起动机用电子起动继电器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种起动机用电子起动继电器，涉及汽车电器领域。为解决大功率起动机在长时间拖动发动机、起动机主触点不闭合(顶齿)、铣齿，以及起动机“反带”、“误动作”等外来故障出现时会导致起动继电器、电磁开关或起动机损坏的问题而发明。本发明实施例公开的技术方案包括：数据采集分析电路、升压电路和执行电路，以及Start端子、B+端子和Out端子；所述数据采集分析电路分别与所述Start端子、B+端子和Out端子相连；所述升压电路分别与所述数据采集分析电路、所述执行电路、所述B+端子和Out端子相连；所述执行电路分别与所述B+端子和Out端子相连。
【专利说明】起动机用电子起动继电器
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车电器领域，尤其涉及一种起动机用电子起动继电器。
【背景技术】
[0002]目前，起动机的控制装置包括起动按钮、起动继电器、电磁开关等部件。现有技术中起动继电器为电磁式起动继电器，大功率起动机在长时间拖动发动机、起动机主触点不闭合(顶齿)、铣齿，以及起动机“反带”、“误动作”等外来故障出现时会导致起动继电器、电磁开关或起动机的损坏。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种起动机用电子起动继电器，能够在出现长时间拖动发动机、起动机主触点不闭合(顶齿)、铣齿，以及起动机“反带”、“误动作”等外来故障时自动保护，大大减轻甚至避免起动继电器、电磁开关或起动机的损坏。
[0004]本发明解决技术问题采用如下技术方案:一种起动机用电子起动继电器，包括:数据采集分析电路、升压电路和执行电路，以及Start端子、B+端子和Out端子；
[0005]所述数据采集分析电路分别与所述Start端子、B+端子和Out端子相连；所述升压电路分别与所述数据采集分析电路、所述执行电路、所述B+端子和Out端子相连；所述执行电路分别与所述B+端子和Out端子相连。
[0006]可选的，本发明实施例提供的起动机用电子起动继电器中，所述数据采集分析电路包括:
[0007]电阻R2、电阻R3、电容C4、电阻R4、电阻R5、电容C3、电阻R8、电阻R9、电阻R1、稳压二极管Dl和14脚单片机Ul ；
[0008]所述电阻R3的一端与所述Start端子相连；所述电阻R3的另一端分别与所述14脚单片机Ul的3脚和所述电阻R2的一端相连；所述电容C4并联在所述电阻R2的两端；所述电阻R4的一端与所述B+端子相连，所述电阻R4的另一端分别与所述14脚单片机Ul的13脚和所述电阻R5的一端相连；所述电容C3并联在所述电阻R5的两端；所述电阻R8的一端与所述Out端子相连，所述电阻R8的另一端分别与所述14脚单片机Ul的12脚和所述电阻R9的一端相连；所述14脚单片机Ul的2脚与所述升压电路相连；所述稳压二极管Dl的负极分别与所述电阻Rl的一端和所述14脚单片机Ul的I脚相连，所述电阻Rl的另一端与所述B+端子相连；所述电阻R2的另一端、所述电阻R5的另一端、所述电阻R9的另一端、所述稳压二极管Dl的正极和所述14脚单片机Ul的14脚接地。
[0009]可选的，本发明实施例提供的起动机用电子起动继电器中，所述升压电路，包括:稳压二极管D2、电阻R6、NPN型三极管Q2、电阻R30、电容C2、二极管D3、半桥驱动器U2和电容Cl ；
[0010]所述电阻R6的一端与所述B+端子相连，所述电阻R6的另一端分别与所述NPN型三极管Q2的基极和所述稳压二极管D2的负极相连；所述NPN型三极管Q2的集电极与所述B+端子相连，所述NPN型三极管Q2的发射极与所述电阻R30的一端相连；所述电阻R30的另一端分别与所述半桥驱动器U2的I脚、所述二极管D3的正极和所述电容C2的一端相连；所述半桥驱动器U2的2脚与所述数据采集分析电路相连；所述二极管D3的负极分别与所述半桥驱动器U2的8脚、所述电容Cl的一端相连；所述电容Cl的另一端分别与所述半桥驱动器U2的6脚和所述Out端子相连；所述半桥驱动器U2的7脚与所述执行电路相连；所述稳压二极管D2的正极、所述电容C2的另一端和所述半桥驱动器U2的4脚接地。
