CN103241136A - 低压电动车驱动控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低压电动车驱动控制电路，包括开路检测单元、数字信号处理单元、驱动单元及负载输出接口，其中：所述负载输出接口，用于连接负载；所述驱动单元，用于产生驱动信号使连接到负载输出接口的负载通电工作；所述开路检测单元连接到负载输出接口并在负载未接入时向数字信号处理单元输出开路信号；所述数字信号处理单元在上电时使驱动单元输出驱动信号并在接收到开路信号时使驱动单元停止输出驱动信号。本发明通过负载检测可实现低压电动车驱动的实时闭环控制，大大提高整车的可靠性。

Description

低压电动车驱动控制电路
技术领域
本发明涉及低压电动车领域，更具体地说，涉及一种低压电动车驱动控制电路。
背景技术
低电压电动车包括电动自行车、电动摩托车、电动叉车等，其作为绿色朝阳产业，在中国发展非常迅猛。例如低电压电动车，由于其能耗只有摩托车的八分之一、小轿车的十二分之一，并且电动自行车占有的空间只有一般私家车的二十分之一，因此电动自行车是非常有效的节能交通工具。到2010年底，电动自行车已经达到1.2亿辆，而且以每年30%的速度增长。
目前国内的低压电动车控制器数字输出电路大都采用DC/DC变换器将动力电池电压转换至12V或者24V，作为数字输出电路的电源，并配合驱动单元控制车上的继电器或者接触器工作。
然而，上述数字输出电路大多为开环驱动，无法实现闭环监控：当出现负载短路、断路故障时，控制器无法接收故障信号。如果长时间处理故障状态，可能造成控制器损坏，从而降低系统的可靠性。此外，采用低压电源作为数字输出的驱动电源，在设计时需要增加动力电池电压转换至低压的转换电路，从而增加整个控制器的设计成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述低压电动车驱动无法实现闭环监控的问题，提供一种低压电动车驱动控制电路。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种低压电动车驱动控制电路，包括开路检测单元、数字信号处理单元、驱动单元及负载输出接口，其中：所述负载输出接口，用于连接负载；所述驱动单元，用于产生驱动信号使连接到负载输出接口的负载通电工作；所述开路检测单元连接到负载输出接口并在负载未接入时向数字信号处理单元输出开路信号；所述数字信号处理单元在上电时使驱动单元输出驱动信号并在接收到开路信号时使驱动单元停止输出驱动信号。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述驱动单元包括第一比较器及第一MOS管，该第一比较器的一个输入端连接到数字信号处理单元的控制信号输出端口且输出端经由第一MOS管连接到负载输出接口。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述驱动控制电路包括短路检测单元，所述短路检测单元在负载过流时向数字信号处理单元输出短路信号，所述数字信号处理单元在接收到短路信号时使驱动单元停止输出驱动信号。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述驱动单元包括第二比较器、第三比较器及第二MOS管；所述第二比较器的第一输入端连接短路检测单元的输出端、第二输入端连接参考电压、输出端连接到第三比较器的第一输入端；所述第三比较器的第二输入端连接到数字信号处理单元的控制信号输出端口且输出端经由第二MOS管连接到负载输出接口。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述负载输出接口包括正输出接口、负输出接口及负极连接到正输出接口、正极连接到负输出接口的二极管，所述开路检测单元包括多个串联连接的电阻且该开路检测单元的输出端位于其中两个电阻的连接点。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述开路检测单元还包括钳位子单元，该钳位子单元接于开路检测单元的输出端。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述第二MOS管为N沟道MOS管，且该第二MOS管的栅极连接到第三比较器的输出端、漏极连接到负载输出接口、源极经由电阻接地；所述短路检测单元包括第一端连接到第二MOS管、第二端连接到第二比较器的第一输入端的电阻。
在本发明所述的低压电动车驱动控制电路中，所述数字信号连接单元连接到电动车的仪表设备，并在接收到开路信号时向所述仪表设备输出故障信号。
本发明的低压电动车驱动控制电路，通过负载检测可实现低压电动车驱动的实时闭环控制，大大提高整车的可靠性。
附图说明
图1是本发明电动车驱动控制电路第一实施例的结构框图示意图。
图2是本发明电动车驱动控制电路第二实施例的结构框图示意图。
图3是图2中电动车驱动控制电路具体实现的电路示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明低压电动车驱动控制电路第一实施例的示意图。本实施例中的低压电动车驱动控制电路包括开路检测单元12、数字信号处理单元11、驱动单元13及负载输出接口14，其中开路检测单元12的输入端连接到负载输出接口14、输出端连接到数字信号处理单元11，驱动单元13的输入端连接到数字信号处理单元11、输出端连接到负载输出接口14，负载输出接口14用于连接负载（例如用于控制变频器开关的接触器的线圈）。
开路检测单元12根据连接到负载输出接口14的负载的状态生成不同状态信号（例如高电平或低电平）并将状态信号传输到数字信号处理单元11。例如在连接到负载输出接口14的负载掉载时（即负载输出接口14开路），开路检测单元12生成开路信号。
数字信号处理单元11用于根据其输入端的信号生成控制信号，该控制信号用于控制驱动单元13的输出。驱动单元13用于根据数字信号处理单元11的控制信号生成驱动信号（该驱动信号用于控制负载通电工作）。具体地，该数字信号处理单元11在上电时使驱动单元13输出驱动信号（该驱动信号用于驱动负载导通）并在接收到开路信号时使驱动单元13停止输出驱动信号。
