一种高压检测电路及高压连接电路的制作方法

本发明涉及高压设备组件技术领域，特别是涉及一种高压检测电路及高压连接电路。

背景技术：

随着各国对能源和环保问题的越来越重视，电动和混动汽车行业得到飞速发展。在电动汽车及大型储能系统中采用的直流高压高达几百伏，已远超过人体所能承受的安全电压，高压安全成为人们重点需要解决的问题。为避免触电危险，必须确保高压电路中的高压连接器安全牢靠，为此引入高压互锁检测电路，增强高压连接电路的安全性和可靠性。

目前，常用的高压互锁检测电路结构如图1所示。其中，高压电池包1输出一个脉冲信号，从用电器2的低压端线束进入用电器2，然后经过高压连接器3上的回型圈4回到用电器2的另一低压端线束，并按照相同的方式依次穿过各个用电器2，直到回到高压电池包1的反馈端。该高压互锁检测电路的原理是：仅当各用电器的高压连接器连接正常时，高压连接器上的回型圈接通，此时高压电池包在反馈端检测到脉冲信号。如果未检测到信号，则说明电路中有故障。

由于将所有的高压连接器的回型圈串联，导致发生故障时所有器件都不能正常运行，现有技术中，需要通过人工检测每个高压连接器是否故障，逐一排除故障后才能继续工作。由此可见，上述方式不仅需要人工检测，且高压连接器插拔不便，排除故障费时费力，效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压检测电路及高压连接电路，能够判断高压连接器是否发生故障，并且在包含多个高压连接器的网络中，可直接快速地定位故障点，降低检修难度，从而进一步降低了包含有高压连接器的高压连接电路的检修难度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高压检测电路，包括互锁检测电路和电源电路，其中，所述互锁检测电路包括第一指示器件，所述第一指示器件的第一端与高压连接器的回型圈的第一端连接，所述第一指示器件的第二端与所述电源电路的第一输出端连接，所述回型圈的第二端接地以将所述第一指示器件和所述回型圈形成回路。

优选地，所述互锁检测电路还包括设置于所述第一指示器件与所述电源电路之间，并用于分压的第一电阻。

优选地，还包括驱动电路，所述互锁检测电路还包括通断信号提供电路；

所述通断信号提供电路包括第一光耦、第二电阻和第三电阻；

所述第一光耦的发光器件的阳极和所述第一电阻的第一端连接，二者的公共端与所述电源电路的第一输出端连接，所述第一光耦的发光器件的阴极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述回型圈的第一端连接，所述第一光耦的光敏器件的发射极接地，所述第一光耦的光敏器件的集电极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电源电路的第二输出端连接；

其中，所述电源电路包括两个输出端，分别输出第一电压和第二电压；

所述驱动电路的输入端与所述第一光耦的光敏器件的集电极连接，所述驱动电路的输出端设置于所述回型圈的高压进线端与用电器之间用于提供驱动信号以接通或者断开二者的连接。

优选地，所述驱动电路包括继电器和控制电路，所述继电器的触点设置在所述高压进线端和所述用电器之间，所述控制电路用于根据所述第一光耦的光敏器件的集电极的输出信号控制所述继电器的触点的通断。

优选地，所述控制电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二光耦、第二指示器件、防反向二极管、肖特基二极管和三极管；

所述第二光耦的发光器件的阳极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第二电压的输出端连接，所述第二光耦的发光器件的阴极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二光耦的光敏器件的集电极与所述第四电阻的第一端和所述第一电压的输出端连接，所述第二光耦的光敏器件的发射极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述三极管的基极和所述第七电阻的第一端连接，所述三极管的发射极和所述第七电阻的第二端接地，所述第四电阻的第二端与所述第二指示器件的第一端连接，所述第二指示器件的第二端与所述防反向二极管的阳极连接，所述肖特基二极管的阴极与所述继电器的线圈的第一端和所述第一电压的输出端连接，所述防反向二极管的阴极、所述肖特基二极管的阳极、所述三极管的集电极与所述继电器的线圈的第二端连接，所述继电器的第一静触点与所述回型圈的高压进线端连接，所述继电器的第二静触点与所述用电器连接。

优选地，所述第一指示器件包括指示灯或蜂鸣器。

优选地，所述第一指示器件为两个，且两个所述第一指示器件并联。

优选地，所述第一光耦和所述第二光耦具体为ltv-817s的光电耦合器。

优选地，所述电源电路还包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、电感及电压转换器；

所述第三电容的第一端、所述第一电容的第一端及所述电感的第一端与所述第一电压的输出端连接，所述第三电容的第二端、所述第一电容的第二端与所述电压转换器的第一接地端接地，所述电感的第二端与所述电压转换器的输入端连接，所述电压转换器的输出端、所述第二电容的第一端及所述第四电容的第一端与所述第二电压的输出端连接，所述第二电容的第二端、所述第四电容的第二端及所述电压转换器的第二接地端接地，所述第五电容设置于所述第一接地端与所述第二接地端之间。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高压连接电路，包括高压电池包、高压连接器、串联连接的用电器，还包括本发明提供的高压检测电路。

