低速电动车大电流接触器控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种低速电动车大电流接触器控制电路，包括上电缓冲接触器、接触器控制单元、电压取样单元、接触器功率回路以及电机控制器，其中：所述接触器控制单元，用于根据电机控制器的控制指令闭合上电缓冲接触器和大电流接触器；所述电压取样单元，用于采样分别位于大电流接触器的触点端的两侧的第一采样点和第二采样点的电压；所述电机控制器，用于根据整车控制器的指令生成使上电缓冲接触器闭合的控制指令、并在第一采样点和第二采样点的电压差小于设定的压差值时生成使大电流接触器闭合的控制指令。本发明通过同时检测大电流接触器触点端两侧的电压，实现大电流接触器的闭环控制，提高了产品的可靠性。
【专利说明】低速电动车大电流接触器控制电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制器领域，更具体地说，涉及一种低速电动车大电流接触器控制电路。
【背景技术】
[0002]目前国内大多数低速电动车中电机控制器的大电流接触器都采用开环控制。这些电机控制器常见的控制方式为:高压系统上电后闭合上电缓冲接触器，并在延时一定时间后闭合大电流接触器。
[0003]然而，上述电机控制器在控制接触器闭合的过程为开环控制方式，当上电缓冲回路失效后，仍然会执行闭合大电流接触器的指令，而由于负载为大容量电容，在上电缓冲电路失效且大电流接触器闭合时，将导致大电流接触器承受较大的冲击电流而出现接触器粘连，使得大电流接触器失效。因此，现有电机控制器中开环控制接触器的方式可靠性低，大电流接触器粘连失效的风险较大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对上述电机控制器在控制大电流接触器闭合时容易出线接触器粘连失效的问题，提供一种低速电动车大电流接触器控制电路。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种低速电动车大电流接触器控制电路，包括上电缓冲接触器、接触器控制单元、电压取样单元、接触器功率回路以及电机控制器，其中:所述接触器控制单元，用于根据电机控制器的控制指令闭合上电缓冲接触器和大电流接触器；所述电压取样单元，用于采样分别位于大电流接触器的触点端的两侧的第一采样点和第二采样点的电压并将采样的电压值发送到电机控制器；所述接触器功率回路包括与上电缓冲接触器的触点端串联连接于第一采样点和第二采样点之间的缓冲电阻和连接于第二采样点与负直流母线之间的直流母线电容；所述电机控制器，用于根据整车控制器的指令生成使上电缓冲接触器闭合的控制指令、并在第一采样点和第二采样点的电压差小于设定的压差值时生成使大电流接触器闭合的控制指令。
[0006]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述接触器控制单元包括第一开关元件、第二开关元件，其中:大电流接触器的线圈端与所述第一开关元件串联连接在高电平和参考地之间；上电缓冲接触器的线圈端与所述第二开关元件串联连接在高电平和参考地之间；所述第一开关元件和第二开关元件的控制端分别连接到电机控制器的控制信号输出端。
[0007]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述接触器控制单元还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与上电缓冲接触器的线圈端并联连接且该第一二极管的阴极连接高电平；所述第二二极管与大电流接触器的线圈端并联连接且该第二二极管的阴极连接高电平。
[0008]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述电压取样单元包括第一取样子单元和第二取样子单元，其中第一取样子单元用于采样第一采样点与负直流母线间电压并输出到电机控制器，第二取样子单元用于采样第二采样点与负直流母线间电压并输出到电机控制器。
[0009]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述第一取样子单元包括第一运算放大器，且该第一运算放大器的正输入端经由电阻连接到第一采样点、负输入端经由电阻连接到负直流母线、输出端连接到电机控制器。
[0010]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述第一运算放大器的正输入端设有RC滤波电路、负输入端与输出端之间并联连接有一个电阻和一个电容。
[0011]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述第二取样子单元包括第二运算放大器，且该第二运算放大器的正输入端经由电阻连接到第二采样点、负输入端经由电阻连接到负直流母线、输出端连接到电机控制器。
