CN110262297B - 继电器控制装置及供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及电气控制技术领域，公开了一种继电器控制装置及供电系统。装置包括微控制器、辅助电路、延时模块及逻辑电路；微控制器通过辅助电路连接至逻辑电路的第一输入端，微控制器通过延时模块连接至逻辑电路的第二输入端，逻辑电路的输出端连接于继电器模块；微控制器复位时，辅助电路输出继电器模块的闭合控制信号至逻辑电路，逻辑电路的输出与延时模块的输出一致；若微控制器在输出闭合控制信号的过程中发生复位，延时禁能信号失效，延时模块被使能且在预设的延时时长内输出闭合控制信号，其中延时时长大于或等于复位时长。本实施例还提供一种供电系统。本发明实施例可以避免微控制器非预期性复位而导致车辆突然失去动力的危险发生。

Description

继电器控制装置及供电系统
技术领域
本发明实施例涉及电气控制技术领域，特别涉及继电器控制装置及供电系统。
背景技术
电动汽车作为人们出行的重要交通工具，安全问题也是消费者和车企最关心最重视的问题。电池为电动汽车提供动力，继电器或接触器(以下均以继电器指代)是提供动力的重要部件，对继电器进行安全可行的控制显得尤为重要。目前，继电器的控制主要通过微控制器对继电器的高低边的控制为继电器的线圈端提供电源，由线圈吸合触点；故继电器吸合和断开主要受外部线圈供电电源电压和高低边控制信号的影响。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在继电器控制装置中，微控制器出现非预期性复位而导致控制信号丢失的情况时有发生，而控制信号丢失会导致继电器不受控制，此时继电器会受外界不确定信号影响，继电器的状态无法确定，从而造成危险；例如，非预期性复位前继电器是闭合的，微控制器非预期性复位时，如果外界不确定信号导致继电器断开，从而导致车辆突然失去动力，这是非常危险的情况。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种继电器控制装置及供电系统，从而可以避免微控制器非预期性复位而导致车辆突然失去动力的危险发生。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种继电器控制装置，包括：微控制器、辅助电路、延时模块以及逻辑电路；所述微控制器的第一信号端通过所述辅助电路连接至所述逻辑电路的第一输入端，所述微控制器的第二信号端通过所述延时模块连接至所述逻辑电路的第二输入端，所述逻辑电路的输出端连接于继电器模块；所述微控制器正常工作时，通过所述第一信号端输出所述继电器模块的控制信号至所述逻辑电路，且通过所述第二信号端输出延时禁能信号至所述延时模块；所述逻辑电路输出所述继电器模块的控制信号；所述微控制器复位时，所述辅助电路输出所述继电器模块的闭合控制信号至所述逻辑电路，所述逻辑电路的输出与所述延时模块的输出一致；若所述微控制器在输出所述闭合控制信号的过程中发生复位，所述延时禁能信号失效，所述延时模块被使能且在预设的延时时长内输出所述闭合控制信号，其中，所述延时时长大于或等于所述微控制器的复位时长。
本发明的实施方式还提供了一种供电系统，包括继电器模块、以及上述继电器控制装置。
本发明实施方式相对于现有技术而言，微控制器复位时，辅助电路输出继电器模块的闭合控制信号至逻辑电路，逻辑电路的输出与延时模块的输出一致；若微控制器在输出闭合控制信号的过程中发生复位，延时禁能信号失效，延时模块被使能且在预设的延时时长内输出所述闭合控制信号，其中延时时长大于或等于微控制器的复位时长。所以，若复位前继电器模块是闭合的，那么复位期间继电器模块可以一直保持闭合状态，从而可以避免车辆突然失去动力的风险。
另外，所述控制系统还包括安全控制模块，所述微控制器的第三信号端通过所述安全控制模块连接至所述逻辑电路的第三输入端；所述安全控制模块至少包括监测单元；所述监测单元在监测到与所述微控制器通信异常时，输出所述继电器模块的断开控制信号，所述逻辑电路的输出与所述监测单元的输出一致。由于当微控制器软件跑飞时，监测单元与微控制器会出现通信异常，监测单元监测到通信异常时控制继电器模块断开，可以起到安全控制的作用。