本发明所提供的高压检测电路，设计有第一指示器件，用于指示对高压连接器检测的结果。当该电路应用到多个高压连接器网络中时，第一指示器件的第一端与高压连接器的回型圈的第一端连接，第一指示器件的第二端与电源电路的第一输出端连接，所述回型圈的第二端接地，从而将第一指示器件和回型圈形成回路。当高压连接器未连接或故障，电源正常工作时，第一指示器件与回型圈形成的回路处于断路状态，此时第一指示器件不工作；当高压连接器连接正常且电源正常工作时，第一指示器件与回型圈形成的回路接通，此时第一指示器件可正常工作。由此可知，本发明提供的高压检测电路可直接根据第一指示器件的工作状态指示判断高压连接器是否发生故障，并且在包含多个高压连接器的网络中，可直接快速地定位故障点，大大降低了检修难度，便于及时排除故障。

本发明所提供的高压连接电路包含有高压检测电路，因此，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有高压检测电路结构图；

图2为本发明提供的高压检测电路结构图；

图3为本发明提供的电源电路、高压检测电路和驱动电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的目的是提供一种高压检测电路及高压连接电路，能够判断高压连接器是否发生故障，并且在多个高压连接器网络中，可直接快速地定位故障点，降低检修难度，从而进一步降低了包含有高压连接器的高压连接电路的检修难度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图2为本发明实施例提供的高压检测电路结构图，如图2所示，在高压连接电路中，高压电池包1用于为用电器2提供电源，高压连接器3与用电器2连接。为确保用电安全，高压连接电路中的每个高压连接器3均与高压检测电路连接，用于检测高压连接器是否存在故障，并能及时定位高压连接电路中存在故障的高压连接器3。图3为本发明提供的电源电路、高压检测电路和驱动电路结构图，如图3所示，高压检测电路包括互锁检测电路20和电源电路10；其中，互锁检测电路20包括第一指示器件led1，第一指示器件led1的第一端与高压连接器3的回型圈的第一端100连接，第一指示器件led1的第二端与电源电路10的第一输出端连接，回型圈的第二端接地以将第一指示器件led1和回型圈形成回路。

具体地，高压检测电路用于检测高压连接器3是否能正常工作，当检测到高压连接器3正常时，接通用电器2使其工作；当检测到高压连接器3故障时，则需排除故障后连接用电器2。判断高压连接器3是否能正常工作，可通过判断高压连接器3中回型圈的第一端100和回型圈的第二端200之间是否正常接通来实现。

高压检测电路包括互锁检测电路20和电源电路10，互锁检测电路20用于检测高压连接器3中回型圈的第一端100和回型圈的第二端200之间能否正常工作；电源电路10为互锁检测电路20提供工作电源。其中，互锁检测电路20包括第一指示器件led1，用于对高压连接器3的回型圈的两端之间工作状态进行指示；第一指示器件led1的第一端与高压连接器3的回型圈的第一端100连接，第一指示器件led1的第二端与电源电路10的第一输出端连接，回型圈的第二端200接地以将第一指示器件led1和回型圈形成回路。回型圈的第一端100和回型圈的第二端200之间正常工作时，第一指示器件led1可正常工作；回型圈的第一端100和回型圈第二端200之间发生故障时，第一指示器件led1无法正常工作。通过第一指示器件led1给出的工作状态指示，判断出高压电路中的高压连接器3是否能正常工作。

本发明所提供的高压检测电路，设计有第一指示器件，用于指示对高压连接器检测的结果。当该电路应用到包含多个高压连接器网络中时，将第一指示器件和回型圈形成回路。当高压连接器故障，电源正常工作时，第一指示器件与回型圈形成的回路处于断路状态，此时第一指示器件不工作；当高压连接器连接正常且电源正常工作时，第一指示器件与回型圈形成的回路接通，此时第一指示器件可正常工作。由此可知，本发明提供的高压检测电路可直接根据第一指示器件的工作状态指示判断高压连接器是否发生故障，并且在多个高压连接器网络中，可直接快速地定位故障点，大大降低了检修难度，便于及时排除故障。

如图3所示，互锁检测电路20还包括设置于第一指示器件led1与电源电路10之间，并用于分压的第一电阻r1。

具体地，本实施例中的互锁检测电路20利用成本低、结构简单的电阻对电源电路10输出的电压进行分压，为第一指示器件led1提供合适的工作电压。本实施例中，本领域技术人员可以根据实际应用需要而合理设置电阻阻值，从而为第一指示器件提供合适的电压，便于根据实际情况进行调整，方便操作。

