CN106877277B - 一种继电器控制电路、车辆控制电路及车辆 - Google Patents

一种继电器控制电路、车辆控制电路及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种继电器控制电路、车辆控制电路及车辆，其中继电器控制电路中的继电器驱动单元用于导通或关断继电器；短路保护单元中第一开关的输入端与电源连接，第一开关的控制端经第一电阻与输入端连接；第二开关的输入端与继电器的输入端连接，第二开关的输入端和控制端分别与第一二极管的正极和负极连接，第二开关的输出端经第二电阻与第一开关的控制端连接；第四电阻的一端与继电器驱动单元的输出端连接，另一端同时与第二开关的控制端以及第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端接地；当继电器两端发生短路时，第一开关和第二开关导通，第一开关的输出端向继电器驱动单元输出短路保护控制信号，使继电器关断。通过硬件实现了电路短路保护。

Description

一种继电器控制电路、车辆控制电路及车辆
技术领域
本发明涉及继电器控制技术领域，具体涉及一种继电器控制电路、车辆控制电路及车辆。
背景技术
继电器(Relay)，是一种电子控制器件，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。目前，继电器在自动控制领域里得到了广泛的应用，比如在新能源汽车领域，可以通过控制预充继电器、快充继电器、高压正极继电器、高压负极继电器等的通断来实现对动力电池充放电的控制，延长其使用寿命，并在电路发生故障时，通过断开高压正极继电器、高压负极继电器等来切断动力电池对负载的供电，确保行车的安全。
但现有技术中的继电器控制电路，有的使用集成芯片来控制继电器的通断，致使成本偏高，并且用户也不能根据需求对限流大小等进行灵活调整；有的通过软件来识别电路中是否发生了短路等故障，然而当电路出现短路故障时，会在瞬间出现大电流，极易烧毁设备，通过软件来识别电路短路故障，无疑增加了短路保护的时间，存在安全隐患。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题之一在于克服现有技术中的继电器控制电路成本高、灵活性差的缺陷，从而提供一种成本低、灵活性高的继电器控制电路、车辆控制电路及车辆。
本发明要解决的另一技术问题在于克服现有技术中的继电器控制电路的短路保护时间长、存在安全隐患的缺陷，从而提供一种能够快速识别短路故障并进行短路保护的继电器控制电路、车辆控制电路及车辆。
为此，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种继电器控制电路，包括：继电器驱动单元、短路保护单元和控制单元；
所述继电器驱动单元用于根据控制单元和短路保护单元输出的控制信号导通或关断继电器；
所述短路保护单元包括：第一开关Q3、第二开关Q4、第一电阻R10、第二电阻R9、第四电阻R6、第五电阻R8以及第一二极管D2；
所述第一开关Q3的输入端与电源连接，所述第一开关Q3的控制端经所述第一电阻R10与输入端连接；
所述第二开关Q4的输入端与所述继电器的输入端连接，所述第二开关Q4的输入端和控制端分别与所述第一二极管D2的正极和负极连接，所述第二开关Q4的输出端经所述第二电阻R9与所述第一开关Q3的控制端连接；
所述第四电阻R6的一端与所述继电器驱动单元的输出端连接，另一端同时与所述第二开关Q4的控制端以及所述第五电阻R8的一端连接，所述第五电阻R8的另一端接地
当所述继电器两端发生短路时，所述第二开关Q4和第一开关Q3导通，所述第一开关Q3的输出端向所述继电器驱动单元输出短路保护控制信号，使所述继电器关断。
本发明所述的继电器控制电路，所述短路保护单元还包括第三电阻R5，所述第三电阻R5的两端分别与所述继电器驱动单元的输出端和所述继电器线圈的电压输入端连接。
本发明所述的继电器控制电路，所述继电器驱动单元包括第三开关Q1和第四开关Q2；
所述第三开关Q1的控制端与所述控制单元的第一控制信号输出端GPIO1连接，其输出端接地；
