CN106787657A - 车载驱动控制器电容放电电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，公开了一种车载驱动控制器电容放电电路。其包括：母线电容、第一支路和第二支路；第一支路和第二支路均连接于母线电容的两端，且第二支路导通时形成有母线电容的放电回路；第一支路连接于车载驱动控制器，且第一支路的通断关联于车载驱动控制器的输出状态；第二支路的通断受控于第一支路的通断；其中，车载驱动控制器输出放电信号或者无输出时，第一支路断开；第一支路断开时，第二支路导通；第一支路导通时，第二支路断开。本实施方式的电容放电电路使车载驱动控制器在主动、被动放电时均使用相同的放电回路，放电时间一致，提高了车载驱动控制器的安全性，同时还可以简化设计、节省成本。

Description

车载驱动控制器电容放电电路

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及车载驱动控制器电容放电电路。

背景技术

目前新能源汽车发展迅速，车载驱动控制器是新能源汽车的重要组成部分，车载驱动控制器主要有两种电源同时供电：一种是12V或24V的低压电池供电系统，为车载驱动控制器提供控制电源；一种是300V-750V的高压电池供电系统，为车载驱动控制器提供动力电源。为了减小动力电压的波动和电源对驱动器的干扰，在电源两端会增加母线电容，当动力电源断电时，因为母线电容的存在，母线电压不会很快降低到安全电压以下，这个下降时间往往需要10～20分钟。在车载驱动器中如果没有设计针对母线电容进行快速放电的电路，在驱动器进行调试和维修时，母线电容的残存电压在断电后需要等待很长的时间才能泄放完毕，浪费了调试和维修的时间，降低了研发效率、延长了开发周期，同时如果未泄放完毕进行操作，还可能发生触电的危险。

本发明的发明人在实现本发明的过程中发现：目前关于车载驱动控制器母线电容的主动和被动放电的方案很少，而现有的放电方案主动放电和被动放电采用不同放电回路，并且被动放电方案放电时间长。这为车载驱动控制器的使用安全和维护安全带来隐患。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种车载驱动控制器电容放电电路，使车载驱动控制器在主动、被动放电时均使用相同的放电回路，放电时间一致，提高车载驱动控制器的安全性，同时还可以简化设计、节省成本。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种车载驱动控制器电容放电电路，包括：母线电容、第一支路和第二支路；所述第一支路和所述第二支路均连接于所述母线电容的两端，且所述第二支路导通时形成有所述母线电容的放电回路；所述第一支路连接于所述车载驱动控制器，且所述第一支路的通断响应于所述车载驱动控制器的输出状态；所述第二支路的通断受控于所述第一支路的通断；其中，所述车载驱动控制器输出放电信号或者无输出时，所述第一支路断开；所述第一支路断开时，所述第二支路导通；所述第一支路导通时，所述第二支路断开。

本发明实施方式相对于现有技术而言，车载驱动控制器电容放电电路包括：母线电容、第一支路和第二支路。其中，第一支路和第二支路均连接于母线电容的两端，且第二支路导通时形成有母线电容的放电回路。第一支路连接于车载驱动控制器，且第一支路的通断响应于车载驱动控制器的输出状态，第二支路的通断受控于第一支路的通断。其中，当车载驱动控制器输出放电信号(对应于母线电容的主动放电)或者无输出(对应于母线电容的被动放电)时，第一支路均断开使得第二支路导通，从而在第二支路中形成有母线电容的放电回路，母线电容放电。因此，母线电容的主动放电和被动放电均使用同一放电电路放电，放电时间相同，从而提高车载驱动控制器的调试和维修时的安全性，并且，还可以简化设计、节省成本。

另外，所述第一支路包括：功率电阻和第一电子开关；所述车载驱动控制器连接于所述第一电子开关的控制端，所述功率电阻的第一端连接于所述母线电容的第一端，所述功率电阻的第二端连接于所述第一电子开关的第一端；所述第一电子开关的第二端连接于所述母线电容的第二端；所述第一电子开关的第一端还连接于所述第二支路。从而提供了第一支路的实现方式。

另外，所述电容放电电路还包括分别连接于所述车载驱动控制器和所述第一电子开关的控制端的光耦；所述光耦用于在所述车载驱动控制器输出放电信号时控制所述第一支路断开。

另外，所述第一电子开关还用于在所述光耦无输出时断开。

另外，所述电容放电电路还包括连接于所述车载驱动控制器和所述光耦之间的第一稳压二极管。第一稳压二极管用于防止在驱动控制器正常工作时，放电信号受到外部干扰导致光耦误导通，造成放电回路误动作，避免产生安全隐患。

