CN102381196B - 解决电动汽车拖车问题的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决电动汽车拖车问题的电路，解决电动汽车拖车问题的电路，包括：快速放电电路从直流中间电路DC-link中取电，使用金氧半场效晶体管MosFET Q1形成一个电源VDD12；该电路首先通过一个稳压二极管，使得金氧半场效晶体管MosFETQ1的G级对地GND产生电压，并且Q1工作在放大区，其VGS将略大于VGS-th，即产生电源VDD12；电源VDD12通过一个线性电源变换为参考电源，并给运放供电。本发明将在车辆被拖行时，当速度在允许值范围内，则车辆可被自由拖行；当车速超过某一值后，则启动保护电路，阻止车速进一步升高，从而起到既保护电机控制器的目的又不会造成对电机潜在的损伤的目的。

Description

解决电动汽车拖车问题的电路

技术领域

本发明涉及一种电动汽车电子产品。

背景技术

由于目前电动汽车所用电机固有属性决定了电机在被拖动而旋转时，将产生较高的反电势。而电机控制器中的关键器件，如绝缘栅双极型晶体管IGBT，电容等均为电压敏感器件。因此，电机控制器在设计时必须要考虑当车在非正常行驶时，如流坡，被拖行等电机所产生的反电势对器件可能造成的损伤的保护。

就目前国际主要供应商，如博世(Bosch)等公司采用的措施为当反电势较大时，则将电机三相短路，以保护反电势对IGBT等器件的损害。而由于这种保护将可能在某些应用场合(如车辆馈电时)，电机本身因发热而造成致命伤害，因此并非为有效的保护办法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种解决电动汽车拖车问题的电路，它可以实现拖车时即能保护IGBT器件，又不会损伤电机本身；将在车辆被拖行时，当速度在允许值范围内，则车辆可被自由拖行；当车速超过某一值后，则启动保护电路，阻止车速进一步升高，从而起到既保护电机控制器的目的又不会造成对电机潜在的损伤的目的。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种解决电动汽车拖车问题的电路，包括：快速放电电路从直流中间电路DC-link中取电，使用金氧半场效晶体管MosFET Q1形成一个电源VDD12；该电路首先通过一个稳压二极管，使得金氧半场效晶体管MosFETQ1的G级对地GND产生电压，并且Q1工作在放大区，其VGS将略大于VGS-th，即产生电源VDD12；电源VDD12通过一个线性电源变换为参考电源，并给运放供电。

本发明的有益效果在于：将在车辆被拖行时，当速度在允许值范围内，则车辆可被自由拖行；当车速超过某一值后，则启动保护电路，阻止车速进一步升高，从而起到既保护电机控制器的目的又不会造成对电机潜在的损伤的目的。

优选的，在直流中间电路DC-link上通过电阻分压监测到VDC，再与参考电源比较，再通过一个运算放大器驱动Q2金氧半场效晶体管MosFET；当DC-link电压超过一定电压时，Q2导通，通过放电电阻Rdis2进入快速放电模式；快速放电电阻Rdis2要小于被动放电电阻Rdis1。

优选的，使用金氧半场效晶体管MosFET Q1形成一个12V电源VDD12。

优选的，所述稳压二极管为20V稳压二极管。

优选的，电源VDD12通过一个线性电源变换为2.5V参考电源。

优选的，当DC-link电压超过385V时，Q2导通。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所示12V电源生成电路示意图；

图2是本发明实施例所示快速放电电路示意图。

具体实施方式

本发明可以在拖车时即能保护IGBT器件，又不会损伤电机本身。该方案的实施，将在车辆被拖行时，当速度在允许值范围内，则车辆可被自由拖行；当车速超过某一值后，则启动保护电路，阻止车速进一步升高，从而起到既保护电机控制器的目的又不会造成对电机潜在的损伤的目的。

