CN110140056B - 继电器熔接检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供能够使用ADC(Analog‑digital converter：模/数转换器)来判断继电器是否熔接的继电器熔接检测装置及检测方法。本发明的继电器熔接检测装置包括：第一ADC，测量继电器输入端的电压；第二ADC，测量继电器输出端的电压；以及CPU，对所述继电器输入端的电压和所述继电器输出端的电压进行比较以判断是否熔接。

Description

继电器熔接检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及继电器熔接检测装置及检测方法，是涉及一种能够使用ADC(Analog-digital converter：模/数转换器)判断继电器是否熔接的继电器熔接检测装置及检测方法。
背景技术
最近，作为环境保护政策的一部分，电动汽车(Electric vehicle,EV)的普及正在兴起。为了这种电动汽车(EV)的商业化，需要建立能够进行充电的充电基础设施。所述电动汽车(EV)充电器可以使用继电器对电动汽车(EV)进行充电。
更详细地，当处于充电待机和充电完成状态时，应关闭(off)充电器内部的继电器以中断充电，并且使得用户可以操作充电器。
另外，当对电动汽车(EV)进行充电时，需要开启(on)继电器以便能够进行充电。即，利用继电器的开关(switching)动作对电动汽车(EV)进行充电。
在此，由于继电器的频繁开关动作(switching)，继电器被拉伸，从而发生熔接(welding)的现象。由于这种熔接(welding)现象，继电器不能关闭(off)而始终处于开启(on)，因此在使用充电器时存在触电的风险。
因此，必须设置用于判断所述继电器是否熔接(welding)的检测装置，从而防止如上所述的安全事故。
图1是表示现有技术的继电器熔接检测装置的图。
如图1所示，现有技术的继电器熔接检测装置包括连接到输入端(input)的熔接继电器(welding relay)和连接到输出端(output)的光电耦合器(pc)。
另外，设置用于对在输入端(input)和输出端(output)之间的充电器进行开关(switching)动作的主继电器(main relay)。
检测熔接(welding)现象是检测应当处于关闭(off)的主继电器(main relay)处于开启(on)时的状态。
因此，主继电器(main relay)在保持关闭(off)状态时，施加输入(WRin)以开启(on)熔接继电器(welding relay)。此时，如果主继电器(main relay)未熔接(welding)，则不会形成通过主继电器(main relay)传递信号的路径，然而，如果主继电器(main relay)熔接(welding)，则形成通过主继电器(main relay)传递信号的路径。
因此，当主继电器(main relay)熔接(welding)时，通过光电耦合器(pc)传递信号，并被检测为输出(WRout)。通过这种方法，判断继电器是否熔接(welding)。
当通过所述方法判断继电器是否熔接(welding)时，额外地需要熔接继电器(welding relay)和光电耦合器，从而存在配置上的缺点。
另外，当检测熔接(welding)时，熔接继电器(welding relay)也具有可能被熔接(welding)的风险，从而发生检测装置的可靠性降低的问题。
发明内容
技术课题
为了改善所述问题，本发明的目的在于，提供能够使用ADC(Analog-digitalconverter：模/数转换器)来判断继电器是否熔接的继电器熔接检测装置及检测方法。
解决问题的技术方案
根据本发明的继电器熔接检测装置包括多个ADC(Analog-digital converter：模/数转换器)和CPU。
所述多个ADC输出继电器的输入和输出电压。
所述CPU对继电器输入端的电压和继电器输出端的电压进行比较，以判断是否熔接。
发明效果
本发明使用作为继电器熔接检测装置的ADC代替现有技术中作为继电器熔接检测装置的光电耦合器和熔接继电器，可以以简单的电压测量实现相同的动作。另外，由于不需要附加的继电器和光电耦合器，因此具有降低成本的效果。
另外，本发明不需要现有技术的继电器熔接检测装置的开关动作，从而不产生开关噪声，所以还具有增加继电器的寿命的效果。
附图说明
图1是表示现有技术的继电器熔接检测装置的图。
图2是表示根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置的图。
图3是根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置的电压下降单元的图。
图4是表示根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置的诊断方法的表。
