CN111029212A - 一种继电器触点状态检测电路及车辆、高压配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，提供了一种车辆、高压配电系统及其继电器触点状态检测电路。在本发明中，通过采用包括控制电路、第一开关电路、检测电路及第二开关电路的继电器触点状态检测电路，使得第一开关电路在控制电路和第二开关电路的控制下接通或者断开继电器与后端检测电路的通路，避免了继电器闭合或者断开瞬间产生的反电动势对后端低压检测电路造成冲击，进而解决了传统的继电器触点状态检测电路存在的继电器在闭合或者断开时会产生反电动势，该反电动势会对后端的低压检测电路造成冲击，造成电路失效的问题。

Description

一种继电器触点状态检测电路及车辆、高压配电系统

技术领域

本发明属于车辆技术领域，尤其涉及一种继电器触点状态检测电路及车辆、高压配电系统。

背景技术

在电动汽车中，高压配电系统是高压电池与高压零部件(主驱、油泵、气泵、DCDC、充电机等)之间的通断装置，而继电器是实现通过低压控制高压的关键器件，继电器的好坏影响到高压配电系统有效性，进而影响汽车的控制有效性，即当继电器触点故障时，整车的高压系统失去有效控制，从而导致行车存在安全隐患。

为了排除继电器触点故障导致的安全隐患，需要对电动汽车高压配电系统中的继电器触点状态进行检测，以确定继电器是否发生故障。目前，现有技术主要通过提供一个辅助电源给继电器，并采集继电器后端的电压与电池电压进行比较，以识别继电器触点处于闭合还是断开状态，进而再将继电器触点状态与继电器控制信号进行比较，以确定继电器触点是粘连还是失效。

然而，继电器在闭合或者断开时会产生反电动势，而该反电动势会对后端的低压检测电路造成冲击，造成电路失效，进而使得继电器触点状态判断错误，从而影响整车系统安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种继电器触点状态检测电路及车辆、高压配电系统，旨在解决传统的继电器触点状态检测电路存在的继电器在闭合或者断开时会产生反电动势，该反电动势会对后端的低压检测电路造成冲击，造成电路失效的问题。

本发明是这样实现的，一种继电器触点状态检测电路，与继电器连接，所述继电器触点状态检测电路包括：控制电路、第一开关电路、检测电路以及第二开关电路；

所述控制电路与所述检测电路以及所述第二开关电路连接，配置为生成继电器控制信号以控制继电器闭合或断开，并在继电器闭合或断开预设时间后生成检测启动信号，且根据检测信号和继电器控制信息得到继电器状态；所述继电器控制信号携带所述继电器控制信息；

所述第二开关电路与所述第一开关电路连接，配置为根据所述检测启动信号生成第一开关控制信号；

所述第一开关电路与所述检测电路连接；配置为根据所述第一开关控制信号生成第二开关控制信号；

所述检测电路配置为根据所述第二开关控制信号生成检测信号。

本发明的另一目的在于提供一种高压配电系统，所述高压配电系统包括上述的继电器触点状态检测电路。

本发明的又一目的在于提供一种车辆，所述车辆包括上述的继电器触点状态检测电路。

在本发明中，通过采用包括控制电路、第一开关电路、检测电路及第二开关电路的继电器触点状态检测电路，使得第一开关电路在控制电路和第二开关电路的控制下接通或者断开继电器与后端检测电路的通路，避免了继电器闭合或者断开瞬间产生的反电动势对后端低压检测电路造成冲击，进而解决了传统的继电器触点状态检测电路存在的继电器在闭合或者断开时会产生反电动势，该反电动势会对后端的低压检测电路造成冲击，造成电路失效的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例所提供的继电器触点状态检测电路的模块结构示意图；

图2是本发明另一实施例所提供的继电器触点状态检测电路的模块结构示意图；

图3是本发明一实施例所提供的继电器触点状态检测电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的继电器触点状态检测电路10的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的继电器触点状态检测电路10与继电器20连接，其包括控制电路101、第一开关电路102、检测电路103以及第二开关电路104。