[0012]在本发明所述的低速电动车大电流接触器控制电路中，所述第二运算放大器的正输入端设有RC滤波电路、负输入端与输出端之间并联连接有一个电阻和一个电容。
[0013]本发明的低速电动车大电流接触器控制电路，通过同时检测大电流接触器触点端两侧的电压，实现大电流接触器的闭环控制，可实现有效避免大电流接触器在较大容性负载工况下由于较高的压差产生冲击电流而出现接触器触点粘连的风险，从而提高了可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明低速电动车大电流接触器控制电路实施例的示意图。
[0015]图2是图1中的示意图上电缓冲接触器、大电流接触器、接触器控制单元及接触器功率回路的电路不意图。
[0016]图3是第一取样子单元的电路示意图。
[0017]图4是第二取样子单元的电路示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1所示，是本发明低速电动车大电流接触器控制电路实施例的示意图，其用于实现低速电动车中大电流接触器的闭合控制。本实施例中的大电流接触器控制电路包括上电缓冲接触器12、接触器控制单元13、电压取样单元15、接触器功率回路14以及电机控制器16，其中上电缓冲接触器12的触点端串接在正直流母线上，大电流接触器11的触点端与上电缓冲接触器12的触点端并联连接；接触器控制单元13用于根据电机控制器的控制指令闭合上电缓冲接触器12和大电流接触器11，其具体通过使对应接触器的线圈端通电实现接触器的闭合；电压取样单元15用于采样分别位于大电流接触器11的触点端的两侧的第一采样点和第二采样点的电压并将采样的电压值发送到电机控制器16 ;接触器功率回路14包括与上电缓冲接触器12的触点端串联连接于第一采样点和第二采样点之间的缓冲电阻和连接于第二采样点与负直流母线间的直流母线电容；电机控制器16用于根据整车控制器的指令生成使上电缓冲接触器闭合的控制指令、并在第一采样点和第二采样点的电压差小于设定的压差值时生成使大电流接触器闭合的控制指令。
[0020]上述低速电动车大电流接触器控制电路通过对大电流接触器的触点端两侧的压差检测，可有效避免大电流接触器在较大容性负载工况下高的压差产生冲击电流，而出现接触器触点粘连的风险。
[0021]如图2所示，是图1中上电缓冲接触器12、大电流接触器11、接触器控制单元13、接触器功率回路14的电路示意图。上述的接触器控制单元13包括第一开关元件Q1、第二开关元件Q2，其中大电流接触器11的线圈端与第二开关元件Q2串联连接在高电平VCC和参考地GND之间；上电缓冲接触器12的线圈端与第一开关元件Ql串联连接在高电平VCC和参考地GND之间；且第一开关元件Ql和第二开关元件Q2的控制端分别经由一个电阻R2、R3连接到电机控制器16的控制信号输出端。这样，可通过向第一开关元件Ql和第二开关元件Q2的控制端输入高电平，使对应的接触器线圈导通，从而使对应接触器的触点闭合。上述第一开关元件Ql和第二开关元件Q2具体可采用三极管或开关管等。
[0022]此外，上述接触器控制单元13还可包括第一二极管Dl和第二二极管D2，其中第一二极管Dl与上电缓冲接触器12的线圈端并联连接且该第一二极管Dl的阴极连接高电平VCC ;第二二极管D2与大电流接触器11的线圈端并联连接且该第二二极管D2的阴极连接高电平VCC。
[0023]接触器功率回路14包括缓冲电阻Rl和直流母线电容Cl，在上电缓冲接触器12的触点端Kl导通时，直流母线电容Cl经由缓冲电阻Rl充电，使第二采样点P的电压逐渐升闻。
[0024]电压取样单元15包括第一取样子单元和第二取样子单元，其中第一取样子单元用于采样第一采样点Pl与负直流母线N间电压并输出到电机控制器16，第二取样子单元用于采样第二采样点P与负直流母线N间电压并输出到电机控制器16。
[0025]如图3所示，第一取样子单元包括第一运算放大器Ul-Β，且该第一运算放大器Ul-B的正输入端经由电阻R9连接到第一采样点P1、负输入端经由电阻R8连接到负直流母线N、输出端连接到电机控制器16。特别地，上述第一运算放大器Ul-B的正输入端设有由电阻RlO和电容C3构成的RC滤波电路、负输入端与输出端之间并联连接有一个电阻C5和一个电容R11。
[0026]如图4所示，第二取样子单元包括第二运算放大器Ul-Α，且该第二运算放大器Ul-A的正输入端经由电阻R5连接到第二采样点P、负输入端经由电阻R4连接到负直流母线N、输出端连接到电机控制器16。特别地，上述第二运算放大器Ul-A的正输入端设有由电阻R6和电容C4构成的RC滤波电路、负输入端与输出端之间并联连接有一个电阻C6和一个电容R7。
