一种用于防正负极反接的电路及采用该电路的控制器的制作方法

本实用新型涉及汽车电动压缩机控制器的技术领域，尤其涉及一种用于防正负极反接的电路及采用该电路的控制器。

背景技术：

在现有技术中，汽车电动压缩机控制器采用了IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)带体二极管的三相全桥驱动方式。

如图1和图2所示，其为通过控制IGBT的通断来驱动电机运行。该电路包括：一电磁兼容性滤波模块110、一高压回路滤波模块120、一驱动输出模块130；所述电磁兼容性滤波模块110电连接至所述高压回路滤波模块120，所述高压回路滤波模块120电连接至驱动输出模130块。所述电磁兼容性滤波模块包括110：一共模滤波器、第一无极性电容和第二无极性电容，所述共模滤波器用于接收一直流高压并且进行电磁兼容性滤波；所述高压回路滤波模块120包括：并联的第一有极性电容、第二有极性电容、第三有极性电容和第四有极性电容，以及一第一电阻；所述驱动输出模块130包括：三组串联的第一IGBT带体二极管和第四IGBT带体二极管、串联的第二IGBT带体二极管和第五IGBT带体二极管、串联的第三IGBT带体二极管和第五IGBT带体二极管，且这三组之间为并联电连接。

在此电路中，所述高压回路中的滤波电容存在上电瞬间大电流充电现象，而大电流会熔断保险产生干扰等不良后果，因此需要在上电时采用串联电阻等方式来降低充电电流，该方式即为预充。目前的汽车电动压缩机控制器没有预充电回路，因此，采用整车加预充的方式，以减小高压上电时充电电流。

但是，由于IGBT带体二极管的存在，因此，当电磁兼容性滤波模块所接收的直流高压的正负极反接时，即相当于短路，于是会产生大电流，并且损坏控制器及熔断保险丝，如图2所示。另外，当未设置防反二极管时，由于电压的变化，而导致控制器端的有极性电容对外部连续充放电，造成大电流的冲击，并且降低电容寿命。另外，如果采用整车加预充的方式，由于多个电器设备使用同一预充，因此，对上电时序有一定的要求，以至不便于使用。

有鉴于此，亟需提供一种用于防正负极反接的电路，以解决上述问题。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于防正负极反接的电路，所述电路用于保护因正负极反接而产生的大电流，并且防止大电流对控制器及整车的损害。另外也消除无整车预充时的上电电流冲击，从而适应更多的整车控制方式。

本实用新型的目的在于，提供一种用于防正负极反接的电路，其适用于一控制器，所述用于防正负极反接的电路包括：一电磁兼容性滤波模块、一电压检测模块、一防反预充模块、一高压回路滤波模块和一驱动输出模块；所述电磁兼容性滤波模块用于接收一直流高压并且进行电磁兼容性滤波；所述电压检测模块分别电连接至所述电磁兼容性滤波模块和所述防反预充模块，所述电压检测模块包括输入电压检测电路和输出电压检测电路；所述电压检测模块用于比较所述输出电压检测电路所获得的输出电压和一预设阈值，当所述输出电压大于所述预设阈值电压时，判断预充完成；其中，所述预设阈值电压等于所述输入电压检测电路所获得的输入电压乘以一预设系数；所述防反预充模块包括：一限流电阻和一开关单元，所述开关单元包括：一开关和一第一二极管，所述开关与所述第一二极管串联后与所述限流电阻并联；所述防反预充模块用于当所述电压检测模块判断出预充完成时，触发所述开关单元闭合，以完成上电预充，同时所述开关单元用于防止所述直流高压的正负极反接；所述高压回路滤波模块分别电连接至所述输入电压检测电路和所述输出电压检测电路以及所述驱动输出模块，所述高压回路滤波模块用于对所述电磁兼容性滤波模块所输出的直流电进行滤波；所述驱动输出模块用于通过多个IGBT带体二极管的通断来驱动电机运行。

在本实用新型的一实施例中，所述电磁兼容性滤波模块包括：一共模滤波器、第一无极性电容和第二无极性电容，所述第一无极性电容和第二无极性电容串联后与所述共模滤波器并联。

在本实用新型的一实施例中，所述输入电压检测电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第三无极性电容；所述第二电阻的一端电连接至所述共模滤波器的一端，所述第二电阻的另一端电连接至所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别电连接至第四电阻的一端、第五电阻的一端及第三无极性电容的一端；所述第四电阻的另一端分别电连接至所述共模滤波器的另一端和所述第三无极性电容的另一端。