图5是表示根据本发明的另一实施例的继电器熔接检测装置的图。
图6是表示根据本发明的另一实施例的继电器熔接检测装置的电压下降单元的图。
图7是表示根据本发明的继电器熔接检测方法的过程的图。
具体实施方式
下面，参照附图并说明根据本发明的继电器熔接检测装置及检测方法。
图2是表示根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置的图，图3是根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置的电压下降单元的图。
如图2所示，根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置100包括：测量继电器输入端(input)的电压的第一ADC121、测量继电器输出端(output)的电压的第二ADC122、对所述测量的电压进行比较的CPU130以及用于使输入端(input)和输出端(output)的电压下降的电压下降单元110。
第一ADC121连接到所述继电器(Relay)的输入端(input)，将施加到继电器输入端(input)的模拟(analog)形式的电压转换为数字(digital)形式的信号，并输出到CPU130。
另外，第一ADC121接收直流形式的参考电压ref，并可以利用其来测量施加到所述继电器输入端(input)的电压。在此，参考电压ref可以对应于接地电压。
另外，可以在第一ADC121和继电器输入端(input)之间添加电压下降单元110。所述电压下降单元110可以将施加到输入端(input)的电压转换成与第一ADC121相匹配的规格电压，从而提高所述继电器熔接检测装置100的可靠性。
如图3所示，电压下降单元110可以由与继电器输入端(input)串联连接的第一电阻r1以及在与施加有继电器输入端(input)和参考电压ref的地点连接的第二电阻r2构成。
第二ADC122连接到所述继电器的输出端(output)，将施加到继电器输出端(output)的模拟(analog)形式的电压转换为数字(digital)形式的信号，并输出到CPU130。
另外，第二ADC122接收直流形式的参考电压ref，并可以利用其来测量施加到所述继电器输出端(output)的电压。在此，参考电压ref可以对应于接地电压。
另外，可以在第二ADC122和继电器输出端(output)之间添加电压下降单元110。另外，所述电压下降单元110可以将施加到输出端(output)的电压转换成与第二ADC122相匹配的规格电压，从而提高所述继电器熔接检测装置100的可靠性。
如图3所示，电压下降单元110可以由与继电器输出端(output)串联连接的第一电阻r1以及在与施加有继电器输出端(output)和参考电压ref的地点连接的第二电阻r2构成。
图4是表示根据本发明的实施例的继电器熔接检测装置的诊断方法的表。
CPU130使用从所述第一ADC121和第二ADC122施加的数字信号来判断继电器(Relay)是否熔接(welding)。
首先，继电器(Relay)的熔接(welding)被认为是应处于关闭(off)的继电器(Relay)处于开启(on)的现象，因此，掌握继电器(Relay)应处于关闭(off)的充电器的状态。
即，在用于准备充电的充电待机状态、完成充电且不能进一步进行充电的充电完成状态以及由于充电器错误而不能进行充电的错误状态下，充电器需要关闭(off)，因此，仅在所述三种情况下，是否熔接(welding)才成为问题。
因此，CPU130首先判断的是对应于充电待机状态、充电完成状态、错误状态中的哪一种状态。
然后，使用从第一ADC121施加的数字信号测量继电器输入端(input)的电压。为了便于说明，假设在继电器输入端(input)施加aV电压。
然后，使用从第二ADC122施加的数字信号来测量继电器输出端(output)的电压。
在这种情况下，由于继电器(Relay)处于关闭(off)，因此不应测量出继电器输入端(input)的电压aV。然而，如果测量出aV，则可以判断所述继电器(Relay)已熔接(welding)。
相反，当充电器处于正在充电的状态下，继电器(Relay)应处于开启(on)。因此，通过第二ADC122应测量出继电器输出端(output)的电压aV。然而，如果未测量出aV，则可以判断在所述继电器(Relay)中发生熔接(welding)之外的其他错误。
如此地，本发明通过使用作为继电器熔接检测装置的ADC代替现有技术中作为继电器熔接检测装置的光电耦合器和熔接继电器，可以以简单的电压测量实现相同的动作。
另外，由于不需要附加的继电器和光电耦合器，因此具有降低成本的效果，并且不需要现有技术的继电器熔接检测装置的开关动作，从而不会产生开关噪声，所以还具有增加继电器的寿命的效果。
图5是表示根据本发明的另一实施例的继电器熔接检测装置的图，图6是表示根据本发明的另一实施例的继电器熔接检测装置的电压下降单元的图。
