示，一种多预设高低限且防反接的直流电压保护电子开关，包括两个预设
高低压门限参数保护通道、一个高边位防反接开关模块、一个低边位防反接开关模块和一个切换开关t，其中每一个预设高低压门限参数保护通道均包含一个预设高低限检测电压驱动模块和一个预设开关s；所述的切换开关t为等效的单刀双掷开关；所述高边位防反接开关模块设置有信号输入端sn_h_in、开关输入端sw_h_in和开关输出端sw_h_out；所述低边位防反接开关模块设置有信号输入端sn_l_in、开关输入端sw_l_in和开关输出端sw_l_out；每一个预设高低压门限参数保护通道内部预设开关s的一端和高边位防反接开关模块的开关输入端sw_h_in均与电源vcc相连，每一个预设高低压门限参数保护通道内部预设开关s的另一端与相应的预设高低限检测电压驱动模块的输入端vin相连，预设高低限检测电压驱动模块的输出端driver均与所述切换开关t的公共端相连；所述切换开关t的一个活动端与高边位防反接开关模块的信号输入端sn_h_in相连，切换开关t的另一个活动端与低边位防反接开关模块的信号输入端sn_l_in相连；高边位防反接开关模块的开关输出端sw_h_out与负载接入端load_h相连；低边位防反接开关模块的开关输入端sw_l_in与负载接入端load_l相连，而低边位防反接开关模块的开关输出端sw_l_out接地；每一个预设高低压门限参数保护通道中预设高低限检测电压驱动模块的电路结构相似，仅仅是其预设的高低压门限参数不同，可设置电压值不同的动作参数范围，当且仅当某一个预设开关s接通时，其相应的预设高低压门限参数保护通道才会投入工作，即当检测到电源vcc电压值处于所设置的高低压门限参数范围之内时，会在其输出端driver产生相应的驱动信号，并通过切换开关t输送至高边位防反接开关模块的信号输入端sn_h_in或低边位防反接开关模块的信号输入端sn_l_in；即高边位防反接开关模块或低边位防反接开关模块在不同预设高低压门限参数保护通道的作用下，接收其发出的驱动信号，最终产生相应具有保护功能的开关动作。
28.如图2所示，所述的预设高低压门限参数保护通道的数量n大于等于3，其中n 为整数。
29.如图3所示，所述预设高低限检测电压驱动模块包括高限基准电路、低限基准电路、窗口比较器电路、与逻辑电路、输入端vin和输出端driver；其中给所述高限基准电路和所述低限基准电路供电的电源v1为独立的恒定电压源；高限基准电路包括第一电阻r1和第二电阻r2；电源v1与第一电阻r1的一端相连，第一电阻r1的另一端与第二电阻r2的一端相连，相连的接点设置为端口vref_h，第二电阻r2的另一端接地；低限基准电路包括第三电阻r3和第四电阻r4；电源v1与第三电阻r3的一端相连，第三电阻r3的另一端与第四电阻r4的一端相连，其相连的接点设置为端口vref_l，第四电阻r4的另一端接地；所述窗口比较器电路包括第一运算放大器u1和第二运算放大器u2；第一运算放大器u1的反相输入端和第二运算放大器u2同相输入端连接在一起并作为预设高低限检测电压驱动模块的输入端vin，第一运算放大器u1的同相输入端与端口vref_h相连，第二运算放大器u2的反相输入端与端口vref_l相连；所述与逻辑电路包括第五电阻r5和第一二极管d1；第五电阻r5的一端与第一运算放大器u1的输出端相连，第五电阻r5的另一端与所述第一二极管d1的阳极和所述输出端
driver相连，第一二极管d1的阴极与第二运算放大器u2的输出端相连。
30.预设高低限检测电压驱动模块的工作过程是，通过预设高限基准电路中第一电阻r1与第二电阻r2的比值，即可间接得到端口vref_h的电压值，就可预设相应的电压高限基准；通过预设低限基准电路中的第三电阻r3与第四电阻r4的比值，即可间接得到端口vref_l的电压值，就可预设相应的电压低限基准；若输入端vin的电压小于端口vref_h的电压时，第一运算放大器u1的输出端输出高电平信号，否则输出为低电平；若输入端vin的电压大于端口vref_l的电压时，第二运算放大器u2的输出端输出高电平信号，否则输出为低电平；第一运算放大器u1与第二运算放大器u2输出的信号经过与逻辑电路后，如果两个运算放大器均输出高电平信号，即输入端vin检测到的电源vcc电压值处于所设置的高低压门限参数范围之内时，其输出端driver输出高电平信号，而其他情况输出为低电平信号。