[0011]可选的，本发明实施例提供的起动机用电子起动继电器中，所述执行电路，包括:电阻R7、功率场效应管Ql和二极管D4 ；
[0012]所述电阻R7的一端与所述升压电路相连，所述电阻R7的另一端与所述功率场效应管Ql的栅极相连；所述功率场效应管Ql的源极与所述二极管D4的负极和所述Out端子相连；所述功率场效应管Ql的漏极与所述B+端子相连；所述二极管D4的正极接地。
[0013]本发明具有如下有益效果:用户按下起动机的起动按钮后，起动机用电子起动继电器通过数据采集分析电路采集分析B+端子的电压；当数据采集分析电路采集到的电压波形符合起动机主触点不闭合波形特征时，数据采集分析电路通过升压电路向执行电路输出低电平，使执行电路关断，进而控制Out关断；当电压波形符合发动机起动的波形特征时，经过延时，Out关断；且锁定Out,即使Start断电后再次接通，Out依然关断；如果经过设定时间，电压波形依然处于发动机未起动波形特征，Out关断。本发明提供的技术方案解决了大功率起动机在长时间拖动发动机、起动机主触点不闭合(顶齿)、铣齿，以及起动机“反带”、“误动作”等外来故障出现时会导致起动继电器、电磁开关或起动机的损坏的的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例1提供的起动机用电子起动继电器的结构示意图；
[0015]图2为图1所示的起动机用电子起动继电器中数据采集分析电路的结构示意图；
[0016]图3为图1所示的起动机用电子起动继电器中升压电路的结构示意图；
[0017]图4为图1所示的起动机用电子起动继电器中执行电路的结构示意图；
[0018]图5为本发明实施例1提供的起动机用电子起动继电器的结构示意图二 ；
[0019]图6为图1所示的起动机用电子起动继电器中起动机的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，本实施例提供了一种起动机用电子起动继电器，包括:数据采集分析电路101、升压电路102和执行电路103，以及Start端子、B+端子和Out端子；其中，所述数据采集分析电路分别与所述Start端子、B+端子和Out端子相连；所述升压电路分别与所述数据采集分析电路、所述执行电路、所述B+端子和Out端子相连；所述执行电路分别与所述B+端子和Out端子相连。
[0023]在本实施例中,用户使用起动机用电子起动继电器时，Start端子连接起动按钮，B+端子连接起动按钮和电磁开关，Out端子连接电磁开关的线圈连接端，该线圈连接端为电磁开关吸合线圈和保持线圈的连接端。用户按下起动按钮后，起动机用电子起动继电器通过数据采集分析电路采集分析B+端子的电压；当数据采集分析电路采集到的电压波形符合起动机主触点不闭合波形特征时，数据采集分析电路通过升压电路向执行电路输出低电平，使执行电路关断，进而控制Out关断；当电压波形符合发动机起动的波形特征时，经过延时，Out关断；且锁定Out,即使Start断电后再次接通,Out依然关断；如果经过设定时间，电压波形依然处于发动机未起动波形特征，Out关断。
[0024]进一步的，如图2所示，本实施例提供的起动机用电子起动继电器中数据采集分析电路，包括:电阻R2、电阻R3、电容C4、电阻R4、电阻R5、电容C3、电阻R8、电阻R9、电阻R1、稳压二极管Dl和14脚单片机Ul ；
[0025]所述电阻R3的一端与所述Start端子相连；所述电阻R3的另一端分别与所述14脚单片机Ul的3脚和所述电阻R2的一端相连；所述电容C4并联在所述电阻R2的两端；所述电阻R4的一端与所述B+端子相连，所述电阻R4的另一端分别与所述14脚单片机Ul的13脚和所述电阻R5的一端相连；所述电容C3并联在所述电阻R5的两端；所述电阻R8的一端与所述Out端子相连，所述电阻R8的另一端分别与所述14脚单片机Ul的12脚和所述电阻R9的一端相连；所述14脚单片机Ul的2脚与所述升压电路相连；所述稳压二极管Dl的负极分别与所述电阻Rl的一端和所述14脚单片机Ul的I脚相连，所述电阻Rl的另一端与所述B+端子相连；所述电阻R2的另一端、所述电阻R5的另一端、所述电阻R9的另一端、所述稳压二极管Dl的正极和所述14脚单片机Ul的14脚接地。
