一种机器人电源系统的保护电路的制作方法

1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种机器人电源系统的保护电路。

背景技术：

2.现有的机器人电源系统通常使用了较多的电源通道，比如24v、12v、5v等不同电压值的电源通道，以连接各种24v负载、传感器、电机等。而现有的电源通道保护电路主要采用纯硬件保护电路，或者纯软件保护电路，功能较为单一，集成度低。申请号cn201420812792.8提供了一种过流保护电路，该过流保护电路包括相互连接的mcu控制单元、ad采样单元和开关单元；ad采样单元连接在受mcu控制单元控制的通路中检测点与mcu控制单元的ad模块端口之间，mcu控制单元根据获取到的该检测点的电压值判断通路中是否有短路情况，在电压异常时通过i/o端口控制开关单元断开通路的供电回路，从而以较低的成本实现快速及时的过流保护。上述技术方案为软件短路保护电路，然而该电路反应较慢，功能单一，无法对电路中过载现象进行监控，无法自主设置过流点参数。当机器人电源系统发生过流时无硬件过流限制，无法同时监控负载电压电流，发生短路情况时容易造成硬件损坏。

技术实现要素：

3.本发明提供一种机器人电源系统的保护电路，以解决现有保护电路存在的保护功能单一、无法实时监控电流、无法自主设置过流点参数的问题。
4.本发明的是这样实现的，一种机器人电源系统的保护电路，包括：
5.电压采集模块、电子保险丝模块、mcu控制器；
6.所述电压采集模块的输入端和所述电子保险丝模块的第一端共接于电源电压；
7.所述电压采集模块的输出端与所述mcu控制器的第一输入端连接；
8.所述电子保险丝模块的第二端与所述mcu控制器的第二输入端连接，第三端与负载连接；
9.所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述mcu控制器；
10.所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述mcu控制器；监测负载电流，将负载电流发送至所述mcu控制器，以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向muc控制器触发软件过流保护请求；
11.所述mcu控制器用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护。
12.可选地，所述电子保险丝模块包括：
13.电子保险丝芯片、保险丝工作状态监测单元；
14.所述保险丝工作状态监测单元的一端与所述电子保险丝芯片连接，另一端与所述
mcu控制器连接；
15.所述保险丝工作状态监测单元用于在上电时默认关闭电子保险丝芯片，在上电后根据mcu控制器的开关信号开启或关闭所述电子保险丝芯片，在电子保险丝芯片工作期间获取电子保险丝芯片的工作状态信息并发送至所述mcu控制器。
16.可选地，所述保险丝工作状态监测单元包括：
17.第一电阻、第二电阻、开关器件；
18.所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端的共接点与所述mcu控制器的使能端en连接；
19.所述第一电阻的第二端连接电源电压，所述第二电阻的第二端与所述开关器件的第一端连接；
20.所述开关器件的第二端与所述电子保险丝芯片的状态信号端en/fault连接，第三端接地。
21.可选地，所述电子保险丝模块还包括负载电流监测单元；
22.所述负载电流监测单元的一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端isense连接，另一端与所述mcu控制器连接；
23.所述负载电流监测单元用于按预设的电流电压比将流过电子保险丝芯片的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号发送至所述mcu控制器，以监测负载电流。
24.可选地，所述负载电流监测单元包括第一电容、第三电阻、第四电阻、第二电容；
25.所述第一电容的第一端和所述电子保险丝芯片的电压输出端vout的共接点与负载连接；
26.所述第三电阻的第一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端isense连接；
27.所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端、第二电容的第一端之间的共接点，与所述mcu控制器连接；
28.所述第四电阻的第二端、第二电容的第二端、第一电容的第二端共接于地。
29.可选地，所述电子保险丝模块还包括过电流设置单元；
30.所述过电流设置单元的一端与所述电子保险丝芯片的极限电流端ilim连接，另一端接地；
31.所述过电流设置单元用于设置过电流阈值和钳位电流；
32.所述电子保险丝芯片还用于当负载电流大于或等于所述过电流阈值时，调整负载电流为预设的钳位电流，以实现硬件过流保护，根据所述钳位电流的持续时长向muc控制器触发软件过流保护请求；