如图5所示，根据本发明的另一实施例的继电器熔接检测装置200包括：测量多个继电器输入端(input 1～input n)的电压的第一ADC221、测量多个继电器输出端(output1～output n)的电压的第二ADC222、对所述测量的多个电压分别进行比较的CPU230、以及使输入端(input)和输出端(output)的电压下降的电压下降单元210。
在此，继电器可以由多个继电器(relay 1～relay n)，即由第一继电器(relay1)至第n继电器(relay n)构成。由此，继电器输入端(input)也可以由多个输入端(input 1～input n)，即由第一输入端(input1)至第n输入端(input n)构成，继电器输出端(output)也可以由多个输出端(output 1～output n)，即由第一输出端(output 1)至第n输出端(output n)构成。
第一ADC221连接到所述第一输入端(input 1)至第n输入端(input n)，将施加到所述多个继电器输入端(input 1～input n)的模拟(analog)形式的电压转换成数字(digital)形式的信号，并输出到CPU230。
另外，第一ADC221接收直流形式的参考电压ref，并可以利用其来测量施加到所述多个继电器输入端(input 1～input n)的多个电压。在此，参考电压ref可以对应于接地电压。
另外，可以在第一ADC221和多个继电器输入端(input 1～input n)之间添加电压下降单元210。所述电压下降单元210可以将施加到多个继电器输入端(input 1～input n)的多个电压转换成与第一ADC221相匹配的规格电压，从而提高所述继电器熔接检测装置200的可靠性。
如图6所示，电压下降单元210可以由分别与多个继电器输入端(input 1～inputn)串联连接的多个电阻(r1～rn)以及与施加有多个继电器输入端(input1～input n)和参考电压ref的地点连接的多个电阻(r1’～rn’)构成。
第二ADC222连接到所述第一输出端(output 1)至第n输出端(output n)，将施加到所述多个继电器输出端(output 1～output n)的模拟(analog)形式的多个电压转换为数字(digital)形式的信号，并输出到CPU230。
另外，第二ADC222接收直流形式的参考电压ref，并可以利用其来测量施加到所述多个继电器输出端(output 1～output n)的多个电压。在此，参考电压ref可以对应于接地电压。
另外，可以在第二ADC222和多个继电器输出端(output 1～output n)添加电压下降单元210。所述电压下降单元210将施加到多个继电器输出端(output 1～output n)的多个电压转换成与第二ADC222相匹配的规格电压，从而可以提高所述继电器熔接检测装置200的可靠性。
如图6所示，电压下降单元210可以由分别与多个继电器输出端(output1～outputn)串联连接的多个电阻(r1～rn)以及与施加有多个继电器输出端(output 1～output n)和参考电压ref的地点连接的多个电阻(r1’～rn’)构成。
CPU230使用从所述第一ADC221和第二ADC222施加的多个数字信号来判断继电器(relay 1～relay n)是否熔接(welding)。
首先，继电器(relay 1～relay n)的熔接(welding)被认为是应处于关闭(off)的继电器(relay 1～relay n)处于开启(on)的现象，因此，掌握继电器(relay 1～relay n)应处于关闭(off)的充电器的状态。
即，在用于准备充电的充电待机状态、完成充电且不能进一步进行充电的充电完成状态以及由于充电器错误而不能进行充电的错误状态下，充电器需要关闭(off)，因此，仅在所述三种情况下，是否熔接(welding)才成为问题。因此，CPU230首先判断的是否处于充电待机状态、充电完成状态或者错误状态。
然后，使用从第一ADC221施加的数字信号测量多个继电器输入端(input1～inputn)的多个电压。为了便于说明，假设在继电器输入端(input 1～input n)施加aV电压。
然后，使用从第二ADC222施加的数字信号测量多个继电器输出端(output1～output n)的多个电压。
在这种情况下，由于继电器(relay 1～relay n)处于关闭(off)，因此不应测量出继电器输入端(input 1～input n)的电压aV。然而，如果测量出aV，则可以判断为所述继电器(relay 1～relay n)已熔接(welding)。
在此，多个继电器输入端(input 1～input n)的电压和多个继电器输出端(output 1～output n)电压应该1:1地进行比较。即，应将第一输入端(input 1)的电压与第一输出端(output 1)的电压进行比较，将第n输入端(input n)的电压与第n输出端(output n)的电压进行比较。