所述第四开关Q2的控制端经一个电阻与所述第三开关Q1的输入端连接，所述第四开关Q2的输入端与所述电源连接，所述第四开关Q2的输出端与所述继电器的线圈的电压输入端连接；
当所述第一控制信号输出端GPIO1输出第一电平时，所述第三开关Q1和所述第四开关Q2均导通；当所述第一控制信号输出端GPIO1输出第二电平时，所述第三开关Q1和所述第四开关Q2均关断，所述第一电平和所述第二电平为相反的电平；
当所述第一开关Q3的输出端输出短路保护控制信号时，所述第四开关Q2关断。
本发明所述的继电器控制电路，还包括信号采集单元，用于采集能够检测继电器是否发生过压或开路的检测信号，并将所述检测信号反馈回所述控制单元；
所述控制单元根据所述检测信号判断电路是否发生过压或开路故障，并在判断电路发生过压或开路故障时输出相应的控制信号使所述继电器驱动单元1关断所述继电器。
本发明所述的继电器控制电路，所述信号采集单元包括第六电阻R11和第七电阻R12；
所述第七电阻R12的一端同时与所述控制单元的第一信号输入端GPIO2以及所述第六电阻R11的一端连接，所述第七电阻R12的另一端与所述继电器线圈的电压输入端连接，所述第六电阻R11的另一端接地；
所述控制单元的第一信号输入端GPIO2接收到检测信号后，将该检测信号与一个预设电压相比较，若超出所述预设电压，判断电路发生过压故障。
本发明述的继电器控制电路，所述信号采集单元还包括第五开关Q5、上拉电阻R4、第八电阻R14和第九电阻R15；
所述第五开关Q5的输入端与所述电源连接，所述第五开关Q5的控制端与所述控制单元的第二控制信号输出端GPIO3连接，所述第五开关Q5的输出端与所述上拉电阻R4的一端连接，所述上拉电阻R4的另一端与所述继电器线圈的电压输入端连接；
所述第八电阻R14的一端同时与所述控制单元的第二信号输入端GPIO4以及所述第九电阻R15的一端连接，所述第八电阻R14的另一端与所述继电器驱动单元的输出端连接；
当所述控制单元的第一控制信号输出端输出第二电平时，其第二控制信号输出端输出第一电平控制所述第五开关Q5导通，当其第一信号输入端接收到检测信号后，所述控制单元判断该检测信号是否升高，若升高，则判断电路发生开路故障；
当所述控制单元的第一控制信号输出端输出第一电平时，其第二控制信号输出端输出第二电平控制所述第五开关Q5关闭，当其第一信号输入端与第二信号输入端接收到检测信号后，根据所述检测信号获取所述第三电阻R5的电流值，当所述第三电阻R5的电流值变小时，判断电路发生开路故障。
本发明所述的继电器控制电路，所述第三开关Q1、所述第二开关Q4和所述第五开关Q5为NMOS管或NPN型三极管，所述第四开关Q2和所述第一开关Q3为PMOS管或PNP型三极管。
本发明所述的继电器控制电路，所述第五电阻R8、所述第二电阻R9、所述第一电阻R10、所述上拉电阻R4均为千欧级电阻，所述第三电阻R5为欧姆级电阻，所述第四电阻R6的阻值小于所述继电器线圈的阻值且远大于所述第三电阻R5的阻值。
本发明还提供了一种车辆控制电路，包括上述继电器控制电路。
本发明还提供了一种车辆，包括上述车辆控制电路。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供了一种继电器控制电路，包括：继电器驱动单元、短路保护单元和控制单元；继电器驱动单元用于根据控制单元和短路保护单元输出的控制信号导通或关断继电器；短路保护单元包括：第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第四电阻、第五电阻以及第一二极管；第一开关的输入端与电源连接，第一开关的控制端经第一电阻与输入端连接；第二开关的输入端与继电器的输入端连接，第二开关的输入端和控制端分别与第一二极管的正极和负极连接，第二开关的输出端经第二电阻与第一开关的控制端连接；第四电阻的一端与继电器驱动单元的输出端连接，另一端同时与第二开关的控制端以及第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端接地；当继电器发生短路时，第一开关和第二开关导通，第一开关的输出端向继电器驱动单元输出短路保护控制信号，使继电器关断。通过硬件实现电路的短路保护，发生短路时，会通过硬件的电气特性来快速关断继电器，切断对负载的供电，对电路进行短路保护，克服了现有技术中通过软件识别短路故障导致的短路保护时间延迟，存在安全隐患的缺陷；另，通过开关器件、二极管等硬件来实现短路保护，能够节省硬件成本，还可以根据需求选取不同规格的器件来对限流大小等进行灵活调整，克服了现有技术中使用集成芯片识别短路故障导致的成本高，灵活性差的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中继电器控制电路的一个具体实例的结构框图；