31.如图4所示，所述高边位防反接开关模块包括第一控制电路、第一电子开关电路、信号输入端sn_h_in、开关输入端sw_h_in和开关输出端sw_h_out；所述第一控制电路包括第六电阻r6、第一三极管q1、第七电阻r7和第八电阻r8；其中第一三极管q1为npn型；第六电阻r6的一端作为高边位防反接开关模块的信号输入端sn_h_in，第六电阻r6的另一端与第一三极管q1的基极相连，第一三极管q1的发射极接地，第一三极管q1的集电极与第七电阻r7的一端相连，第七电阻r7的另一端和第八电阻r8的一端相连，第八电阻r8的另一端作为高边位防反接开关模块的开关输入端sw_h_in；所述第一电子开关电路包括第二mosfet管q2和第三mosfet管q3，第二mosfet管q2和第三mosfet管q3均为p沟道mosfet管；第二mosfet管q2和第三mosfet管q3反向串联，用于防止直流电源反接，即第二mosfet管q2的源极与第三mosfet管q3的源极相连，而第二mosfet管q2的栅极和第三mosfet管q3的栅极相连并接至第七电阻r7的另一端，第二mosfet管q2的漏极与开关输入端sw_h_in相连，开关输入端sw_h_in与电源vcc相连，第三mosfet管q3的漏极作为高边位防反接开关模块的开关输出端sw_h_out，开关输出端sw_h_out与负载接入端load_h相连。
32.高边位防反接开关模块的工作过程是，（1）当信号输入端sn_h_in输入高电平信号时，第一三极管q1导通，其集电极变为低电位，第七电阻r7与第八电阻r8对电源vcc构成电流回路，使得第二mosfet管q2和第三mosfet管q3的源极与栅极之间形成大于mosfet管开启电压的电压差，满足第二mosfet管q2和第三mosfet管q3的开通条件，即第二mosfet管q2和第三mosfet管q3处于导通状态；（2）当信号输入端sn_h_in输入低电平信号时，第一三极管q1截止，其集电极变为高电位，第七电阻r7与第八电阻r8对电源vcc不能构成电流回路，使得第二mosfet管q2和第三mosfet管q3的源极与栅极之间不能形成大于mosfet管开启电压的电压差，不能满足第二mosfet管q2和第三mosfet管q3的开通条件，即第二mosfet管q2和第三mosfet管q3处于断开状态。
33.如图5所示，所述低边位防反接开关模块包括第二控制电路、第二电子开关电路、信号输入端sn_l_in、开关输入端sw_l_in和开关输出端sw_l_out；所述第二控制电路包括第九电阻r9和第十电阻r10；第九电阻r9的一端作为低边
位防反接开关模块的信号输入端sn_l_in，第九电阻r9的另一端与第十电阻r10的一端相连，第十电阻r10的另一端接地；所述第二电子开关电路包括第四mosfet管q4和第五mosfet管q5，第四mosfet管q4和第五mosfet管q5均为n沟道mosfet管；第四mosfet管q4和第五mosfet管q5反向串联，用于防止直流电源反接，即第四mosfet管q4的源极与第五mosfet管q5的源极相连，而第四mosfet管q4的栅极和第五mosfet管q5的栅极相连并接至第九电阻r9的另一端，第四mosfet管q4的漏极作为低边位防反接开关模块的开关输入端sw_l_in，开关输入端sw_l_in与负载接入端load_l相连，第五mosfet管q5的漏极作为低边位防反接开关模块的开关输出端sw_l_out，开关输出端sw_l_out接地。
34.低边位防反接开关模块的工作过程是，（1）当信号输入端sn_l_in输入高电平信号时，第九电阻r9与第十电阻r10对电源地构成电流回路，使得第四mosfet管q4和第五mosfet管q5的栅极与源极之间形成大于mosfet管开启电压的电压差，满足第四mosfet管q4和第五mosfet管q5的开通条件，即第四mosfet管q4和第五mosfet管q5处于导通状态；（2）当信号输入端sn_l_in输入低电平信号时，第九电阻r9与第十电阻r10对电源地没有构成电流回路，使得第四mosfet管q4和第五mosfet管q5的栅极与源极之间没有形成大于mosfet管开启电压的电压差，不能满足第四mosfet管q4和第五mosfet管q5的开通条件，即第四mosfet管q4和第五mosfet管q5处于断开状态。
