CN105301489A - 一种直流接触器触点检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流接触器触点检测装置，包括一个微处理器MCU、一个加载电路和一个采集电路，所述微处理器MCU发出的脉冲信号通过第一隔离元器件传输到第一跟随器，第一跟随器的输出端经过第一隔直电容后连接接触器的第一触点接口，第二触点接口经过第二隔直电容后连接第二跟随器的输入端和所述直流电源，第二跟随器输出的信号经第二隔离元件后进行AD转换，最后传入到微处理器MCU。本发明采用PWM交流电压对接触器触点进行检测，在MCU和待检测接触器触点之间通过跟随器和隔直电容来隔离直流信号，避免高压直流信号对检测造成影响，能够很好的保证接触器触点的检测结果。

Description

一种直流接触器触点检测装置

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种充电桩直流输出接触器触点检测装置。

背景技术

充电桩直流输出接触器是充电机对电动汽车充电的控制开关，根据充电机的输出功率以及电动汽车动力电池的容量，目前直流输出接触器的触点容量需求达到700V/250A。为保证充电操作安全可靠，每一次对直流输出接触器控制的同时还要实时检测其触点的响应状态是否正确。

目前，接触器触点检测多采用接触器自身所带的辅助触点进行判断，由于主触点和辅助触点是机械联动的，通过判断辅助触点的连接状态就可知道主触点的连接状态。这有两个问题：一、大容量带有辅助触点的直流接触器市场上并不多见，并且价格比同规格不带辅助触点的直流接触器贵很多，如果选用不带辅助触点的直流接触器，那么就无法采用上述方法进行触点检测；二、当主触点出现粘连时，采用上述方法无法检测。因此需要采用一定方案实现对接触器触点状态的可靠检测。

专利文献《电动汽车用高压继电器的触点检测装置》(授权公告号CN204215007U)就公开了这样的一种技术方案：通过为被测触点设有测试单元，从而可以以与被测触点的电路适配的电流值来向被测触点输出测试电路，进而可以检测高压继电器触点的状态时，信号处理模块通过采集检流电阻的电压来测定被测触点是否正常。这种方法是通过采集检流电阻的电压值的方法，触点检测容易受到高压直流输出的影响，造成不良后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流接触器触点检测装置，用以解决现有技术中对输出触点进行检测时，输出触点容易受到直流电压影响的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种直流接触器触点检测装置，包括一个微处理器MCU、一个加载电路和一个采集电路，所述加载电路包括第一跟随器和第一隔直电容，所述采集电路包括第二跟随器、第二隔直电容和一个直流电源，所述微处理器MCU发出的脉冲信号通过第一隔离元器件(IC1)传输到第一跟随器，第一跟随器的输出端经过第一隔直电容后连接接触器的第一触点接口(A)，第二触点接口(B)经过第二隔直电容后连接第二跟随器的输入端和所述直流电源，第二跟随器输出的信号经第二隔离元件(IC2)后进行AD转换，最后传入到微处理器MCU。

进一步的，脉冲信号为PWM信号，所述MCU检测PWM信号的峰值。

优选的，第一跟随器的输出端连接有接地电阻。

进一步的，第二跟随器包括一个运算放大器(U5)，运算放大器(U5)的输出端串有二极管，运算放大器(U5)的输出端连接二极管的阳极，二级管阴极连接所述第二跟随器的输出端；所述第二隔离元件(IC2)和第二跟随器的输出端的串接点连接有接地电容。

优选的，第一隔离元件是高速光耦，所述第二隔离元件是线性光耦。

本发明提供的一种直流接触器触点检测装置，采用PWM交流电压对接触器触点进行检测，在MCU和待检测接触器触点之间通过跟随器和隔直电容来隔离直流信号，避免高压直流信号对检测造成影响，能够很好的保证接触器触点的检测结果。

同时，MCU发出的测试信号是PWM电压信号，最终检测的也是PWM信号的峰值，检测结果不易受环境影响，精度较高，同时PWM电压信号还可以作为多个被测对象触点的测试源，节省成本。

此外，从整体上来看，本装置所用元器件少，体积小，成本较低。

附图说明

图1是测试装置整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，是本发明一种直流接触器触点检测装置的具体电路架构图。从图中可以看出，电路包括一个MCU，即微处理器，还包括一个加载电路，一个采集电路，所述加载电路包括串联的由高速运算放大器U4形成的第一跟随器和第一隔直电容C1，加载电路中第一隔直电容C1的另一端连接触点接口A，在第一隔直电容C1和触点接口A的串接点处还并联有一个接地电阻；所述采集电路包括串联的第二隔直电容C2、由运算放大器U5形成的第二跟随器、二极管D1以及接地电容C3，第二隔直电容C2与第二跟随器的串接点通过电阻R2并联有直流偏置电压VRET，第二隔直电容C2的另一端连接触点接口B；其中，二极管D1的阳极连接运算放大器U5的输出端，用于防止运算放大器U5发生震荡；第二跟随器的输出端还连接有一个接地电容C3。MCU通过高速光耦U2连接加载电路，采集电路将采集到的电压信号通过线性光耦U3传输到MCU的AD采样引脚；其中触点接口A、B分别连接直流输出接触器的动、静触点。