另外，所述第一支路还包括保护二极管；所述保护二极管串接于所述光耦和所述母线电容的第二端之间。当第二支路导通，母线电容开始放电时，保护二极管可以起到保护作用，防止第二支路的放电电流倒灌对光耦造成损伤、损坏光耦。

另外，所述第二支路包括：功率电阻、放电电阻、第二电子开关和分压电阻；所述放电电阻的第一端连接于所述母线电容的第一端，所述放电电阻的第二端连接于所述第二电子开关的第一端；所述功率电阻的第一端连接于所述母线电容的第一端，所述功率电阻的第二端连接于所述第一电子开关的第一端和所述分压电阻的第一端，所述分压电阻的第二端连接于所述母线电容的第二端；所述分压电阻的第一端还连接于所述第二电子开关的控制端，所述第二电子开关的第二端连接于所述母线电容的第二端。在第一电子开关断开时，母线电容、功率电阻和分压电阻形成导通回路，分压电阻上的电压控制第二电子开关导通，此时，母线电容、放电电阻和第二电子开关形成放电回路。由此，为第二支路提供了一种实现方式。

另外，所述放电电阻为热敏电阻，且所述热敏电阻的阻抗随温度的升高而增大。由于热敏电阻阻值随着温度升高能够迅速增大，因此可有效避免驱动控制器正常工作时，由于电容放电电路误导通而造成的驱动器工作异常、大量电能被消耗和放电电阻被损坏等。

另外，所述电容放电电路还包括第二稳压二极管；所述第二稳压二极管并联于所述分压电阻。第二稳压二极管用于将电压箝位在第二电子开关导通的电压范围，从而保证第二支路稳定放电。

另外，所述光耦为隔离光耦。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式车载驱动控制器电容放电电路的结构框图；

图2是根据本发明第二实施方式车载驱动控制器电容放电电路的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式车载驱动控制器电容放电电路的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种车载驱动控制器电容放电电路，其具体结构如图1所示。本实施方式的车载驱动控制器电容放电电路例如可以应用于新能源电动汽车的驱动控制器的放电。

具体地，如图1所示，本实施方式的车载驱动控制器电容放电电路包括：母线电容1、第一支路2和第二支路3。第一支路2和第二支路3均连接于母线电容1的两端，且第二支路3导通时形成有母线电容1的放电回路。第一支路2连接于车载驱动控制器1，且第一支路2的通断响应于车载驱动控制器4的输出状态。第二支路3的通断则受控于第一支路2的通断。

其中，车载驱动控制器4输出放电信号或者无输出时，第一支路2断开，此时，第二支路3导通。而车辆正常工作时，车载驱动控制器输出例如高电平作为控制信号，此时，第一支路2导通，第二支路2形成有母线电容的第一导通回路，使母线电容起到减小车载驱动控制器的动力电压波动和电源对驱动器的干扰的作用。

本实施方式中，当车载驱动控制器的动力电源关闭时，且车载驱动控制器的控制电源未关闭时，表示车辆暂停工作，此时，车载驱动控制器发出放电信号，控制第一支路断开，第二支路导通，使得母线电容上高压通过第二支路中的放电回路泄放掉，避免带来意外的危险。该种放电方式即为主动放电。当被动放电时，即车载驱动控制器的动力电源和控制电源均关闭时，此时，车载驱动控制器无输出，且第一支路断开，第二支路导通，母线电容放电。由此可见，本实施方式无论在母线电容主动放电还是被动放电时，均是通过第一支路的断开控制第二支路的导通从而实现放电。因此，本实施方式中，放电回路相同，放电时间相同。

因此，本实施方式的车载驱动控制器电容放电电路能够采用相同的放电回路实现母线电容的主动放电和被动放电。并且，由于主动放电和被动放电采用相同的放电回路，放电时间相同，所以可以提高车载驱动控制器调试、维修时的安全性。因此，本实施方式具有安全、可靠、成本低等的特点，还可以缩短车辆的调试、维修时间，有利于缩短车辆的研发周期，提升产品竞争力。

