本实用新型涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种接触器异常检测电路。
背景技术：
随着新能源电动车不断涌现和推进，车上各个部件都需要有自己的保护手段，并且不能对其他设备造成损坏，从而保证整车的可靠性。其中高压电池部件的预充电路作为常见的限流保护电路，其可靠性直接影响到整车的可靠性。
预充电路一般针对高压电池和用电设备，用电设备以电机控制器为例。高压电池系统通过自身的接触器给电机控制器供电，电机控制器在高压输入口放置预充回路，预充回路后端接有储能电容，该电容是为后端开关逆变电路提供缓冲电源。由于电容的存在，预充限流电路必须有效并且控制合理，否则在电池接触器闭合的瞬间，电池后端瞬间为短路状态，将产生很大的冲击电流，可能造成电池接触器粘连、烧保险等其他更严重的风险。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种接触器异常检测电路，通过检测接触器异常，解决预充回路中接触器异常故障所导致的行车异常，提高电池系统的可靠性。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种接触器异常检测电路，设置于电动车的供电系统中，所述供电系统包括依次连接的供电电源、主接触器re1和负载，所述接触器异常检测电路设置在主接触器re1和负载之间，所述接触器异常检测电路包括控制器和相互并联连接的光耦u2、光耦u3、接触器re2和接触器re3，所述主接触器re1的控制端、接触器re2的控制端和接触器re3的控制端分别受控于所述控制器，所述控制器的输入端分别与光耦u2的输出信号和光耦u3的输出信号电连接；
所述控制器被配置为根据光耦u2的输出信号和光耦u3的输出信号，控制主接触器re1、接触器re2和接触器re3的开合状态。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种接触器异常检测电路，通过变压器产生3路隔离电源给接触器异常检测电路供电，控制器在预充回路工作过程中，实时采集接触器通断状态并反馈给电池系统和整车系统，一旦检测到接触器触点粘连或者异常不受控，则停止预充工作，确保整个系统不会因接触器异常而导致其他并发故障。
附图说明
图1为本实用新型的一种接触器异常检测电路的电路连接示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本实用新型提供的一种接触器异常检测电路，设置于电动车的供电系统中，所述供电系统包括依次连接的供电电源、主接触器re1和负载，所述接触器异常检测电路设置在主接触器re1和负载之间，所述接触器异常检测电路包括控制器和相互并联连接的光耦u2、光耦u3、接触器re2和接触器re3，所述主接触器re1的控制端、接触器re2的控制端和接触器re3的控制端分别受控于所述控制器，所述控制器的输入端分别与光耦u2的输出信号和光耦u3的输出信号电连接；
所述控制器被配置为根据光耦u2的输出信号和光耦u3的输出信号，控制主接触器re1、接触器re2和接触器re3的开合状态。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：控制器实时采集光耦u2和光耦u3的输出信号，根据采集的信号识别接触器的异常状况，从而检测预充回路故障，并通过控制主接触器re1、接触器re2和接触器re3的通断状态，实时调整高压供电的通断和预充回路的通断，确保整个系统不会因预充回路中的接触器re2和接触器re3通断异常而导致其他并发故障。
进一步的，所述光耦u2的第六引脚与5v电源电连接且所述光耦u2的第六引脚用于输出信号，所述光耦u2的第四引脚接地，所述光耦u2的第一引脚分别与第一路15v电源的正极、接触器re2的第四引脚、接触器re3的第四引脚、光耦u3的第一引脚、主接触器re1的第三引脚以及第二路15v电源的正极电连接，所述光耦u2的第三引脚分别与第一路15v电源的负极、接触器re2的第三引脚、接触器re3的第三引脚、光耦u3的第三引脚以及第二路15v电源的负极电连接，所述光耦u3的第六引脚与第二路5v电源电连接且所述光耦u3的第六引脚用于输出信号，所述光耦u3的第四引脚接地。