另外，所述闭合控制信号为高电平信号，所述断开控制信号为低电平信号；所述安全控制模块还包括上拉电路和或门；所述微控制器的第三信号端通过所述监测单元连接至所述或门的第一输入端，所述微控制器的第四信号端通过所述上拉电路连接至所述或门的第二输入端，所述或门的输出端连接于所述逻辑电路的第三输入端；所述微控制器在上电启动后且尚未与所述监测单元建立正常通信期间，所述微控制器的第四信号端输出高电平信号；所述微控制器与所述监测单元处于正常通信期间，所述微控制器的第四信号端输出低电平信号。由于上电启动后，微控制器与监测单元尚未建立正常通信之前，就会输出继电器模块的控制信号，而在尚未建立正常通信期间内，监测单元因为监测到的是通信异常而输出低电平信号，会导致继电器模块无法受继电器模块的控制信号的正常控制；故微控制器会在这个期间内通过第四信号端输出高电平信号至或门，所以在这期间安全控制模块输出的还是高电平信号，不会影响继电器模块的正常控制。
另外，所述监测单元为电源芯片；可以利用现有的电源芯片实现监测功能，不用增加额外硬件开销。
另外，所述延时模块包括触发电路和延时电路；所述微控制器的第二信号端通过所述触发电路连接至所述延时电路的触发端，所述延时电路的输出端连接至所述逻辑电路的第二输入端；所述延时禁能信号失效时，所述触发电路输出触发信号，以触发所述延时电路工作。较佳的，所述延时模块还包括防误闭合电路，所述延时电路的输出端通过所述防误闭合电路连接至所述逻辑电路的第二输入端；所述防误闭合电路用于在所述延时电路的输出失效时，输出所述继电器模块的断开控制信号至所述逻辑电路的第二输入端；从而可以在延时电路的受外界干扰而输出失效时，输出断开控制信号至所述逻辑电路，避免外界信号干扰造成的误闭合。
另外，所述逻辑电路包括与门。本实施例提供了逻辑电路的一种具体实现形式，简单易行。
另外，所述继电器模块的控制信号包括高边控制信号和低边控制信号；所述第一信号端包括高边控制端和低边控制端；所述辅助电路包括高边辅助电路和低边辅助电路；所述逻辑电路包括两个所述与门；所述高边控制端通过所述高边辅助电路连接至一个所述与门的第一输入端，所述低边控制端通过所述低边辅助电路连接至另一个所述与门的第一输入端；所述延时模块分别连接于两个所述与门的第二输入端。本实施例提供了继电器模块为高低边同时控制时，逻辑电路的一种具体实现形式；高低边同时控制可以避免其中一边(高边或低边)控制出现异常而导致误控制，安全性更高。
另外，所述逻辑电路的输出端还连接于所述微控制器的第五信号端，以将所述继电器模块的控制信号反馈至所述微控制器；所述微控制器用于记录复位前一刻的所述继电器模块的控制信号，并在复位完成后的初始化中，将所述继电器模块的控制信号初始化为与复位前一刻的所述继电器模块的控制信号相同。本实施例可以使得继电器控制装置对继电器模块的控制更加完善，更加符合实际需求。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施例的继电器控制装置的方框示意图；
图2是根据本发明第一实施例的继电器控制装置的电路示意图；
图3是根据本发明第二实施例的继电器控制装置的电路示意图；
图4是根据本发明第三实施例的继电器控制装置的方框示意图；
图5是根据本发明第三实施例的继电器控制装置的电路示意图；
图6是根据本发明第四实施例的继电器控制装置的电路示意图；
图7是根据本发明第五实施例的继电器控制装置的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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继电器控制装置，如图1所示，控制系统包括微控制器10、辅助电路11、延时模块12以及逻辑电路13。微控制器10的第一信号端通过辅助电路11连接至逻辑电路13的第一输入端，微控制器10的第二信号端通过延时模块12连接至逻辑电路13的第二输入端，逻辑电路13的输出端连接于继电器模块2。
微控制器10正常工作时，通过第一信号端输出继电器模块的控制信号至逻辑电路13，通过第二信号端输出延时禁能信号至延时模块12，逻辑电路13输出继电器模块2的控制信号。
微控制器10复位时，辅助电路11输出继电器模块2的闭合控制信号至逻辑电路13，逻辑电路的输出与延时模块12的输出一致；若微控制器10在输出继电器模块2的闭合控制信号的过程中发生复位，延时禁能信号失效，延时模块12被使能且在预设的延时时长内输出闭合控制信号，其中，延时时长大于或等于微控制器10的复位时长。
