一种带有输出保护电路的车载充电机的制作方法

本发明涉及电动汽车充电安全技术领域，特别涉及一种带有输出保护电路的车载充电机。

背景技术：

常规新能源电动车使用的车载充电机、便捷式充电机，车厂在装车过程中，或客户在在使用过程中，错误的操作可能将充电机的输出正负极反接，造成大电流放电，会损坏内部整流二极管、保险管，充电机无法恢复工作，重者短路高温起火引事故。车辆行走过程中，电机控制器上产生感生电动势，反灌到电池上，如果此时关闭车辆钥匙开关(或者是拖车)，会导致2倍的过电压，烧坏并联在电池上的电池充电机。为了避免上术风险，必须在充电机内部设计防反接保护电路。

传统的充电机输出防反接电路如图1，充电机与电池之间接了继电器，在CPU检测到电池电压正确连接时才接通继电器，进行充电。充电完成时断开继电器。

虽然该电路能够实现电池的防反接，但是没能解决继电器的冲击问题，在继电器吸合时，电池电压对充电机内部电容充电，过大的电流引起火花，导致继电器使用寿命下降，严重者造成充电机不能工作。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种带有输出保护电路的车载充电机，以解决现有技术中充电机在继电器吸合时，电池电压对充电机内部电容充电，过大的电流引起火花，导致继电器使用寿命下降，严重者造成充电机不能工作的技术性缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种带有输出保护电路的车载充电机，包括电池组，所述电池组的正极连接有保险丝F1，电池组的负极连接充电机的输出变压器L1的负极，所述保险丝F1的另一端连接有预充电阻R1，所述预充电阻R1并联一继电器K1，所述预充电阻R1的另一端通过一整流二极管D1连接输出变压器L1的正极，所述预充电阻R1连接整流二极管D1的截止端，所述输出变压器L1的正极与负极之间连接有电容C1。

优选地，所述保险丝F1的一端与池组的负极连接有一TVS管ZD2。

优选地，所述整流二极管D1的截止端与输出变压器L1的负极之间连接有一TVS管ZD1。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明的带有输出保护电路的车载充电机，车上的电池组电压经保险丝、预充电阻给充电机内部电容充电，继电器两端电压很快达到平衡。需要充电时，充电机主控制芯片检测继电器两端电压平衡后，吸合继电器，再控制主电路输出电流，完成零电压开机，不会有过电流冲击，不产生火花。关机时，充电机主控制芯片关闭主电路，经延时后断开继电器，因为此时电流为零，继电器断开瞬间无过电压，无火花，触点不会烧坏；当电池反接时，电池正极电压经充电机内部整流二极管加到继电器一端，电池负极电压经保险丝加到继电器另一端，通过预充电阻形成回路，充电机主控制芯片检测不到正常的电池电压，不会吸合继电器，从而不会出现大电流损坏器件，解决了上述的技术问题。

附图说明

图1为现有技术中带有输出保护电路的车载充电机的电路图；

图2为本发明带有输出保护电路的车载充电机的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进行清楚、完整地描述。

如图2所示，一种带有输出保护电路的车载充电机，包括电池组，所述电池组的正极连接有保险丝F1，电池组的负极连接充电机的输出变压器L1的负极，所述保险丝F1的另一端连接有预充电阻R1，所述预充电阻R1并联一继电器K1，所述预充电阻R1的另一端通过一整流二极管D1连接输出变压器L1的正极，所述预充电阻R1连接整流二极管D1的截止端，所述输出变压器L1的正极与负极之间连接有电容C1，所述电容C1也起到滤波作用。所述保险丝F1的一端与池组的负极连接有一TVS管ZD2。所述整流二极管D1的截止端与输出变压器L1的负极之间连接有一TVS管ZD1。

电路工作原理：

正常时，车上的电池组的电压经保险丝F1、预充电阻R1给充电机内部的电容C1充电，继电器K1两端电压很快达到平衡。需要充电时，外部的充电机主控制芯片检测继电器K 1两端电压平衡后，吸合继电器K 1，再控制输出变压器L1输出电流，完成零电压开机，不会有过电流冲击，不产生火花。

关机时，充电机主控制芯片关闭主电路，经延时后断开继电器K1，youyu此时电流为零，继电器K1断开瞬间无过电压，无火花，触点不会烧坏。

当电池反接时，电池组的正极电压经充电机内部整流二极管D1加到继电器K1一端，电池组的负极电压经保险丝F1加到继电器K1另一端，通过预充电阻R1形成回路。充电机主控制芯片检测不到正常的电池电压，不会吸合继电器K1，从而不会出现大电流损坏器件。

本发明应用于车载充电机的输出保护电路具有以下功能：

防止冲击

车辆行驶过程中，继电器K1触点可能接触到一起，充电机的内部有电容C1滤波器件，电池会对电容C1充电，冲击电流很大，会损坏继电器K1触点，预充电阻R1可以起到预充作用，使电容C1电压和电池平衡，减小冲击电流

预充功能

充电机启动过程中，继电器K1处于断开状态，充电机主控制芯片检测预充电阻R1及继电器K1两端电压值，充电机建立输出电压，充电机调节输出电压值的大小，使其和电池电压相等，继电器K1闭合，继电器K1闭合的过程中，继电器K1两端的电压相等，减小了冲击电流，保护了继电器K1和充电机的内部器件，实现了充电机的预充功能。

防止过压

车辆在使用快充或电动汽车出现故障的后，继电器K1的外部会有高于电池电压产生，为此设计对电路进行改进，增加TVS管ZD1与TVS管ZD2，TVS管ZD1耐压值为1.1倍的电池组电压，TVS管ZD2耐压值为2倍的电池组电压，ZD2防止外部静电损伤充电机的接口检测电路，将外部电压钳位。预充电阻R1与TVS管ZD1串联，将充电机内部电压钳位，防止内部电子元器件高压击穿，预充电阻R1同时能够限制TVS管ZD1的电流，使其不能击穿TVS管ZD1。

防止反接功能

本电路在电池组反接后，预充电阻R1限制反接电流在安全值以下，保护整流二极管D1不受损坏，因整流二极管D1导通，钳位了电容C1为－1V，也不会造成损伤，实现了可靠的反接保护。

综上本发明的结构与原理可知，本发明的带有输出保护电路的车载充电机，车上的电池组电压经保险丝、预充电阻给充电机内部电容充电，继电器两端电压很快达到平衡。需要充电时，充电机主控制芯片检测继电器两端电压平衡后，吸合继电器，再控制主电路输出电流，完成零电压开机，不会有过电流冲击，不产生火花。关机时，充电机主控制芯片关闭主电路，经延时后断开继电器，因为此时电流为零，继电器断开瞬间无过电压，无火花，触点不会烧坏；当电池反接时，电池正极电压经充电机内部整流二极管加到继电器一端，电池负极电压经保险丝加到继电器另一端，通过预充电阻形成回路，充电机主控制芯片检测不到正常的电池电压，不会吸合继电器，从而不会出现大电流损坏器件，解决了上述的技术问题。