一种电机控制器的紧急电源启动电路的制作方法

本发明属于新能源汽车供电的，尤其涉及一种电机控制器的紧急电源启动电路。

背景技术：

1、随着新能源汽车电机控制器功能越多，安全性越强，在任何情况下，保证车辆的安全运行，尤其在一种电机控制器低压电源掉电时，车辆安全运行，需要电机控制器从高压电池端取电，设计紧急电源及相关的保护机制，又由于当电机控制器低压掉电时，车辆上的can通讯无法接受到电机控制器正常的can信号，会断开高压电池与电机控制器的连接，电机控制器母线电压会降低，势必要求电机控制器中紧急电源为超宽输入电压范围工作，通过将母线端的高电压降低为低电压，供给逻辑保护电路工作，例如针对目前电动汽车800v电压平台系统，当母线电压为35-900v时需要紧急电源正常工作。

2、如上所述，紧急电源的启动至关重要，传统的启动电路通过启动电阻从母线端取电，给紧急电源控制芯片的供电端电容充电，保证电源的启动工作，此方案有比较明显的缺点：

3、1.在低输入电压下，可能造成启动电流较小，无法达到紧急电源控制芯片的启动电流，或者启动电流小，紧急电源的启动时间长；

4、2.在高输入电压下，启动电阻发热严重，容易造成热失效，需要多个电阻串并联，占用pcb的面积大且开关电源的效率低，启动电流大，紧急电源的启动时间短；

5、3.启动电压不稳定，容易损坏紧急电源控制芯片。

6、对于启动电阻阻值的选择较难，无法找到合适的电阻满足超宽输入电压范围下的紧急电源启动。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电机控制器的紧急电源启动电路，解决现有启动电路在高母线电压下电阻发热严重，pcb面积大，效率低；在低母线电压下启动电流小，紧急电源启动慢或无法启动，以及控制芯片失效等缺点。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案为：

3、一种电机控制器的紧急电源启动电路，包括：母线电容、恒压负反馈电路及恒流启动电路；

4、所述母线电容位于电机控制器内，所述母线电容连接外部高压电池，获取高压电池的电压传输至所述恒压负反馈电路；

5、所述恒压负反馈电路输出稳定的电压至所述恒流启动电路；

6、所述恒流启动电路输出恒定的供电电流至紧急电源；

7、其中，所述恒压负反馈电路包括nmos管m1、三极管q1、电阻r1、r2、稳压管z1，其中，r1的一端连接母线电容，r1、r2、z1依次串联，z1的阳极接地；m1的漏极、栅极并联在r1的两端，m1的源极输出电压vdd至所述恒流启动电路；q1的集电极连接m1的栅极，q1的基极连接电阻r3,r3的另一端连接m1的源极，q1的发射极连接z1的阴极；

8、当高压电池上电时，母线电容从高压电池获取电压传输r1，电压通过r1、r2，击穿稳压管z1，此时m1的栅极开始建立电压，当m1的栅极与源极之间的电压＞阈值电压vth时，m1开始导通，m1的源级电压vdd开始上升；当vdd上升到v_z1+vq1_be+ib*r3时，q1开始导通，q1的集电极与发射极之间的电压开始降低，m1的栅极电压随即降低；当m1的栅极电压降低到vdd+vth时，m1开始关断，vdd电压开始降低，q1的基极电流开始减小，q1的集电极与发射极之间的电压开始上升，m1栅极电压开始上升，m1重新导通，vdd随即升高，将m1的栅极与源极之间的电压维持在阈值电压，实现恒压负反馈。

9、根据本发明一实施例，所述恒流启动电路包括三极管q3、q4、电阻r4、r5，其中，q3的集电极连接vdd，q3的发射极串联r5连接q4的发射极；r4的一端连接vdd，r4的另一端连接q3的基极；q4的基极连接q3的发射极；r5与q4的发射极连接端外接电容c1；

