一种防反接直流高压电源控制系统的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车高压电源技术领域，特别是涉及一种防反接直流高压电源控制系统。

背景技术：

新能源汽车时目前汽车发展的一种趋势，直流电源作为使用较多的电源，对于高压情况下的防反措施，一般是使用二极管防反接电路，而二极管防反接电路大电流系统功耗大，发热严重，使的负载系统效率较低，且安全性能较差，无法满足日益增长的使用要求。

技术实现要素：

基于此，本实用新型提供一种防反接直流高压电源控制系统，可以使负载系统效率更高，更安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种防反接直流高压电源控制系统，包括晶闸管高压防反接电路、微控制器、高压自举电路模块、高压前采集模块和高压后采集模块；

所述晶闸管高压防反接电路分别连接直流高压电源输入、高压自举电路模块和负载；

所述高压前采集模块分别连接直流高压电源输入端和所述微控制器，采集直流高压电源输入端的电压；所述高压后采集模块分别连接所述负载和所述微控制器，采集负载端的电压；

所述高压自举电路模块分别连接所述晶闸管高压防反接电路和所述微控制器,控制所述晶闸管高压防反接电路的通断。

作为上述电路的进一步改进为：

还包括低压辅助电源；所述低压辅助电源连接所述微控制器。

上述电路中，优选地，所述晶闸管高压防反接电路包括晶闸管、开关二极管和门极限流电阻；

所述晶闸管门极连接所述门极限流电阻；所述晶闸管阳极连接直流高压电源输入；所述晶闸管阴极连接负载；

所述门极限流电阻连接所述开关二极管负极；所述开关二极管正极连接所述高压自举电路模块。

上述电路中，优选地，还包括高压小电流启动模块；所述高压小电流启动模块分别连接直流高压电源输入和所述高压自举电路模块。

优选地，还包括晶闸管保护模块；所述晶闸管保护模块分别连接所述晶闸管门极和负载的正极。

优选地，所述门极限流电阻阻值为255欧姆。

优选地，所述微控制器为单片机。

由以上方案可以看出，本实用新型的防反接直流高压电源控制系统，采用高压，大电流，低内阻的晶闸管构成主体晶闸管高压防反接电路，通过微控制器控制自举电路产生高于高压输入电源的自举电压来开启和关闭晶闸管电路，有效的构成直流电源防反接，从而可自由控制关断/开启高压电源的线路。再通过高压前采集模块和高压后采集模块采集直流高压输入端和到达负载端的电压，通过微控制器判断，从而控制是否关断电源，可以使负载系统效率更高，更安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例的防反接直流高压电源控制系统模块图；

图2为本实用新型实施例中防反接直流高压电源控制系统的电路结构示意图。

其中，r1-r20为电阻；u1、u3、u4为晶闸管；u2为前驱芯片；d1-d10为二极管；c1-c10为电容；adc2_mcu、adc1_mcu为连接mcu处。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述。

参见图1至图2所示，本实用新型的实施例首先要说明下本新型的防反接直流高压电源控制系统结构以及参数情况。

如图1所示，本实施例的防反接直流高压电源控制系统；

整个系统由晶闸管高压防反接电路、微控制器、高压自举电路模块、高压前采集模块、高压后采集模块和低压辅助电源构成。

晶闸管高压防反接电路摒弃了传统的二极管构成的防反接电路，采用高压，大电流，低内阻的晶闸管构成主体电路，微控制器控制高压自举电路模块产生高于高压输入电源的自举电压来开启和关闭晶闸管电路，有效的构成直流电源防反接，低静态，可自由控制关断/开启高压电源的线路。高压前采集和高压后采集系统有效的采集直流高压输入端和到达负载端的电压，通过微控制精准判断，从而有效控制是否关断电源。

低压辅助电源仅仅需要几十ma的电流就可为整个系统低压控制高压工作。

请参阅图2，图2为本实施例的防反接直流高压电源控制系统具体电路结构图。其中，r1-r20为电阻；u1、u3、u4为晶闸管；u2为芯片；d1-d10为二极管；c1-c10为电容；adc2_mcu、adc1_mcu为连接芯片处。高压启动自举模块包括微控制器、高压自举电路模块(以下简称自举电路)。

工作原理:高压前采集模块由分压电阻r5、r7、r11，滤波电容c3、c4以及脉冲保护二极管d7构成，处理出可供mcu(微控制器)检测的模拟信号，mcu根据检测到的电压值来判断输入电压大小，从而判定是否启动自举电路，当检测到输入电压为正常范围，mcu控制自举电路，通过有序的开通u3,u4。让c8,c9充放电，从而产生高于输入高压的自举电压。高压小电流启动模块由d5、r3、r4、c2构成，r3、r4、c2构成限流并滤除上电纹波，从而提供原始的安全微小电流的启动高压以维持自举电路启动所需的高压源。不过并不会因此对负载造成伤害。高压后采集模块原理与高压前采集模块相同，根据adc2_mcu输出的电压，mcu能判断出晶闸管是处于截止还是导通状态。晶闸管方向开关模块由高压、大电流的晶闸管，门极限流电阻r1、r2和快速开关二极管d1构成，具体参数依据输入电压的范围来做调整。当mcu启动自举电路产生自举电压后，通过d1、r1、r2开启晶闸管，此时晶闸管u1完全导通，提供稳定的直流高压电压给负载。保证负载的有效运行。同时由d4和c1构成的晶闸管保护模块将晶闸管开启电压稳定在可控范围，从而保证晶闸管的长期运行。mcu所需低压辅助电源，vcc15v可采用通用的隔离开关电源提供。辅助电源可以用电子变压器隔离，以避免非正常的高压干扰串入低压系统，从而损坏低压系统.

当系统直流高压电源输入反接的时候，u1晶闸管不导体，不给系统提供电源，且由于单向晶闸管的单向型，可以有效的防止反接电源而烧坏供电电源，当需要给负载提供高压直流电的时候，微控制器控制采集adc1_mcu和adc2_mcu的信号，从而判断高压电输入状态，整流二极管d5,限流电阻r2,r4,高压电容c2构成高阻抗，限制电流的小电流高压电源给负载系统安全的高压电源，同时滤除启动纹波。在此高压电源的基础上，微控制器通过信号hinc，linc控制由晶闸管u3、u4以及前驱芯片u2形成的自举电路产生略高于高压直流源的电压通过超快回复二极管d1,限流电阻r1(510ω),r2(510ω)加到晶闸管u1的g极(自举电路可采用通用自举集成ic)，从而开启晶闸管，微负载系统提供大电流高压电源，稳压管d4,滤波电容c1(0.1uf/100v)构成晶闸管g极保护电路。

本实施例的防反接直流高压电源控制系统让高压输出系统更加安全，且消除了大电流状态下由于二极管压降大造成发热严重的问题。从而使负载系统效率更高，更安全可靠。

由以上方案可以看出，本实用新型的防反接直流高压电源控制系统，采用高压，大电流，低内阻的晶闸管构成主体晶闸管高压防反接电路，通过微控制器控制自举电路产生高于高压输入电源的自举电压来开启和关闭晶闸管电路，有效的构成直流电源防反接，从而可自由控制关断/开启高压电源的线路。再通过高压前采集模块和高压后采集模块采集直流高压输入端和到达负载端的电压，通过微控制器判断，从而控制是否关断电源，可以使负载系统效率更高，更安全可靠。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。