本发明实施方式相对于现有技术而言，微控制器10复位时，辅助电路11输出继电器模块2的闭合控制信号至逻辑电路13，逻辑电路13的输出与延时模块12的输出一致；若微控制器10在输出闭合控制信号的过程中发生复位，延时禁能信号失效，延时模块12被使能且在预设的延时时长内输出闭合控制信号，其中延时时长大于或等于微控制器10的复位时长。所以，若复位前继电器模块是闭合的，那么复位期间继电器模块可以一直保持闭合状态，从而可以避免车辆突然失去动力的风险。
下面对本实施方式的继电器控制装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
对继电器模块2的控制可以包括单独高边控制模式、单独低边控制模式、高低边同时控制模式；本实施例中，以单独高边控制模式为例进行说明，请参考图2。
图2中，继电器模块2包括继电器线圈21、与继电器线圈21形成续流回路的二极管22以及驱动电路，驱动电路例如为一个驱动开关23，然不以此为限。继电器线圈21的第一端通过驱动开关23连接至驱动电源的正极，且继电器线圈21的第二端接地，这里的地是相对于驱动电源的正极而言的，可以理解为系统地GND，或者驱动电源的负极，本实施例中以系统地GND为例进行说明。驱动开关23的控制端连接于逻辑电路13的输出端。其中，驱动电源例如为电压源V1，然不限于此，驱动电源也可以为电流源。本实施例中，驱动开关23为场效应晶体管，且为N型场效应晶体管；当驱动开关23的控制端施加高电平信号时，驱动开关23闭合，以使得继电器模块2闭合；当驱动开关23的控制端施加低电平信号时，驱动开关23断开，以使得继电器模块断开；其中，继电器模块2闭合是指继电器线圈21所在的支路导通，继电器模块2断开是指继电器线圈21所在的支路不导通。
本实施例中，以高电平信号控制继电器模块2闭合，低电平信号控制继电器模块2断开为例进行说明。即，本实施例中的各电路的具体结构，都是以继电器模块2的闭合控制信号为高电平信号，继电器模块2的断开控制信号为低电平信号为前提进行设计的；其中，继电器模块2的闭合控制信号是指使得继电器模块2闭合的控制信号，继电器模块2的断开控制信号是指使得继电器模块2断开的控制信号。需要说明的是，在其他例子中，如果继电器模块2的闭合控制信号为低电平信号，继电器模块2的断开控制信号为高电平信号，则各电路的具体结构也会发生变化，但本领域技术人员可以依据本申请所述的各电路的功能来进行灵活设计，均属于本领域所保护的范围。
如下是本实施例中的电路结构的具体说明，请一并参考图1和图2。
逻辑电路13包括与门131。与门131的第一输入端、第二输入端、输出端分别形成逻辑电路13的第一输入端、第二输入端、输出端。
辅助电路11为上拉电路111，由于本实施例中为单独高边控制模式，因此可以称之为高边上拉电路111。高边上拉电路111包括电阻R1、电阻R2以及电源V2。电阻R1的第一端连接至电源V2，电阻R1的第二端连接至电阻R2的第一端，且连接至与门131的第一输入端，电阻R2的第二端连接至微控制器10的第一信号端；由于本实施例中为单独高边控制模式，因此第一信号端可以称之为高边控制端。需要说明的是，在其他例子中，如果为单独低边控制模式，则可以将第一信号端可以称之为低边控制端。
延时模块12包括触发电路121和延时电路122。微控制器10的第二信号端通过触发电路121连接至延时电路122的触发端，延时电路122的输出端连接至与门131的第二输入端。
本实施例中，延时电路122是下降沿触发，所以，触发电路121为下拉电路。如图2中，触发电路121包括电阻R3和电阻R4；电阻R3的第一端连接于微控制器10的第二信号端，电阻R3的第二端连接于电阻R4的第一端，且连接于延时电路122的触发端，电阻R4的第二端接地。本实施例对触发电路121的具体结构不作限制，触发电路121的具体结构由延时电路122的触发类型决定；即，如果延时电路122是上升沿触发，那么触发电路121可以被设计为上拉电路。
以下具体说明图2中所示电路的工作原理。为方便说明，将微控制器10的高边控制端、高边上拉电路111、与门131的第一输入端形成的路径称之为继电器模块2的高边控制路径，且高边控制路径中包含如下信号，微控制器10输出的继电器模块2的高边控制信号H1、高边上拉电路111输出至与门131的信号H2；将微控制器10的第二信号端、延时模块12、与门131的第二输入端形成的路径称之为延时控制路径，且延时控制路径中包含如下信号，微控制器10输出的延时禁能信号D1、触发电路121输出的信号D2、延时电路122输出至与门131的信号D3；最后，与门131输出信号CON至继电器模块2，本实施例中，信号CON由高边控制路径中的H2和延时控制路径中的D3决定。