33.所述mcu控制器用于根据所述软件过流保护请求关断所述电子保险丝芯片的输出。
34.可选地，所述电子保险丝模块还包括电压上升斜率调整单元；
35.所述电压上升斜率调整单元的一端与所述电子保险丝芯片的电压斜率端dv/dt连接，另一端接地；
36.所述电压上升斜率调整单元用于设置所述电子保险丝芯片的输出电压从零上升至目标电压的时间。
37.可选地，所述电子保险丝芯片还用于：
38.当输入电压大于预设的钳位电压时，降低内部晶体管的栅极驱动电压，以降低输出电压；以及监测内部晶体管的温度信息，当温度信息大于或等于预设温度阈值时，执行热保护，以关闭电压输出。
39.可选地，所述电子保险丝芯片还用于：
40.当监测到负载电流为反向电流且反向电流大于预设电流阈值时，执行反向电流保护，以关闭电压输出；
41.当监测到输入电压大于输出电压且持续时长大于预设时长阈值时，执行重启动，以启动电压输出。
42.可选地，所述电压采集模块包括第五电阻、第六电阻、第三电容；
43.所述第五电阻的第一端和所述第三电容的第一端共接于电源电压；
44.所述第三电容的第二端接地；
45.所述第五电阻的第二端和第六电阻的第一端的共接点与所述mcu控制器连接；
46.所述第六电阻的第二端接地。
47.本发明提供了一种机器人电源系统的保护电路，包括电压采集模块、电子保险丝模块、mcu控制器；其中所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述mcu控制器；所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述mcu控制器；监测负载电流，将负载电流发送至所述mcu控制器；以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向muc控制器触发软件过流保护请求；所述mcu控制器用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护；从而融合了硬件过流保护和软件过流保护，可实时监控负载运行情况，包括功率、电流、过流、短路等，功能集成度高。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1是本发明一实施例提供的机器人电源系统的保护电路的示意图；
50.图2是本发明另一实施例提供的机器人电源系统的保护电路的示意图。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.本发明提供了一种机器人电源系统的保护电路，包括电压采集模块、电子保险丝模块、mcu控制器；其中所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述mcu控制器；所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述mcu控制器；监测负载电流，将负载电流发送至
所述mcu控制器；以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向muc控制器触发软件过流保护请求；所述mcu控制器用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护；从而融合了硬件过流保护和软件过流保护，可实时监控负载运行情况，包括功率、电流、过流、短路等，功能集成度高。
53.图1为本发明实施例提供的机器人电源系统的保护电路的示意图。如图1所示，所述机器人电源系统的保护电路包括：
54.电压采集模块10、电子保险丝模块20、mcu控制器30；
55.所述电压采集模块10的输入端和所述电子保险丝模块20的第一端共接于电源电压；
56.所述电压采集模块10的输出端与所述mcu控制器30的第一输入端连接；
57.所述电子保险丝模块20的第二端与所述mcu控制器30的第二输入端连接，第三端与负载连接；
58.所述电压采集模块10用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述mcu控制器30；
59.所述电子保险丝模块20用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述mcu控制器30；监测负载电流，将负载电流发送至所述mcu控制器30，以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向muc控制器30触发软件过流保护请求；
60.所述mcu控制器30用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护。
61.在本发明实施例中，所述电压采集模块10实时采集电源电压，所述电子保险丝模块20实时监测负载电流。所述电源电压与所述负载电流共同用于计算负载的实时功率，以完成对负载过压、欠压逻辑判断。
62.其中，硬件过流保护是指通过电子保险丝模块20来自主设置短路保护的过电流阈值，当电源通道上的负载发生短路，负载电流超过所述过电流阈值时，电流瞬间被所述电子保险丝模块20拉低至钳位电流，以对负载电流进行钳位，从而达到快速保护电子保险丝以及整个电源系统不被损坏的效果，实现硬件过流保护。