从上述描述可知，光耦u2的第六引脚与第四引脚为光耦的副边，光耦u2的副边一端连接第一路5v电源并输出第一信号到控制器，光耦u2的副边另一端接地。光耦u2的第一引脚与第三引脚为光耦的主边，光耦u2的主边两端分别与第一路15v电源的正负极连接，并与接触器re2、接触器re3、光耦u3并联连接。光耦u3的第六引脚与第四引脚为光耦的副边，光耦u3的副边一端连接第二路5v电源并输出第二信号到控制器，光耦u3的副边另一端接地。光耦u3的第一引脚与第三引脚为光耦的主边，光耦u3的主边两端分别与第二路15v电源的正负极连接，并与接触器re2、接触器re3、光耦u2并联连接。
进一步的，还包括电阻r5，所述接触器re2的第三引脚通过电阻r5与所述接触器re3的第三引脚电连接。
由上述描述可知，通过接触器re2、接触器re3和电阻r5之间的电连接组成了预充电路，电阻r5作为预充电阻作用在回路中，对预充电流的大小进行限制，避免后端电容c4瞬间短路，造成接触器粘连、烧保险等。
进一步的，还包括电容c4，所述光耦u2的第三引脚通过电容c4与供电电源的负极电连接。
由上述描述可知，电容c4用作储能电容，该电容是为后端开关逆变电路提供缓冲电源。
进一步的，还包括熔断器f1，所述主接触器re1的第三引脚通过熔断器f1分别与光耦u2的第一引脚、接触器re2的第四引脚、接触器re3的第四引脚和光耦u3的第一引脚电连接。
由上述描述可知，熔断器通过主接触器re1连接在供电电源的后端，防止供电电源输出的电流过大时，可能对电路上的器件造成损坏，从而及时断开电路，保护电源电路安全。
进一步的，还包括电阻r3、电阻r4、电阻r6和电阻r7；
所述光耦u2的第六引脚与电阻r3一端电连接，所述电阻r3另一端与5v电源电连接；
所述光耦u2的第一引脚与电阻r4一端电连接，所述电阻r4另一端与第一路15v电源的正极电连接；
所述光耦u3的第六引脚与电阻r7一端电连接，所述电阻r7另一端与5v电源电连接；
所述光耦u3的第一引脚与电阻r6一端电连接，所述电阻r6另一端与第二路15v电源的正极电连接。
由上述描述可知，电阻r4、电阻r3分别连接在光耦u2的主副边上，电阻r6、电阻r7分别连接在光耦u3的主副边上，并分别用于对光耦u2、光耦u3的供电进行限流。光耦u2、光耦u3通过检测电阻r3和电阻r7一端上的电压分别作为第一信号和第二信号输出。
进一步的，还包括隔离电源电路；
所述隔离电源电路包括芯片u1、mos管m1、变压器t1、第一交直流转换电路、第二交直流转换电路和第三交直流转换电路；
外设的24v电源分别与变压器t1的主边绕组一端和芯片u1的第一引脚电连接，变压器t1的主边绕组另一端与mos管m1的漏极电连接，所述m1的栅极与芯片u1的第八引脚电连接，所述mos管m1的源极、芯片u1的第四引脚和芯片u1的第五引脚均接地；
所述变压器t1上设有第一副边绕组、第并且二副边绕组和第三副边绕组且所述第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组的匝数比为1:3:3，所述第一副边绕组通过第一交直流转换电路分别与芯片u1的第六引脚、所述电阻r3另一端和所述电阻r7另一端电连接，所述第二副边绕组通过第二交直流转换电路后的两端分别与所述电阻r4另一端和所述光耦u2的第三引脚电连接，所述第三副边绕组通过第三交直流转换电路后的两端分别与所述电阻r6另一端和所述光耦u3的第三引脚电连接。
由上述描述可知，变压器t1上设有第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组且匝数分别比为1:3:3，从而将外设的24v电源分为三路隔离电源电路，分别为第一交直流转换电路、第二交直流转换电路和第三交直流转换电路。并将第一交直流转换电路、第二交直流转换电路和第三交直流转换电路的电压按匝数比分别为5v、15v1、15v2。并且将5v的第一交直流转换电路连接到光耦u2和光耦u3的副边为其所在检测电路供电，并将15v1的第二交直流转换电路、15v2的第三交直流转换电路分别连接到光耦u2和光耦u3的主边用于为其所在的检测电路供电。
进一步的，所述第一交直流转换电路包括整流二极管d1和滤波电容c1，所述第一副边绕组的一端接地，所述第一副边绕组的另一端与整流二极管d1的正极电连接，所述整流二极管d1的负极分别与所述电阻r3另一端和滤波电容c1的一端电连接，所述滤波电容c1的另一端接地；
所述第二交直流转换电路包括整流二极管d2和滤波电容c2，所述第二副边绕组的一端分别与滤波电容c2的一端和所述光耦u2的第三引脚电连接，所述第二副边绕组的另一端与整流二极管d2的正极电连接，所述整流二极管d2的负极分别与滤波电容c2的另一端和所述电阻r4另一端电连接；