微控制器10正常工作时，通过高边控制端输出继电器模块2的高边控制信号H1至与门131，且通过第二信号端输出延时禁能信号D1至延时模块12；与门131输出的信号CON与继电器模块2的高边控制信号H1保持一致，即正常工作状态下，与门131的信号CON与高边控制信号H1相同。其中，高边控制信号H1可以是闭合控制信号或者断开控制信号，当H1是闭合控制信号时，H1为高电平信号；当H1是断开控制信号时，H1为低电平信号。
微控制器10发生非预期性复位时，分为两种情况：复位前继电器模块2处于闭合状态、复位前继电器模块2处于断开状态。以下对这两种情况分别进行说明。
第一种情况，复位前继电器模块2处于闭合状态，则，
复位前：
高边控制路径：H1为高电平，H2为高电平；
延时控制路径：D1为高电平(延时禁能信号有效)，D2为高电平(延时电路未被触发)，D3为高电平；
CON为高电平，控制继电器模块2闭合；即，复位前继电器模块2处于闭合状态。
复位后：
高边控制路径：高边控制端悬空，无H1输出，H2为高电平；
延时控制路径：第二信号端悬空，无D1输出，其中，延时禁能信号D1由高电平变为无，则表示延时禁能信号D1失效；D2为低电平，其中，由于复位前D2为高电平，因此复位后，D2出现下降沿，延时电路122被触发；D3为高电平且保持延时时长后变为低电平；
CON为高电平且保持延时时长后变为低电平。其中，由于H2始终为高电平，所以H2和D3经过与门131后，输出的信号CON的变化与D3保持一致。
需要强调的是，本实施例中所述的延时禁能信号D1失效，是指延时禁能信号D1由高电平变成无(即第二信号端悬空，无D1输出)的过程，即，只有当延时禁能信号D1在复位前为高电平且在复位后变为无时，才认为是延时禁能信号D1失效。然不以此为限，在其他例子中，可以根据实际电路设计来确定延时禁能信号D1失效的具体含义，只要能够触发延时电路122工作即可。
因此，如果微控制器10复位前继电器模块2处于闭合状态，那么，微控制器10复位后，继电器模块2也处于闭合状态且保持延时时长。由于延时时长大于或等于微控制器的复位时长，即，在微控制器10复位期间，继电器模块2能够始终保持闭合状态，从而可以避免车辆突然失去动力。如果复位成功，那么复位后，微控制器10又能正常控制继电器模块2(即微控制器10处于正常工作状态)；如果复位不成功(微控制器10可能发生故障，无法再进行正常控制)，那么在延时时长后，CON变为低电平信号，以控制继电器模块2断开，以此保证车辆的安全。
第二种情况，复位前继电器模块2处于断开状态，
复位前：
高边控制路径：H1为低电平，H2为低电平；
延时控制路径：D1为低电平(延时禁能信号有效)，D2为低电平，D3为低电平
CON为低电平，即复位前继电器模块2是断开的。
复位后：
高边控制路径：高边控制端悬空，无H1输出，H2为高电平；
延时控制路径：第二信号端悬空，无D1输出，其中，延时禁能信号D1由低电平变为无，则表示延时禁能信号仍有效；D2为低电平，其中，由于复位前D2为低电平，因此复位后，D2不变，延时电路122未被触发；D3为低电平(与复位前一致)；
CON为低电平；其中，由于H2始终为高电平，所以H2和D3经过与门131后，输出的信号CON的变化与D3保持一致。
因此，如果微控制器10复位前继电器模块2处于断开状态，那么，微控制器10复位后，继电器模块2仍然保持断开状态。需要强调的是，上面所述的高电平和低电平，都是相对于与门131的阈值而言的，即，高电平是指大于或等于与门131的阈值的电平，低电平是指小于与门131的阈值的电平。
由上可知，微控制器10正常工作时，微控制器10的高边控制端输出高边控制信号H1，由于H2始终与H1保持一致，即可以理解为，高边控制路径用来输出高边控制信号H1至逻辑电路13。微控制器10的第二信号端输出延时禁能信号D1，且延时禁能信号D1始终与高边控制信号H1保持一致(H1为高，则D1也为高；H1为低，则D1也为低)，以使得延时控制路径最后输出的信号D3始终与高边控制信号H1；因此，微控制器10正常工作时，逻辑电路13输出至继电器模块2的信号CON与高边控制信号H1始终保持一致。
微控制器10发生非预期性复位(即由工作状态突然进入复位状态)时，微控制器10失去了对外控制能力，微控制器10的各信号端都处于悬空状态而无任何输出；此时，高边控制路径中，由于高边上拉电路111的作用，使得高边控制路径中最后输出的信号H2始终保持高电平。而延时控制路径中，若复位前继电器模块2处于闭合状态，则D1、D2、D3均为高电平，当复位后，由于D1失效，在触发电路121(下拉电路)的作用下，D2变为低电平而产生下降沿，从而触发延时电路122；延时电路122被触发后，输出的信号D3在延时时长内保持高电平(与复位前一致)，在延时时长后变成低电平；因此继电器模块2在延时时长内不会发生突然断开的危险。
