CN107958811A - 一种控制器板载继电器大电流控制系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种控制器板载继电器大电流控制系统，包括MOS管、上升/下降继电器、车窗上升/下降执行器，所述MOS管的漏极与上升/下降继电器的常闭静触点相连接，MOS管的源极经取样电阻后接地，MOS管的栅极与MCU相连接，MCU与上升/下降继电器的信号输入端相连接，上升/下降继电器的常开静触点与整车电源相连接，上升/下降继电器的动触点分别与车窗上升/下降执行器相连接。使用时，通过MOS管控制电流的通断，从而在继电器触点吸合和断开的瞬间，保证触点上无电流通过，不产生电火花，不烧蚀继电器触点。本设计不仅能够在控制大电流切换时，不烧蚀继电器触点，不使继电器失效，而且控制稳定性较强，能平稳驱使车窗升降。
Description
技术领域
本发明涉及一种车用控制单元/系统，尤其涉及一种控制器板载继电器大电流控制系统及使用方法，具体适用于控制大电流切换时，不会烧蚀继电器触点，不会使继电器失效。
背景技术
现有技术中，板载继电器控制大电流切换时，极易烧蚀继电器触点，使继电器失效。
授权公告号为CN204517704U，授权公告日为2015年7月29日的实用新型专利公开了一种车窗升降电路及车窗升降装置，其内的车窗升降电路包括电源、上升继电器、下降继电器、升降开关、电机、第一消弧二极管和第二消弧二极管。虽然该实用新型能够降低成本，但其仍旧不能解决现有技术中存在的控制大电流切换时，极易烧蚀继电器触点，使继电器失效的缺陷。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的控制大电流切换时，极易烧蚀继电器触点，使继电器失效的缺陷与问题，提供一种控制大电流切换时，不会烧蚀继电器触点，不会使继电器失效的控制器板载继电器大电流控制系统及使用方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种控制器板载继电器大电流控制系统，包括上升继电器与下降继电器，所述上升继电器的上升动触点、下降继电器的下降动触点均与外部执行机构相连接，上升继电器的上升常开静触点、下降继电器的下降常开静触点均与整车电源相连接；
所述控制系统还包括一个MOS管，所述MOS管的漏极与上升继电器的上升常闭静触点、下降继电器的下降常闭静触点相连接，MOS管的源极经取样电阻后接地，MOS管的栅极与MCU相连接，且MCU与上升继电器的上升信号输入端、下降继电器的下降信号输入端相连接；
所述外部执行机构包括车窗上升执行器与车窗下降执行器，所述上升继电器的上升动触点与车窗上升执行器相连接，所述下降继电器的下降动触点与车窗下降执行器相连接。
所述MOS管的功率大于等于50A。
所述MOS管的漏极经滤波电阻、滤波电容与源极相连接，且滤波电阻、滤波电容串联而成的电路与MOS管相并联。
所述上升继电器、车窗上升执行器所在电路，与下降继电器、车窗下降执行器所在电路之间，设置有外电阻、外电容与可调电阻，且可调电阻与串联的外电阻、外电容相并联。
所述MOS管的栅极经开关三极管与MCU相连接。
所述MOS管的栅极经一号开关电阻与开关三极管的集电极相连接，开关三极管的发射极经二号开关电阻后与开关三极管的基极一并与三号开关电阻的一端相连接，三号开关电阻的另一端与MCU相连接。
一种上述控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，所述使用方法包括车窗上升至关闭步骤；所述车窗上升至关闭步骤是指：MCU先控制上升继电器接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管接通以将电流导通到上升继电器触电，此时，车窗上升执行器驱动车窗上升，当车窗上升至要关闭时，MCU先控制MOS管断开以将导通到上升继电器上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制上升继电器断开；整个过程中，下降继电器全程不动作。
所述使用方法还包括车窗下降至关闭步骤；所述车窗下降至关闭步骤是指：MCU先控制下降继电器接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管接通以将电流导通到下降继电器触电，此时，车窗下降执行器驱动车窗下降，当车窗下降至要关闭时，MCU先控制MOS管断开以将导通到下降继电器上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制下降继电器断开；整个过程中，上升继电器全程不动作。