所述第三交直流转换电路包括整流二极管d3和滤波电容c3，所述第三副边绕组的一端分别与滤波电容c3的一端和所述光耦u3的第三引脚电连接，所述第三副边绕组的另一端与整流二极管d3的正极电连接，所述整流二极管d3的负极分别与滤波电容c3的另一端和所述电阻r6另一端电连接。
由上述描述可知，第一交直流转换电路通过整流二极管d1和滤波电容c1将交流电转成直流电，并将转换后的直流电源输出到光耦u2和光耦u3的副边电路；第二交直流转换电路通过整流二极管d2和滤波电容c2将交流电转成直流电，并将转换后的直流电源输出到光耦u2的主边电路；第三交直流转换电路通过整流二极管d3和滤波电容c3将交流电转成直流电，并将转换后的直流电源输出到光耦u3的主边电路。
进一步的，还包括电阻r1和电阻r2，所述整流二极管d1的负极与电阻r1的一端电连接，所述电阻r1的另一端分别与芯片u1的第六引脚和电阻r2的一端电连接，所述电阻r2的另一端接地。
由上述描述可知，第一交直流转换电路通过整流二极管d1和滤波电容c1将交流电转成直流电，该直流电通过电阻r1和电阻r2把电压信号反馈到芯片u1的第六引脚，芯片u1根据第六引脚反馈的电压信号调整其第八引脚的占空比，直到将第一交直流转换电路的输出电压调整到5v。
进一步的，所述供电电源的正极与主接触器re1的第四引脚电连接。
由上述描述可知，接触器re1与供电电源电连接用于控制供电电路的通断。
请参照图1，本实用新型的实施例一为：
本实用新型提供的一种接触器异常检测电路，设置于电动车的供电系统中，所述供电系统包括依次连接的供电电源、主接触器re1和负载。所述接触器异常检测电路设置在主接触器re1和负载之间，所述接触器异常检测电路包括控制器和相互并联连接的光耦u2、光耦u3、接触器re2和接触器re3。
供电电源为一高压电池，其中，供电电源的正极与主接触器re1的第四引脚(图1中接触器re1上标注为4的引脚)电连接，主接触器re1的第三引脚(图1中接触器re1上标注为3的引脚)与熔断器f1的一端连接组成供电电路为负载提供高压供电，所述负载为新能源电动车上的电机控制器。所述主接触器re1的第一引脚(图1中主接触器re1上标注为1的引脚)与主接触器re1的控制端(con1)电连接，主接触器re1的线圈第二引脚(图1中主接触器re1上标注为2的引脚)接地(gnd)。接触器re2的线圈第一引脚(图1中接触器re2上标注为1的引脚)与接触器re2的控制端(con2)电连接，接触器re2的线圈第二引脚(图1中接触器re2上标注为2的引脚)接地(gnd)。接触器re3的线圈第一引脚(图1中接触器re3上标注为1的引脚)与接触器re3的控制端(con3)电连接，接触器re3的线圈第二引脚(图1中接触器re3上标注为2的引脚)接地(gnd)。
光耦u2的副边第六引脚(图1中光耦u2上标注为6的引脚)与5v电源电连接且所述光耦u2的副边第六引脚用于输出信号(con1st)，所述光耦u2的副边第四引脚(图1中光耦u2上标注为4的引脚)接地，所述光耦u2的主边第一引脚(图1中光耦u2上标注为1的引脚)分别与第一路15v电源的正极、接触器re2的第四引脚(图1中接触器re2上标注为4的引脚)、接触器re3的第四引脚(图1中接触器re3上标注为4的引脚)、光耦u3的主边第一引脚(图1中光耦u3上标注为1的引脚)、主接触器re1的第三引脚(图1中接触器re1上标注为3的引脚)以及第二路15v电源的正极电连接，所述光耦u2的主边第三引脚(图1中光耦u3上标注为3的引脚)分别与第一路15v电源的负极、接触器re2的第三引脚(图1中接触器re2上标注为3的引脚)、接触器re3的第三引脚(图1中接触器re3上标注为3的引脚)、光耦u3的主边第三引脚(图1中光耦u3上标注为3的引脚)以及第二路15v电源的负极电连接，所述光耦u3的副边第六引脚(图1中光耦u3上标注为6的引脚)与第二路5v电源电连接且所述光耦u3的副边第六引脚用于输出信号(con2st)，所述光耦u3的副边第四引脚(图1中光耦u3上标注为4的引脚)接地。
本实施例中，还包括控制器，所述主接触器re1的控制端(con1)、接触器re2的控制端(con2)和接触器re3的控制端(con3)分别与控制器输出端电连接并受控于所述控制器，所述控制器的输入端分别与光耦u2的输出信号(con1st)和光耦u3的输出信号(con2st)电连接；