图2为本发明实施例1中继电器控制电路的一个具体实例的电路原理图；
图3为本发明实施例2中继电器控制电路的一个具体实例的结构框图；
图4为本发明实施例2中继电器控制电路的一个具体实例的电路原理图。
附图标记：
1-继电器驱动单元；2-短路保护单元；3-控制单元；4-采集单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种继电器控制电路，本实施例中继电器控制电路中所指的连接包括直接电连接，也包括通过电阻、二极管等器件的耦接。如图1所示，本实施例中的继电器控制电路包括：继电器驱动单元1、短路保护单元2和控制单元3。
继电器驱动单元1用于根据控制单元3和短路保护单元2输出的控制信号导通或关断继电器。具体地，从图1可以看到，继电器导通时向负载供电，继电器关断时切断与负载间的供电。可以选用现有技术中任何一种能够驱动或者关断继电器的继电器驱动电路或芯片来实现继电器驱动单元1的上述功能。控制单元3可以选用微控制器，运算速度快，性能稳定。
短路保护单元2包括：第一开关Q3、第二开关Q4、第一电阻R10、第二电阻R9、第四电阻R6、第五电阻R8以及第一二极管D2；第一开关Q3的输入端与电源连接，第一开关Q3的控制端经第一电阻R10与输入端连接；第二开关Q4的输入端与继电器的输入端连接，第二开关Q4的输入端和控制端分别与第一二极管D2的正极和负极连接，第二开关Q4的输出端经第二电阻R9与第一开关Q3的控制端连接；第四电阻R6的一端与继电器驱动单元1的输出端连接，另一端同时与第二开关Q4的控制端以及第五电阻R8的一端连接，第五电阻R8的另一端接地；当继电器两端发生短路时，第二开关Q4和第一开关Q3导通，第一开关Q3的输出端向继电器驱动单元1输出短路保护控制信号，使继电器关断。具体地，只有当继电器两端发生短路时，第一开关Q3和第二开关Q4才会导通，此时第一开关Q3的输出端会向继电器驱动单元1输出短路保护控制信号，而继电器驱动单元1接收到该短路保护控制信号后，会关断继电器，切断向负载的供电，从而对整个电路起到短路保护的作用；当继电器两端未发生短路时，第一开关Q3和第二开关Q4均断开，自然不会有短路保护控制信号输出了，也即电路正常时，短路保护单元2不会投入运行进而影响到继电器驱动单元1对继电器的控制，只有在发生短路时才会控制继电器驱动单元1快速关断继电器。
优选地，第二开关Q4的输入端与继电器中的线圈的电压输入端连接。电路正常时，继电器驱动单元1导通继电器，有电流流入继电器的线圈，继电器触点吸合，因为继电器的线圈本身具有一定的阻值，此时继电器的线圈的电压输入端处的电压信号应为一个高电平，而当发生短路时，继电器的线圈的电压输入端处短地，电压趋近于0。通过将第二开关Q4的输入端与继电器中的线圈的电压输入端连接能够确保发生短路时第二开关Q4的输入端的电压被迅速拉低，从而使第一开关Q3和第二开关Q4迅速导通，通过第一开关Q3向继电器驱动单元1输出短路保护控制信号以及时关断继电器，短路保护时间短，响应稳定，安全性能高。当然第二开关Q4的输入端也可以选取其它的连接点，只要能够在发生短路时使第一开关Q3和第二开关Q4均导通并向继电器驱动单元1输出短路保护控制信号即可。
优选地，如图2所示，短路保护单元2还包括第三电阻R5，第三电阻R5的两端分别与继电器驱动单元1的输出端和继电器线圈的电压输入端连接。第三电阻R5为限流电阻，对继电器线圈有一定的保护作用。