如图1快速放电VDD12电源生成电路所示，快速放电电路从DC-link中取电，使用Q1MosFET形成一个12V电源。该电路工作原理类似于线性电源，首先通过一个20V稳压二极管，使得Q1的G级对地GND产生20V电压，并且Q1工作在放大区，其VGS将略大于VGS-th，即产生12V电源VDD12。VDD12在图2快速放电电路中，通过一个线性电源变换为2.5V参考电源，并给运放供电。由于VDD12电源电路从DC-link中取电，故当汽车12V低压电源掉电时，快速放电电路仍然可以正常工作.(其中GND为整车车身同一个电位。)

如图1，通过DC-Link电容上的电产生12V电源。根据DC-Link上电压大小构造分压电路，首先选择3个小电阻R1～R3，本例中R1＝R2＝R3＝1000hm；再选择5个较大电阻，本例中选择82.5kOhm；将R1～R8串行接入电路中。

选择一个20V稳压二极管Z1，与其余部件Z2，C1，C2，C3，R9及Q1一起，使得Q1的G级对地GND产生20V电压，并且Q1工作在放大区，其VGS将略大于VGS-th，即产生12V电源VDD12。(其中GND为整车车身同一个电位。)

如图2快速放电电路所示，首先在DC-link上通过电阻分压监测到VDC，再与2.5V参考电源比较，再通过一个运算放大器驱动Q2MosFET。若分压电阻如图2中所示，则当DC-link电压超过约385V时，Q2导通，通过放电电阻Rdis2进入快速放电模式。快速放电电阻Rdis2要远小于被动放电电阻Rdis1，因此可以迅速降低DC-link电压，使之不会继续升高导致DC-link电容和其他器件损坏。

如图2，快速放电回路的设计。首先，由图1中产生的12V通过2.5VLDO器件产生2.5V作为运放的参考电压。然后在HV-DC母线间以图示方法接入电阻R10～R16，其电阻选择方法为：根据DC-LINK电容两端电压允许的最大值使得分压后的VDC等于阀值2.5V.例如，若允许的DC-LINK电容两端电压最大值为385V，则阻值选择如图2中所示。当拖车时，由电机产生的反电势使得DC-LINK电容两端电压值超过阀值时，则MOSFET2被打开，通过Rdis2电阻快速放电。Rdis2的阻值选择根据在规定时间内将DC-LINK电容上的高压放到安全电压值以下，同时考虑到成本，空间等因素。如，将400uF电容从385V在5s内放到60V以下，则Rdis2可选择1kOhm左右。(Rdus1为电路中固有被动放电电阻。)

本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (4)

1.一种解决电动汽车拖车问题的电路，其特征在于，包括：快速放电电路从直流中间电路DC-link中取电，使用金氧半场效晶体管MosFET Q1形成一个电源VDD12；

快速放电电路首先通过一个稳压二极管，使得金氧半场效晶体管MosFETQ1的G极对地GND产生电压，并且金氧半场效晶体管MosFETQ1工作在放大区，其VGS将略大于VGS-th，即产生电源VDD12；

电源VDD12通过一个线性电源变换为参考电源，并给运放供电；

在直流中间电路DC-link上通过电阻分压监测到VDC，再与参考电源比较，再通过一个运算放大器驱动金氧半场效晶体管MosFET Q2；当直流中间电路DC-link电压超过阈值电压时，金氧半场效晶体管MosFETQ2导通，通过放电电阻Rdis2进入快速放电模式；快速放电电阻Rdis2要小于被动放电电阻Rdis1。

2.如权利要求1所述的解决电动汽车拖车问题的电路，其特征在于，所述稳压二极管为20V稳压二极管。

3.如权利要求1所述的解决电动汽车拖车问题的电路，其特征在于，电源VDD12通过一个线性电源变换为2.5V参考电源。

4.如权利要求1所述的解决电动汽车拖车问题的电路，其特征在于，当DC-link电压超过385V时，金氧半场效晶体管MosFETQ2导通。

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