一种直流接触器主触点检测电路的制作方法

文档序号:11987364阅读:662来源:国知局

本实用新型属于直流接触器检测技术领域,具体涉及一种直流接触器主触点检测电路。



背景技术:

直流接触器控制的是高压、大电流,其安装的位置往往是不易接触到的且相当的危险,但又不得不实时掌握其准确的工作状态,因此只能通过间接且可靠的方法准确判断它的状态,这样既避免直接接触高压又能准确判断,既能保证安全又能实时监测,达到两全其美。

目前的直流接触器从大的方面来划分可以分为两大类:一类是带辅助触点的;另一类是不带辅助触点的。在许多的应用场合需要直流接触器是带辅助触点的,因为只有通过辅助触点我们才能判断其主触点是闭合或断开,它的状态是比较关键的,往往牵扯安全问题。如果在高压检测电路中使用的直流接触器判断状态出现故障,将会造成非常严重的后果。

现在市场上带辅助触点的继电器的辅助触点往往较容易失效以及在现实使用中常常出现辅助触点损坏而主触点工作正常,其作为主触点工作状态检测反馈没有起到应有的作用。如果在使用过程中,直流接触器出现故障,会产生一连串的问题,如高压电路无法上高压、高压电路无法断开且无法准确判断其状态等各种安全问题。

目前直流接触器的辅助触点容易失效主要是随着接触器的长时间使用而达到临界寿命,使得弹片弹性变小,导通时弹力不够,使得接触不到触点从而导 致直流接触器主触点是导通的而辅助触点是断开的。虽然目前带辅助触点的直流接触器相对同等规格的不带辅助触点的价格高,但是许多接触器厂家生产带辅助触点的数量比不带辅助触点的数量少,主要是因为辅助触点容易失效,导致整个接触器的寿命跟着下降。因此,在使用中的高压检测电路中对于作为控制器件的直流接触器工作状态没有一个系统的、完善的、可靠的监测手段。

也就是说目前直流接触器作为一个小电流控制大电流的器件,对其的工作状态基本没有做到主电路进行实时监控的功能。直流接触器在工作中可能出现粘死、主触点接触处断开等现象,导致电压检测电路处于非正常工作状态中。而主电路中也没有对其进行实施监控,从而不能保证电路的是否处于正常工作状态中。

目前,随着新能源汽车的蓬勃发展,直流接触器被广泛地应用于控制新能源纯电动汽车的整车高压,其主触点的工作状态关乎着汽车能否正常的接上高压和汽车的高压能否安全地断开,因此对其主触点的工作状态时刻检测和监测就显得尤为重要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于解决上述的技术问题而提供一种无极性的直流接触器主触点检测电路。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种直流接触器主触点检测电路,包括隔离变压器T1,所述隔离变压器T1的原边侧初级线圈的两端连接周期驱动电路、副边侧一个次级线圈的两端分别接光耦开关电路与触点吸合检测电路的电压输入端;所述周期驱动电路包括第一驱动电路与第二驱动电路,所述触点吸合检测电路包括两个并联的光耦检测电路;所述光耦开关电路的电压输出端连接用于与直流接触器的一个极柱相连接的接线端子S1,所述触点吸合检测电路的电压输出端连接用于与直流接触器 的另一个极柱相连接的接线端子S2;所述第一驱动电路用于在第一检测时间导通并通过隔离变压器T1使一个光耦检测电路与光耦开关电路导通形成一个检测回路而在第一检测点输出高电平,所述第二驱动电路用于在第二检测时间导通并通过隔离变压器T1使另一个光耦检测电路与光耦开关电路导通形成另一个检测回路而在第二检测点输出高电平。

所述第一驱动电路与第二驱动电路的输出端分别与所述隔离变压器的原边侧初级线圈的两端相连接,所述第一驱动电路包括N-MOS1、N-MOS2两个N道沟MOS管,所述第二驱动电路包括N-MOS3、N-MOS4两个N道沟MOS管;所述N-MOS1的栅极接控制器MCU的MCU-1端、源极接隔离变压器T1的初级线圈的1端、漏极接VCC电压端,所述N-MOS2的栅极接控制器MCU的MCU-1端、源极接地、漏极接隔离变压器T1的初级线圈的2端;所述N-MOS4的栅极接控制器MCU的MCU-2端、源极接地、漏极接隔离变压器T1的初级线圈的1端;所述N-MOS3的栅极接控制器MCU的MCU-2端、源极接隔离变压器T1的初级线圈的2端、漏极接VCC电压端。