优选地，如图2所示，继电器驱动单元1包括第三开关Q1和第四开关Q2；第三开关Q1的控制端与控制单元3的第一控制信号输出端连接，其输出端接地；第四开关Q2的控制端经一个电阻与第三开关Q1的输入端连接，第四开关Q2的输入端与电源连接，第四开关Q2的输出端与继电器的线圈的电压输入端连接，第四开关Q2的输出端即为继电器驱动单元1的输出端；当控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1输出第一电平时，第三开关Q1和第四开关Q2均导通；当控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1输出第二电平时，第三开关Q1和第四开关Q2均关断，第一电平和第二电平为相反的电平；当第一开关Q3的输出端输出短路保护控制信号时，第四开关Q2关断。具体地，继电器驱动单元1采用第三开关Q1和第四开关Q2等分立的硬件器件来设计，响应迅速，成本低。并且第一电平为高电平时，第二电平为低电平，第一电平为低电平时，第二电平为高电平，具体可以根据硬件电路的结构来选取。
优选地，第三开关Q1和第二开关Q4为NMOS管或NPN型三极管，第四开关Q2和第一开关Q3为PMOS管或PNP型三极管。上述器件性能稳定，成本低。
优选地，第五电阻R8、第二电阻R9、第一电阻R10均为千欧级电阻，第三电阻R5为欧姆级电阻，第四电阻R6的阻值小于继电器线圈的阻值且远大于第三电阻R5的阻值。上述电阻配置能够使本实施例中的继电器控制电路性能更加稳定，同时也能更好的保护电路中的各个器件和负载，延长其使用寿命。
为了更好的理解本实施例，现通过一个优选的案例来说明本实施例中的继电器控制电路的工作原理。该案例中，第一电平为高电平，第二电平为低电平，第三开关Q1和第二开关Q4为NMOS管，第四开关Q2和第一开关Q3为PMOS管，如图2所示，应用中，控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1可以通过电阻R1与第三开关Q1的控制端耦接，电阻R1为限流电阻，用以保护控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1管脚，电阻R2的两端分别与控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1和第三开关Q1的输出端耦接，电阻R2为下拉电阻，在上电瞬间能够保证第三开关Q1为关闭状态，延长其使用寿命。第三开关Q1的输入端经电阻R3与第四开关Q2的控制端耦接，电阻R3为限流电阻，用以保护第三开关Q1，防止通过第三开关Q1的电流过大。当控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1输出低电平时，因为第三开关Q1为NMOS管，此时第三开关Q1关断，电阻R3无电流流过，因为第四开关Q2为PMOS管，依据PMOS管结构特点，此时第四开关Q2控制端处的电压近似等于电源电压，为高电平，第四开关Q2处于关断状态，继电器与电源间的连接是断开的，无电流流过继电器的线圈，继电器触点打开，继电器关断；当控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1输出高电平时，第三开关Q1导通，电流从第四开关Q2的控制端流经电阻R3和第三开关Q1，拉低了第四开关Q2控制端处的电压，第四开关Q2导通，从而导通了继电器与电源间的连接，有电流流过继电器的线圈，继电器的触点吸合，继电器导通。
另，第一二极管D2的正极和负极分别与第二开关Q4的输入端和控制端连接，此时因为第四开关Q2导通，第二开关Q4的控制端处的电压比其输入端处的电压会一直低一个第一二极管D2上的压降，因为第二开关Q4为NMOS管，依据NMOS管特性，可以确保正常状态下第二开关Q4一直处于关断状态，当第二开关Q4处于关断状态时，无电流流过第一电阻R10，第一电阻R10两端电压相近，因为第一电阻R10的两端分别与第一开关Q3的控制端和输入端连接，而第一开关Q3的输入端又与电源连接，则此时第一开关Q3的控制端处的电压也近似等于电源的电压，第一开关Q3为PMOS管，此时也关断，不会输出短路保护控制信号；当发生短路时，继电器的线圈的电压输入端短地，趋近于0，因为第二开关Q4的输入端与继电器的线圈的电压输入端连接，此时第二开关Q4的输入端处的电压也趋近于0，因第四电阻R6和第五电阻R8对继电器驱动单元1输出端电压的分压，确保了短路时第二开关Q4的控制端处电压高于其输入端处的电压，依据NMOS管特性，第二开关Q4导通，有电流流过第二电阻R9，拉低了第一开关Q3的控制端处的电压，依据PMOS管特性，第一开关Q3也导通，向第四开关Q2的控制端输出一个趋近于电源电压的高电平，依据PMOS管特性，第四开关Q2关断，切断了电源与继电器间的连接，继电器的触点打开，继电器关断，能够在发生短路时通过短路保护单元2中的硬件及时关断继电器，切断对负载的供电，对电路进行短路保护。
