低速電動車大電流接觸器控制電路的製作方法
2023-10-07 03:47:39
低速電動車大電流接觸器控制電路的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種低速電動車大電流接觸器控制電路，包括上電緩衝接觸器、接觸器控制單元、電壓取樣單元、接觸器功率迴路以及電機控制器，其中：所述接觸器控制單元，用於根據電機控制器的控制指令閉合上電緩衝接觸器和大電流接觸器；所述電壓取樣單元，用於採樣分別位於大電流接觸器的觸點端的兩側的第一採樣點和第二採樣點的電壓；所述電機控制器，用於根據整車控制器的指令生成使上電緩衝接觸器閉合的控制指令、並在第一採樣點和第二採樣點的電壓差小於設定的壓差值時生成使大電流接觸器閉合的控制指令。本發明通過同時檢測大電流接觸器觸點端兩側的電壓，實現大電流接觸器的閉環控制，提高了產品的可靠性。
【專利說明】低速電動車大電流接觸器控制電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機控制器領域，更具體地說，涉及一種低速電動車大電流接觸器控制電路。
【背景技術】
[0002]目前國內大多數低速電動車中電機控制器的大電流接觸器都採用開環控制。這些電機控制器常見的控制方式為:高壓系統上電後閉合上電緩衝接觸器，並在延時一定時間後閉合大電流接觸器。
[0003]然而，上述電機控制器在控制接觸器閉合的過程為開環控制方式，當上電緩衝迴路失效後，仍然會執行閉合大電流接觸器的指令，而由於負載為大容量電容，在上電緩衝電路失效且大電流接觸器閉合時，將導致大電流接觸器承受較大的衝擊電流而出現接觸器粘連，使得大電流接觸器失效。因此，現有電機控制器中開環控制接觸器的方式可靠性低，大電流接觸器粘連失效的風險較大。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在於，針對上述電機控制器在控制大電流接觸器閉合時容易出線接觸器粘連失效的問題，提供一種低速電動車大電流接觸器控制電路。
[0005]本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種低速電動車大電流接觸器控制電路，包括上電緩衝接觸器、接觸器控制單元、電壓取樣單元、接觸器功率迴路以及電機控制器，其中:所述接觸器控制單元，用於根據電機控制器的控制指令閉合上電緩衝接觸器和大電流接觸器；所述電壓取樣單元，用於採樣分別位於大電流接觸器的觸點端的兩側的第一採樣點和第二採樣點的電壓並將採樣的電壓值發送到電機控制器；所述接觸器功率迴路包括與上電緩衝接觸器的觸點端串聯連接於第一採樣點和第二採樣點之間的緩衝電阻和連接於第二採樣點與負直流母線之間的直流母線電容；所述電機控制器，用於根據整車控制器的指令生成使上電緩衝接觸器閉合的控制指令、並在第一採樣點和第二採樣點的電壓差小於設定的壓差值時生成使大電流接觸器閉合的控制指令。
[0006]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述接觸器控制單元包括第一開關元件、第二開關元件，其中:大電流接觸器的線圈端與所述第一開關元件串聯連接在高電平和參考地之間；上電緩衝接觸器的線圈端與所述第二開關元件串聯連接在高電平和參考地之間；所述第一開關元件和第二開關元件的控制端分別連接到電機控制器的控制信號輸出端。
[0007]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述接觸器控制單元還包括第一二極體和第二二極體，所述第一二極體與上電緩衝接觸器的線圈端並聯連接且該第一二極體的陰極連接高電平；所述第二二極體與大電流接觸器的線圈端並聯連接且該第二二極體的陰極連接高電平。
[0008]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述電壓取樣單元包括第一取樣子單元和第二取樣子單元，其中第一取樣子單元用於採樣第一採樣點與負直流母線間電壓並輸出到電機控制器，第二取樣子單元用於採樣第二採樣點與負直流母線間電壓並輸出到電機控制器。
[0009]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述第一取樣子單元包括第一運算放大器，且該第一運算放大器的正輸入端經由電阻連接到第一採樣點、負輸入端經由電阻連接到負直流母線、輸出端連接到電機控制器。
[0010]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述第一運算放大器的正輸入端設有RC濾波電路、負輸入端與輸出端之間並聯連接有一個電阻和一個電容。
[0011]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述第二取樣子單元包括第二運算放大器，且該第二運算放大器的正輸入端經由電阻連接到第二採樣點、負輸入端經由電阻連接到負直流母線、輸出端連接到電機控制器。