所述两个光耦检测电路包括两个光耦OP1、OP2,所述光耦OP2的引脚3接地、引脚4接控制器MCU的MCU-1端并通过一个电阻R7接VCC1电压、引脚1经二极管D1、电阻R4与光耦OP1的引脚2相接;光耦OP2的引脚2经过电阻R5、二极管D2接光耦OP1的引脚1;光耦OP1的引脚1经过电阻R3接接线端子S2光耦OP1的引脚3接地,引脚4接控制器MCU的MCU-3端并通过一个电阻R6接VCC1电压;一个电阻R1的一端接隔离变压器T1的4端、另一端接在光耦OP2的引脚1与二极管D1相接的线路上。

所述两个光耦OP1、OP2分别关联连接的两个三极管Q1、Q2,三极管Q1的基极接光耦OP1的引脚2、集电极接光耦OP1的引脚1、发射极接在电阻R4与二极管D1的连接线上;三极管Q的基极接光耦OP2的引脚2、集电极接在二极管D1与光耦OP1的引脚1相接的线路上、发射极接在电阻R5与二极管D2的连接线上。

所述光耦开关电路包括一个光耦开关OP3,光耦开关OP3的引脚1经一个电阻R8接控制器MCU的MCU-5端、引脚2接地、引脚3接接接线端子S1、引脚4经电阻R2 连接到隔离变压器T1的5端。

本实用新型通过采用变压器为主的辅助检测电路作为检测直流接触器主触点工作状态,绝缘要求能做到安全范围内和接线无极性要求,做到高压与低压的安全隔离,避免危险的发生,同时接线任意,没有正负极性之分。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的直流接触器主触点检测电路的电路图。

具体实施方式

下面,结合实例对本实用新型的实质性特点和优势作进一步的说明,但本实用新型并不局限于所列的实施例。

本实用新型直流接触器主触点检测电路是通过变压器对原边低压和副边高压进行有效隔离;同时电流方向不局限于单一,使得接线任意,即不区分正负极性。

参见图1所示,一种直流接触器主触点检测电路,包括隔离变压器T1,所述隔离变压器T1的原边侧初级线圈的两端连接周期驱动电路、副边侧一个次级线圈的两端分别接光耦开关电路与触点吸合检测电路的电压输入端:所述周期驱动电路包括第一驱动电路与第二驱动电路,所述触点吸合检测电路包括两个并联的光耦检测电路;所述光耦开关电路的电压输出端连接用于与直流接触器的一个极柱相连接的接线端子S1,所述触点吸合检测电路的电压输出端连接用于与直流接触器的另一个极柱相连接的接线端子S2;所述第一驱动电路用于在第一检测时间导通并通过隔离变压器T1使一个光耦检测电路与光耦开关电路导通形成一个检测回路而在第一检测点输出高电平,所述第二驱动电路用于在第二检测时间导通并通过隔离变压器T1使另一个光耦检测电路与光耦开关电路导通形成另一个检测回路而在第二检测点输出高电平。

所述第一驱动电路与第二驱动电路的电压输出端分别与所述隔离变压器的原边侧初级线圈的两端相连接,所述第一驱动电路包括N-MOS1、N-MOS2两个N道沟MOS管,所述第二驱动电路包括N-MOS3、N-MOS4两个N道沟MOS管;所述N-MOS1的栅极接控制器MCU的MCU-1端、源极接隔离变压器T1的初级线圈的1端、漏极接VCC电压端,所述N-MOS2的栅极接控制器MCU的MCU-1端、源极接地、漏极接隔离变压器T1的初级线圈的2端;所述N-MOS4的栅极接控制器MCU的MCU-2端、源极接地、漏极接隔离变压器T1的初级线圈的1端;所述N-MOS3的栅极接控制器MCU的MCU-2端、源极接隔离变压器T1的初级线圈的2端、漏极接VCC电压端。

