CN110444444A - 驱动接触器的电路 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种驱动接触器的电路，包括：MCU、锁存器以及驱动电路；所述MCU、所述锁存器以及所述驱动电路依次串联，且所述驱动电路的输出端电连接于接触器；所述MCU向所述锁存器发送第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号；当所述锁存器同时接收到所述第一接触器使能信号、所述锁存器使能信号以及所述控制信号时，向所述驱动电路输出第二接触器使能信号；所述驱动电路接收到所述第二接触器使能信号并对所述第二接触器使能信号进行放大处理，得到第三接触器使能信号；所述驱动电路将所述第三接触器使能信号发送给所述接触器；旨在解决现有驱动接触器的电路驱动信号单一、易造成接触器失控的问题。

Description

驱动接触器的电路

技术领域

本发明涉及到电源的技术领域，特别是涉及到一种驱动接触器的电路。

背景技术

接触器(Contactor)是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器，由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用；高压大电流接触器是目前用于高压储能系统电池的关键功率器件，该器件的可靠性和控制逻辑与系统安全密切关联。

但是目前驱动接触器的方法中驱动信号单一，进而使接触器易因电源抖动、逻辑混乱、浪涌等因素造成失控，进而导致接触器损坏，甚至是损坏整个电气系统。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种驱动接触器的电路，旨在解决现有驱动接触器的电路驱动信号单一、易造成接触器失控的问题。

本发明提出一种驱动接触器的电路，包括：MCU、锁存器以及驱动电路；所述MCU、所述锁存器以及所述驱动电路依次串联，且所述驱动电路的输出端电连接于接触器；所述MCU向所述锁存器发送第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号；当所述锁存器同时接收到所述第一接触器使能信号、所述锁存器使能信号以及所述控制信号时，向所述驱动电路输出第二接触器使能信号；所述驱动电路接收到所述第二接触器使能信号并对所述第二接触器使能信号进行放大处理，得到第三接触器使能信号；所述驱动电路将所述第三接触器使能信号发送给所述驱动接触器。

进一步，还包括：第一检测电路，所述第一检测电路的输入端连接于所述锁存器，所述第一检测电路的输出端连接于所述MCU；所述锁存器向所述驱动电路输出第二接触器使能信号同时向所述第一检测电路输出所述第二接触器使能信号，所述第一检测电路接收所述第二接触器使能信号并判断所述第二接触器使能信号是否异常，并向所述MCU输出第一检测信号。

进一步，所述第一检测信号为电平信号。

进一步，还包括：第二检测电路，所述第二检测电路的输入端连接于所述驱动电路，所述第二检测电路的输出端连接于所述MCU；所述驱动电路向所述第二检测电路输出诊断信号，所述第二检测电路接收所述诊断信号并判断所述诊断信号是否异常，并向所述MCU输出第二检测信号。

进一步，所述第三接触器使能信号和/或驱动电路输出的检测信号。

进一步，还包括延时电路，所述延时电路电连接于所述MCU，所述MCU向所述延时电路发出复位信号，所述延时电路接收所述复位信号并判断所述复位信号是否异常，若判断结果异常，则输出禁止信号以禁止所述驱动接触器的电路向接触器输出第三接触器使能信号。

进一步，所述禁止信号包括第一禁止信号，所述延时电路向所述MCU发送所述第一禁止信号，以禁止所述MCU向锁存器输出第一接触器使能信号。

进一步，所述延时电路电连接于所述锁存器，所述延时电路向所述MCU发送所述第一禁止信号同时向所述锁存器发送第一禁止信号，以禁止所述锁存器向驱动电路输出所述第二接触器使能信号。

进一步，所述延时电路电连接于所述驱动电路，所述禁止信号包括第二禁止信号，所述延时电路向所述驱动电路发送第二禁止信号，以禁止所述驱动电路向接触器输出所述第三接触器使能信号。

进一步，当所述MCU判断所述第一检测信号异常时，禁止所述MCU向所述锁存器输出第一接触器使能信号，同时禁止向所述延时电路输出复位信号，所述延时电路向所述驱动电路输出所述第二禁止信号，以禁止所述驱动电路输出所述第三接触器使能信号。