[0012]在本發明所述的低速電動車大電流接觸器控制電路中，所述第二運算放大器的正輸入端設有RC濾波電路、負輸入端與輸出端之間並聯連接有一個電阻和一個電容。
[0013]本發明的低速電動車大電流接觸器控制電路，通過同時檢測大電流接觸器觸點端兩側的電壓，實現大電流接觸器的閉環控制，可實現有效避免大電流接觸器在較大容性負載工況下由於較高的壓差產生衝擊電流而出現接觸器觸點粘連的風險，從而提高了可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明低速電動車大電流接觸器控制電路實施例的示意圖。
[0015]圖2是圖1中的示意圖上電緩衝接觸器、大電流接觸器、接觸器控制單元及接觸器功率迴路的電路不意圖。
[0016]圖3是第一取樣子單元的電路示意圖。
[0017]圖4是第二取樣子單元的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0019]如圖1所示，是本發明低速電動車大電流接觸器控制電路實施例的示意圖，其用於實現低速電動車中大電流接觸器的閉合控制。本實施例中的大電流接觸器控制電路包括上電緩衝接觸器12、接觸器控制單元13、電壓取樣單元15、接觸器功率迴路14以及電機控制器16，其中上電緩衝接觸器12的觸點端串接在正直流母線上，大電流接觸器11的觸點端與上電緩衝接觸器12的觸點端並聯連接；接觸器控制單元13用於根據電機控制器的控制指令閉合上電緩衝接觸器12和大電流接觸器11，其具體通過使對應接觸器的線圈端通電實現接觸器的閉合；電壓取樣單元15用於採樣分別位於大電流接觸器11的觸點端的兩側的第一採樣點和第二採樣點的電壓並將採樣的電壓值發送到電機控制器16 ;接觸器功率迴路14包括與上電緩衝接觸器12的觸點端串聯連接於第一採樣點和第二採樣點之間的緩衝電阻和連接於第二採樣點與負直流母線間的直流母線電容；電機控制器16用於根據整車控制器的指令生成使上電緩衝接觸器閉合的控制指令、並在第一採樣點和第二採樣點的電壓差小於設定的壓差值時生成使大電流接觸器閉合的控制指令。
[0020]上述低速電動車大電流接觸器控制電路通過對大電流接觸器的觸點端兩側的壓差檢測，可有效避免大電流接觸器在較大容性負載工況下高的壓差產生衝擊電流，而出現接觸器觸點粘連的風險。
[0021]如圖2所示，是圖1中上電緩衝接觸器12、大電流接觸器11、接觸器控制單元13、接觸器功率迴路14的電路示意圖。上述的接觸器控制單元13包括第一開關元件Q1、第二開關元件Q2，其中大電流接觸器11的線圈端與第二開關元件Q2串聯連接在高電平VCC和參考地GND之間；上電緩衝接觸器12的線圈端與第一開關元件Ql串聯連接在高電平VCC和參考地GND之間；且第一開關元件Ql和第二開關元件Q2的控制端分別經由一個電阻R2、R3連接到電機控制器16的控制信號輸出端。這樣，可通過向第一開關元件Ql和第二開關元件Q2的控制端輸入高電平，使對應的接觸器線圈導通，從而使對應接觸器的觸點閉合。上述第一開關元件Ql和第二開關元件Q2具體可採用三極體或開關管等。
[0022]此外，上述接觸器控制單元13還可包括第一二極體Dl和第二二極體D2，其中第一二極體Dl與上電緩衝接觸器12的線圈端並聯連接且該第一二極體Dl的陰極連接高電平VCC ;第二二極體D2與大電流接觸器11的線圈端並聯連接且該第二二極體D2的陰極連接高電平VCC。
[0023]接觸器功率迴路14包括緩衝電阻Rl和直流母線電容Cl，在上電緩衝接觸器12的觸點端Kl導通時，直流母線電容Cl經由緩衝電阻Rl充電，使第二採樣點P的電壓逐漸升聞。
[0024]電壓取樣單元15包括第一取樣子單元和第二取樣子單元，其中第一取樣子單元用於採樣第一採樣點Pl與負直流母線N間電壓並輸出到電機控制器16，第二取樣子單元用於採樣第二採樣點P與負直流母線N間電壓並輸出到電機控制器16。
[0025]如圖3所示，第一取樣子單元包括第一運算放大器Ul-Β，且該第一運算放大器Ul-B的正輸入端經由電阻R9連接到第一採樣點P1、負輸入端經由電阻R8連接到負直流母線N、輸出端連接到電機控制器16。特別地，上述第一運算放大器Ul-B的正輸入端設有由電阻RlO和電容C3構成的RC濾波電路、負輸入端與輸出端之間並聯連接有一個電阻C5和一個電容R11。
[0026]如圖4所示，第二取樣子單元包括第二運算放大器Ul-Α，且該第二運算放大器Ul-A的正輸入端經由電阻R5連接到第二採樣點P、負輸入端經由電阻R4連接到負直流母線N、輸出端連接到電機控制器16。特別地，上述第二運算放大器Ul-A的正輸入端設有由電阻R6和電容C4構成的RC濾波電路、負輸入端與輸出端之間並聯連接有一個電阻C6和一個電容R7。