本发明的第二实施方式涉及一种车载驱动控制器电容放电电路。第二实施方式进一步提供了电容放电电路的具体实现方式。

具体地，如图2所示，本实施方式的车载驱动控制器电容放电电路包括：

第一稳压二极管D1，光耦U1、母线电容C4(即图1中的母线电容1)，第一支路和第二支路。其中，第一稳压二极管D1连接于车载驱动控制器和光耦U1之间。光耦U1用于在车载驱动控制器输出放电信号或者无输出时控制第一支路断开，光耦U1还用于在车载驱动控制器正常工作时控制第一支路导通。第一支路包括：功率电阻(即R7、R8……Rn等)、第一电子开关Q1和保护二极管D2。车载驱动控制器的输出端连接于光耦U1的输入端，光耦U1的输出端连接于第一电子开关Q1的控制端。功率电阻的第一端连接于母线电容C4的第一端，功率电阻的第二端连接于第一电子开关Q1的第一端，第一电子开关Q1的第二端连接于母线电容C4的第二端。保护二极管D2连接于光耦U1和母线电容C4的第二端之间。其中，第一电子开关Q1为三极管。当Q1的第一端和第二端导通时，母线电容C4、功率电阻、第一电子开关Q1形成第一导通回路。

本实施方式中，第二支路包括：功率电阻(即R7、R8……Rn等)、放电电阻R4、第二电子开关Q2、电阻R5以及分压电阻R6。放电电阻R4的第一端连接于母线电容C4的第一端，放电电阻R4的第二端连接于第二电子开关Q2的第一端。功率电阻的第一端连接于母线电容C4的第一端，功率电阻的第二端连接于第一电子开关Q1的第一端和分压电阻R6的第一端，分压电阻R6的第二端连接于母线电容C4的第二端。分压电阻R6的第一端还连接于第二电子开关Q2的控制端，第二电子开关Q2的第二端连接于母线电容C4的第二端。其中，第二支路还包括第二稳压二极管D3，第二稳压二极管D3并联于分压电阻R6，电阻R5的两端分别连接于分压电阻R6的第一端和功率电阻的第二端，同时，电阻R5还连接于第一电子开关Q1的第一端。其中，第二电子开关Q2为三极管。

本实施方式中，当第一电子开关Q1断开时，母线电容C4、功率电阻、电阻R5、分压电阻R6形成第二导通回路，此时，分压电阻R6可以为第二电子开关Q2提供控制电压，使得Q2的第一端和第二端导通，从而使得母线电容C4、放电电阻R4、Q2形成第三导通回路(即放电回路)。当第二支路导通，母线电容开始放电时，保护二极管D2可以防止第二支路的放电电流倒灌对光耦造成损伤，从而对光耦起到保护作用。

车载驱动控制器的输出端通过第一稳压二极管D1连接于光耦U1的输入端，光耦的输出端通过电阻R2连接于第一电子开关Q1的控制端，电阻R3和电容C2则并联于第一电子开关Q1的控制端和第二端之间，电阻R1和电容C1则并联于光耦U1的输入端和地之间。本实施方式中，第一稳压二极管D1用于防止在车载驱动控制器正常工作时，放电信号受到外部干扰导致光耦U1误导通，造成放电回路误动作，避免产生安全隐患。值得一提的是，电容放电电路中的光耦可以采用不导通时输出高电平的隔离光耦，当控制电源全部断开时，光耦输出低电平，因此可以确保主动放电和被动放电的控制逻辑相同，从而可以采用同一放电回路进行放电。

图3为本实施方式的电容放电电路的控制框图，现结合图2、图3对本实施方式的电容放电电路的工作过程描述如下：

1、车载驱动控制器正常工作时，车载驱动控制器(例如车载驱动控制器中的控制芯片)输出正常工作信号，控制电容放电电路中的光耦始终保持在关断状态，光耦输出高电平，第一电子开关Q1导通，母线电容的电压(即母线电压)经过功率电阻(R7、R8……Rn)、Q1、D2形成的第一导通回路。由于功率电阻阻值比较大，此时第一导通回路中的电流可以控制在两个毫安以下，因此该电容放电回路消耗的功率可以忽略。