其中，控制电路101与检测电路103以及第二开关电路104连接，配置为生成继电器控制信号以控制继电器闭合或断开，并在继电器闭合或断开预设时间后生成检测启动信号，且根据检测信号和继电器控制信息得到继电器状态；继电器控制信号携带继电器控制信息；

第二开关电路104与第一开关电路102连接，配置为根据检测启动信号生成第一开关控制信号；

第一开关电路102与检测电路103连接；配置为根据第一开关控制信号生成第二开关控制信号；

检测电路103配置为根据第二开关控制信号生成检测信号。

具体实施时，预设时间可以根据需要进行设置，即预设时间的设定原则为当继电器断开或者闭合时，将瞬间闭合或者断开产生的反电动势泄放掉所花费的时间作为预设时间即可；另外，在本实施例中，控制电路101可以采用微控制器、现场可编程门阵列等具有数字逻辑处理能力的处理器实现。

另外，继电器控制信号是用于控制继电器闭合或者断开的开关控制信号，而继电器控制信号所携带的继电器控制信息是用于控制继电器且可以表征继电器实际的闭合状态或者断开状态的控制信息，检测启动信号是对继电器触点状态进行检测时的启动信号，检测信号是检测电路103检测的、并反馈给控制电路101的继电器的闭合状态或者断开状态对应的信号。当控制电路101获取到继电器20的上述两种不同开关状态时，则可以根据上述两种不同开关状态确认继电器20的触点状态。

承上述，当继电器控制信息为控制继电器闭合，而检测电路103生成的检测信号为继电器断开信号时，则控制电路101得到的继电器状态为继电器触点失效，即若控制电路101获取到的继电器20的实际状态为闭合，而检测电路103反馈给控制电路101的继电器的状态为断开，则此时证明继电器20的触点失效。当继电器控制信息为控制继电器断开，而检测电路103生成的检测信号为继电器闭合信号时，则控制电路101得到的继电器状态为继电器触点粘连，即若控制电路101获取到的继电器20的实际状态为断开，而检测电路103反馈给控制电路101的继电器的状态为闭合，则此时证明继电器20的触点发生粘连，也就是说，此时继电器20的触点状态为粘连状态。

在本实施例中，通过采用包括控制电路101、第一开关电路102、检测电路103以及第二开关电路104的继电器触点状态检测电路10，使得第一开关电路102在控制电路101和第二开关电路104的控制下接通或者断开继电器与后端检测电路103的通路，避免了继电器闭合或者断开瞬间产生的反电动势对后端低压检测电路造成冲击，进而不会发生继电器触点状态误判的情况，提高了整车系统的安全性。

进一步地，作为本发明一种实施方式，如图2所示，第二开关电路104包括：开关组件104a和隔离组件104b。

其中，开关组件104a与隔离组件104b以及控制电路101连接，配置为根据检测启动信号生成第三开关控制信号；

隔离组件104b与第一开关电路102连接，配置为根据第三开关控制信号生成第一开关控制信号。

具体的，开关组件104a接收检测启动信号，并根据检测启动信号生成第三控制信号，且将该第三控制信号输出至隔离组件104b，以使得隔离组件104b根据第三开关控制信号生成第一开关控制信号，并根据该第一开关控制信号控制第一开关电路102的通断。

在本实施例中，通过在该继电器触点状态检测电路10中设置包括开关组件104a和隔离组件104b的第二开关电路104，使得该第二开关电路104与控制电路101共同作用，以控制第一开关电路102接通或者断开继电器20与检测电路103之间的通路，避免继电器触点开通或者断开的时候，产生的高压冲击对后端的低压检测电路即检测电路103造成损坏，进而不会损坏该继电器触点状态检测电路，提高了继电器触点状态检测的准确性，从而提高整车高压系统安全性能，保证了整车安全。

进一步地，作为本发明一种实施方式，如图3所示，开关组件104a包括第一电阻R1、第一电容C1以及第一开关元件Q1。

其中，第一电阻R1的第一端为开关组件104a的检测启动信号K2-EN的输入端，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端以及第一三极管Q1的基极端连接，第一三极管Q1的发射极为开关组件104a的第三开关控制信号的输出端，第一三极管Q1的集电极与第一电容C1的第二端共接于电源地。