控制器被配置为根据光耦u2的输出信号和光耦u3的输出信号，控制主接触器re1、接触器re2和接触器re3的开合状态。控制器通过can通信接口与电池系统及整车系统连接，并将检测到的光耦u2的输出信号和光耦u3的输出信号上报给电池系统及整车系统。
本实施例中，还包括电阻r5，所述接触器re2的第三引脚(图1中接触器re2上标注为3的引脚)通过电阻r5与所述接触器re3的第三引脚电连接(图1中接触器re3上标注为3的引脚)。接触器re2、接触器re3和电阻r5之间的电连接组成了预充回路，通过电阻r5的一端与电容c4的正极电连接，并且光耦u2的第三引脚(图1中光耦u2上标注为3的引脚)通过电容c4与供电电源的负极电连接。
本实施例中，还包括隔离电源电路；
所述隔离电源电路包括芯片u1、mos管m1、变压器t1、第一交直流转换电路、第二交直流转换电路和第三交直流转换电路；
外设的24v电源分别与变压器t1的主边绕组一端和芯片u1的第一引脚电(图1中芯片u1上标注为1的引脚)连接，变压器t1的主边绕组另一端与mos管m1的漏极电连接，所述mos管m1的栅极与芯片u1的第八引脚(图1中芯片u1上标注为8的引脚)电连接，所述mos管m1的源极、芯片u1的第四引脚(图1中芯片u1上标注为4的引脚)和芯片u1的第五引脚(图1中芯片u1上标注为5的引脚)均接地；
u1芯片的第八引脚通过输出一定占空比的开关信号控制mos管m1的开和关从而在变压器t1的主边绕组上产生交变电源，变压器t1的第二引脚(图1中变压器t1上标注为2的引脚)和第九引脚(图1中变压器t1上标注为9的引脚)上的副边绕组、第四引脚(图1中变压器t1上标注为4的引脚)和第五引脚(图1中变压器t1上标注为5的引脚)上的副边绕组和第六引脚(图1中变压器t1上标注为6的引脚)和第七引脚上(图1中变压器t1上标注为7的引脚)的副边绕组感应到交变电压后，产生3路交变电压。
变压器t1上设有第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组且所述第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组的匝数比为1:3:3，所述第一副边绕组通过第一交直流转换电路分别与芯片u1的第六引脚(图1中芯片u1上标注为6的引脚)、所述电阻r3另一端和所述电阻r7另一端电连接，所述第二副边绕组通过第二交直流转换电路后的两端分别与所述电阻r4另一端和所述光耦u2的第三引脚电连接，所述第三副边绕组通过第三交直流转换电路后的两端分别与所述电阻r6另一端和所述光耦u3的第三引脚电连接。
因为变压器t1的第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组分别对应变压器t1的第二引脚和第九引脚上的副边绕组、第四引脚和第五引脚上的副边绕组和第六引脚和第七引脚，因为第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组的匝数比为1:3:3，所以第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组上产生的交变电压比为1:3:3。
本实施例中，第一交直流转换电路包括整流二极管d1和滤波电容c1，所述第一副边绕组的一端接地，所述第一副边绕组的另一端与整流二极管d1的正极电连接，所述整流二极管d1的负极分别与所述电阻r3另一端和滤波电容c1的一端电连接，所述滤波电容c1的另一端接地；第一交直流转换电路通过整流二极管d1和滤波电容c1将变压器t1的第一副边绕组产生的交变电压整流成直流电压。该直流电压又通过电阻r1和电阻r2把电压信号反馈到芯片u1的第六引脚，芯片u1根据其第六引脚反馈的电压信号不断地调整其第八引脚的占空比，直到将第一交直流转换电路输出的直流电压调整到5v(5v+)。
第二交直流转换电路包括整流二极管d2和滤波电容c2，所述第二副边绕组的一端分别与滤波电容c2的一端和所述光耦u2的第三引脚电连接，所述第二副边绕组的另一端与整流二极管d2的正极电连接，所述整流二极管d2的负极分别与滤波电容c2的另一端和所述电阻r4另一端电连接；第二交直流转换电路通过整流二极管d2和滤波电容c2将第二副边绕组上产生的交变电压整流成直流电压，并且跟第一绕组的匝数比得到，第二副边绕组上转换的直流电压为15v。并且该15v直流电压作为第一路15v电源(15v1)输出到光耦u2的主边上，为光耦u2所在的检测电路供电。