2、当车载驱动控制器的动力电源(即高压电源)关闭时，需要对母线电容C4进行主动放电。此时，控制芯片发出主动放电信号，使电容放电电路中的光耦导通，此时光耦输出低电平，第一电子开关Q1关断，母线电容上的母线电压此时经功率电阻(R7、R8……Rn)、R5、R6形成一个第二导通回路，R6与功率电阻分压为第二电子开关Q2提供了控制电压，使其导通，D3为第二稳压二极管，其将第二电子开关Q2的控制电压箝位在Q2导通的电压范围。Q2导通后，形成第三导通回路，由于放电电阻R4的阻值远小于功率电阻，所以母线电容中的高压可以迅速通过放电电阻R4、Q2进行放电。

3、当车载驱动控制器的高压电源和控制电源全部关断时，此时电容放电电路中的光耦关断并且输出低电平，相应地、第一电子开关Q1关断，母线电容的电压此时经功率电阻(R7、R8……Rn)、R5、R6形成一个第二导通回路，分压电阻R6与功率电阻分压，使第二电子开关Q2导通，D3为第二稳压二极管，将第二电子开关Q2上的电压箝位在Q2导通的电压范围。Q2导通后，形成第三导通回路，由于放电电阻R4的阻值远小于功率电阻，所以母线电容中的高压可以迅速通过放电回路R4、Q2进行放电。

因此，在控制芯片的不同输出状态下(高电平、低电平或者无输出)，光耦均能够响应于各种输出状态，控制第一电子开关导通或者关闭，从而控制母线电容正常工作或者放电。

值得一提的是，本实施方式中的放电电阻采用正温度系数热敏电阻，其阻值能够随温度的升高而迅速增大。从而，可有效避免正常工作时，放电电路误导通，造成驱动器工作异常、消耗大量电能和损坏放电电阻等。

本实施方式采用隔离光耦，且使得隔离光耦在控制芯片输出低电平和无输出时，均输出低电平，从而控制第一电子开关断开，进而实现母线电容的主动放电和被动放电。由于主动放电和被动放电的控制逻辑相同，所以可以简化电路，降低放电电路误导通过的概率。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，包括：母线电容、第一支路和第二支路；

所述第一支路和所述第二支路均连接于所述母线电容的两端，且所述第二支路导通时形成有所述母线电容的放电回路；

所述第一支路连接于所述车载驱动控制器，且所述第一支路的通断响应于所述车载驱动控制器的输出状态；所述第二支路的通断受控于所述第一支路的通断；

其中，所述车载驱动控制器输出放电信号或者无输出时，所述第一支路断开；所述第一支路断开时，所述第二支路导通；所述第一支路导通时，所述第二支路断开。

2.根据权利要求1所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述第一支路包括：功率电阻和第一电子开关；

所述车载驱动控制器连接于所述第一电子开关的控制端，所述功率电阻的第一端连接于所述母线电容的第一端，所述功率电阻的第二端连接于所述第一电子开关的第一端；所述第一电子开关的第二端连接于所述母线电容的第二端；所述第一电子开关的第一端还连接于所述第二支路。

3.根据权利要求2所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述电容放电电路还包括分别连接于所述车载驱动控制器和所述第一电子开关的控制端的光耦；

所述光耦用于在所述车载驱动控制器输出放电信号时控制所述第一支路断开。

4.根据权利要求3所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述第一电子开关还用于在所述光耦无输出时断开。

5.根据权利要求3所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，所述电容放电电路还包括连接于所述车载驱动控制器和所述光耦之间的第一稳压二极管。

6.根据权利要求3所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述第一支路还包括保护二极管；

所述保护二极管串接于所述光耦和所述母线电容的第二端之间。

7.根据权利要求2所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述第二支路包括：功率电阻、放电电阻、第二电子开关和分压电阻；

所述放电电阻的第一端连接于所述母线电容的第一端，所述放电电阻的第二端连接于所述第二电子开关的第一端；

所述功率电阻的第一端连接于所述母线电容的第一端，所述功率电阻的第二端连接于所述第一电子开关的第一端和所述分压电阻的第一端，所述分压电阻的第二端连接于所述母线电容的第二端；

所述分压电阻的第一端还连接于所述第二电子开关的控制端，所述第二电子开关的第二端连接于所述母线电容的第二端。

8.根据权利要求7所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述放电电阻为热敏电阻，且所述热敏电阻的阻抗随温度的升高而增大。

9.根据权利要求7所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，

所述电容放电电路还包括第二稳压二极管；

所述第二稳压二极管并联于所述分压电阻。

10.根据权利要求4所述的车载驱动控制器电容放电电路，其特征在于，所述光耦为隔离光耦。