其中，延时电路122可以由现有的延时芯片实现，可以根据需要来设计延时芯片中的参数以满足延时时长的要求，本实施例中只需要保证延时电路122的延时时长大于或等于微控制器10的复位时长即可。
以上均是以单独高边控制模式为例进行的说明；在其他例子中，也可以采用单独低边控制模式。单独低边控制模式和单独高边控制模式的区别仅仅在于，在单独高边控制模式中，继电器线圈21的第一端通过驱动开关23连接至电压源V1，且继电器线圈21的第二端接地GND(如图2中所示)；而在单独低边控制模式中，继电器线圈21的第一端连接至电源，继电器线圈21的第二端通过驱动开关接地(未图示)；而继电器控制装置的具体电路结构以及控制方式上均相同，此处不再赘述。
另外，逻辑电路13的输出端还可以连接至微控制器10的第五信号端，即本实施例中的与门131的输出端还可以连接至微控制器10，以将CON反馈至微控制器10。微控制器10可以记录复位前一刻继电器模块2的状态(闭合或断开)，从而在复位完成后的初始化中，将继电器模块2的控制信号初始化为与复位前一刻的继电器模块2的控制信号相同；即使得初始化后的继电器模块2的状态与复位前保持一致；例如，复位前，继电器模块2为闭合状态，那么，复位后重新初始化中，将继电器模块2初始化为闭合状态。本实施例可以使得继电器控制装置对继电器模块的控制更加完善，更加符合实际需求。在其他例子中，微控制器10还可以以其他方式获取继电器模块2的状态，例如，获取信号H1、D1来判断继电器模块2的状态。
另外，需要说明的是，本申请中的控制装置，除了可以对继电器实现控制，还可以对其他负载进行控制，例如接触器、电机等。
另外，在复位期间可以以预设的方式上报故障或发送报警；当该继电器模块2以及该继电器控制系统应用于车辆时，可以提醒行车人员，以进一步提高车辆的安全性(行车人员收到后可以主动采取应对措施)
本发明的第二实施方式涉及一种继电器控制装置。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，如图3所示，延时模块12还包括防误闭合电路123，延时电路122的输出端通过防误闭合电路123连接至与门131的第二输入端。
防误闭合电路123用于在延时电路122的受外界干扰而输出失效时，输出断开控制信号至与门131，从而与门131输出断开控制信号至继电器模块2，以避免外界信号干扰造成的误闭合。本实施例中，由于断开控制信号为低电平信号，因此，防误闭合电路123为下拉电路，具体包括电阻R5和电阻R6。电阻R5的第一端连接于延时电路122的输出端，电阻R5的第二端连接至电阻R6的第一端且连接至与门131的第二输入端，电阻R6的第二端接地。需要说明的是，防误闭合电路123的具体结构可以根据需要设计。
本实施例中，延时控制路径中还包括信号D4，即延时电路122输出信号D3至防误闭合电路123，防误闭合电路123输出信号D4至与门131的第二输入端。
当D3为高电平时，D4也为高电平；当D3为低电平时，D4也为低电平；当延时电路122受到外界干扰而输出失效时，下拉电路输出的信号D4为低电平。即，在延时电路122输出的D3正常时，D4与D3保持一致；当D3收到外界干扰而输出失效时，D4为低电平，以避免继电器模块2的误闭合。
本发明的第三实施方式涉及一种继电器控制装置。第三实施方式与第二实施方式大致相同，主要改进之处在于：在本发明第三实施方式中，如图4、5所示，控制系统还包括安全控制模块14，微控制器10的第三信号端通过安全控制模块14连接至逻辑电路13的第三输入端，安全控制模块14至少包括监测单元141；监测单元141在监测到与微控制器10通信异常时，输出继电器模块2的断开控制信号，逻辑电路13的输出与监测单元的输出一致。
具体的，监测单元141连接在微控制器10的第三信号端和与门131的第三输入端；监测单元141用于监测与微控制器10的通信情况以识别微控制器10是否出现软件跑飞的情况。其中，微控制器10正常工作时，监测单元141与微控制器10能够正常通信(如周期性地信号交互，或者监测单元141周期性地接收微控制器10的信号)；当微控制器10软件跑飞时，微控制器10与监测单元141的通信就会发生异常。本实施例中，监测单元141采用电源芯片来实现；由于电源芯片是现有电路中本身存在的(为微控制器10供电)，因此可以不用额外设置器件。然不限于此，也可以专门设置一个监测单元实现监测微控制器10的功能，例如监测单元可以为看门狗电路。