本发明带来的有益效果：锁存器同时接收到第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号才发出第二接触器使能信号，再将第二接触器使能信号输出至驱动电路，第二接触器使能信号被驱动电路放大后得到第三接触器使能信号，并向接触器输出第三接触器使能信号，使驱动接触器的信号增多，即增加了驱动接触器的条件，减少了接触器失控的发生；同时设置锁存器将MCU的意外复位前的状态保存，因此当第一接触器使能信号因MCU复位、ESD或浪涌发生跳变，接触器可以接续之前的状态，可以提高系统运行的稳定性，解决现有驱动接触器的电路驱动信号单一、易造成接触器失控的问题，同时解决了因MCU意外复位而造成接触器状态发生变化的问题；另外，设置第一检测电路对输出的第二接触器使能信号进行检测，将检测结果反馈于MCU，避免输出异常的第二接触器使能信号至驱动电路，而驱动电路继续输出第三接触器使能信号；设置第二检测信号检测驱动电路的输出是否异常；设置延时电路，监测MCU工作是否异常；即通过检测锁存器的输出信号和驱动电路的输出信号来确认各电路的动作是否准确；此外使用多个控制信号和检测信号，提高驱动接触器控制逻辑的可靠性。

附图说明

图1为本发明具体实施例的结构示意图；

图2是驱动接触器的电路处于正常情况下各信号的动作时序图；

图3是延时电路异常情况下各信号的动作时序图；

图4是锁存器异常情况下各信号的动作时序图；

图5是驱动电路异常情况下各信号的动作时序图。

图中：1、MCU；2、锁存器；3、驱动电路；4、第一检测电路；5、延时电路；6、第二检测电路；7、接触器。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种驱动接触器的电路，如图1所示，包括：MCU1、锁存器2以及驱动电路3；MCU1、锁存器2以及驱动电路3依次串联，且驱动电路3的输出端电连接于接触器7；MCU1向锁存器2发送第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号；当锁存器2同时接收到第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号锁存时，向驱动电路3输出第二接触器使能信号；驱动电路3接收到第二接触器使能信号，并对第二接触器使能信号进行放大处理，得到第三接触器使能信号；并将第三接触器使能信号发送给接触器7。

在本实施例中，结合图1和图2，上述的第一接触器使能信号是允许接触器7打开的信号，当MCU1输出第一接触器使能信号，接触器7闭合；当MCU1禁止第一接触器使能信号输出时，接触器7断开；上述的锁存器使能信号是允许锁存器2工作的信号，当MCU1输出锁存器使能信号时，锁存器2工作，当MCU1禁止锁存器使能信号时，锁存器2关闭，在本实施例中，默认输出锁存器使能信号；当MCU1输出允许控制信号时，锁存器2允许第一接触器使能信号通过，当MCU1输出禁止控制信号时，锁存器2不允许第一接触器使能信号通过；本实施例中，当锁存器2同时接收到第一接触器使能信号，锁存器2使能信号以及控制信号才发出第二接触器使能信号；此时锁存器2输出的第二接触器使能信号的电压较低，需要将第二接触器使能信号输出至驱动电路3，驱动电路3将电压较低的第二接触器使能信号进行放大处理后得到第三接触器使能信号，并将第三接触器使能信号发送给接触器7，接触器7接收到第三接触器使能信号后，闭合接触器；本驱动接触器的电路增加了驱动接触器7的条件，进而减少了接触器7发生失控；解决了现有驱动接触器的电路驱动信号单一、易造成接触器失控的问题。当MCU1输出禁止第一接触器使能信号输出的禁止控制信号时，第一接触器使能信号不允许通过锁存器2，此时，锁存器2输出的第二接触器使能信号维持上一次的状态，继续输送第二接触器使能信号至驱动电路3，驱动电路3输出与上一次同样的第三接触器使能信号，接触器7维持上一次的运行状态，即只要MCU1输出第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号给锁存器2，无论控制信号是允许第一接触器使能信号通过的允许控制信号，或者是禁止第一接触器使能信号通过的禁止控制信号，锁存器2都会保持发出第二接触器使能信号至驱动电路3。区别在于，控制信号是允许第一接触器使能信号通过的时候，输出的第二接触器使能信号与当前的第一接触器使能信号相关，控制信号是禁止第一接触器使能信号通过的时候，输出的第二接触器使能信号是上一次的第二接触器使能信号，即锁存器2可以将MCU1的意外复位前接触器7的状态保存，当第一接触器使能信号因MCU1复位、ESD或浪涌发生跳变，接触器7可以接续之前的状态，可以提高系统运行的稳定性，解决了因MCU意外复位而造成接触器状态发生变化的问题。

