CN102931968A - 一种电动汽车空调用ptc加热器驱动模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车空调用PTC加热器驱动模块，包括PTC驱动模块，PTC驱动模块B2引脚一端连空调控制器，另一端连电阻R1、R2；B1引脚一端连电子控制单元，另一端连电阻R1、R3，电阻R3另一端连三极管基极；电阻R2另一端接三极管集电极、电阻R4和熔断器，熔断器另一端接二极管阴极、功率场效应管驱动集成电路输入端；功率场效应管驱动集成电路输出端接功率场效应管栅极；三极管发射极、电阻R4、二极管阳极、功率场效应管驱动集成电路地端接地；功率场效应管漏极接PTC加热器；功率场效应管源极接地。本发明用P-MOSFET功率场效应管代替电磁继电器，开关速度快，运行时无冲击和噪声。

Description

一种电动汽车空调用PTC加热器驱动模块
技术领域
本发明涉及一种汽车空调用PTC加热器驱动和控制模块，具体说为电动汽车空调用PTC加热器驱动模块。 
背景技术
随着全球能源日趋紧张，各国节能减排的法规越来越严格，电动汽车已成为汽车解决能源问题的一个发展方向。空调系统作为电动汽车功耗最大的辅助子系统，其功耗占所有辅助子系统功耗的60%～70%，因此，电动空调的控制系统在满足用户舒适性需求的同时，尽可能的节省能源就至关重要。 
传统汽车与电动汽车空调系统的采暖方式区别在于：电动汽车没有发动机的余热可以利用，需采用热泵型空调系统或辅助PTC加热器；若使用PTC加热器，目前，对其工作状态的控制主要通过直流高压继电器来实现，而直流高压继电器成本高，且PTC一旦被开启，只能以全功率状态工作，不能随使用环境需求进行加热量调节，形成巨大的功耗浪费。 
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种可使PTC功率连续变化的驱动和控制模块。 
发明内容：为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案： 
一种电动汽车空调用PTC加热器驱动模块，它包括空调控制器、电子控制单元和PTC驱动模块；PTC驱动模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管、稳压二极管、P-MOSFET功率场效应管、功率场效应管驱动集成电路、熔断器，并有B1、B2、B3、B4、B5五个外接引脚；PTC驱动模块与电子控制单元相连；PTC驱动模块的B2引脚一端与空调控制器连接，B2引脚的另一端分别与电阻R1、电阻R2相连；PTC驱动模块的B1引脚一端与电子控制单元连接，B1引脚的另一端分别连接电阻R1、电阻R3，电阻R3的另一端连接三极管的基极；电阻R2的另一端分别连接三极管的集电极、电阻R4和熔断器，熔断器的另一端连接稳压二极管的阴极、功率场效应管驱动集成电路的输入端；功率场效应管驱动集成电路的输出端连接P-MOSFET功率场效应管的栅极；三极管的发射极、电阻R4的另一端、稳压二极管的阳极、功率场效应管驱动集成电路的地端通过PTC驱动模块的B5引脚接低压电源的地端；P-MOSFET功率场效应管的漏极通过PTC驱动模块的B3引脚连接PTC加热器，PTC加热器的另一端接直流高压电源的正极；P-MOSFET功率场效应管的源极通过PTC驱动模块的B4引脚接高 压电源地端。 
有益效果： 
1、用P-MOSFET功率场效应管代替电磁继电器，开关速度快，运行时无冲击和噪声。 
2、通过调节P-MOSFET功率场效应管的开通和关断时间，从而对流经PTC加热器的平均电流，调节PTC加热器的加热功率。 
3、增加该驱动模块，可以省去成本高昂的直流高压继电器，降低成本。 
4、本发明采用PWM信号传输方式的P-MOSFET功率场效应管驱动装置，在PTC加热器工作时，本发明的驱动模块可以根据实际采暖需求适时调节PTC工作功率，在保证乘员采暖舒适度需求的前提下尽可能的降低PTC加热器能耗，空调加热量的可调节性也更加人性化。 
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图。 
具体实施方式：
下面结合附图1对本发明做更进一步的解释。 
本发明公开了一种电动汽车空调用PTC加热器驱动模块，它主要由空调控制器1、电子控制单元2、PTC驱动模块9构成。PTC驱动模块9包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管3、稳压二极管4、P-MOSFET功率场效应管5、功率场效应管驱动集成电路7、熔断器8；PTC驱动模块9还有B1、B2、B3、B4、B5五个外接引脚。 
空调控制器1与电子控制单元2相连。 
PTC驱动模块9的B2引脚的一端与空调控制器1连接，B2引脚的另一端分别与电阻R1、电阻R2相连。PTC驱动模块9的B1引脚的一端连接电子控制单元2，B1引脚的另一端分别连接电阻R1、电阻R3。 
电阻R3的另一端连接三极管3的基极；电阻R2的另一端连接三极管3的集电极、阻R4、熔断器8，熔断器8的另一端连接稳压二极管4的阴极、功率场效应管驱动集成电路7的输入端。功率场效应管驱动集成电路7的输出端连接P-MOSFET功率场效应管5的栅极；三极管3的发射极、电阻R4的另一端、稳压二极管4的阳极、功率场效应管驱动集成电路7的地端通过PTC驱动模块9的B5引脚接低压电源的地端。P-MOSFET功率场效应管5的漏极通过PTC驱动模块9的B3引脚接PTC加热器6；PTC加热器6的另一端接直流高压电源的正极，P-MOSFET功率场效应管5的源极通过PTC驱动模块9的B4引脚接高压电源地端。 
空调控制器1发出PTC加热器6工作请求信号到电子控制单元2,电子控制单元2 通过判断是否符合PTC工作条件？然后电子控制单元2将PTC启停信号发送到B1引脚，此处分两种情况： 
（1）当B1引脚为低电平时，空调控制器1发出的PWM调节信号给B2引脚，P-MOSFET功率场效应管5处于导通，PTC加热器6可工作，通过PWM信号对P-MOSFET功率场效应管5的控制从而实现对PTC加热器6工作功率的调节。 
（2）当B1引脚为高电平或悬空时，无论B2引脚是否有PWM调节信号输入，P-MOSFET功率场效应管5都将截止，PTC加热器6不工作。 
具体原理是： 
当电子控制单元2通过判断，得知不符合PTC工作条件，电子控制单元2会从设置上默认为发送一个高电平信号给B1引脚，即电子控制单元2发送了一个PTC停止信号给B1引脚，则B1引脚会为高电平，三极管3导通；此时即使B2引脚有高电平PWM调节信号输入，B2引脚的高电平信号会经电阻R2、三极管3接地，P-MOSFET功率场效应管5的栅极也是低电平信号，P-MOSFET功率场效应管5截止。 
当电子控制单元2判断符合开启PTC工作条件时，电子控制单元2会从设置上发送一个低电平信号给B1引脚，即电子控制单元2发送了一个PTC开启信号给B1引脚，则B1引脚会为低电平，三极管3必将截止；用户此时如果操作空调控制器1来调节PTC工作功率的大小，空调控制器1发出高电平的PWM信号到B2引脚，而且该信号会经电阻R2和熔断器8一直输送到功率场效应管驱动集成电路7的输入极，经功率场效应管驱动集成电路7隔离放大后，产生驱动信号（即高电平）输出到P-MOSFET功率场效应管5的栅极，P-MOSFET功率场效应管5就可以导通工作。通过B2引脚输入的PWM调节信号对P-MOSFET功率场效应管5控制，就可以调节PTC驱动模块9的输出功率，从而实现对PTC工作功率的的主动控制。 
当出现意外情况，图示电子控制单元2和B1引脚的连线出现断路时，则B1引脚将会是悬空状态，此时如果B2引脚有高电平PWM调节信号输入，B2引脚的高电平信号会经电阻R1、电阻R3将三极管3导通，B2引脚的高电平信号还是会经电阻R2、三极管3接地，P-MOSFET功率场效应管5的栅极也还是低电平信号，P-MOSFET功率场效应管5仍然截止，PTC加热器6仍然不会因为出现上述意外情况而意外工作。 
当电子控制单元2判断不符合PTC开启条件时，将给控制系统发出一禁止启动信号，此时无论系统再接收到什么信号，PTC加热系统都不会被启动。 
当因意外状况使B1引脚的输入电压过高时，稳压二极管4将反向击穿，从而限制功率场效应管驱动集成电路7的输入电压，使其不会因为过电压而损坏。 
由于控制PTC加热器功率的PWM信号经过功率场效应管驱动集成电路7驱动 P-MOSFET功率场效应管5，因此控制加热功率的低压电路和流经P-MOSFET功率场效应管5和PTC加热器6的高电压电路完全隔离，从而防止高低压电路的干扰。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (1)