进一步地，高压检测电路还包括驱动电路30，互锁检测电路20还包括通断信号提供电路210；通断信号提供电路210包括第一光耦u2、第二电阻r2和第三电阻r3；第一光耦u2的发光器件的阳极和第一电阻r1的第一端连接，二者的公共端与电源电路10的第一输出端连接，第一光耦u2的发光器件的阴极与第三电阻r3的第一端连接，第三电阻r3的第二端与回型圈的第一端100连接，第一光耦u2的光敏器件的发射极接地，第一光耦u2的光敏器件的集电极与第二电阻r2的第一端连接，第二电阻r2的第二端与电源电路10的第二输出端连接；

其中，电源电路10包括两个输出端，分别输出第一电压vcc1和第二电压vcc2；

驱动电路30的输入端与第一光耦u2的光敏器件的集电极连接，驱动电路30的输出端设置于回型圈的高压进线端300与用电器2之间用于提供驱动信号以接通或者断开二者的连接。

具体地，本实施例公开了驱动电路30根据通断信号提供电路210提供的接通或断开信号，从而驱动回型圈的高压进线端300与用电器2的接通或断开。

具体地，本实施例公开了互锁检测电路20还包括通断信号提供电路210，其中第一光耦u2的发光器件具体为发光二极管，第一光耦u2的光敏器件具体为光敏三极管，第二电阻r2为上拉电阻，当第一光耦u2无法导通时，将光敏三极管集电极钳在高电平，第三电阻r3为限流电阻。

工作原理如下：

1)高压连接器3正常工作且电源正常工作时，第一电压经vcc1第一光耦中u2的发光端接限流电阻，经过回型圈的第一端100和回型圈的第二端200接地形成回路，此时第一光耦u2导通，第一光耦u2中的发光二极管正常发光，第一光耦u2中的光敏三极管的集电极与光敏三极管的发射极连通接地使集电极处于低电平。

2)高压连接器3故障但电源正常工作时，第一光耦u2无法导通，第一光耦u2中的光敏三极管集电极经上拉电阻接至第二电压vcc2，则光敏三极管的集电极被钳位在高电平。

实际上，第一光耦u2中的光敏三极管集电极为通断信号提供电路210的输出端，与驱动电路30的输入端相连为驱动电路30提供通断信号。当高压连接器3正常工作时，第一光耦u2中的光敏三极管集电极为低电平，即通断信号提供电路210输出低电平信号；当高压连接器3故障时，第一光耦u2中的光敏三极管集电极为高电平，即通断信号提供电路输出高电平信号。在本实施例中，通断信号提供电路利用输出的低电平信号或高电平信号作为控制回型圈的高压进线端与用电器之间通断的通断信号，从而使驱动电路有效地控制通断，无需工作人员根据高压连接器是否正常来控制通断，提高了操作的便利性。

进一步地，驱动电路30包括继电器k1和控制电路310，继电器k1的触点设置在回型圈的高压进线端300和用电器2之间，控制电路310用于根据第一光耦u2的光敏器件的集电极的输出信号控制继电器k1的触点的通断。

具体地，继电器k1包括三个触点，位于中间的是动触点11，上下各一个静触点，具体为rtb14012f继电器，线圈电压为12v，线圈电阻3600hms，继电器切换电压为250vac。

进一步地，控制电路310包括第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第二光耦u3、第二指示器件led2、防反向二极管d2、肖特基二极管d1和三极管q1；

第二光耦u3的发光器件的阳极与第五电阻r5的第一端连接，第五电阻的r5第二端与第二电压vcc2的输出端连接，第二光耦u3的发光器件的阴极与第二电阻r2的第一端连接，第二光耦u3的光敏器件的集电极与第四电阻r4的第一端和第一电压vcc1的输出端连接，第二光耦u3的光敏器件的发射极与第六电阻r6的第一端连接，第六电阻r6的第二端与三极管q1的基极和第七电阻r7的第一端连接，三极管q1的发射极和第七电阻r7的第二端接地，第四电阻r4的第二端与第二指示器件led2的第一端连接，第二指示器件led2的第二端与防反向二极管d2的阳极连接，肖特基二极管d1的阴极与继电器k1的线圈的第一端a1和第一电压vcc1的输出端连接，防反向二极管d2的阴极、肖特基二极管d1的阳极、三极管q1的集电极与继电器k1的线圈的第二端a2连接，继电器k1的第一静触点12与回型圈的高压进线端300连接，继电器k1的第二静触点14与用电器2连接。