63.软件过流保护是指当负载电流拉低至钳位电流后，电子保险丝模块20根据钳位电流的持续时长，向mcu控制器30发送软件过流保护请求，所述mcu控制器30则根据所述软件过流保护请求关闭所述电子保险丝模块20的输出，通过关闭电源通道达到保护电子保险丝以及整个电源系统的效果，实现软件过流保护。
64.可见，本发明实施例提供的机器人电源系统的保护电路同时融合了硬件过流保护和软件过流保护，且硬件过流保护比软件过流保护更加迅速可靠；所述机器人电源系统的保护电路还可实时监控负载运行情况，包括功率、电流、过流、短路等，可自主设置过流点参数，功能集成度高。
65.图2为本发明实施例提供的机器人电源系统的保护电路的示意图。如图2所示，在所述机器人电源系统的保护电路中，所述电子保险丝模块20还包括：电子保险丝芯片21、保险丝工作状态监测单元22；
66.所述保险丝工作状态监测单元22的一端与所述电子保险丝芯片21连接，另一端与所述mcu控制器30连接；
67.所述保险丝工作状态监测单元22用于在上电时默认关闭电子保险丝芯片，在上电后根据mcu控制器30的开关信号开启或关闭所述电子保险丝芯片21，在电子保险丝芯片工作期间获取电子保险丝芯片21的工作状态信息并发送至所述mcu控制器30。
68.可选地，作为本发明的一个优选示例，所述电子保险丝芯片21为集成式芯片，优选为型号nis6432芯片。
69.可选地，所述保险丝工作状态监测单元22包括：
70.第一电阻r1、第二电阻r2、开关器件q1；
71.所述第一电阻r1的第一端与所述第二电阻r2的第一端的共接点与所述mcu控制器30的使能端en连接；
72.所述第一电阻r1的第二端连接电源电压，所述第二电阻r2的第二端与所述开关器件q1的第一端连接；
73.所述开关器件q1的第二端与所述电子保险丝芯片21的状态信号端en/fault连接，第三端接地。
74.所述开关器件q1可以为三极管，此时所述第一电阻r1、第二电阻r2、开关器件q1共同构成开集输出电路；所述开关器件q1也可以为mos管，此时所述第一电阻r1、第二电阻r2、开关器件q1共同构成开漏输出电路。
75.在这里，所述第一电阻r1、第二电阻r2、开关器件q1在上电导通时会将所述电子保险丝芯片21的状态信号端en/fault的电压拉低，从而关闭所述电子保险丝芯片21；在上电后通过接收所述mcu控制器30输出的使能信号，实现开启或关闭所述电子保险丝芯片21；在电子保险丝工作期间，通过获取所述电子保险丝芯片21输出的fault信号并发送至mcu控制器30，从而使得mcu控制器30可实时监测电子保险丝是否正常工作、是否发生过热，实现对电子保险丝工作状态的监测。
76.可选地，所述电子保险丝模块20还包括负载电流监测单元23；
77.所述负载电流监测单元23的一端与所述电子保险丝芯片21的电流感应端isense连接，另一端与所述mcu控制器30连接；
78.所述负载电流监测单元23用于按预设的电流电压比将流过电子保险丝芯片的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号发送至所述mcu控制器30，以监测负载电流。
79.可选地，所述负载电流监测单元包括第一电容c1、第三电阻r3、第四电阻r4、第二电容c2；
80.所述第一电容c1的第一端和所述电子保险丝芯片21的电压输出端vout的共接点与负载连接；
81.所述第三电阻r3的第一端与所述电子保险丝芯片21的电流感应端isense连接；
82.所述第三电阻r3的第二端和所述第四电阻r4的第一端、第二电容c2的第一端之间的共接点，与所述mcu控制器30连接；
83.所述第四电阻r4的第二端、第二电容c2的第二端、第一电容c1的第二端共接于地。
84.在这里，本发明实施例通过设置所述第三电阻r3和第四电阻r4均为1kω，使得流过电子保险丝芯片的电流与电流感应端isense的输出电压的比例为2a：1v的关系，即电子
保险丝芯片流过2a电流，电流感应端isense的输出电压为1v，电子保险丝芯片流过4a电流，电流感应端isense的输出电压为2v；其中第二电容c2为滤波作用。所述mcu控制器30通过电流监控端il mot获取电流感应端isense的输出电压，实现对负载电流的监控。
85.可选地，所述电子保险丝模块20还包括过电流设置单元24；
86.所述过电流设置单元24的一端与所述电子保险丝芯片21的极限电流端ilim连接，另一端接地；
87.所述过电流设置单元24用于设置过电流阈值和钳位电流；
88.所述电子保险丝芯片21还用于当负载电流大于或等于所述过电流阈值时，调整负载电流为预设的钳位电流，以实现硬件过流保护，根据所述钳位电流的持续时长向muc控制器30触发软件过流保护请求；
89.所述mcu控制器30用于根据所述软件过流保护请求关断所述电子保险丝芯片21的输出。
90.在这里，本发明实施例通过在电子保险丝芯片21的极限电流端ilim与地之间连接一个电阻，记为第七电阻r7，以设置短路时的电流限制值。示例性地，通过将所述第七电阻r7设置为4.99kω，从而可以设定过电流阈值为i