从图中可以看出，加载电路、触点接口A和B、采集电路中传输的是模拟信号，所以也称加载电路、触点接口A和B、采集电路构成的电路部分为模拟电路部分，而在MCU中传输的都是数字信号，所以又称MCU部分的电路为数字电路部分。

上述实施方式给出了数字电路部分和模拟电路部分之间采用的隔离元件是光耦隔离，作为其他实施方式，隔离元件也可以采用电磁隔离元件。

上述实施方式中，采集到的电压信号经过线性光耦后连接到的是MCU的AD引脚，作为其他实施方式，也可以先将电压信号进行模数转换后再传输到MCU中。

上述实施方式中，电阻R1、R2、接地电容C3以及二极管D1都是为了使得直流接触器触点检测装置检测到的电压信号更准确稳定而增加的控制元器件，作为其他实施方式，也可以不要这些元器件，或者只是增加部分这些元器件。

如图1所示的接触器触点检测装置图，所采用的隔直电容C1、C2的容值为0.1μF，其耐压值为1000V；而接地电容C3则是选用容值为4.7μF的电容。对于电阻R1，为了不影响PWM信号幅值的稳定性，以及电路检测的精度，在此选择其阻值为10KΩ。

具体的，对充电桩直流输出接触器触点状态的检测过程如下：

MCU(微程序处理器)U1发出交流PWM电压信号，PWM信号通过高速光耦U2传递给加载电路，然后PWM信号经过运放U4跟随后穿过高压隔直电容C1，连接到直流输出接触器的动、静触点；PWM信号穿过直流输出接触器后则流经高压隔直电容C2，此时，由于PWM信号两次经过高压隔直电容，信号中已经没有直流分量，为此直流电源VREF则为PWM信号提供一个直流信号。进而通过二极管D1和电容C3实现对PWM脉冲信号电压峰值的检测，并将最终检测得到的直流检测电压通过线性光耦U3传递到MCU的AD采样引脚。

在MCU中，通过编写的程序对采样得到的AD采样值进行分析判断，具体的：

a.检测采样电路输出到AD采样引脚的检测电压值V，如果检测到的电压值V＝V1，则表示此时接触器触点的状态为断开，其中V1的值等于直流偏置电压VRET的电压值。因为，此时图1所示的触点接口A和触点接口B开路，检测到的电压值等于直流偏置电压VRET。

b.检测采样电路输出到AD采样引脚的检测电压值V，如果检测到的电压值V＝V2，则表示接触器触点状态为闭合，其中V2的值等于PWM电压波信号的峰值。因为，此时图1所示的触点接口A和触点接口B短路，检测到的电压值是PWM电压波信号的峰值。

c.检测采样电路输出到AD采样引脚的检测电压值V，如果检测到的电压值V介于V1和V2之间，那么表示此时接触器触点状态为粘连。因为，如果动静触点处于粘连状态，那么此时在图1所示的触点接口A和触点接口B之间相当于加了一个电阻，电阻值的大小由动、静触点的粘连度决定。

以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种直流接触器触点检测装置，其特征在于，包括一个微处理器MCU、一个加载电路和一个采集电路，所述加载电路包括第一跟随器和第一隔直电容，所述采集电路包括第二跟随器、第二隔直电容和一个直流电源，所述微处理器MCU发出的脉冲信号通过第一隔离元器件(IC1)传输到第一跟随器，第一跟随器的输出端经过第一隔直电容后连接接触器的第一触点接口(A)，第二触点接口(B)经过第二隔直电容后连接第二跟随器的输入端和所述直流电源，第二跟随器输出的信号经第二隔离元件(IC2)后进行AD转换，最后传入到微处理器MCU。

2.根据权利要求1所述的一种直流接触器触点检测装置，其特征在于，所述脉冲信号为PWM信号，所述MCU检测PWM信号的峰值。

3.根据权利要求1所述的一种直流接触器触点检测装置，其特征在于，所述第一跟随器的输出端连接有接地电阻。

4.根据权利要求1所述的一种直流接触器触点检测装置，其特征在于，所述第二跟随器包括一个运算放大器(U5)，运算放大器(U5)的输出端串有二极管，运算放大器(U5)的输出端连接二极管的阳极，二级管阴极连接所述第二跟随器的输出端；所述第二隔离元件(IC2)和第二跟随器的输出端的串接点连接有接地电容。

5.根据权利要求1所述的一种直流接触器触点检测装置，其特征在于，所述第一隔离元件是高速光耦，所述第二隔离元件是线性光耦。