35.如图6所示，为本发明所述的预设高低限电压检测电压驱动模块另一个典型示意图，提供给所述高限基准电路和所述低限基准电路工作的电源v1替换为独立的恒定电流源i1。
36.如图7所示，为本发明的一个具体实例，结合图1、图3、图4、图5和图6所述，将限流电阻rl_h与发光二极管led_h串联作为负载，接入所述高边位防反接开关模块的负载接入端load_h与电源地之间，作为高边位防反接开关模块的动作指示，同样的，将限流电阻rl_l与发光二极管led_l串联作为负载，接入所述低边位防反接开关模块的负载接入端load_l与电源vcc之间，作为低边位防反接开关模块的动作指示。
37.工作过程是，为了满足多变的供电需求，把两个预设高低压门限参数保护通道中设置成不同的高限基准和低限基准，将相应的预设开关s闭合后，可实现多区间连续或多区间跳变的投切控制，在某个预设高低压门限参数保护通道中的输入端vin，检测到的电源vcc电压值处于所设置的高低压门限参数范围之内时，如果切换开关t切换至高边位防反接开关模块的信号输入端sn_h_in，则发光二极管led_h被点亮，而其他情况下发光二极管led_h不会被点亮；如果切换开关t切换至低边位防反接开关模块的信号输入端sn_l_in，则发光二极管led_l被点亮，而其他情况下发光二极管led_l不会被点亮。
38.如图8所示，为本发明中的预设高低限检测电压驱动模块的第一种输入输出控制示意波形；结合图1、图3至图7，所述的每个预设高低限检测电压驱动模块内均含有一个窗口比较器电路，分别设置两个区间，第一个区间的预设值为低线基准v
l1
和高限基准v
h1
，第二个区间为低线基准v
l2
和高限基准v
h2
，通过设置每个预设高低限检测电压驱动模块内的
所述高限基准电路中第一电阻r1与第二电阻r2的比值以及所述低限基准电路中的第三电阻r3与第四电阻r4的比值，可以预设相应的高限基准和低限基准，即可改变这两个区间的直流电压保护参数范围；当某一预设高低压门限参数保护通道的预设开关s闭合时，若监测输入电压vin处于其v
l
与vh之间，则输出端driver保持高电平，若其输入电压vin处于其v
l
与vh之外时，则输出端driver输出低电平；再通过用户选择性的使用所述的切换开关t，可实现高边位或低边位的开关控制，并均具有防反接功能；具体是，当预设参数满足v
h1
＞v
l1
、v
h2
＞v
l2
和v
h1
=v
l2
时，即两个区间相邻，分为两种控制情况，第一种情况为闭合其中一个预设开关s，只会在一个区间段去适应直流电源的电压波动；第二种情况为闭合两个预设开关s，会在两个连续且相邻的区间段适应直流电源的电压波动。
39.如图9所示，为本发明中的预设高低限检测电压驱动模块的第二种输入输出控制示意波形；结合图8，预设参数满足v
h1
＞v
l1
、v
h2
＞v
l2
和v
h1
＞v
l2
时，即两个区间相交，分为两种控制情况，第一种情况为闭合其中一个预设开关s，只会在一个区间段去适应直流电源的电压波动；第二种情况为闭合两个预设开关s，会在两个相交的区间段适应直流电源的电压波动。
40.如图10所示，为本发明中的预设高低限检测电压驱动模块的第三种输入输出控制示意波形；结合图8，预设参数满足v
h1
＞v
l1
、v
h2
＞v
l2
和v
h1
＜v
l2
时，即两个区间是跳变区间，分为两种控制情况，第一种情况为闭合其中一个预设开关s，只会在一个区间段去适应直流电源的电压波动；第二种情况为闭合两个预设开关s，会在两个跳变的区间段适应直流电源的电压波动。
41.如图11所示，为本发明高边位防反接开关模块的一个正接具体实例；在图4的基础上，将限流电阻rl_h与发光二极管led_h串联作为负载，接至开关输出端sw_h_out与电源地之间，开关输入端sw_h_in与电源vcc相连，即为正接方式；当信号输入端sn_h_in接收到高电平信号时，可以形成大于mosfet管开启电压的电压差，使得所述电子开关通路中的第二mosfet管q2与第三mosfet管q3满足开通条件，即第二mosfet管q2与第三mosfet管q3处于导通状态，则发光二极管led_h会被点亮；当信号输入端sn_h_in接收到低电平信号时，无法形成大于mosfet管开启电压的电压差，使得所述电子开关通路中的第二mosfet管q2与第三mosfet管q3不满足开通条件，即第二mosfet管q2与第三mosfet管q3处于截止状态，则发光二极管led_h不会被点亮。