所述安全时间的大小是50ms―100ms。
所述安全时间的大小是70ms。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种控制器板载继电器大电流控制系统及使用方法中，增设了一个MOS管，MOS管的漏极与上升继电器的上升常闭静触点、下降继电器的下降常闭静触点相连接，MOS管的源极经取样电阻后接地，MOS管的栅极与MCU相连接，使用时，通过一个大功率的MOS 管对上升、下降两路继电器触点共地端进行通断控制，实现单个车窗电流的通断，在继电器触点吸合和断开的瞬间，保证触点上没有电流通过，从而不会产生电火花，也不会烧蚀继电器触点。因此，本发明能够在控制大电流切换时，不烧蚀继电器触点，不使继电器失效。
2、本发明一种控制器板载继电器大电流控制系统及使用方法中，上升继电器、车窗上升执行器所在电路，与下降继电器、车窗下降执行器所在电路之间，设置有外电阻、外电容与可调电阻，可调电阻与串联的外电阻、外电容相并联，该设计能对上升继电器、下降继电器的输出信号进行调压，确保稳定的输出，利于车窗的流畅上升或下降。因此，本发明控制车窗动作的稳定性较强。
3、本发明一种控制器板载继电器大电流控制系统及使用方法中，MOS管的栅极经一号开关电阻与开关三极管的集电极相连接，开关三极管的发射极经二号开关电阻后与开关三极管的基极一并与三号开关电阻的一端相连接，三号开关电阻的另一端与MCU相连接，使用时，该设计通过增设一个开关三极管来确保MCU对MOS管信号控制的稳定性，确保本设计构思的顺利实现。因此，本发明的控制稳定性较强。
附图说明
图1是本发明的电路结构示意图。
图2是图1中上升继电器、下降继电器的电路连接示意图。
图3是本发明中车窗上升至关闭步骤的控制策略流程图。
图4是本发明中车窗下降至关闭步骤的控制策略流程图。
图中：车窗上升执行器1、车窗下降执行器2、上升继电器3、上升动触点31、上升常开静触点32、上升常闭静触点33、上升信号输入端34、下降继电器4、下降动触点41、下降常开静触点42、下降常闭静触点43、下降信号输入端44、MOS管5、取样电阻51、滤波电阻52、滤波电容53、可调电阻6、外电阻61、外电容62、开关三极管7、一号开关电阻71、二号开关电阻72、三号开关电阻73、漏极D、源极S、栅极G。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图4，一种控制器板载继电器大电流控制系统，包括上升继电器3与下降继电器4，所述上升继电器3的上升动触点31、下降继电器4的下降动触点41均与外部执行机构相连接，上升继电器3的上升常开静触点32、下降继电器4的下降常开静触点42均与整车电源相连接；
所述控制系统还包括一个MOS管5，所述MOS管5的漏极D与上升继电器3的上升常闭静触点33、下降继电器4的下降常闭静触点43相连接，MOS管5的源极S经取样电阻51后接地，MOS管5的栅极G与MCU相连接，且MCU与上升继电器3的上升信号输入端34、下降继电器4的下降信号输入端44相连接；
所述外部执行机构包括车窗上升执行器1与车窗下降执行器2，所述上升继电器3的上升动触点31与车窗上升执行器1相连接，所述下降继电器4的下降动触点41与车窗下降执行器2相连接。
所述MOS管5的功率大于等于50A。
所述MOS管5的漏极D经滤波电阻52、滤波电容53与源极S相连接，且滤波电阻52、滤波电容53串联而成的电路与MOS管5相并联。
所述上升继电器3、车窗上升执行器1所在电路，与下降继电器4、车窗下降执行器2所在电路之间，设置有外电阻61、外电容62与可调电阻6，且可调电阻6与串联的外电阻61、外电容62相并联。
所述MOS管5的栅极G经开关三极管7与MCU相连接。
所述MOS管5的栅极G经一号开关电阻71与开关三极管7的集电极相连接，开关三极管7的发射极经二号开关电阻72后与开关三极管7的基极一并与三号开关电阻73的一端相连接，三号开关电阻73的另一端与MCU相连接。
一种上述控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，所述使用方法包括车窗上升至关闭步骤；所述车窗上升至关闭步骤是指：MCU先控制上升继电器3接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管5接通以将电流导通到上升继电器3触电，此时，车窗上升执行器1驱动车窗上升，当车窗上升至要关闭时，MCU先控制MOS管5断开以将导通到上升继电器3上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制上升继电器3断开；整个过程中，下降继电器4全程不动作。