1.一种电动汽车空调用PTC加热器驱动模块，其特征在于：它包括空调控制器（1）、电子控制单元（2）和PTC驱动模块（9）；PTC驱动模块（9）包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管（3）、稳压二极管（4）、P-MOSFET功率场效应管（5）、功率场效应管驱动集成电路（7）、熔断器（8），并有B1、B2、B3、B4、B5五个外接引脚；
PTC驱动模块（9）与电子控制单元（2）相连；
PTC驱动模块（9）的B2引脚一端与空调控制器（1）连接，B2引脚的另一端分别与电阻R1、电阻R2相连；
PTC驱动模块（9）的B1引脚一端与电子控制单元（2）连接，B1引脚的另一端分别连接电阻R1、电阻R3，电阻R3的另一端连接三极管（3）的基极；
电阻R2的另一端分别连接三极管（3）的集电极、电阻R4和熔断器（8），熔断器（8）的另一端连接稳压二极管（4）的阴极、功率场效应管驱动集成电路（7）的输入端；功率场效应管驱动集成电路（7）的输出端连接P-MOSFET功率场效应管（5）的栅极；
三极管（3）的发射极、电阻R4的另一端、稳压二极管（4）的阳极、功率场效应管驱动集成电路（7）的地端通过PTC驱动模块（9）的B5引脚接低压电源的地端；
P-MOSFET功率场效应管（5）的漏极通过PTC驱动模块（9）的B3引脚连接PTC加热器（6），PTC加热器（6）的另一端接直流高压电源的正极；
P-MOSFET功率场效应管（5）的源极通过PTC驱动模块（9）的B4引脚接高压电源地端。
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