[0027]电机控制器16可采用一个微控制单元(MCU)，其内保存有一个设定的压差值，当第一取样子单元和第二取样子单元采样的电压的差值小于设定的压差值时向第二开关元件Q2输出控制信号(例如高电平)，使大电流接触器的触点端K4闭合，实现大电流接触器的闭合控制。
[0028]上述低速电动车大电流接触器控制电路(当采用如图2-4的电路时)工作原理如下:当高压系统上电(即直流母线上电)后，电机控制器16响应整车控制器发出的闭合上电缓冲接触器的指令，电机控制器16发送DOl信号为高电平，第一开关元件Ql导通，上电缓冲接触器的触点端Kl闭合。此时第一采样点P1、负直流母线N两端的电压为高压电池电压，而第二采样点P、负直流母线N之间通过缓冲电阻Rl给直流母线电容Cl充电，直流母线电容Cl两端的电压慢慢上升。第一取样子单元和第二取样子单元分别实时采样第一采样点P1、负直流母线N之间的电压和第二采样点P、负直流母线N之间的电压并发送到电机控制器16，通过电机控制器16判断第一取样子单元和第二取样子单元采样的电压差小于设定的压差值时，发送D02信号为高电平，使第二开关元件Q2导通，大电流接触器的触点端K4吸合，从而有效避免了大电流接触器因为容性负载在大压差情况下产生较大冲击电流而出现接触器触点粘连的风险。
[0029]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种低速电动车大电流接触器控制电路，包括上电缓冲接触器，其特征在于:该控制电路还包括接触器控制单元、电压取样单元、接触器功率回路以及电机控制器，其中:所述接触器控制单元，用于根据电机控制器的控制指令闭合上电缓冲接触器和大电流接触器；所述电压取样单元，用于采样分别位于大电流接触器的触点端的两侧的第一采样点和第二采样点的电压并将采样的电压值发送到电机控制器；所述接触器功率回路包括与上电缓冲接触器的触点端串联连接于第一采样点和第二采样点之间的缓冲电阻和连接于第二采样点与负直流母线之间的直流母线电容；所述电机控制器，用于根据整车控制器的指令生成使上电缓冲接触器闭合的控制指令、并在第一采样点和第二采样点的电压差小于设定的压差值时生成使大电流接触器闭合的控制指令。
2.根据权利要求1所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述接触器控制单元包括第一开关元件、第二开关元件，其中:大电流接触器的线圈端与所述第一开关元件串联连接在高电平和参考地之间；上电缓冲接触器的线圈端与所述第二开关元件串联连接在高电平和参考地之间；所述第一开关元件和第二开关元件的控制端分别连接到电机控制器的控制信号输出端。
3.根据权利要求2所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述接触器控制单元还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与上电缓冲接触器的线圈端并联连接且该第一二极管的阴极连接高电平；所述第二二极管与大电流接触器的线圈端并联连接且该第二二极管的阴极连接高电平。
4.根据权利要求1所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述电压取样单元包括第一取样子单元和第二取样子单元，其中第一取样子单元用于采样第一采样点与负直流母线间电压并输出到电机控制器，第二取样子单元用于采样第二采样点与负直流母线间电压并输出到电机控制器。
5.根据权利要求4所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述第一取样子单元包括第一运算放大器，且该第一运算放大器的正输入端经由电阻连接到第一采样点、负输入端经由电阻连接到负直流母线、输出端连接到电机控制器。
6.根据权利要求5所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述第一运算放大器的正输入端设有RC滤波电路、负输入端与输出端之间并联连接有一个电阻和一个电容。
7.根据权利要求4所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述第二取样子单元包括第二运算放大器，且该第二运算放大器的正输入端经由电阻连接到第二采样点、负输入端经由电阻连接到负直流母线、输出端连接到电机控制器。
8.根据权利要求7所述的低速电动车大电流接触器控制电路，其特征在于:所述第二运算放大器的正输入端设有RC滤波电路、负输入端与输出端之间并联连接有一个电阻和一个电容。
【文档编号】H01H47/02GK103956297SQ201410181158
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】汪顺军, 潘波, 杨睿诚, 张昊, 梁松波, 张超 申请人:深圳市汇川技术股份有限公司