本实施例中的继电器控制电路，通过硬件实现电路的短路保护，发生短路时，会通过硬件的电气特性来快速关断继电器，切断对负载的供电，对电路进行短路保护，克服了现有技术中通过软件识别短路故障导致的短路保护时间延迟，存在安全隐患的缺陷；另，通过开关器件、二极管等硬件来实现短路保护，能够节省硬件成本，还可以根据需求选取不同规格的器件来对限流大小等进行灵活调整，克服了现有技术中使用集成芯片识别短路故障导致的成本高，灵活性差的缺陷。
实施例2
在实施例1的基础上，与实施例1相比，如图3所示，本实施例中的继电器控制电路，还包括信号采集单元4，用于采集能够检测继电器是否发生过压或开路的检测信号，并将检测信号反馈回控制单元3。
控制单元3根据检测信号判断电路是否发生过压或开路故障，并在判断电路发生过压或开路故障时输出相应的控制信号使继电器驱动单元1关断继电器。能够进一步提供过压或开路的保护。
优选地，如图4所示，信号采集单元4包括第六电阻R11和第七电阻R12；第七电阻R12的一端同时与控制单元3的第一信号输入端GPIO2以及第六电阻R11的一端连接，第七电阻R12的另一端与继电器线圈的电压输入端连接，第六电阻R11的另一端接地；控制单元3的第一信号输入端GPIO2接收到检测信号后，将该检测信号与一个预设电压相比较，若超出预设电压，判断电路发生过压故障。具体地，当发生过压时，继电器线圈的电压输入端的处的电压会有一个显著的升高，控制单元3的第一信号输入端GPIO2引脚采集的检测信号实际上即为继电器线圈的电压输入端处的电压经第六电阻R11和第七电阻R12分压后的一个电压值，发生过压时，该检测信号会超出预设电压。
优选地，信号采集单元4还包括第五开关Q5、上拉电阻R4、第八电阻R14和第九电阻R15；第五开关Q5的输入端与电源连接，第五开关Q5的控制端与控制单元3的第二控制信号输出端GPIO3连接，第五开关Q5的输出端与上拉电阻R4的一端连接，上拉电阻R4的另一端与继电器线圈的电压输入端连接；第八电阻R14的一端同时与控制单元3的第二信号输入端以及第九电阻R15的一端连接，第八电阻R14的另一端与继电器驱动单元1的输出端连接；控制单元3，其第一控制信号输出端GPIO1输出第二电平时，其第二控制信号输出端GPIO3输出第一电平控制第五开关Q5导通，当其第一信号输入端GPIO2接收到检测信号后，判断该检测信号是否升高，若升高，判断电路发生开路故障。
优选地，所述第五开关(Q5)为NMOS管或NPN型三极管，上拉电阻R4为千欧级电阻。
具体地，我们以第一电平为高电平，第五开关Q5为NPN型三极管为例来说明，控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1引脚输出低电平(第二电平)时，继电器驱动电路1关断继电器，负载供电被切断，处于OFF状态。此时控制单元3的第二控制信号输出端GPIO3引脚会输出高电平(第一电平)，控制第五开关Q5导通，上拉电阻R4上拉有效，因为上拉电阻R4为千欧级电阻，远大于继电器线圈的阻值，电路正常时继电器的线圈的电压输入端的电压趋近于0，而当开路时，电流不流经继电器的线圈，而是流经上拉电阻R4、第三电阻R5、第四电阻R6以及第五电阻R8，经上拉电阻R4、第三电阻R5、第四电阻R6以及第五电阻R8的分压作用，开路时继电器的线圈的电压输入端处的电压值会升高，因此OFF状态下，当控制单元3的第一信号输入端GPIO2处采集的检测信号升高时说明发生了开路故障。