第三交直流转换电路包括整流二极管d3和滤波电容c3，所述第三副边绕组的一端分别与滤波电容c3的一端和所述光耦u3的第三引脚电连接，所述第三副边绕组的另一端与整流二极管d3的正极电连接，所述整流二极管d3的负极分别与滤波电容c3的另一端和所述电阻r6另一端电连接。第三交直流转换电路通过整流二极管d3和滤波电容c3将第三副边绕组上产生的交变电压整流成直流电压，并且跟第一绕组的匝数比得到，第三副边绕组上转换的直流电压为15v。并且该15v直流电压作为第二路15v电源(15v2)输出到光耦u3的主边上，为光耦u3所在的检测电路供电。
本实施例中，还包括熔断器f1，所述主接触器re1的第三引脚通过熔断器f1分别与光耦u2的第一引脚、接触器re2的第四引脚、接触器re3的第四引脚和光耦u3的第一引脚电连接。熔断器通过主接触器re1连接在供电电源的后端，防止供电电源输出的电流过大时，可能对电路上的器件造成损坏，从而及时断开电路，保护电源电路安全。
上述的接触器异常检测电路的工作原理为：
1.供电电源所在的供电电路闭合主接触器re1后将输出的电压连接到两路回路，一路通过接触器re2的触点接到电容c4的正极，一路通过接触器re3的触点和电阻r5接到电容c4的正极。
2.外设的24v电源供电后，主接触器re1的控制端(con1)、接触器re2的控制端(con2)和接触器re3的控制端(con3)收到控制器输出的电压信号为0v，并控制主接触器re1、接触器re2和接触器re3断开。
3.检测预充回路上光耦u2的输出信号(con1st)和光耦u3的输出信号(con2st)：
当接触器re2的触点正常分开时，则光耦u2的主边导通，副边也同样导通，光耦u2的输出信号(con1st)为0v，如果接触器re2的触点是异常接通的，则光耦u2的主边不导通，副边也同样不导通，光耦u2的输出信号(con1st)5v；
当接触器re3的触点正常分开时，则光耦u3的主边导通，副边也同样导通，光耦u3的输出信号(con2st)为0v，如果接触器re3的触点是异常接通的，则光耦u3的主边不导通，副边也同样不导通，光耦u3的输出信号(con2st)为5v。
控制器检测光耦u2的输出信号(con1st)和光耦u3的输出信号(con2st)后，通过can通信实时上报给电池系统及整车系统。整车系统读到光耦u2的输出信号(con1st)为5v时，整车报严重故障，车辆不允许运行；整车系统读到光耦u2的输出信号(con1st)为0v但光耦u3的输出信号(con2st)为5v时，整车报轻微故障，车辆允许运行，并提醒需要检修。
4.当电池系统读到光耦u2的输出信号(con1st)为0v时，说明电池后端回路不是短路状态，电池系统控制主接触器re1的控制端(con1)使主接触器re1闭合并给后端输出电压。当电池系统读到光耦u2的输出信号(con1st)为5v时，说明电池后端回路是短路状态，电池系统控制主接触器re1的控制端(con1)使主接触器re1保持断开，防止对后端产生冲击电流。
5.当预充回路输入端检测到高压后，控制器控制接触器re3的控制端(con3)让预充接触器re3闭合，再通过电阻r5进行预充；预充过程中当接触器re2触点两端的电压一致时，说明预充完成，控制器控制接触器re2的控制端(con2)让接触器re2闭合，这时不产生冲击电流；接触器re2闭合之后再控制接触器re3的控制端(con3)让预充接触器re3断开，以防车辆行驶过程中接触器re2异常断开而烧坏电阻r5。
6.控制器控制接触器re2的控制端(con2)使接触器re2闭合之后，控制器检测光耦u2的输出信号(con1st)，如果光耦u2的输出信号(con1st)为0v，说明接触器re2异常未闭合，则通知电池系统断开主接触器re1，整车系统报严重故障，车辆不允许运行；如果光耦u2的输出信号(con1st)5v，说明接触器re2已正常闭合，并完成整个预充过程。
综上所述，本实用新型提供的一种接触器异常检测电路，通过变压器产生3路隔离电源给光耦u2和光耦u3上的接触器异常检测电路供电，控制器在预充回路在工作过程中，实时采集接触器断开和闭合的状态并反馈给电池系统和整车系统，一旦检测到接触器触点粘连或者异常不受控，则停止预充工作，确保整个系统不会因接触器通断异常而导致其他并发故障。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。