上述低压电动车驱动控制电路在上电时，驱动单元13向负载输出接口14输出驱动信号；开路检测单元12实时检测负载是否接入，若负载未接入则向数字信号处理单元11发送开路信号，数字信号处理单元11接收到开路信号后使驱动单元13停止输出驱动信号；若负载接入则不向数字信号处理单元11发送开路信号，数字信号处理单元11控制驱动单元13持续输出驱动信号。
在上述的低压电动车驱动控制电路中，数字信号连接单元11还可连接到电动车的仪表设备，并在接收到开路信号时向所述仪表设备输出故障信号。
特别地，在上述的低压电动车驱动控制电路中，驱动单元13包括一个第一比较器及第一MOS管，该第一比较器的一个输入端连接到数字信号处理单元11的控制信号输出端口且输出端经由第一MOS管连接到负载输出接口14。上述第一比较器在数字信号处理单元11输出的控制信号与参考电压信号满足要求时，使第一MOS管导通以向连接到负载输出接口14的负载发送驱动信号。在实际应用中，上述第一MOS管可采用三极管等具有开关功能的元件代替。
如图2所示，在本发明低压电动车驱动控制电路的第二实施例中，低压驱动控制电路包括除了包括开路检测单元22、数字信号处理单元21、驱动单元23及负载输出接口24外，还包括短路检测单元25，该短路检测单元25的输入端连接到负载输出接口24、输入端连接数字信号处理单元21。
上述短路检测单元25在负载过流时向数字信号处理单元21输出短路信号，数字信号处理单元21在接收到短路信号时使驱动单元23停止输出驱动信号，从而实现负载短路的软件保护。
此外，在驱动单元23中也可包括硬件保护电路，此时短路检测单元25的输出端还连接到驱动单元23，从而可通过短路信号触发硬件保护电路关断驱动信号输出，实现可靠保护。
如图3所示，是图2中低压电动车驱动控制电路具体实现的电路示意图。驱动单元23包括第二比较器U3-A、第三比较器U3-D及第二MOS管Q1，其中第二比较器U3-A的反向输入端连接短路检测单元25的输出端、同向输入端连接参考电压、输出端连接到第三比较器U3-D的反向输入端；第三比较器U3-D的同向输入端连接到数字信号处理单元21的控制信号输出端OX1且输出端经由第二MOS管连接到负载输出接口DO1-。
负载输出接口DO+、DO1-分别连接到负载（接触器线圈）的两端，且该负载输出接口还包括正极连接到负输出接口DO1-的二极管D2，开路检测单元22包括多个串联连接的电阻R19、R17、R33且该开路检测单元22的输出端位于其中两个电阻（例如电阻R19、R17）的连接点。
为了保护数字信号处理单元21，上述开路检测单元22还包括钳位子单元，该钳位子单元接于开路检测单元22的输出端，并包括串联的二极管对D3。
特别地，上述第二MOS管Q1采用N沟道MOS管，且该第二MOS管Q1的栅极连接到第三比较器U3-D的输出端、漏极连接到负载输出接口、源极经由电阻R21接地。
短路检测则通过第一端连接到第二MOS管Q1、第二端连接到第二比较器U3-A的反向输入端的电阻R26实现。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种低压电动车驱动控制电路，其特征在于：包括开路检测单元、数字信号处理单元、驱动单元及负载输出接口，其中：所述负载输出接口，用于连接负载；所述驱动单元，用于产生驱动信号使连接到负载输出接口的负载通电工作；所述开路检测单元连接到负载输出接口并在负载未接入时向数字信号处理单元输出开路信号；所述数字信号处理单元在上电时使驱动单元输出驱动信号并在接收到开路信号时使驱动单元停止输出驱动信号。
2.根据权利要求1所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述驱动单元包括第一比较器及第一MOS管，该第一比较器的一个输入端连接到数字信号处理单元的控制信号输出端口且输出端经由第一MOS管连接到负载输出接口。
3.根据权利要求1所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述驱动控制电路包括短路检测单元，所述短路检测单元在负载过流时向数字信号处理单元输出短路信号，所述数字信号处理单元在接收到短路信号时使驱动单元停止输出驱动信号。
4.根据权利要求3所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述驱动单元包括第二比较器、第三比较器及第二MOS管；所述第二比较器的第一输入端连接短路检测单元的输出端、第二输入端连接参考电压、输出端连接到第三比较器的第一输入端；所述第三比较器的第二输入端连接到数字信号处理单元的控制信号输出端口且输出端经由第二MOS管连接到负载输出接口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述负载输出接口包括正输出接口、负输出接口及负极连接到正输出接口、正极连接到负输出接口的二极管，所述开路检测单元包括多个串联连接的电阻且该开路检测单元的输出端位于其中两个电阻的连接点。
6.根据权利要求5所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述开路检测单元还包括钳位子单元，该钳位子单元接于开路检测单元的输出端。
7.根据权利要求4所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述第二MOS管为N沟道MOS管，且该第二MOS管的栅极连接到第三比较器的输出端、漏极连接到负载输出接口、源极经由电阻接地；所述短路检测单元包括第一端连接到第二MOS管、第二端连接到第二比较器的第一输入端的电阻。
8.根据权利要求1所述的低压电动车驱动控制电路，其特征在于：所述数字信号连接单元连接到电动车的仪表设备，并在接收到开路信号时向所述仪表设备输出故障信号。
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