优选地，控制单元3，当其第一控制信号输出端GPIO1输出第一电平时，其第二控制信号输出端GPIO3输出第二电平控制第五开关Q5关闭，当其第一信号输入端GPIO2与第二信号输入端GPIO4接收到检测信号后，根据检测信号获取第三电阻R5的电流值，当第三电阻R5的电流值变小时，判断电路发生开路故障。具体地，我们以第一电平为高电平，第五开关Q5为NPN型三极管为例来说明，控制单元3的第一控制信号输出端GPIO1引脚输出高电平(第一电平)时，继电器驱动电路1导通继电器，负载恢复供电，处于ON状态。此时控制单元3的第二控制信号输出端GPIO3引脚会输出低电平(第二电平)，控制第五开关Q5关断，上拉电阻R4上拉无效。当开路时，通过第三电阻R5的电流会变小，因为控制单元3的第一信号输入端GPIO2引脚和第二信号输入端GPIO4引脚分别采集的即为第三电阻R5两端的电压值，控制单元3根据第一信号输入端GPIO2引脚和第二信号输入端GPIO4引脚接收的检测信号、第三电阻R5的阻值就可以获取第三电阻R5的电流值了，开路时第三电阻R5的电流值会变小，因此ON状态下，当第三电阻R5的电流值变小时说明发生了开路。
本实施例中的继电器控制电路，在ON状态和OFF状态下都能对电路进行开路检测，并且在发生过压故障时也能及时检测到，进一步确保了电路中器件、负载的安全，可靠性高。
实施例3
本实施例提供了一种车辆控制电路，包括实施例1或实施例2中的继电器控制电路。
本实施例中的车辆控制电路，通过硬件实现电路的短路保护，发生短路时，会通过硬件的电气特性来快速关断继电器，切断对负载的供电，对电路进行短路保护，克服了现有技术中通过软件识别短路故障导致的短路保护时间延迟，存在安全隐患的缺陷；另，通过开关器件、二极管等硬件来实现短路保护，能够节省硬件成本，还可以根据需求选取不同规格的器件来对限流大小等进行灵活调整，克服了现有技术中使用集成芯片识别短路故障导致的成本高，灵活性差的缺陷。在ON状态和OFF状态下都能对电路进行开路检测，并且在发生过压故障时也能及时检测到，进一步确保了电路中器件、负载的安全，可靠性高。
实施例4
本实施例提供了一种车辆，包括实施例3中的车辆控制电路。
本实施例中的车辆，其车辆控制电路通过硬件实现电路的短路保护，发生短路时，会通过硬件的电气特性来快速关断继电器，切断对负载的供电，对电路进行短路保护，克服了现有技术中通过软件识别短路故障导致的短路保护时间延迟，存在安全隐患的缺陷；另，通过开关器件、二极管等硬件来实现短路保护，能够节省硬件成本，还可以根据需求选取不同规格的器件来对限流大小等进行灵活调整，克服了现有技术中使用集成芯片识别短路故障导致的成本高，灵活性差的缺陷。在ON状态和OFF状态下都能对电路进行开路检测，并且在发生过压故障时也能及时检测到，进一步确保了电路中器件、负载的安全，可靠性高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种继电器控制电路，其特征在于，包括：继电器驱动单元(1)、短路保护单元(2)和控制单元(3)；
所述继电器驱动单元(1)用于根据控制单元(3)和短路保护单元(2)输出的控制信号导通或关断继电器；
所述短路保护单元(2)包括：第一开关(Q3)、第二开关(Q4)、第一电阻(R10)、第二电阻(R9)、第三电阻(R5)、第四电阻(R6)、第五电阻(R8)以及第一二极管(D2)，所述第三电阻(R5)的两端分别与所述继电器驱动单元(1)的输出端和所述继电器线圈的电压输入端连接；
所述第一开关(Q3)的输入端与电源连接，所述第一开关(Q3)的控制端经所述第一电阻(R10)与输入端连接；
所述第二开关(Q4)的输入端与所述继电器的输入端连接，所述第二开关(Q4)的输入端和控制端分别与所述第一二极管(D2)的正极和负极连接，所述第二开关(Q4)的输出端经所述第二电阻(R9)与所述第一开关(Q3)的控制端连接；
所述第四电阻(R6)的一端与所述继电器驱动单元(1)的输出端连接，另一端同时与所述第二开关(Q4)的控制端以及所述第五电阻(R8)的一端连接，所述第五电阻(R8)的另一端接地；
当所述继电器两端发生短路时，所述第二开关(Q4)和第一开关(Q3)导通，所述第一开关(Q3)的输出端向所述继电器驱动单元(1)输出短路保护控制信号，使所述继电器关断。
2.根据权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器驱动单元(1)包括第三开关(Q1)和第四开关(Q2)；