在一实施例中，结合图1和图4，还包括：第一检测电路4，第一检测电路4的输入端连接于锁存器2，第一检测电路4的输出端连接于MCU1；锁存器2向驱动电路3输出第二接触器使能信号同时向第一检测电路4输出第二接触器使能信号，第一检测电路4接收第二接触器使能信号并向MCU1输出第一检测信号。

在本实施例中，第一检测电路4检测接收到的第二接触器使能信号的电压，判断第二接触器使能信号的电压所处的区间范围，第一检测电路4输出电压与该电压区间范围对应的第一检测信号，MCU1根据第一检测信号的电压值判断第一检测信号是否异常，进而判断锁存器2是否异常，具体为：MCU1根据接触器7的状态而预测第一检测信号的状态，MCU1根据接收到的第一检测信号判断第一检测信号是否和MCU1预测的第一检测信号匹配，若不匹配则判断锁存器2异常；即设置第一检测电路4检测锁存器2工作是否异常；在本实施例中，MCU1还连接有云端控制器等，当MCU1检测到锁存器2异常后，将锁存器2异常的结果上报云端控制器等，以控制整个驱动接触器的电路输出第三接触器信号。

在一实施例中，所述第一检测信号为电平信号。

在本实施例中，电平信号就是指电压信号，电平可以根据第二接触器使能信号的电压来确定，在本实施例中，当第二接触器使能信号的电压大于2.4V时，则判定第二接触器使能信号为高电平信号；当第二接触器使能信号低于0.8V时，则判定第二接触器使能信号为低电平信号，在其他的实施例中，判断电压为高电平或是低电平的具体电压数值还可以是其他数值；锁存器2输出第二接触器使能信号，该信号经检测电路并由检测电路向MCU1输入第一检测信号。MCU1判断第一检测信号的电平是否和MCU1预测第一检测信号的状态匹配，MCU1预测第一检测信号的状态根据接触器7的状态而预测，从而判断第二使能信号是否正常，比如：MCU1预测第一检测信号应该为高电平信号，而从检测电路输出的第一检测信号是低电平信号，则异常，反之也异常。

在一实施例中，结合图1和图5，还包括：第二检测电路6，第二检测电路6的输入端连接于驱动电路3，第二检测电路6的输出端连接于MCU1；驱动电路3向第二检测电路6输出诊断信号，第二检测电路6接收诊断信号并向MCU1输出第二检测信号。

在本实施例中，第二检测电路6检测接收到的诊断信号的电压，判断诊断信号的电压所处的区间范围，第二检测电路6输出电压与该电压区间范围对应的诊断信号，MCU1根据第二检测信号的电压值判断第二检测信号是否异常，进而判断驱动电路3是否异常；具体为：MCU1根据接触器7的状态而预测第二检测信号的状态，MCU1根据接收到的第二检测信号判断第二检测信号是否和MCU1预测的第二检测信号匹配，若不匹配则判驱动电路3异常；当MCU1检测到第二检侧信号异常时，禁止输出第一接触器使能信号，锁存器2停止输出第二接触器使能信号，进而禁止驱动电路3输出第三接触器使能信号。

在一实施例中，诊断信号包括：检测信号第三接触器使能信号和/或驱动电路3输出的检测信号。

在本实施例中，驱动电路3包括第一输出端和第二输出端，第一输出端输出第三接触器使能信号，第二输出端输出检测信号，且第二输出端与第二检测电路6电连接，此时诊断信号为检测信号；在其他的实施例中，第一输出端和第二输出端均与第二检测电路6电连接，此时诊断信号是第三接触器使能信号和检测信号，当诊断信号是第三接触器使能信号和检测信号时，输出分别与第三接触器使能信号和检测信号对应的两个第二检测信号，只要检测中其中一个第二检测信号与MCU1预测的第二检测信号状态不匹配，MCU1则判断驱动电路3异常；在其他实施例中，第一输出端电连接于接触器和第二检测信号，此时诊断信号为第三接触器使能信号。

在一实施例中，结合图1和图3，还包括延时电路5，延时电路5电连接于MCU1，MCU1向延时电路5发出的复位信号，延时电路5接收复位信号并判断复位信号是否异常，若判断结果异常，则输出禁止信号以禁止驱动接触器的电路输出第三接触器使能信号。