另外，充电器在处于正在充电的状态下，多个继电器(relay 1～relay n)应处于开启。
因此，需要通过第二ADC222测量出继电器输出端(output 1～output n)的电压aV。然而，如果未测量出aV，则可以判断为在所述继电器(relay 1～relay n)中发生熔接(welding)之外的其他错误。
如此地，本发明通过使用作为继电器熔接检测装置的ADC代替现有技术中作为继电器熔接检测装置的光电耦合器和熔接继电器，可以以简单的电压测量实现相同的动作。
另外，本发明由于不需要附加的继电器和光电耦合器，因此具有降低成本的效果，并且不需要现有技术的继电器熔接检测装置的开关动作，从而不会产生开关噪声，所以还具有增加继电器的寿命的效果。
图7是表示根据本发明的继电器熔接检测方法的过程的图。
如图7所示，根据本发明的继电器熔接检测方法S100包括：状态确认步骤S101、输入电压测量步骤S102、输出电压测量步骤S103以及电压比较和判断步骤S104。
状态确认步骤S101是确定充电器的充电状态和错误状态并决定是否执行继电器熔接检测方法S100的步骤。
更详细地，继电器的熔接(welding)被认为是应处于关闭(off)的继电器(Relay)处于开启(on)的现象，因此，掌握继电器(Relay)应处于关闭(off)的充电器的状态。即，在用于准备充电的充电待机状态、完成充电且不能进一步进行充电的充电完成状态以及由于充电器错误而不能进行充电的错误状态下，需要关闭(off)充电器，因此仅在所述三种情况下，是否熔接(welding)才成为问题。
因此，CPU首先判断是否处于充电待机状态、充电完成状态或者错误状态。
然后，测量施加到继电器(Relay)的输入端(input)的输入电压(S101)。在此，继电器的输入电压可以使用ADC转换成数字信号后来进行测量，并且当该电压施加到ADC时，可以进行电压下降以匹配到ADC的规格电压，从而进行测量。
然后，测量施加到继电器的输出端output的输出电压(S102)。在此，继电器的输出电压可以使用ADC转换成数字信号后来进行测量，并且当该电压施加到ADC时，可以进行电压下降以匹配到ADC的规格电压，从而进行测量。
最后是对测量的输入端(input)电压和输出端output电压进行比较并诊断是否熔接(welding)的步骤(S104)。为了便于说明，假设在继电器输入端(input)施加aV的电压。
在这种情况下，继电器(Relay)处于关闭(off)，因此，不应在继电器输出端(output)中测量出继电器输入端(input)的电压aV。然而，如果测量出aV，则可以判断所述继电器(Relay)已熔接(welding)。
如此地，本发明通过使用作为继电器熔接检测装置的ADC代替现有技术中作为继电器熔接检测装置的光电耦合器和熔接继电器，可以以简单的电压测量实现相同的动作。
另外，由于不需要附加的继电器和光电耦合器，因此具有降低成本的效果，并且不需要现有技术的继电器熔接检测装置的开关动作，从而不会产生开关噪声，所以还具有增加继电器的寿命的效果。
虽然在上述的说明中记载了许多具体示例，但是应该将其解释为优选实施例而不是限制发明的范围。因此，本发明不应被解释为限制在所描述的实施例，而应由所附的权利要求书和与权利要求书的等同物来确定。

Claims (3)

1.一种继电器熔接检测装置，其中，包括：
第一ADC，测量继电器输入端的电压；
第二ADC，测量继电器输出端的电压；以及
CPU，对所述继电器输入端的电压和所述继电器输出端的电压进行比较，来判断是否熔接，
在充电器对应于充电待机状态、充电完成状态、错误状态中的任一个状态的情况下，
如果所述继电器输入端的电压与所述继电器输出端的电压相同，则所述CPU判断为已发生熔接，
如果所述继电器输入端的电压与所述继电器输出端的电压不同，则所述CPU判断为未发生熔接，
还包括电压下降单元，所述电压下降单元改变所述继电器输入端的电压和所述继电器输出端的电压以使所述继电器输入端的电压和所述继电器输出端的电压匹配至所述第一ADC和所述第二ADC的规格，
所述电压下降单元由与所述继电器输入端和所述继电器输出端分别串联连接的第一电阻和与所述继电器输入端和施加有参考电压的地点分别连接以及与所述继电器输出端和施加有参考电压的地点分别连接的第二电阻构成。
2.根据权利要求1所述的继电器熔接检测装置，其中，
所述电压下降单元由多个电阻构成。
3.根据权利要求1所述的继电器熔接检测装置，其中，
所述继电器输入端构成为多个，并连接到所述第一ADC，以将模拟形式的多个所述继电器输入端的电压分别输出到所述第一ADC，
所述继电器输出端构成为多个，并连接到所述第二ADC，以将模拟形式的多个所述继电器输出端的电压分别输出到所述第二ADC。
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