在本实用新型的一实施例中，所述输出电压检测电路包括：第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第四无极性电容；所述第六电阻的一端电连接至所述防反预充模块的一端，所述第六电阻的另一端电连接至所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别电连接至第八电阻的一端、第九电阻的一端及第四无极性电容的一端；所述第八电阻的另一端分别电连接至所述共模滤波器的另一端和所述第四无极性电容的另一端。

在本实用新型的一实施例中，所述高压回路滤波模块包括：彼此并联的第一有极性电容、第二有极性电容、第三有极性电容和第四有极性电容，以及一第一电阻；所述第一有极性电容的一端电连接至所述防反预充模块，所述第一有极性电容的另一端电连接至所述第二无极性电容的一端。

在本实用新型的一实施例中，所述驱动输出模块通过第一IGBT带体二极管、第二IGBT带体二极管、第三IGBT带体二极管、第四IGBT带体二极管、第五IGBT带体二极管、第六IGBT带体二极管的通断来驱动电机运行；所述第一IGBT带体二极管电连接至所述第四IGBT带体二极管，所述第二IGBT带体二极管电连接至所述第五IGBT带体二极管，所述第三IGBT带体二极管电连接至所述第六IGBT带体二极管；所述第一IGBT带体二极管的漏极分别与所述第二IGBT带体二极管的漏极、所述第三IGBT带体二极管的漏极电连接，所述第四IGBT带体二极管的源极分别与所述第五IGBT带体二极管的源极、所述第六IGBT带体二极管的源极电连接；所述驱动输出模块还包括一第一电阻，所述第一电阻的一端电连接至所述高压回路滤波模块，所述第一电阻的另一端电连接至所述第四IGBT带体二极管的源极。

在本实用新型的一实施例中，所述预设系数为80％。

在本实用新型的一实施例中，所述防反预充模块的工作电压和工作电流分别为大于所述控制器的工作电压的1.5倍以及大于所述控制器的工作电流的1.5倍。

本实用新型还提供了一种控制器，其采用上述的用于防正负极反接的电路。

本实用新型的优点在于，本实用新型所述用于防正负极反接的电路及采用该电路的控制器通过设置防反预充模块和电压检测电路模块以实现防止正负极反接产生的大电流而导致损坏控制器及保险丝。另外，可以消除高压上的大电流冲击，以及消除整车电压变化而导致的电流反向扰动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是现有技术中实现通过控制IGBT的通断来驱动电机运行的电路连接示意图。

图2是现有技术中直流电压正负极反接电流走向示意图。

图3是本实用新型一实施例中的一种用于防正负极反接的电路的框架图。

图4是本实用新型所述实施例中的用于防正负极反接的电路的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本专利文档中，下文论述的附图以及用来描述本实用新型公开的原理的各实施例仅用于说明，而不应解释为限制本实用新型公开的范围。所属领域的技术人员将理解，本实用新型的原理可在任何适当布置的系统中实施。将详细说明示例性实施方式，在附图中示出了这些实施方式的实例。此外，将参考附图详细描述根据示例性实施例的终端。附图中的相同附图标号指代相同的元件。

本实用新型说明书中使用的术语仅用来描述特定实施方式，而并不意图显示本实用新型的概念。除非上下文中有明确不同的意义，否则，以单数形式使用的表达涵盖复数形式的表达。在本实用新型说明书中，应理解，诸如“包括”、“具有”以及“含有”等术语意图说明存在本实用新型说明书中揭示的特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性，而并不意图排除可存在或可添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性。附图中的相同参考标号指代相同部分。

本实用新型实施例提供一种用于防正负极反接的电路。以下将分别进行详细说明。

参见图3至图4，在本实用新型的一实施例中，一种用于防正负极反接的电路适用于一控制器，所述用于防正负极反接的电路包括：一电磁兼容性滤波模块210、一电压检测模块220、一防反预充模块230、一高压回路滤波模块240和一驱动输出模块250。

所述电磁兼容性滤波模块210用于接收一直流高压并且进行电磁兼容性滤波。在本实施例中，所述电磁兼容性滤波模块210包括：一共模滤波器T601、第一无极性电容Y1和第二无极性电容Y2，所述第一无极性电容Y1和第二无极性电容Y2串联后与所述共模滤波器T601并联。

所述电压检测模块220分别电连接至所述电磁兼容性滤波模块210和所述防反预充模块230，所述电压检测模块220包括一输入电压检测电路和一输出电压检测电路(下文将进一步说明)。所述电压检测模块220用于比较所述输出电压检测电路所获得的输出电压和一预设阈值，当所述输出电压大于所述预设阈值电压时，判断对电容预充完成；其中，所述预设阈值电压等于所述输入电压检测电路所获得的输入电压乘以一预设系数。在本实施例中，所述预设系数为80％。