10、当vdd电压建立后，r4上产生电流，电流流向q3的基极，q3开始导通，q3的发射极电压随即升高，c1开始充电；当q3发射极电压达到q4的开启电压时，q4开始导通，q4的集电极与发射极之间的电压开始下降；当q3的基极与发射极之间的电压小于q3开启电压时，q3开始关断，q3的发射极电压开始下降，q4的基极电压随即下降；当q4的基极与发射极之间的电压小于q4的开启电压时，q4的集电极与发射极之间的电压开始上升，q3重新导通；q3与q4工作在放大状态，c1的充电电流恒定，电流等于v_q1be/r5，实现恒流启动。

11、根据本发明一实施例，还包括启动后关断电路，所述启动后关断电路包括稳压管z2、三极管q5、二极管d4、电阻r6、r7、电容c3；

12、紧急电源启动后，紧急电源的控制芯片由辅助绕组vdd_t供电；vdd_t连接r6的一端，另一端连接z2的阴极，z2的阳极连接q5的基极，q5的集电极连接m1的栅极，q5的发射极接地；

13、当vdd_t的电压达到z2的击穿电压时，q5导通，同时m1的栅极电压不超过0.3v，m1的栅极与源极之间的电压小于阈值电压，m1关断，紧急电源启动电路随即关断。

14、根据本发明一实施例，所述电阻r1为mω级电阻，降低启动电路的功耗。

15、根据本发明一实施例，所述三极管q1、q3、q4为npn型三极管。

16、根据本发明一实施例，r2与z1组成的串联组件的两端并联电容c2，所述电容c2在紧急电源启动过程中，起稳压作用，使m1工作在放大状态。

17、本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

18、1)本发明一实施例中的电机控制器的紧急电源启动电路，针对现有启动电路在高母线电压下电阻发热严重，pcb面积大，效率低；在低母线电压下启动电流小，紧急电源启动慢或无法启动，以及控制芯片失效等缺点，通过在紧急电源供电端设置恒压负反馈电路将从高压电池获取的超宽范围的输入电压降压至稳定的电压输出给恒流启动电路，该恒流启动电路为紧急电源提供稳定的电流，不受超宽范围的输入电压影响。从而使紧急电源在超宽范围输入电压下，供电电压稳定，启动时间不变，提高紧急电源的可靠性。

19、2)本发明一实施例中的电机控制器的紧急电源启动电路，通过启动后关断电路实现几乎无功率损耗的功能，提高紧急电源的效率。

技术特征：

1.一种电机控制器的紧急电源启动电路，其特征在于，包括：母线电容、恒压负反馈电路及恒流启动电路；

2.如权利要求1所述的电机控制器的紧急电源启动电路，其特征在于，所述恒流启动电路包括三极管q3、q4、电阻r4、r5，其中，q3的集电极连接vdd，q3的发射极串联r5连接q4的发射极；r4的一端连接vdd，r4的另一端连接q3的基极；q4的基极连接q3的发射极；r5与q4的发射极连接端外接电容c1；

3.如权利要求1所述的电机控制器的紧急电源启动电路，其特征在于，还包括启动后关断电路，所述启动后关断电路包括稳压管z2、三极管q5、二极管d4、电阻r6、r7、电容c3；

4.如权利要求1所述的电机控制器的紧急电源启动电路，其特征在于，所述电阻r1为mω级电阻，降低启动电路的功耗。

5.如权利要求1所述的电机控制器的紧急电源启动电路，其特征在于，r2与z1组成的串联组件的两端并联电容c2，所述电容c2在紧急电源启动过程中，起稳压作用，使m1工作在放大区。

6.如权利要求1所述的电机控制器的紧急电源启动电路，其特征在于，所述母线电容从高压电池获取的电压范围为35v～900v。

技术总结
本发明公开了一种电机控制器的紧急电源启动电路，针对现有启动电路在高母线电压下电阻发热严重，PCB面积大，效率低；在低母线电压下启动电流小，紧急电源启动慢或无法启动，以及控制芯片失效等缺点，通过在紧急电源供电端设置恒压负反馈电路将从高压电池获取的超宽范围的输入电压降压至稳定的电压输出给恒流启动电路，该恒流启动电路为紧急电源提供稳定的电流，不受超宽范围的输入电压影响。从而使紧急电源在超宽范围输入电压下，供电电压稳定，启动时间不变，提高紧急电源的可靠性。

技术研发人员：刘龙波
受保护的技术使用者：华域麦格纳电驱动系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24