[0026]在本实施例中，电阻R4和电阻R5为分压电阻，它们将B+端子输入的电压输入数据采集分析电路，即14脚单片机Ul的13脚；通过14脚单片机Ul的2脚接收的B+端子提供的电压；电阻R2和电阻R3为分压电阻，它们将Start端子提供的电压输入到14脚单片机Ul的3脚；电阻R8和电阻R9为分压电阻，它们将Out端子输入的电压输入数据采集分析电路，即14脚单片机Ul的12脚。
[0027]进一步的，如图3所示，本实施例提供的起动机用电子起动继电器中升压电路，包括:稳压二极管D2、电阻R6、NPN型三极管Q2、电阻R30、电容C2、二极管D3、半桥驱动器U2和电容Cl ；
[0028]所述电阻R6的一端与所述B+端子相连，所述电阻R6的另一端分别与所述NPN型三极管Q2的基极和所述稳压二极管D2的负极相连；所述NPN型三极管Q2的集电极与所述B+端子相连，所述NPN型三极管Q2的发射极与所述电阻R30的一端相连；所述电阻R30的另一端分别与所述半桥驱动器U2的I脚、所述二极管D3的正极和所述电容C2的一端相连；所述半桥驱动器U2的2脚与所述数据采集分析电路相连；所述二极管D3的负极分别与所述半桥驱动器U2的8脚、所述电容Cl的一端相连；所述电容Cl的另一端分别与所述半桥驱动器U2的6脚和所述Out端子相连；所述半桥驱动器U2的7脚与所述执行电路相连；所述稳压二极管D2的正极、所述电容C2的另一端和所述半桥驱动器U2的4脚接地。
[0029]在本实施例中，稳压二极管D2、电阻R6、NPN型三极管Q2、电阻R30和电容C2用于为半桥驱动器U2储电。
[0030]进一步的，如图4所示，本实施例提供的起动机用电子起动继电器中执行电路，包括:电阻R7、功率场效应管Ql和二极管D4 ；
[0031]所述电阻R7的一端与所述升压电路相连，所述电阻R7的另一端与所述功率场效应管Ql的栅极相连；所述功率场效应管Ql的源极与所述二极管D4的负极和所述Out端子相连；所述功率场效应管Ql的漏极与所述B+端子相连；所述二极管D4的正极接地。
[0032]在本实施例中，14脚单片机Ul收到Start端子输入的高电平指令时，14脚单片机Ul的2脚输出高电平至半桥驱动器U2的2脚，半桥驱动器U2的7脚输出高电平，使功率场效应管Ql导通，Out端子输出高电平；U1的计时器开始计时，如果达到预设时间，Start端子输入仍为高电平，且没有出现令14脚单片机Ul将其2脚降为低电平的条件，14脚单片机Ul的2脚输出低电平至半桥驱动器U2的2脚，半桥驱动器U2的7脚输出低电平，使功率场效应管Ql关断，Out输出低电平。
[0033]具体的，14脚单片机Ul的13脚先记录初始电压NO’ 14脚单片机Ul收到Start端子输入高电平指令后，记录第一段电压下降的低点VI，经过最低点后，电压继续下降，记录第二段电压下降的低点V2，如果V2-VDV1-V0，14脚单片机Ul的2脚输出高电平；如果V2-V1〈V1-V0，经过设定时间Tl，14脚单片机Ul的2脚输出低电平。通过上述方式能够实现主触点不闭合保护。
[0034]如果14脚单片机Ul的2脚输出高电平，经过一定时间，14脚单片机Ul的13脚电压如果大于V0-V10，则14脚单片机Ul的2脚输出高电平；14脚单片机Ul的13脚电压如果小于V0-V10，且持续时间>T2，14脚单片机Ul的2脚输出低电平。通过上述方式能够实现起动后自动关断，其中VlO为设定数值。
[0035]当自动关断或Start端子输入为低电平后，14脚单片机Ul检测B+电压V，如果V升高并〉V0，此时即使Start端子输入为高电平时，14脚单片机Ul的仍输出低电平。只有当V下降或低于V0，14脚单片机Ul的才能输出高电平。通过上述方式能够实现发动机起动锁定(输出不能高电平)，其中半桥驱动器U2的作用是保证功率场效应管Ql处于饱和导通状态。
[0036]在本实施例中，数据采集分析电路、升压电路和执行电路分别包含上述元件时，起动机用电子起动继电器的结构可以如图5所示。具体的，起动机用电子起动继电器连接的外围器件的结构可以如图6所示。
[0037]本实施例提供的技术方案，采用功率场效应管Ql代替电磁式起动继电器，驱动功率较低且无线圈功耗，可以连续长时间工作；该方案提供的起动机用电子起动继电器没有触点，故障率低。此外，该方案通过14脚单片机Ul进行控制，可以实现延时关断，从而避免长时间拖动起动机；可以实现主触点不闭合关断，避免烧毁电磁开关；也可以实现发动机起动自动关断，从而避免起动机“反带”;还可以实现发动机起动后锁定，避免起动机运行中起动造成统齿。