ol
＝10a，钳位电流为i
sc
＝4a，即当负载电流超过10a的情况下，电子保险丝芯片21自动将负载电流钳位在4a，以保护电子保险丝及整个电源系统不被损坏。进一步地，所述电子保险丝芯片21通过极限电流端ilim监控负载电流，当监控到负载电流在预设时间内均稳定在4a的钳位电流时，判断为短路现象，向muc控制器30触发软件过流保护请求，以使得所述mcu控制器30根据所述软件过流保护请求，控制使能端en拉低电子保险丝芯片en/fault端的电压，关断电子保险丝芯片21的输出，实现软件过流保护。本发明实施例实现了对电子保险丝和电源系统的软硬件的双重短路保护，有效地提高了电源系统的安全可靠性。
91.可选地，所述电子保险丝模块20还包括电压上升斜率调整单元25；
92.所述电压上升斜率调整单元25的一端与所述电子保险丝芯片21的电压斜率端dv/dt连接，另一端接地；
93.所述电压上升斜率调整单元25用于设置所述电子保险丝芯片21的输出电压从零上升至目标电压的时间。
94.在这里，所述电压上升斜率调整单元25包括一电容，这里记为第四电容c4。通过在所述电子保险丝芯片21的电压斜率端dv/dt连接一个电容，可控制电子保险丝芯片21的电压输出端vout的输出电压的上升斜率，即从0v上升至目标电压vdd的时间。
95.可选地，所述电子保险丝芯片21还用于：
96.当输入电压大于预设的钳位电压时，降低内部晶体管的栅极驱动电压，以降低输出电压；以及监测内部晶体管的温度信息，当温度信息大于或等于预设温度阈值时，执行热保护，以关闭电压输出。
97.在这里，所述钳位电压由电子保险丝芯片21内部的放大器和基准电路决定。可选地，所述钳位电压可以为6.5v。当监测到输出电压或者输入电压超过所述钳位电压时，即发生过电压，所述电子保险丝芯片21内部晶体管的栅极驱动电压降低，由晶体管承担一部分电压，以降低限制输出电压，从而同时保护负载的瞬态运行和实现过电压保护功能。如果过电压条件存在数秒，则会导致电子保险丝芯片21的功耗过大、温度过热。对此，所述电子保
险丝芯片21内部还包括内部温度传感器电路，用于感知内部功率场效应晶体管的温度。电子保险丝芯片21通过监测内部晶体管的温度信息，当温度信息大于或等于预设温度阈值时，执行热保护，关闭电子保险丝芯片的输出。可选地，所述预设温度阈值优选为175℃。
98.可选地，所述电子保险丝芯片21还用于：
99.当监测到负载电流为反向电流且反向电流大于预设电流阈值时，执行反向电流保护，以关闭电压输出；
100.当监测到输入电压大于输出电压且持续时长大于预设时长阈值时，执行重启动，以启动电压输出。
101.在这里，所述电子保险丝芯片21具有反向电流保护功能，能够监控和保护反向电流事件。当电源故障或者负载是大容性负载的情况下，会产生负电流，即电流反向的情况，当反向电流超过预设电流阈值时，电子保险丝芯片21关闭输出。当输入电压超过输出电压并持续100us以上时，电子保险丝芯片自动重新启动，输出电压。
102.可选地，作为本发明的一个优选示例，所述电压采集模块10包括第五电阻r5、第六电阻r6、第三电容c3；
103.所述第五电阻r5的第一端和所述第三电容c3的第一端共接于电源电压；
104.所述第三电容c3的第二端接地；
105.所述第五电阻r5的第二端和第六电阻r6的第一端的共接点与所述mcu控制器连接；
106.所述第六电阻r6的第二端接地。
107.在这里，所述电压采集模块10采用所述第五电阻r5、第六电阻r6进行分压，并将输出端连接mcu控制器30的adc通道，实现对电源电压的实时采集。
108.需要说明的是，附图2中省略了mcu控制器30。
109.综上所述，本发明实施例提供的机器人电源系统的保护电路，同时具备硬件过流保护和软件过流保护的功能，且硬件过流保护反应更快，可自主设置软件的过流参数点，可实时监控负载运行情况，包括功率、电流、过流、短路等；可反馈电子保险丝状态信息，进而得到电路工作状态，功能集成度高，保护范围广，设计简单。
110.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种机器人电源系统的保护电路，其特征在于，包括：电压采集模块、电子保险丝模块、mcu控制器；所述电压采集模块的输入端和所述电子保险丝模块的第一端共接于电源电压；所述电压采集模块的输出端与所述mcu控制器的第一输入端连接；所述电子保险丝模块的第二端与所述mcu控制器的第二输入端连接，第三端与负载连接；所述电压采集模块用于实时采集输入电压，并将所述输入电压发送至所述mcu控制器；所述电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至所述mcu控制器；监测负载电流，将负载电流发送至所述mcu控制器，以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向muc控制器触发软件过流保护请求；所述mcu控制器用于接收并监测负载电流，根据所述软件过流保护请求执行软件过流保护。2.