以下具体说明图5中所示电路的工作原理。本实施例中，将微控制器10、安全控制模块14、与门131的第三输入端形成的路径称之为安全控制路径，且安全控制路径中包含如下信号，监测单元141与微控制器10之间的通信信号S0、监测单元141输出的信号S1。本实施例中，若监测单元141周期性地接收到微控制器10发送的通信信号S0，则可以理解为通信信号S0正常，即表示通信正常；否则表示通信异常。
软件跑飞前：
高边控制路径：H2与H1保持一致；
延时控制路径：D1、D2、D3、D4均与H1保持一致；
安全控制路径：S0为正常，S1为高电平；
CON与H1保持一致
当软件跑飞后：
高边控制路径：H1、H2均保持在软件跑飞前一刻的状态；
延时控制路径：D1、D2、D3、D4均保持在软件跑飞前一刻的状态；
安全控制路径：S0为异常，S1为低电平；
CON为低电平，从而控制继电器模块2断开。
其中，由于与门131输出的信号CON由H2、D4、S1共同决定，而由于S1为低电平，因此，不管H2、D4是何种电平，CON都为低电平；因此，只要微控制器10软件跑飞，继电器模块2就会被控制断开，从而可以起到安全控制的作用。
需要说明的是，微控制器10在正常工作时，与监控单元141能够正常通信，即在微控制器10正常工作时，S0为正常，S1为高电平；因此微控制器10正常工作时，与门131输出至继电器模块2的信号不会受到S1的影响；微控制器10复位时，由于监测单元11与微控制器10尚未建立通信连接，此时S0为异常，监控单元141可以被配置为在监测到S0出现异常时，在预设的等待时长后再使得S1为低电平；其中，该等待时长可以被设定为大于或等于延时模块12的延时时长，以使得在微控制器10发生非预期性复位时，与门131输出至继电器模块2的信号不会受到S1的影响，而仍然跟延时信号保持一致，即在微控制器10发生非预期性复位时，安全控制路径不起任何控制作用。
需要说明的是，本实施例也可以是在第一实施例基础上的改进。需要强调的是，图4、5中示意出了逻辑电路13反馈至微控制器10的反馈路径(将CON反馈至微控制器)，然并不以此为限，该反馈路径是可选的，并非必须。
本发明的第四实施方式涉及一种继电器控制装置。第四实施方式与第三实施方式大致相同，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，如图6所示，安全控制模块14还包含上拉电路142和或门143，微控制器10的第三信号端通过监测单元141连接至或门143的第一输入端，微控制器10的第四信号端通过上拉电路142连接至或门143的第二输入端，或门143的输出端连接于与门131的第三输入端。
具体的，上拉电路142包括电阻R7、电阻R8以及电源V2，其中，上拉电路142和高边上拉电路111可以共用一个电源V2；电阻R7的第一端连接于电源V2，电阻R7的第二端连接于电阻R8的第一端且连接于或门143的第二输入端，电阻R8的第二端连接于微控制器10的第四信号端。
本实施例中，安全控制路径中还包含：微控制器10的第四信号端输出的信号S2，上拉电路142输出的信号S3，或门143输出的信号S4。
在微控制器10上电启动后，微控制器10会和监测单元141尝试建立通信连接，尝试建立连接的过程需要一定时间；在未连接成功前，监测单元141监测到的信号S0均为异常，输出的信号S1为低电平。通常的，微控制器10上电启动后，在微控制器10与监测单元141建立正常通信之前，微控制器10就会输出高边控制信号H1，以对继电器模块2进行控制。即，微控制器10上电启动后，输出高边控制信号H1的时刻早于微控制器10与监测单元141通信连接建立完成的时刻。
本实施例中，将微控制器10上电启动后开始输出高边控制信号H1的时刻，到微控制器10与监测单元141通信连接建立完成的时刻之间的时间段，记为T1；如果安全控制模块14仅包含监测单元141，那么监测单元141的输出S1就是安全控制模块14的输出，而由于监测单元141在时间段T1中输出的信号S1为低电平，会直接使得与门131输出的信号CON为低电平，即使得信号CON不受高边控制信号H1的控制，发生误控制。在第三实施例中，为了避免这种情况，微控制器10必须在监测到微控制器10与监测单元141成功建立通信连接后才输出高边控制信号H1。