所述使用方法还包括车窗下降至关闭步骤；所述车窗下降至关闭步骤是指：MCU先控制下降继电器4接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管5接通以将电流导通到下降继电器4触电，此时，车窗下降执行器2驱动车窗下降，当车窗下降至要关闭时，MCU先控制MOS管5断开以将导通到下降继电器4上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制下降继电器4断开；整个过程中，上升继电器3全程不动作。
所述安全时间的大小是50ms―100ms。
所述安全时间的大小是70ms。
本发明的原理说明如下：
MCU：单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
本发明主要通过以下控制方式避免车窗的上升、下降继电器承受大电流的通断时，不会产生电火花，不会烧蚀继电器触点，以避免继电器失效：
车窗开关接通后，MCU先控制车窗继电器接通，在50ms―100ms后MCU再控制MOS管接通，将电流导通到继电器触电，车窗即可动作；
车窗开关关闭后，MCU先控制MOS管断开，切断车窗工作时的大电流，50ms―100ms后MCU再控制车窗继电器断开。
由上可知，本发明通过MOS管控制电流的通断，从而在继电器触点吸合和断开的瞬间，能够保证触点上没有电流通过，从而不会产生电火花，也不会烧蚀继电器触点。
实施例1：
参见图1至图4，一种控制器板载继电器大电流控制系统，包括上升继电器3与下降继电器4，所述上升继电器3的上升动触点31、下降继电器4的下降动触点41均与外部执行机构相连接，上升继电器3的上升常开静触点32、下降继电器4的下降常开静触点42均与整车电源相连接；
所述控制系统还包括一个MOS管5，所述MOS管5的漏极D与上升继电器3的上升常闭静触点33、下降继电器4的下降常闭静触点43相连接，MOS管5的源极S经取样电阻51后接地，MOS管5的栅极G与MCU相连接，且MCU与上升继电器3的上升信号输入端34、下降继电器4的下降信号输入端44相连接；所述外部执行机构包括车窗上升执行器1与车窗下降执行器2，所述上升继电器3的上升动触点31与车窗上升执行器1相连接，所述下降继电器4的下降动触点41与车窗下降执行器2相连接。优选MOS管5的功率大于等于50A。
一种上述控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，所述使用方法包括车窗上升至关闭步骤；所述车窗上升至关闭步骤是指：MCU先控制上升继电器3接通，待安全时间（优选为50ms―100ms）之后，MCU再控制MOS管5接通以将电流导通到上升继电器3触电，此时，车窗上升执行器1驱动车窗上升，当车窗上升至要关闭时，MCU先控制MOS管5断开以将导通到上升继电器3上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制上升继电器3断开；整个过程中，下降继电器4全程不动作。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述使用方法还包括车窗下降至关闭步骤；所述车窗下降至关闭步骤是指：MCU先控制下降继电器4接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管5接通以将电流导通到下降继电器4触电，此时，车窗下降执行器2驱动车窗下降，当车窗下降至要关闭时，MCU先控制MOS管5断开以将导通到下降继电器4上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制下降继电器4断开；整个过程中，上升继电器3全程不动作。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述MOS管5的漏极D经滤波电阻52、滤波电容53与源极S相连接，且滤波电阻52、滤波电容53串联而成的电路与MOS管5相并联。所述上升继电器3、车窗上升执行器1所在电路，与下降继电器4、车窗下降执行器2所在电路之间，设置有外电阻61、外电容62与可调电阻6，且可调电阻6与串联的外电阻61、外电容62相并联。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述MOS管5的栅极G经一号开关电阻71与开关三极管7的集电极相连接，开关三极管7的发射极经二号开关电阻72后与开关三极管7的基极一并与三号开关电阻73的一端相连接，三号开关电阻73的另一端与MCU相连接。