如权利要求1所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝模块包括：电子保险丝芯片、保险丝工作状态监测单元；所述保险丝工作状态监测单元的一端与所述电子保险丝芯片连接，另一端与所述mcu控制器连接；所述保险丝工作状态监测单元用于在上电时默认关闭电子保险丝芯片，在上电后根据mcu控制器的开关信号开启或关闭所述电子保险丝芯片，在电子保险丝芯片工作期间获取电子保险丝芯片的工作状态信息并发送至所述mcu控制器。3.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述保险丝工作状态监测单元包括：第一电阻、第二电阻、开关器件；所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端的共接点与所述mcu控制器的使能端en连接；所述第一电阻的第二端连接电源电压，所述第二电阻的第二端与所述开关器件的第一端连接；所述开关器件的第二端与所述电子保险丝芯片的状态信号端en/fault连接，第三端接地。4.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝模块还包括负载电流监测单元；所述负载电流监测单元的一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端isense连接，另一端与所述mcu控制器连接；所述负载电流监测单元用于按预设的电流电压比将流过电子保险丝芯片的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号发送至所述mcu控制器，以监测负载电流。5.如权利要求4所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述负载电流监测单元包括第一电容、第三电阻、第四电阻、第二电容；所述第一电容的第一端和所述电子保险丝芯片的电压输出端vout的共接点与负载连
接；所述第三电阻的第一端与所述电子保险丝芯片的电流感应端isense连接；所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端、第二电容的第一端之间的共接点，与所述mcu控制器连接；所述第四电阻的第二端、第二电容的第二端、第一电容的第二端共接于地。6.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝模块还包括过电流设置单元；所述过电流设置单元的一端与所述电子保险丝芯片的极限电流端ilim连接，另一端接地；所述过电流设置单元用于设置过电流阈值和钳位电流；所述电子保险丝芯片还用于当负载电流大于或等于所述过电流阈值时，调整负载电流为预设的钳位电流，以实现硬件过流保护，根据所述钳位电流的持续时长向muc控制器触发软件过流保护请求；所述mcu控制器用于根据所述软件过流保护请求关断所述电子保险丝芯片的输出。7.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝模块还包括电压上升斜率调整单元；所述电压上升斜率调整单元的一端与所述电子保险丝芯片的电压斜率端dv/dt连接，另一端接地；所述电压上升斜率调整单元用于设置所述电子保险丝芯片的输出电压从零上升至目标电压的时间。8.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝芯片还用于：当输入电压大于预设的钳位电压时，降低内部晶体管的栅极驱动电压，以降低输出电压；以及监测内部晶体管的温度信息，当温度信息大于或等于预设温度阈值时，执行热保护，以关闭电压输出。9.如权利要求2所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电子保险丝芯片还用于：当监测到负载电流为反向电流且反向电流大于预设电流阈值时，执行反向电流保护，以关闭电压输出；当监测到输入电压大于输出电压且持续时长大于预设时长阈值时，执行重启动，以启动电压输出。10.如权利要求1至9任一项所述的机器人电源系统的保护电路，其特征在于，所述电压采集模块包括第五电阻、第六电阻、第三电容；所述第五电阻的第一端和所述第三电容的第一端共接于电源电压；所述第三电容的第二端接地；所述第五电阻的第二端和第六电阻的第一端的共接点与所述mcu控制器连接；所述第六电阻的第二端接地。

技术总结

本发明提供了一种机器人电源系统的保护电路，包括电压采集模块、电子保险丝模块、MCU控制器；电压采集模块用于实时采集输入电压，并将输入电压发送至MCU控制器；电子保险丝模块用于开启、关闭电子保险丝以及监测电子保险丝的工作状态，产生工作状态信息并发送至MCU控制器；监测负载电流，将负载电流发送至MCU控制器；以及，当负载发生过流时将负载电流拉低至钳位电流，以进行硬件过流保护，根据钳位电流的持续时长向MUC控制器触发软件过流保护请求；MCU控制器用于接收并监测负载电流，根据软件过流保护请求执行软件过流保护。本发明融合了硬件过流保护和软件过流保护，可实时监控负载运行情况，包括功率、电流、过流、短路等，功能集成度高。集成度高。集成度高。