42.如图12所示，为本发明高边位防反接开关模块的一个反接具体实例；在图11的基础上，将电源vcc和电源地接线位置互换，即为反接方式；当信号输入端sn_h_in接收到高电平信号或低电平信号时，此时形成不了大于mosfet管开启电压的电压差，所述电子开关通路中的第二mosfet管q2与第三mosfet管q3不会满足开通条件，即第二mosfet管q2与第三mosfet管q3处于断开状态，则发光二极管led_h不会被点亮，即实现高边位防反接开关模块的防反接功能。
43.如图13所示，为本发明低边位防反接开关模块的一个正接具体实例；在图5的基础上，将限流电阻rl_l与发光二极管led_l串联作为负载，接至开关输入端sw_l_in与电源vcc之间，开关输出端sw_l_out接地，即为正接方式；当信号输入端sn_l_in接收到高电平信号
时，可以形成大于mosfet管开启电压的电压差，使得所述电子开关通路中的第四mosfet管q4与第五mosfet管q5满足开通条件，即第四mosfet管q4与第五mosfet管q5处于导通状态，则发光二极管led_l会被点亮；当信号输入端sn_l_in接收到低电平信号时，无法形成大于mosfet管开启电压的电压差，使得所述电子开关通路中的第四mosfet管q4与第五mosfet管q5不满足开通条件，即第四mosfet管q4与第五mosfet管q5处于截止状态，则发光二极管led_l不会被点亮。
44.如图14所示，为本发明低边位防反接开关模块的一个反接具体实例；在图13的基础上，将电源vcc和电源地接线位置互换，即为反接方式；当信号输入端sn_l_in接收到高电平信号或低电平信号时，此时形成不了大于mosfet管开启电压的电压差，所述电子开关通路中的第四mosfet管q4与第五mosfet管q5不会满足开通条件，即第四mosfet管q4与第五mosfet管q5处于断开状态，则发光二极管led_l不会被点亮，即实现低边位防反接开关模块的防反接功能。

技术特征：
1.一种多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，其特征在于，包括若干个预设高低压门限参数保护通道、一个高边位防反接开关模块、一个低边位防反接开关模块和一个切换开关，其中每一个预设高低压门限参数保护通道均包含一个预设高低限检测电压驱动模块和一个预设开关；所述的切换开关为等效的单刀双掷开关；所述高边位防反接开关模块设置和低边位防反接开关模块均设有信号输入端、开关输入端和开关输出端；每一个预设高低压门限参数保护通道内部预设开关的一端和高边位防反接开关模块的开关输入端均与电源vcc相连，每一个预设高低压门限参数保护通道内部预设开关的另一端与相应的预设高低限检测电压驱动模块的输入端相连，所有预设高低限检测电压驱动模块的输出端均与切换开关的公共端相连；所述切换开关的一个活动端与高边位防反接开关模块的信号输入端相连，切换开关另一个活动端与低边位防反接开关模块的信号输入端相连；高边位防反接开关模块的开关输出端与负载接入端load_h相连；低边位防反接开关模块的开关输入端与负载接入端load_l相连，低边位防反接开关模块的开关输出端接地；每一个预设高低压门限参数保护通道中预设高低限检测电压驱动模块的电路结构相似，仅仅是预设的高低压门限参数不同，用于设置电压值不同的动作参数范围，当且仅当某一个预设开关接通时，相应的预设高低压门限参数保护通道投入工作，即当检测到电源vcc电压值处于所设置的高低压门限参数范围之内时，在预设高低限检测电压驱动模块的输出端产生相应的驱动信号，并通过切换开关输送至高边位防反接开关模块的信号输入端或低边位防反接开关模块的信号输入端；高边位防反接开关模块或低边位防反接开关模块在不同预设高低压门限参数保护通道的作用下，接收其发出的驱动信号，最终产生相应具有保护功能的开关动作。2.根据权利要求1所述的多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，其特征在于，所述的预设高低压门限参数保护通道的数量n大于等于3，其中n 为整数。3.