具体实施时，第一三极管Q1采用N型三极管实现；需要说明的是，在其他实施例中，第一三极管Q1的开关器件也可以采用其他具有开关作用的开关器件实现，例如N型MOS管，此处并不限制。

进一步地，作为本发明一种实施方式，如图3所示，隔离组件104b包括第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2以及第一光电耦合器U1。

其中，第二电阻R2的第一端与第一电源连接，该第一电源例如可以输出5V工作电压，第二电阻R2的第二端与第一光电耦合器U1的正极1连接，第一光电耦合器U1的负极2为隔离组件104b的第三开关控制信号的输入端，第一光电耦合器U1的集电极3与第二电容C2的第二端共同构成隔离组件104b的第一开关控制信号的输出端，第二电容C2的第一端与第三电阻R3的第二端连接，第三电阻R3的第一端与第一电源连接。

进一步地，作为本发明一种实施方式，如图3所示，第一开关电路102包括场效应管Q2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第一二极管D1。

具体的，第一二极管D1的阳极与继电器20连接，第一二极管D1的阴极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第五电R5阻的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与场效应管Q2的源极连接，场效应管Q2的栅极为第一开关电路102的第一开关控制信号输入端，场效应管Q2的漏极为第一开关电路102的第二开关控制信号输出端。

具体实施时，场效应管Q2采用P型MOS管实现；需要说明的是，在其他实施例中，场效应管Q2的开关器件也可以采用其他具有开关作用的开关器件实现，例如P型三级管，此处并不限制。

进一步地，作为本发明一种实施方式，检测电路103包括第七电阻R7、第八电阻R8以及第二光电耦合器U2。

其中，第七电阻R7的第一端与第一开关电路102以及第二光电耦合器U2的阳极1连接，第七电阻R7的第二端与第二光电耦合器U2的阴极2均接地，第二光电耦合器U2的集电极3接地，第二光电耦合器U2的发射极4与第八电阻R8的第一端共同构成检测电路103的检测信号的输出端，第八电阻R8的第二端与第一电源连接。

需要说明的是，在本实施例中，第一开关电路102的场效应管Q2的漏极与第七电阻R7的第一端以及第二光电耦合器U2的阳极1连接，而在其他实施方式中，第一开关电路102的场效应管Q2的漏极直接与电源地连接。

下面以图3所示的电路为例对本发明所提供的继电器触点状态检测电路10的工作原理作具体说明，详述如下：

如图3所示，控制电路101生成继电器控制信号，并且根据该继电器控制信号控制继电器20闭合，此时控制电路101获取到继电器控制信号携带的继电器控制信息，即控制继电器闭合，并且在延时预设时间后，发出检测启动信号K2-EN至开关组件104a，开关组件104a在接收到该检测启动信号K2-EN后，控制第一三极管Q1导通，当该第一三极管Q1导通后，其通过第一光电耦合器U1将场效应管Q2的控制端电压拉低，以控制场效应管Q2导通。当场效应管Q2导通后，继电器20接入的前端电压经过二极管D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及该场效应管Q2流入第二光电耦合器U2，使得该第二光电耦合器U2的原边接通、副边拉低，进而输出继电器闭合信号(低电平信号的检测信号)至控制电路101，并且根据控制继电器闭合的继电器控制信息和表征继电器闭合的继电器闭合信号(低电平检测信号)确定继电器20的触点正常；另外，当继电器20接入的前端电压经过二极管D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及该场效应管Q2流入第二光电耦合器U2，若该第二光电耦合器U2没有形成通路，进而检测电路103输出继电器断开信号(高电平信号的检测信号)至控制电路101时，控制电路101根据控制继电器闭合的继电器控制信息和表征继电器断开的继电器断开信号(高电平检测信号)确定继电器20的触点状态失效，即继电器发生触点失效故障。