[0027]電機控制器16可採用一個微控制單元(MCU)，其內保存有一個設定的壓差值，當第一取樣子單元和第二取樣子單元採樣的電壓的差值小於設定的壓差值時向第二開關元件Q2輸出控制信號(例如高電平)，使大電流接觸器的觸點端K4閉合，實現大電流接觸器的閉合控制。
[0028]上述低速電動車大電流接觸器控制電路(當採用如圖2-4的電路時)工作原理如下:當高壓系統上電(即直流母線上電)後，電機控制器16響應整車控制器發出的閉合上電緩衝接觸器的指令，電機控制器16發送DOl信號為高電平，第一開關元件Ql導通，上電緩衝接觸器的觸點端Kl閉合。此時第一採樣點P1、負直流母線N兩端的電壓為高壓電池電壓，而第二採樣點P、負直流母線N之間通過緩衝電阻Rl給直流母線電容Cl充電，直流母線電容Cl兩端的電壓慢慢上升。第一取樣子單元和第二取樣子單元分別實時採樣第一採樣點P1、負直流母線N之間的電壓和第二採樣點P、負直流母線N之間的電壓並發送到電機控制器16，通過電機控制器16判斷第一取樣子單元和第二取樣子單元採樣的電壓差小於設定的壓差值時，發送D02信號為高電平，使第二開關元件Q2導通，大電流接觸器的觸點端K4吸合，從而有效避免了大電流接觸器因為容性負載在大壓差情況下產生較大衝擊電流而出現接觸器觸點粘連的風險。
[0029]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種低速電動車大電流接觸器控制電路，包括上電緩衝接觸器，其特徵在於:該控制電路還包括接觸器控制單元、電壓取樣單元、接觸器功率迴路以及電機控制器，其中:所述接觸器控制單元，用於根據電機控制器的控制指令閉合上電緩衝接觸器和大電流接觸器；所述電壓取樣單元，用於採樣分別位於大電流接觸器的觸點端的兩側的第一採樣點和第二採樣點的電壓並將採樣的電壓值發送到電機控制器；所述接觸器功率迴路包括與上電緩衝接觸器的觸點端串聯連接於第一採樣點和第二採樣點之間的緩衝電阻和連接於第二採樣點與負直流母線之間的直流母線電容；所述電機控制器，用於根據整車控制器的指令生成使上電緩衝接觸器閉合的控制指令、並在第一採樣點和第二採樣點的電壓差小於設定的壓差值時生成使大電流接觸器閉合的控制指令。
2.根據權利要求1所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述接觸器控制單元包括第一開關元件、第二開關元件，其中:大電流接觸器的線圈端與所述第一開關元件串聯連接在高電平和參考地之間；上電緩衝接觸器的線圈端與所述第二開關元件串聯連接在高電平和參考地之間；所述第一開關元件和第二開關元件的控制端分別連接到電機控制器的控制信號輸出端。
3.根據權利要求2所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述接觸器控制單元還包括第一二極體和第二二極體，所述第一二極體與上電緩衝接觸器的線圈端並聯連接且該第一二極體的陰極連接高電平；所述第二二極體與大電流接觸器的線圈端並聯連接且該第二二極體的陰極連接高電平。
4.根據權利要求1所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述電壓取樣單元包括第一取樣子單元和第二取樣子單元，其中第一取樣子單元用於採樣第一採樣點與負直流母線間電壓並輸出到電機控制器，第二取樣子單元用於採樣第二採樣點與負直流母線間電壓並輸出到電機控制器。
5.根據權利要求4所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述第一取樣子單元包括第一運算放大器，且該第一運算放大器的正輸入端經由電阻連接到第一採樣點、負輸入端經由電阻連接到負直流母線、輸出端連接到電機控制器。
6.根據權利要求5所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述第一運算放大器的正輸入端設有RC濾波電路、負輸入端與輸出端之間並聯連接有一個電阻和一個電容。
7.根據權利要求4所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述第二取樣子單元包括第二運算放大器，且該第二運算放大器的正輸入端經由電阻連接到第二採樣點、負輸入端經由電阻連接到負直流母線、輸出端連接到電機控制器。
8.根據權利要求7所述的低速電動車大電流接觸器控制電路，其特徵在於:所述第二運算放大器的正輸入端設有RC濾波電路、負輸入端與輸出端之間並聯連接有一個電阻和一個電容。
【文檔編號】H01H47/02GK103956297SQ201410181158
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】汪順軍, 潘波, 楊睿誠, 張昊, 梁松波, 張超 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司