所述两个光耦检测电路包括两个光耦OP1、OP2,所述光耦OP2的引脚3接地、引脚4接控制器MCU的MCU-1端并通过一个电阻R7接VCC1电压、引脚1经二极管D1、电阻R4与光耦OP1的引脚2相接;光耦OP2的引脚2经过电阻R5、二极管D2接光耦OP1的引脚1;光耦OP1的引脚1经过电阻R3接接线端子S2(接线端子S2用于连接至直流接触器的一个极柱),光耦OP1的引脚3接地,引脚4接控制器MCU的MCU-3端并通过一个电阻R6接VCC1电压;一个电阻R1的一端接隔离变压器T1的4端、另一端接在光耦OP2的引脚1与二极管D1相接的线路上。

进一步的,所述两个光耦OP1、OP2分别关联连接的两个三极管Q1、Q2,具体的,三极管Q1的基极接光耦OP1的引脚2、集电极接光耦OP1的引脚1、发射极接在电阻R4与二极管D1的连接线上;三极管Q的基极接光耦OP2的引脚2、集电极接在二极管D1与光耦OP1的引脚1相接的线路上、发射极接在电阻R5与二极管D2的连接线上。

所述光耦开关电路包括一个光耦开关OP3,光耦开关OP3的引脚1经一个电阻R8接控制器MCU的MCU-5端、引脚2接地、引脚3接接接线端子S1(接线端子S1用于连接至直流接触器的另一个极柱)、引脚4经电阻R2连接到隔离变压器T1的5端。

工作时,需先将检测电路的两个接线端子S1、S2连接至直流接触器的两个极 柱,再给低压侧上电。电路的工作原理如下:

1、低压上电后,控制器MCU驱动MCU-5端使得光耦开关OP3导通。此时如果直流接触器主触点没有吸合且两端有相应的压差,在控制器MCU里可以检测到MCU-3端或MCU-4端的电平为低电平;如若直流接触器主触点没有吸合且两端无压差,在控制器MCU里可以检测到MCU-3端和MCU-4端的电平都为高电平。

2、控制器MCU分时(周期为t)且连续驱动MCU-1端和MCU-2端,驱动MCU-1端时间为t1,驱动MCU-2端时间为t2,t1=t1+t2。在周期T1内分别作两次检测,即t1、t2两次检测。在t1时,MCU-1端驱动高电平使得N-MOS1与N-MOS2导通,变压器原边1端电压与副边4端的电压相同,高平电压经电阻R1后使光耦OP2导通,再经电阻R5、二级管D2、电阻R3、接线端子S2、S1,光耦开关OP3以及电阻R2形成检测回路;此时,MCU-3端检测到为低电平,MCU-4端检测到为高电平。

在t2时,MCU-2端驱动高电平使得N-MOS3与N-MOS4导通,变压器原边2端电压与副边5端的电压相同,高平电压经电阻R2后使光耦开关OP3、光耦OP1导通,再经电阻R3、二极管D1、电阻R4、接线端子S1、S2形成检测回路;此时,MCU-3端检测到为高电平,MCU-4端检测到为低电平。经两次检测,保证检测的准确性。

另外,由于光耦OP1、OP2只能通过小电流,大电流时可能造成损坏,因此,分别并联三极管Q1及三极管Q2达到分流作用,起到对光耦OP1、光耦OP2的过流保护功能。

3、当MCU-3端和MCU-4端间断地检测到高低电平,说明此时直流接触器主触点是吸合的。

本实用新型利用变压器转换可以使绝缘在安全范围内和接线无极性要求,做到高压与低压的安全隔离,避免高压危险的发生。

本实用新型实现了电池管理系统(BMS系统)中高压检测电路直流接触器工作状态的实时监测功能,使用变压器方案,使绝缘要求能做安全范围内,做到高压与低压的安全隔离,避免危险的发生;同时接线端子不区分极性,扩大了 其使用范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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