在本实施例中，所述输入电压检测电路包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第三无极性电容Y3；所述第二电阻R2的一端电连接至所述共模滤波器的一端，所述第二电阻R2的另一端电连接至所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端分别电连接至第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端及第三无极性电容Y3的一端；所述第四电阻R4的另一端分别电连接至所述共模滤波器的另一端和所述第三无极性电容的另一端。

所述输出电压检测电路包括：第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第四无极性电容Y4；所述第六电阻R6的一端电连接至所述防反预充模块230的一端，所述第六电阻R6的另一端电连接至所述第七电阻R7的一端，所述第七电阻R7的另一端分别电连接至第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端及第四无极性电容Y4的一端；所述第八电阻R8的另一端分别电连接至所述共模滤波器的另一端和所述第四无极性电容的另一端。

所述防反预充模块230包括：一限流电阻R11和一开关单元231。所述开关单元231包括一开关K1和一第一二极管D1。所述开关单元231包含的电子不限于此。所述开关K1与所述第一二极管D1串联后与所述限流电阻R11并联。所述限流电阻R11的一端电连接至所述共模滤波器的一端，所述限流电阻R11的另一端电连接至所述输出电压检测电路中的第六电阻R6的一端(下文将进一步说明)。进一步，所述防反预充模块230的工作电压和工作电流分别为大于所述控制器的工作电压的1.5倍以及大于所述控制器的工作电流的1.5倍。通过调整所述限流电阻R11的大小设置来改变充电电流值。上电时，所述开关单元231断开(在本实施例中，通过所述开关K1执行完成)，通过所述限流电阻R11对有极性电容进行充电，以实现电容预充功能。当所述电压检测模块220判断出预充完成时，所述防反预充模块230触发所述开关单元231闭合，完成了上电预充。另外，参见图4所示，所述开关单元231的第一二极管D1用于防止所述电磁兼容性滤波模块210所接收的直流高压的正负极反接。当然，在其他部分实施例中，也可以通过所述开关单元231的其他电子器件起到防反接的作用。亦即，所述防反预充模块230不仅具有预充功能，而且也达到防反功能。这样，能够防止大电流对控制器及整车的损害。另外也消除无整车预充时的上电电流冲击及电流反向扰动，从而适应更多的整车控制方式。

所述高压回路滤波模块240分别电连接至所述输入电压检测电路和所述输出电压检测电路以及所述驱动输出模块250，所述高压回路滤波模块240用于对所述电磁兼容性滤波模块210所输出的直流电进行滤波。所述驱动输出模块250用于通过多个IGBT带体二极管的通断来驱动电机运行。

在本实施例中，所述高压回路滤波模块240包括：彼此并联的第一有极性电容C601、第二有极性电容C602、第三有极性电容C603和第四有极性电容C604，其中，所述第一有极性电容C601的一端电连接至所述防反预充模块230，所述第一有极性电容C601的另一端电连接至所述第二无极性电容Y2的一端。

在本实施例中，所述驱动输出模块250通过第一IGBT带体二极管V1、第二IGBT带体二极管V2、第三IGBT带体二极管V3、第四IGBT带体二极管V4、第五IGBT带体二极管V5、第六IGBT带体二极管V6的通断来驱动电机运行；所述第一IGBT带体二极管电连接至所述第四IGBT带体二极管，所述第二IGBT带体二极管电连接至所述第五IGBT带体二极管，所述第三IGBT带体二极管电连接至所述第六IGBT带体二极管；所述第一IGBT带体二极管的漏极分别与所述第二IGBT带体二极管的漏极、所述第三IGBT带体二极管的漏极电连接，所述第四IGBT带体二极管的源极分别与所述第五IGBT带体二极管的源极、所述第六IGBT带体二极管的源极电连接。所述驱动输出模块还包括一第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端电连接至所述高压回路滤波模块240，所述第一电阻R1的另一端电连接至所述第四IGBT带体二极管V4的源极。所述第一电阻R1电流检测电阻，用于控制器工作电流测试用。

另外，本实用新型还提供了一种控制器，其采用上述的用于防正负极反接的电路。其中，所述用于防正负极反接的电路的结构和工作原理在上文已有描述，在此不再赘述。

以上对本实用新型实施例所提供的一种用于防正负极反接的电路及控制器进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，而并不用于限制本实用新型。在每个示例性实施方式中对特征或方面的描述通常应被视作适用于其他示例性实施例中的类似特征或方面。尽管参考示例性实施例描述了本实用新型，但可建议所属领域的技术人员进行各种变化和更改。本实用新型意图涵盖所附权利要求书的范围内的这些变化和更改。