根据权利要求1所述的多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，其特征在于，所述预设高低限检测电压驱动模块包括高限基准电路、低限基准电路、窗口比较器电路以及与逻辑电路；所述高限基准电路包括第一电阻和第二电阻；第一电源与第一电阻的一端相连；第一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，相连的接点设置为端口vref_h；第二电阻的另一端接地；所述低限基准电路包括第三电阻和第四电阻；第一电源与第三电阻的一端相连；第三电阻的另一端与第四电阻的一端相连，相连的接点设置为端口vref_l；第四电阻的另一端接地；所述窗口比较器电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的同相输入端连接在一起并作为预设高低限检测电压驱动模块的输入端，第一运算放大器的同相输入端与端口vref_h相连，第二运算放大器的反相输入端与端口vref_l相连；所述与逻辑电路包括第五电阻和第一二极管；第一二极管的阴极与第二运算放大器的输出端相连，第五电阻的一端与第一运算放大器的输出端相连，第五电阻的另一端与第一二极管的阳极连接在一起并作为预设高低限检测电压驱动模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，其特征在于，所述高边位防反接开关模块包括第一控制电路和第一电子开关电路；所述第一控制电路包括第六电阻、第一三极管、第七电阻和第八电阻；其中第一三极管为npn型；第六电阻的一端作为高边位防反接开关模块的信号输入端，第六电阻的另一端与第一三极管的基极相连，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极与第七电阻的一端相连，第七电阻的另一端和第八电阻的一端相连，第八电阻的另一端作为高边位防反接开关模块的开关输入端；所述第一电子开关电路包括第二mosfet管和第三mosfet管，第二mosfet管和第三mosfet管均为p沟道mosfet管；第二mosfet管和第三mosfet管反向串联，即第二mosfet管的源极与第三mosfet管的源极相连，第二mosfet管的栅极和第三mosfet管的栅极相连并接至第七电阻的另一端，第二mosfet管的漏极与第八电阻的另一端相连，第三mosfet管的漏极作为高边位防反接开关模块的开关输出端。5.根据权利要求1所述的多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，其特征在于，所述低边位防反接开关模块包括第二控制电路和第二电子开关电路；所述第一控制电路包括第九电阻和第十电阻；第九电阻的一端作为低边位防反接开关模块的信号输入端，第九电阻的另一端与第十电阻的一端相连，第十电阻的另一端接地；所述第二电子开关电路包括第四mosfet管和第五mosfet管，第四mosfet管和第五mosfet管均为n沟道mosfet管；第四mosfet管和第五mosfet管反向串联，即第四mosfet管的源极与第五mosfet管的源极相连，第四mosfet管的栅极和第五mosfet管的栅极相连并接至第九电阻的另一端，第四mosfet管的漏极作为低边位防反接开关模块的开关输入端，第五mosfet管的漏极作为低边位防反接开关模块的开关输出端并接地。6.根据权利要求3所述的多预设高低限且防反接的直流电压保护电子开关，其特征在于，给高限基准电路和低限基准电路供电的第一电源替换为独立的恒定电流源。

技术总结
本发明公开了一种多预设高低限直流电压保护且防反接的电子开关，包括若干个预设高低压门限参数保护通道、一个高边位防反接开关模块、一个低边位防反接开关模块和一个切换开关，不同预设高低压门限参数保护通道中预设的高低压门限参数不同，可设置电压值不同的动作参数范围；高边位防反接开关模块或低边位防反接开关模块在不同预设高低压门限参数保护通道的作用下，接收其发出的驱动信号，最终产生相应具有保护功能的开关动作。本发明既可以预设直流供电电压多个投切区间，以满足多区间连续投切和多区间跳变投切功能，又可以在高边位控制或低边位控制之间选择切换，且具有防反接功能，通用性较强。通用性较强。通用性较强。


技术研发人员：戴璐 何丽嘉 刘珊 朱建军 欧明文 谭德权
受保护的技术使用者：湖南电气职业技术学院
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25