[0038]本发明具有如下有益效果:用户按下起动机的起动按钮后，起动机用电子起动继电器通过数据采集分析电路采集分析B+端子的电压；当数据采集分析电路采集到的电压波形符合起动机主触点不闭合波形特征时，数据采集分析电路通过升压电路向执行电路输出低电平，使执行电路关断，进而控制Out关断；当电压波形符合发动机起动的波形特征时，经过延时，Out关断；且锁定Out,即使Start断电后再次接通，Out依然关断；如果经过设定时间，电压波形依然处于发动机未起动波形特征，Out关断。本发明提供的技术方案解决了大功率起动机在长时间拖动发动机、起动机主触点不闭合(顶齿)、铣齿，以及起动机“反带”、“误动作”等外来故障出现时会导致起动继电器、电磁开关或起动机的损坏的的问题。
[0039]以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0040]最后应说明的是:以上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。
【权利要求】
1.一种起动机用电子起动继电器，其特征在于，包括: 数据采集分析电路、升压电路和执行电路，以及start端子、B+端子和Out端子； 所述数据采集分析电路分别与所述Start端子、B+端子和Out端子相连；所述升压电路分别与所述数据采集分析电路、所述执行电路、所述B+端子和Out端子相连；所述执行电路分别与所述B+端子和Out端子相连。
2.根据权利要求1所述的起动机用电子起动继电器，其特征在于，所述数据采集分析电路包括: 电阻R2、电阻R3、电容C4、电阻R4、电阻R5、电容C3、电阻R8、电阻R9、电阻R1、稳压二极管Dl和14脚单片机Ul ； 所述电阻R3的一端与所述Start端子相连；所述电阻R3的另一端分别与所述14脚单片机Ul的3脚和所述电阻R2的一端相连；所述电容C4并联在所述电阻R2的两端；所述电阻R4的一端与所述B+端子相连，所述电阻R4的另一端分别与所述14脚单片机Ul的13脚和所述电阻R5的一端相连；所述电容C3并联在所述电阻R5的两端；所述电阻R8的一端与所述Out端子相连，所述电阻R8的另一端分别与所述14脚单片机Ul的12脚和所述电阻R9的一端相连；所述14脚单片机Ul的2脚与所述升压电路相连；所述稳压二极管Dl的负极分别与所述电阻Rl的一端和所述14脚单片机Ul的I脚相连，所述电阻Rl的另一端与所述B+端子相连；所述电阻R2的另一端、所述电阻R5的另一端、所述电阻R9的另一端、所述稳压二极管Dl的正极和所述14脚单片机Ul的14脚接地。
3.根据权利要求1所述的起动机用电子起动继电器，其特征在于，所述升压电路，包括: 稳压二极管D2、电阻R6、NPN型三极管Q2、电阻R30、电容C2、二极管D3、半桥驱动器U2和电容Cl ； 所述电阻R6的一端与所述B+端子相连，所述电阻R6的另一端分别与所述NPN型三极管Q2的基极和所述稳压二极管D2的负极相连；所述NPN型三极管Q2的集电极与所述B+端子相连，所述NPN型三极管Q2的发射极与所述电阻R30的一端相连；所述电阻R30的另一端分别与所述半桥驱动器U2的I脚、所述二极管D3的正极和所述电容C2的一端相连；所述半桥驱动器U2的2脚与所述数据采集分析电路相连；所述二极管D3的负极分别与所述半桥驱动器U2的8脚、所述电容Cl的一端相连；所述电容Cl的另一端分别与所述半桥驱动器U2的6脚和所述Out端子相连；所述半桥驱动器U2的7脚与所述执行电路相连；所述稳压二极管D2的正极、所述电容C2的另一端和所述半桥驱动器U2的4脚接地。
4.根据权利要求1所述的起动机用电子起动继电器，其特征在于，所述执行电路，包括: 电阻R7、功率场效应管Ql和二极管D4 ； 所述电阻R7的一端与所述升压电路相连，所述电阻R7的另一端与所述功率场效应管Ql的栅极相连；所述功率场效应管Ql的源极与所述二极管D4的负极和所述Out端子相连；所述功率场效应管Ql的漏极与所述B+端子相连；所述二极管D4的正极接地。
【文档编号】H01H47/00GK104409278SQ201410730035
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】李振华, 高杰, 程刚, 高君龙 申请人:北京中纺恒远汽车电器有限公司