在本实施例中，MCU1周期性向延时电路5发送复位信号，复位信号的周期设置为1秒(复位信号的周期可以根据实际使用设置，在其他的实施例中，复位信号的周期可以设为其他数值)，当延时电路5在复位信号的周期1秒内接收到复位信号，延时电路5将复位信号判断为正常，则不会输出禁止信号；若延时电路5超过一个周期没有接收到复位信号，延时电路5判断复位信号异常，当延时电路5超过1秒没有收到复位信号，则判断MCU1超时，即MCU1的工作异常；则输出禁止信号禁止驱动接触器的电路输出第三检测信号；包括禁止MCU1和/或锁存器2的输出和/或驱动电路3的输出；设置复位信号检测MCU1的运行是否异常，避免MCU1在运行的时候死机，而锁存器2和驱动电路3继续输出，造成接触器7失控。

在一实施例中，禁止信号包括第一禁止信号，延时电路5向MCU1发送第一禁止信号，以禁止MCU1向锁存器2输出第一接触器使能信号。

在本实施例中，延时电路5包括第一输出端，第一输出端输出第一禁止信号，MCU1根据接收到的第一禁止信号并判断第一禁止信号是否异常，若判断第一禁止信号异常，则MCU1很可能无法控制接触器7：任何系统考虑多点失效时，都将存在失控的状态，以禁止MCU1向锁存器2输出第一接触器使能信号以禁止锁存器2输出，进而禁止整个驱动接触器的电路输出，避免接触器7失控。

在一实施例中，延时电路5电连接于锁存器2，延时电路5向MCU1发送第一禁止信号同时向锁存器2发送第一禁止信号，以禁止锁存器2向驱动电路3输出第二接触器使能信号。

在本实施例中，第一输出端还连接于锁存器2，延时电路5向锁存器2输出第一禁止信号，避免MCU1异常而锁存器2继续运行且继续发送第二接触器使能信号，以禁止锁存器2继续向驱动电路3发送第二接触器使能信号，进而禁止整个驱动接触器的电路输出，避免接触器7失控。

在一实施例中，延时电路5电连接于驱动电路3，禁止信号包括第二禁止信号，延时电路5向驱动电路3发送第二禁止信号，以禁止驱动电路3向接触器7输出第三接触器使能信号。

在本实施例中，延时电路5包括第二输出端，第二输出端连接于驱动电路3，延时电路5向驱动电路3发送第二禁止信号，直接禁止驱动电路3向接触器7输出第三接触器使能信号，避免接触器7失控。

在一实施例中，当MCU1判断第一检测信号异常时，禁止MCU1向锁存器2输出第一接触器使能信号，同时禁止向延时电路5输出复位信号，延时电路5向驱动电路3输出第二禁止信号，以禁止驱动电路3输出第三接触器使能信号。

在本实施例中，当第一检测电路4向MCU1发送异常的第一检测信号后，MCU1检测到第一检测信号异常，则判定锁存器2异常，此时，MCU1禁止输出复位信号，同时，MCU1自主禁止向延时电路5输出复位信号，当延时电路5超过一个周期内没收到复位信号，则向驱动电路3输出第二禁止信号，以禁止驱动电路3向接触器7输出第三接触器使能信号；禁止驱动电路3输出，避免由于锁存器2异常，而MCU1无法直接禁止锁存器2的输出，导致锁存器2继续向驱动电路3输出第二接触器使能信号，而驱动电路3继续向接触器7发送第三接触器使能信号。

本发明实施例实施的原理为：MCU1向锁存器2发送第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号，锁存器2同时接收到第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号才发出第二接触器使能信号；此时锁存器2输出的第二接触器使能信号的电压较低，需要将第二接触器使能信号输出至驱动电路3，驱动电路3将电压较低的第二接触器使能信号进行放大处理后得到第三接触器使能信号，并将第三接触器使能信号发送给接触器7，接触器7接收到第三接触器使能信号后，闭合接触器；本驱动接触器的电路增加了驱动接触器7的条件，进而减少了接触器7发生误动作或失控的概率；解决了现有驱动接触器的电路驱动信号单一、易造成接触器失控的问题。当MCU1禁止控制信号输出时，第一接触器使能信号不允许通过锁存器2，此时，锁存器2输出的第二接触器使能信号维持上一次的状态，继续输送第二接触器使能信号至驱动电路3，驱动电路3输出与上一次同样的第三接触器使能信号，接触器7维持上一次的运行状态；因此，接触器7正常运行的时候，驱动接触器的电路能够判断目前的状态是否需要继续，即设置锁存器2将MCU1的意外复位前接触器7的状态保存，因此，当第一接触器使能信号因MCU1复位、ESD或浪涌发生跳变，接触器7可以接续之前的状态，可以提高系统运行的稳定性，解决了因MCU意外复位而造成接触器状态发生变化的问题；另外，设置第一检测电路4对输出的第二接触器使能信号进行检测，将检测结果反馈于MCU1，避免锁存器2输出异常的第二接触器使能信号至驱动电路3，而驱动电路3继续向接触器7输出第三接触器使能信号；设置第二检测信号检测驱动电路3的输出是否异常；设置延时电路5，监测MCU1工作是否异常。