所述第三开关(Q1)的控制端与所述控制单元(3)的第一控制信号输出端(GPIO1)连接，其输出端接地；
所述第四开关(Q2)的控制端经一个电阻与所述第三开关(Q1)的输入端连接，所述第四开关(Q2)的输入端与所述电源连接，所述第四开关(Q2)的输出端与所述继电器的线圈的电压输入端连接；
当所述第一控制信号输出端(GPIO1)输出第一电平时，所述第三开关(Q1)和所述第四开关(Q2)均导通；当所述第一控制信号输出端(GPIO1)输出第二电平时，所述第三开关(Q1)和所述第四开关(Q2)均关断，所述第一电平和所述第二电平为相反的电平；
当所述第一开关(Q3)的输出端输出短路保护控制信号时，所述第四开关(Q2)关断。
3.根据权利要求2所述的继电器控制电路，其特征在于，还包括信号采集单元(4)，用于采集能够检测继电器是否发生过压或开路的检测信号，并将所述检测信号反馈回所述控制单元(3)；
所述控制单元(3)根据所述检测信号判断电路是否发生过压或开路故障，并在判断电路发生过压或开路故障时输出相应的控制信号使所述继电器驱动单元(1)关断所述继电器。
4.根据权利要求3所述的继电器控制电路，其特征在于，所述信号采集单元(4)包括第六电阻(R11)和第七电阻(R12)；
所述第七电阻(R12)的一端同时与所述控制单元(3)的第一信号输入端(GPIO2)以及所述第六电阻(R11)的一端连接，所述第七电阻(R12)的另一端与所述继电器线圈的电压输入端连接，所述第六电阻(R11)的另一端接地；
所述控制单元(3)的第一信号输入端(GPIO2)接收到检测信号后，将该检测信号与一个预设电压相比较，若超出所述预设电压，判断电路发生过压故障。
5.根据权利要求4所述的继电器控制电路，其特征在于，所述信号采集单元(4)还包括第五开关(Q5)、上拉电阻(R4)、第八电阻(R14)和第九电阻(R15)；
所述第五开关(Q5)的输入端与所述电源连接，所述第五开关(Q5)的控制端与所述控制单元(3)的第二控制信号输出端(GPIO3)连接，所述第五开关(Q5)的输出端与所述上拉电阻(R4)的一端连接，所述上拉电阻(R4)的另一端与所述继电器线圈的电压输入端连接；
所述第八电阻(R14)的一端同时与所述控制单元(3)的第二信号输入端(GPIO4)以及所述第九电阻(R15)的一端连接，所述第八电阻(R14)的另一端与所述继电器驱动单元(1)的输出端连接；
当所述控制单元(3)的第一控制信号输出端输出第二电平时，其第二控制信号输出端输出第一电平控制所述第五开关(Q5)导通，当其第一信号输入端接收到检测信号后，所述控制单元(3)判断该检测信号是否升高，若升高，则判断电路发生开路故障；
当所述控制单元(3)的第一控制信号输出端输出第一电平时，其第二控制信号输出端输出第二电平控制所述第五开关(Q5)关闭，当其第一信号输入端与第二信号输入端接收到检测信号后，根据所述检测信号获取所述第三电阻(R5)的电流值，当所述第三电阻(R5)的电流值变小时，判断电路发生开路故障。
6.根据权利要求5所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第三开关(Q1)、所述第二开关(Q4)和所述第五开关(Q5)为NMOS管或NPN型三极管，所述第四开关(Q2)和所述第一开关(Q3)为PMOS管或PNP型三极管。
7.根据权利要求6所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第五电阻(R8)、所述第二电阻(R9)、所述第一电阻(R10)、所述上拉电阻(R4)均为千欧级电阻，所述第三电阻(R5)为欧姆级电阻，所述第四电阻(R6)的阻值小于所述继电器线圈的阻值且远大于所述第三电阻(R5)的阻值。
8.一种车辆控制电路，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的继电器控制电路。
9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求8所述的车辆控制电路。
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