Claims (10)
1.一种控制器板载继电器大电流控制系统，包括上升继电器（3）与下降继电器（4），所述上升继电器（3）的上升动触点（31）、下降继电器（4）的下降动触点（41）均与外部执行机构相连接，上升继电器（3）的上升常开静触点（32）、下降继电器（4）的下降常开静触点（42）均与整车电源相连接，其特征在于：
所述控制系统还包括一个MOS管（5），所述MOS管（5）的漏极（D）与上升继电器（3）的上升常闭静触点（33）、下降继电器（4）的下降常闭静触点（43）相连接，MOS管（5）的源极（S）经取样电阻（51）后接地，MOS管（5）的栅极（G）与MCU相连接，且MCU与上升继电器（3）的上升信号输入端（34）、下降继电器（4）的下降信号输入端（44）相连接；
所述外部执行机构包括车窗上升执行器（1）与车窗下降执行器（2），所述上升继电器（3）的上升动触点（31）与车窗上升执行器（1）相连接，所述下降继电器（4）的下降动触点（41）与车窗下降执行器（2）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统，其特征在于：所述MOS管（5）的功率大于等于50A。
3.根据权利要求1或2所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统，其特征在于：所述MOS管（5）的漏极（D）经滤波电阻（52）、滤波电容（53）与源极（S）相连接，且滤波电阻（52）、滤波电容（53）串联而成的电路与MOS管（5）相并联。
4.根据权利要求1或2所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统，其特征在于：所述上升继电器（3）、车窗上升执行器（1）所在电路，与下降继电器（4）、车窗下降执行器（2）所在电路之间，设置有外电阻（61）、外电容（62）与可调电阻（6），且可调电阻（6）与串联的外电阻（61）、外电容（62）相并联。
5.根据权利要求1或2所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统，其特征在于：所述MOS管（5）的栅极（G）经开关三极管（7）与MCU相连接。
6.根据权利要求5所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统，其特征在于：所述MOS管（5）的栅极（G）经一号开关电阻（71）与开关三极管（7）的集电极相连接，开关三极管（7）的发射极经二号开关电阻（72）后与开关三极管（7）的基极一并与三号开关电阻（73）的一端相连接，三号开关电阻（73）的另一端与MCU相连接。
7.一种权利要求1所述的控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括车窗上升至关闭步骤；
所述车窗上升至关闭步骤是指：MCU先控制上升继电器（3）接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管（5）接通以将电流导通到上升继电器（3）触电，此时，车窗上升执行器（1）驱动车窗上升，当车窗上升至要关闭时，MCU先控制MOS管（5）断开以将导通到上升继电器（3）上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制上升继电器（3）断开；整个过程中，下降继电器（4）全程不动作。
8.根据权利要求7所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，其特征在于：所述使用方法还包括车窗下降至关闭步骤；
所述车窗下降至关闭步骤是指：MCU先控制下降继电器（4）接通，待安全时间之后，MCU再控制MOS管（5）接通以将电流导通到下降继电器（4）触电，此时，车窗下降执行器（2）驱动车窗下降，当车窗下降至要关闭时，MCU先控制MOS管（5）断开以将导通到下降继电器（4）上的电流断开，待安全时间之后，MCU再控制下降继电器（4）断开；整个过程中，上升继电器（3）全程不动作。
9.根据权利要求7或8所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，其特征在于：所述安全时间的大小是50ms―100ms。
10.根据权利要求9所述的一种控制器板载继电器大电流控制系统的使用方法，其特征在于：所述安全时间的大小是70ms。
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