上述的MCU1、锁存器2、驱动电路3、第一检测电路4、延时电路5以及第二检测电路6均可以采用现有技术中的电路或设备，只要能够完成上述的技术方案即可，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种驱动接触器的电路，其特征在于，包括：MCU、锁存器以及驱动电路；所述MCU、所述锁存器以及所述驱动电路依次串联，且所述驱动电路的输出端电连接于接触器；

所述MCU向所述锁存器发送第一接触器使能信号、锁存器使能信号以及控制信号；

当所述锁存器同时接收到所述第一接触器使能信号、所述锁存器使能信号以及所述控制信号时，所述锁存器向所述驱动电路输出第二接触器使能信号；

所述驱动电路接收到所述第二接触器使能信号，并对所述第二接触器使能信号进行放大处理得到第三接触器使能信号；

所述驱动电路将所述第三接触器使能信号发送给所述接触器。

2.根据权利要求1所述的驱动接触器的电路，其特征在于，还包括：第一检测电路，所述第一检测电路的输入端连接于所述锁存器，所述第一检测电路的输出端连接于所述MCU；所述锁存器向所述驱动电路输出第二接触器使能信号的同时向所述第一检测电路输出所述第二接触器使能信号，所述第一检测电路接收所述第二接触器使能信号，并向所述MCU输出第一检测信号。

3.根据权利要求2所述的驱动接触器的电路，其特征在于，所述第一检测信号为电平信号。

4.根据权利要求2所述的驱动接触器的电路，其特征在于，还包括：第二检测电路，所述第二检测电路的输入端连接于所述驱动电路，所述第二检测电路的输出端连接于所述MCU；所述驱动电路向所述第二检测电路输出诊断信号，所述第二检测电路接收所述诊断信号并向所述MCU输出第二检测信号。

5.根据权利要求4所述的驱动接触器的电路，其特征在于，所述诊断信号包括：所述第三接触器使能信号和/或所述驱动电路输出的检测信号。

6.根据权利要求5所述的驱动接触器的电路，其特征在于，还包括延时电路，所述延时电路电连接于所述MCU，所述MCU向所述延时电路发出复位信号，所述延时电路接收到所述复位信号并判断所述复位信号是否异常，若判断结果异常，则输出禁止信号以禁止所述驱动接触器的电路向接触器输出第三接触器使能信号。

7.根据权利要求6所述的驱动接触器的电路，其特征在于，所述禁止信号包括第一禁止信号，所述延时电路向所述MCU发送所述第一禁止信号，以禁止所述MCU输出第一接触器使能信号。

8.根据权利要求7所述的驱动接触器的电路，其特征在于，所述延时电路电连接于所述锁存器，所述延时电路向所述MCU发送所述第一禁止信号同时向所述锁存器发送第一禁止信号，以禁止所述锁存器向所述驱动电路输出所述第二接触器使能信号。

9.根据权利要求8所述的驱动接触器的电路，其特征在于，所述延时电路电连接于所述驱动电路，所述禁止信号包括第二禁止信号，所述延时电路向所述驱动电路发送第二禁止信号，以禁止所述驱动电路向接触器输出所述第三接触器使能信号。

10.根据权利要求9所述的驱动接触器的电路，其特征在于，当所述MCU判断所述第一检测信号异常时，禁止所述MCU向所述锁存器输出第一接触器使能信号，同时禁止向所述延时电路输出复位信号，所述延时电路向所述驱动电路输出所述第二禁止信号，以禁止所述驱动电路输出所述第三接触器使能信号。