在本实施例中，在时间段T1内，微控制器10控制第四信号端输出的信号S2为高电平，或门143接收信号S3(高电平)和信号S1(低电平)后，输出的信号S4为高电平，从而使得在时间段T1内，信号CON不受S1的影响，而始终与高边控制信号H1保持一致，即使得在时间段T1内也可以实现继电器模块2的正常控制。
其中，在软件跑飞一段时间后(具体时间可以根据实际设定而定)，监测单元11会触发微控制器10复位；在微控制器10复位期间，由于监测单元11与微控制器10尚未建立通信连接(即可以理解为处于时间段T1内)，S0为异常，信号S1为低电平；第四信号端悬空无输出，无S2输出，然在上拉电路142的作用下，S3被上拉至高电平；因此或门143输出的S4为高电平，即使得安全控制模块14这一路输出的信号S4不会造成继电器模块2的断开。
因此，相对于第三实施例，本实施例可以使得微控制器10上电启动后尽早实现对继电器模块2的正常控制，且不会增加微控制器10的控制负担。
本发明的第五实施方式涉及一种继电器控制装置。第五实施方式与第四实施方式大致相同，主要不同之处在于：在本发明第四实施方式中，继电器模块2的控制系统为单独高边控制模式或单独低边控制模式，而在本发明第五实施方式中，继电器模块2的控制系统为高低边同时控制模式。
如图7所示，继电器模块2中的驱动电路包括两个驱动开关23、24，继电器线圈21的第一端通过驱动开关23连接至电压源V1，继电器线圈21的第二端通过驱动开关24连接至地GND。
继电器模块2的控制信号包括高边控制信号H1和低边控制信号L1，继电器模块2的第一信号端包括高边控制端和低边控制端；辅助电路11包括高边辅助电路和低边辅助电路，本实施例中，高边辅助电路为高边上拉电路111，低边辅助电路为低边上拉电路112；逻辑电路13包括两个与门131、132。
继电器模块2的高边控制端通过高边上拉电路111连接至与门131的第一输入端；继电器模块2的低边控制端通过低边上拉电路112连接至与门132的第一输入端；延时模块12的输出端分别连接于与门131的第二输入端和与门132的第二输入端，安全控制模块14的输出端分别连接于与门131的第三输入端和与门132的第三输入端。其中，高边上拉电路111、延时模块12、安全控制模块14的具体结构已在上面的实施例中描述过了，此处不再赘述；以下具体介绍低边上拉电路112。
具体的，低边上拉电路包括电阻R9、电阻R10以及电源V2，其中，低边上拉电路112和高边上拉电路111可以共用一个电源V2；电阻R9的第一端连接于电源V2，电阻R9的第二端连接于电阻R10的第一端且连接于与门132的第一输出端；电阻R10的第二端连接于微控制器10的低边控制端。
其中，将微控制器10的低边控制端、低边上拉电路112、与门132的第一输入端形成的路径称之为继电器模块2的低边控制路径，且低边控制路径中包含如下信号，微控制器10输出的继电器模块2的低边控制信号L1、低边上拉电路112输出的信号L2至与门132的信号L2。其中，在微控制器10处于不同的状态时(正常工作、非预期性复位或程序跑飞)，低边控制电路和高边控制电路的控制方式完全相同；即，低边控制信号L1和高边控制信号H1相同，信号L2与信号H2也相同。其中，与门131输出的信号CON用于控制驱动开关23，与门132输出的信号CON用于控制驱动开关24。
另外，本实施例中将高边控制路径中的与门131输出的CON和高边控制路径中的与门132输出的CON分别反馈至微控制器10；然不限于此，在其他实施例中，考虑到低边控制信号L1和高边控制信号H1相同，即与门131输出的CON和与门132输出的CON相同，因此也可以将与门131输出的CON和与门132输出的CON的其中一个反馈至微控制器10。其中，本实施例中，高低边的CON同时反馈可以避免当其中一个控制路径出现问题时导致的反馈错误现象。
需要说明的是，本实施例也可以是在第一至第三任一实施例基础上的改进。
本发明第六实施方式涉及一种供电系统，包括：继电器模块、以及第一至第五任一实施例所述的继电器控制装置。该供电系统可以应用于电动汽车等电气设备。
不难发现，本实施方式为与第一至第五任一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一至第五任一实施方式互相配合实施。第一至第五任一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一至第五任一实施方式中。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