进一步地，第一光耦u2和第二光耦u3具体为ltv-817s的光电耦合器，输入输出隔离电压达到5000vrms，响应时间达4us。

具体地，第四电阻r4为分压电阻，第五电阻r5为上拉电阻，第六电阻r6为限流电阻，第七电阻r7为保护电阻。第二指示器件led2用于指示高压连接器3是否与用电器2的连接，肖特基二极管d1用于当继电器线圈突然掉电时，将线圈中的电流泄放掉，保护电路不损坏。

实际上，控制电路310用于根据第一光耦u2的光敏器件的集电极的输出信号控制继电器k1的触点的通断。当第一光耦u2的光敏三极管的集电极输出高电平信号即高压连接器3故障时，可理解为通断信号提供电路210为控制电路提供断开信号；控制电路310中第二光耦u3的发光二极管的阴极与第一光耦u2的光敏三极管的集电极相连为高电平，第二光耦u3的发光二极管的阳极经过上拉电阻与第二分压vcc2连接，此时第二光耦u3中的发光二极管不能正常发光，第二光耦u3无法导通，从而控制电路310不能给继电器k1提供电信号使其与用电器2连接，同时第二指示器件led2不工作。

当第一光耦u2的光敏三极管的集电极输出低电平信号即高压连接器3正常工作时，可理解为通断信号提供电路210为控制电路310提供接通信号；控制电路310中第二光耦u3的发光二极管的阴极为低电平，此时第二光耦u3中的发光二极管正常发光，第二光耦u3导通，第二指示器件led2工作提供指示信息，三极管q1的基极经光敏三极管的发射极和光敏三极管的集电极与第一分压vcc1连接，获得高电平，此时三极管q1导通，从而驱动继电器k1动作使动触点11与第二静触点14连接，高压输入信号hv_in与输出信号hv_out相连，接通用电器2开始工作。

本实施例中，控制电路可根据收到的通断信号，有效地控制继电器动触点与静触点之间的连接方式，从而控制回型圈的高压进线端与用电器之间的接通与断开，实现了在高压连接器正常工作的情况下，将回型圈的高压进线端与用电器连接，促使用电器的正常工作，确保了高压用电的安全性。同时继电器设计为干触点接出，使输入的高压即可为交流电压也可为直流电压，具有较强的兼容性。

进一步地，第一指示器件led1包括指示灯或蜂鸣器。本实施例中的指示灯和蜂鸣器用于指示高压连接器是否正常工作，便于工作人员进行判断，且在高压连接电路中通常存在多个高压连接器，采用指示灯或蜂鸣器进行指示，可直观便捷的定位故障点，便于工作人员排查，大大减少了工作量。

进一步地，第一指示器件led1为两个，且两个第一指示器件led1并联。具体地，为防止由于指示灯或蜂鸣器出现故障而影响检测结果，可设置两个第一指示器件led1并联连接，保证第一指示器件中的一个出现故障时，另一个能正常检测出结果，提高了检测的准确性。此处可以是两个指示灯并联或两个蜂鸣器并联，也可以为一个指示灯与一个蜂鸣器并联。

进一步地，电源电路10还包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容cy1、电感l1及电压转换器u1；

第三电容c3的第一端、第一电容c1的第一端及电感l1的第一端与第一电压vcc1的输出端连接，第三电容c3的第二端、第一电容c1的第二端与电压转换器u1的第一接地端接地，电感l1的第二端与电压转换器u1的输入端vin连接，电压转换器u1的输出端vout、第二电容c2的第一端及第四电容c4的第一端与第二电压vcc2的输出端连接，第二电容c2的第二端、第四电容c4的第二端及电压转换器u1的第二接地端接地，第五电容cy1设置于第一接地端与第二接地端之间。

具体地，第一电容c1和第四电容c4为贴片电容，其中第四电容c4为小容积电容。第二电容c2和第三电容c3为电解电容，第五电容cy1为y电容。电压转换器u1为dc/dc转换器，具体为r2s-1205/h，工作效率可达85％，采用8-smd模块封装。

具体地，第三电容c3、第一电容c1和电感l1构成lc滤波电路，第二电容c2和第四电容c4构成中低频滤波电路。第一电压vcc1经过lc滤波电路后与dc/dc转换器的输入端连接，并将dc/dc转换器输出端连接中低频滤波电路，输出第二电压vcc2。为消除共模干扰，在dc/dc转换器的两地线间串联y电容。

本实施例中提供的电源电路为互锁检测电路及驱动电路提供了工作电源，同时利用电容和电感构成滤波电路，提高了电路的抗干扰能力。

可以理解的是，如果上述实施例中的高压检测电路作为独立的产品销售或使用时，可以应用在一个高压连接电路中。基于这样的理解，本发明提供了一种高压连接电路，包括高压电池包1、高压连接器3、串联连接的用电器2，还包括本发明提供的高压检测电路。由于本发明所提供的高压连接电路包含有高压检测电路，因此，同样具有上述有益效果。

以上对本发明所提供的一种高压检测电路及高压连接电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。