電動車控制器電容的預充電電路的製作方法
2023-10-25 10:26:47 2
電動車控制器電容的預充電電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了電動車控制器電容的預充電電路，二極體D2正極連接鑰匙開關B+，負極連接電阻接DC-DC開關電源、電阻R10一端；電阻R10另一端接場效應管Q5漏極；場效應管Q5源極接電容C，柵極接電阻R13一端；電阻R13另一端接光電耦合器U1。使用該預充電電路，減小了導通接觸器開關時車載電源與電容的電壓差；鑰匙開關B+關斷後，由電容給MCU供電，安全關閉電路，防止控制器產生誤動作，且達到給電容放點的目的，省去放電電路，節省成本。
【專利說明】電動車控制器電容的預充電電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電動車控制器電路，具體涉及電動車控制器電容的預充電電路。
技術背景
[0002]電動車以蓄電池為能源驅動電機工作從而達到使電動車行駛的目的，電動車電機的工作由電機控制器控制，電機控制器的內部有許多用於濾波及穩壓的大電容，大電容的正極與蓄電池的正極通過接觸器開關直接連接，當直接閉合接觸器開關，蓄電池瞬間會以非常大的電流給電容充電，其衝擊會影響電容的壽命和控制器的可靠性。
[0003]因此，為了解決上述的問題，目前有如下解決方案:通過鑰匙開關控制預充電電路，預充電完成後再由控制器內部延時控制大電流繼電器打開總電源開關。此方案有效解決了瞬間大電流給電容充電的問題，但是關閉開關後，電容也一直是充電飽和狀態，也會影響電容的壽命與控制器的可靠性，另外鑰匙信號關閉後，開關電源沒有電壓輸入，開關電源不工作，單片機等控制電路因沒有供電電源而停止工作，此時電容器兩端仍有很高的電壓，這樣就存在誤動作的危險。
[0004]為解決以上問題，本實用新型採用新的控制器預充電電路，用場效應管代替達林頓管，進一步降低預充電後電容與車載電源的電壓差，減小接觸器吸合時的衝擊電流；開關管Ul採用光電耦合器，抗幹擾性強；省掉放電電路，鑰匙信號關閉後由電容來供單片機處理控制器各項關閉工作，同時將電容電量放掉，兼顧放電功能，安全有效保護控制器。
【發明內容】
[0005]本實用新型出於克服現有技術中的不足，在關閉鑰匙信號之後，利用電容給單片機供電，既解決了電容放電的問題，又排除了控制器誤動作的危險。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的技術方案是:
[0007]一種電動車控制器充放電電路，連接在鑰匙開關B+與電容C之間，包括:
[0008]鑰匙開關B+與二極體D2正極相連；
[0009]二極體D2正極連接鑰匙開關B+，負極與DC-DC開關電源一端、電阻RlO —端連接；
[0010]DC-DC開關電源一端連接二極體D2負極，另一端連接MCU的輸入端；
[0011]MCU輸入端連接DC-DC開關電源一端，輸出端與電阻R15 —端連接；
[0012]電阻RlO —端與二極體D2負極連接，另一端連接開關管Q5 —端；
[0013]開關管Q5 —端與電阻RlO連接，另一端與電阻Rll —端、電容C 一端、地PGND連接；
[0014]電阻R12 —端連接+5V電源，另一端連接電阻R14 —端；
[0015]電阻R14 —端連接電阻R12，另一端與三極體Q6集電極連接；
[0016]電阻R15 —端接MCU輸出端，另一端與電阻R16 —端、三極體Q6基極連接；
[0017]電阻R16 —端連接電阻R15 —端，另一端接地；
[0018]三極體Q6發射極接地；電阻Rll —端接開關管Q5、電阻R13 —端，另一端接地PGND ；
[0019]電阻R13 —端接電阻Rll —端、開關管Q5，另一端與開關管Ul連接；
[0020]開關管Ul —端接電源P15V，另一端與電阻R13 —端連接；
[0021]電容C 一端接開關管Q5 —端、地PGND，另一端接地。
[0022]所述開關管Q5為場效應管，其源極連接電容C 一端、電阻Rll —端、PGND，柵極連接電阻Rll另一端、R13 —端，漏極連接電阻RlO —端。
[0023]所述開關管Ul為光電耦合器，其發光源與電阻R14兩端分別連接，受光器一端連接電源P15V，另一端與電阻R13 —端連接。
[0024]相比現有的預充電電路，本實用新型有顯著優點和有益效果，具體體現為:
[0025]使用該預充電電路，無需另行設計放電電路即可實現電容的放電，而且由單片機處理各個輸出有序合適的關閉，有效防止控制器誤動作，可實現電容的安全充放電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為現有的電動車控制器預充電電路的電路原理圖；
[0027]圖2為本實用新型電動車控制器預充電電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型的具體實施方法如下:
[0029]如果直接閉合接觸器開關，車載電源瞬間會以非常大的電流給電容充電，，所以通常情況下控制器在閉合接觸器開關之前給電容進行預充電。
[0030]圖1為現有的電動車控制器預充電電路的電路原理圖，其中=DC-DC開關電源一端連接鑰匙開關B+，另一端連接MCU的輸入端；MCU輸入端連接DC-DC開關電源一端，輸出端與電阻R7 —端連接；電阻R7另一端連接電阻R8 —端、三極體Q3基極；電阻R8另一端接地；三極體Q3發射極接地，集電極連接電阻R5 —端；電阻R5另一端連接電阻R2一端、達林頓管Ql基極；電阻R2另一端接鑰匙開關B+ ;達林頓管Ql發射極接鑰匙開關B+，集電極接電阻Rl —端；電阻Rl另一端接二極體Dl正極；二極體Dl負極接電阻R3一端、電阻R4 —端、電容C 一端；電阻R3另一端接三極體Q2基極、三極體Q4集電極；電阻R4另一端接三極體Q2集電極；三極體Q2發射極接地；三極體Q4基極接電阻R6 —端、電阻R9 —端，發射極接地；電阻R9另一端接地；電阻R6另一端接鑰匙開關B+ ;電容C另一端接地。
[0031]DC-DC開關電源輸入端連接鑰匙開關B+，當鑰匙開關B+開通後，由DC-DC開關電源給MCU供電，MCU開始工作，控制達林頓管Ql開通，車載電源給電容C預充電，由於電阻Rl的存在，充電電流不會太大；當鑰匙開關B+關斷時，DC-DC開關電源輸入端沒有輸入電壓，輸出電壓會迅速下降，MCU停止工作，而此時電容C兩端電壓仍有很高電壓，不能快速放電，使後續電路可以持續工作一段時間，有誤動作的危險，且電容C長時間處於飽和狀態會影響電容壽命，所以一般會設有放電電路，如圖中所示，電容C的電量會通過電子R3、R4消耗掉。
[0032]如圖2，本實用新型的電動車控制器預充電電路採用場效應管Q5代替達林頓管Q1，由於場效應管漏極與源極兩端電壓差小於達林頓管集電極與發射極兩端電壓差，在預充電結束後，電容C正極電壓會高於使用達林頓管時的電壓,這樣會使接觸器開關閉合時兩端電壓差減小，減小接觸器開關吸合時的衝擊電流，延長接觸器開關壽命；去掉二極體D1，在鑰匙開關B+與DC-DC開關電源之間加入二極體D2，省掉放電電路，鑰匙開關B+關斷後利用電容C給DC-DC開關電源供電來維持MCU的正常工作，使控制器各個元器件能夠有序的關閉，既能有效的釋放電容C電量，又能保證整個電路的安全運行，防止誤動作，做到安全充放電。
[0033]當鑰匙開關B+導通時，MCU控制三極體Q6開通，此時有電流流過電阻R14，電阻R14兩端產生電壓差，即光電耦合器Ul發光源兩端產生電壓差，使得光電耦合器Ul受光器兩端導通，電源P15V為相對於點PGND電壓為15V，三極體Q5柵極電壓上升，三極體Q5導通，車載電源給電容C預充電；當鑰匙開關B+斷開時，電容C給MCU供電，使其正常工作，保證整個電路的安全關閉且能夠快速的消耗掉電容C的電量，無需另行設計放電電路，達到安全放電的目的。
[0034]對於為本實用新型的示範性實施例，應當理解為是本實用新型的權利要求書的保護範圍內其中的某一種示範性示例，具有對本領域技術人員實現相應的技術方案的指導性作用，而非對本實用新型的限定。
【權利要求】
1.電動車控制器電容的預充電電路，其特徵在於:連接在鑰匙開關B+與電容C之間，包括:鑰匙開關B+與二極體D2正極相連；二極體D2正極連接鑰匙開關B+，負極與DC-DC開關電源一端、電阻RlO —端連接；DC-DC開關電源一端連接二極體D2負極，另一端連接MCU的輸入端；MCU輸入端連接DC-DC開關電源一端，輸出端與電阻R15 —端連接；電阻RlO —端與二極體D2負極連接,另一端連接開關管Q5 —端；開關管Q5 —端與電阻RlO連接，另一端與電阻Rll —端、電容C 一端、地PGND連接；電阻R12 —端連接+5V電源，另一端連接電阻R14 —端；電阻R14 —端連接電阻R12，另一端與三極體Q6集電極連接；電阻R15 —端接MCU輸出端，另一端與電阻R16 —端、三極體Q6基極連接；電阻R16 —端連接電阻R15 —端，另一端接地；三極體Q6發射極接地；電阻Rll —端接開關管Q5、電阻R13 —端，另一端接地PGND ;電阻R13 —端接電阻Rll —端、開關管Q5，另一端與開關管Ul連接；開關管Ul —端接電源P15V，另一端與電阻R13 —端連接；電容C 一端接開關管Q5 —端、地PGND，另一端接地。
2.根據權利要求1所述的電動車控制器電容的預充電電路，其特徵在於:所述開關管Q5為場效應管，其源極連接電容C 一端、電阻Rll —端、PGND，柵極連接電阻Rll另一端、R13—端，漏極連接電阻RlO —端。
3.根據權利要求1所述的電動車控制器電容的預充電電路，其特徵在於:所述開關管Ul為光電耦合器，其發光源與電阻R14兩端分別連接，受光器一端連接電源P15V，另一端與電阻R13 —端連接。
【文檔編號】H02J7/00GK204103534SQ201420435503
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】黃順維 申請人:河南超微電動汽車有限公司