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 (12)

1.一种继电器控制装置，其特征在于，包括：微控制器、辅助电路、延时模块以及逻辑电路；
所述微控制器的第一信号端通过所述辅助电路连接至所述逻辑电路的第一输入端，所述微控制器的第二信号端通过所述延时模块连接至所述逻辑电路的第二输入端，所述逻辑电路的输出端连接于继电器模块；
所述微控制器正常工作时，通过所述第一信号端输出所述继电器模块的控制信号至所述逻辑电路，且通过所述第二信号端输出延时禁能信号至所述延时模块；所述逻辑电路输出所述继电器模块的控制信号；
所述微控制器复位时，所述辅助电路输出所述继电器模块的闭合控制信号至所述逻辑电路，所述逻辑电路的输出与所述延时模块的输出一致；若所述微控制器在输出所述闭合控制信号的过程中发生复位，所述延时禁能信号失效，所述延时模块被使能且在预设的延时时长内输出所述闭合控制信号，其中，所述延时时长大于或等于所述微控制器的复位时长；
所述辅助电路为上拉电路；所述延时模块包括触发电路和延时电路，所述微控制器的第二信号端通过所述触发电路连接至所述延时电路的触发端，所述延时电路的输出端连接至所述逻辑电路的第二输入端；
所述延时禁能信号失效时，所述触发电路输出触发信号，以触发所述延时电路工作。
2.根据权利要求1所述的继电器控制装置，其特征在于，所述控制系统还包括安全控制模块，所述微控制器的第三信号端通过所述安全控制模块连接至所述逻辑电路的第三输入端；
所述安全控制模块至少包括监测单元；所述监测单元在监测到与所述微控制器通信异常时，输出所述继电器模块的断开控制信号，所述逻辑电路的输出与所述监测单元的输出一致。
3.根据权利要求2所述的继电器控制装置，其特征在于，所述闭合控制信号为高电平信号，所述断开控制信号为低电平信号；所述安全控制模块还包括上拉电路和或门；
所述微控制器的第三信号端通过所述监测单元连接至所述或门的第一输入端，所述微控制器的第四信号端通过所述上拉电路连接至所述或门的第二输入端，所述或门的输出端连接于所述逻辑电路的第三输入端；
所述微控制器在上电启动后且尚未与所述监测单元建立正常通信期间，所述微控制器的第四信号端输出高电平信号；所述微控制器与所述监测单元处于正常通信期间，所述微控制器的第四信号端输出低电平信号。
4.根据权利要求2所述的继电器控制装置，其特征在于，所述监测单元为电源芯片。
5.根据权利要求1所述的继电器控制装置，其特征在于，所述延时模块还包括防误闭合电路，所述延时电路的输出端通过所述防误闭合电路连接至所述逻辑电路的第二输入端；
所述防误闭合电路用于在所述延时电路的输出失效时，输出所述继电器模块的断开控制信号至所述逻辑电路的第二输入端。
6.根据权利要求5所述的继电器控制装置，其特征在于，所述断开控制信号为低电平信号，所述防误闭合电路为下拉电路。
7.根据权利要求1所述的继电器控制装置，其特征在于，若所述微控制器在输出断开控制信号的过程中发生复位，所述延时模块输出所述断开控制信号。
8.根据权利要求1至7任一项所述的继电器控制装置，其特征在于，所述逻辑电路包括与门。
9.根据权利要求8所述的继电器控制装置，其特征在于，所述继电器模块的控制信号包括高边控制信号和低边控制信号；所述第一信号端包括高边控制端和低边控制端；所述辅助电路包括高边辅助电路和低边辅助电路；所述逻辑电路包括两个所述与门；
所述高边控制端通过所述高边辅助电路连接至一个所述与门的第一输入端，所述低边控制端通过所述低边辅助电路连接至另一个所述与门的第一输入端；
所述延时模块分别连接于两个所述与门的第二输入端。
10.根据权利要求1所述的继电器控制装置，其特征在于，所述闭合控制信号为高电平信号。
11.根据权利要求1所述的继电器控制装置，其特征在于，所述逻辑电路的输出端还连接于所述微控制器的第五信号端，以将所述继电器模块的控制信号反馈至所述微控制器；所述微控制器用于记录复位前一刻的所述继电器模块的控制信号，并在复位完成后的初始化中，将所述继电器模块的控制信号初始化为与复位前一刻的所述继电器模块的控制信号相同。
12.一种供电系统，其特征在于，包括继电器模块、以及权利要求1至11中任一项所述的继电器控制装置。
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