进一步地，控制电路101生成继电器控制信号，并且根据该继电器控制信号控制继电器20断开，此时控制电路101获取到继电器控制信号携带的继电器控制信息，即控制继电器断开，并且在延时预设时间后，发出检测启动信号K2-EN至开关组件104a，开关组件104a在接收到该检测启动信号K2-EN后，控制第一三极管Q1导通，当该第一三极管Q1导通后，其通过第一光电耦合器U1将场效应管Q2的控制端电压拉低，以控制场效应管Q2导通。当场效应管Q2导通后，由于继电器20接入的前端电压不能经过二极管D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及该第二开关元件Q2流入第二光电耦合器U2，因此检测模块103将直接向至控制电路101反馈继电器断开信号(高电平的检测信号)，以使得该控制电路101根据反馈的高电平的检测信号识别继电器20当前处于断开状态，并且根据控制继电器断开的继电器控制信息和表征继电器断开的继电器断开信号(高电平检测信号)确定继电器20的触点正常；另外，当继电器20接入的前端电压经过二极管D1、电阻R4、电阻R5、电阻R6以及该第二开关元件Q2流入第二光电耦合器U2，使得该第二光电耦合器U2的原边接通、副边拉低，进而输出继电器闭合信号(低电平的检测信号)至控制电路101，控制电路101根据控制继电器断开的继电器控制信息和表征继电器闭合的继电器闭合信号(低电平检测信号)确定继电器20的触点粘连，即继电器发生触点粘连故障。

在本实施例中，本发明通过采用由简单器件例如电阻、电容、开关元件、光电耦合器构成的开关电路，使得开关控制电路在控制电路的控制下，在继电器断开或者导通预设时间后，控制开关电路导通，以便于后端检测电路对继电器的触点状态进行检测，进而使得检测电路在检测时可以有效避开尖峰电压，避免继电器触点开通或者断开的时候，产生的高压冲击对后端的低压检测电路造成损坏，进而不会损坏该继电器触点状态检测电路，提高了继电器触点状态检测的准确性，从而提高整车高压系统安全性能，保证了整车安全，并且电路结构简单、成本低。

进一步地，本发明还提供了一种高压配电系统，该高压配电系统包括继电器触点状态检测电路10。需要说明的是，由于本发明实施例所提供的高压配电系统中的继电器触点状态检测电路10和图1至图3所示出的继电器触点状态检测电路10相同，因此，本发明实施例所提供的高压配电系统中的继电器触点状态检测电路10的具体工作原理，可参考前述关于图1至图3的详细描述，此处不再赘述；此外，本发明所提供的高压配电系统的具体结构和原理可参考现有技术，此处不再赘述。

进一步地，本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括继电器触点状态检测电路10。需要说明的是，由于本发明实施例所提供的车辆中的继电器触点状态检测电路10和图1至图3所示出的继电器触点状态检测电路10相同，因此，本发明实施例所提供的车辆中的继电器触点状态检测电路10的具体工作原理，可参考前述关于图1至图3的详细描述，此处不再赘述；此外，本发明所提供的车辆的具体结构和原理可参考现有技术，此处不再赘述。

在本发明中，通过采用包括控制电路、第一开关电路、检测电路及第二开关电路的继电器触点状态检测电路，使得第一开关电路在控制电路和第二开关电路的控制下接通或者断开继电器与后端检测电路的通路，避免了继电器闭合或者断开瞬间产生的反电动势对后端低压检测电路造成冲击，进而解决了传统的继电器触点状态检测电路存在的继电器在闭合或者断开时会产生反电动势，该反电动势会对后端的低压检测电路造成冲击，造成电路失效的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器触点状态检测电路，与继电器连接，其特征在于，所述继电器触点状态检测电路包括：控制电路、第一开关电路、检测电路以及第二开关电路；

所述控制电路与所述检测电路以及所述第二开关电路连接，配置为生成继电器控制信号以控制继电器闭合或断开，并在继电器闭合或断开预设时间后生成检测启动信号，且根据检测信号和继电器控制信息得到继电器状态；所述继电器控制信号携带所述继电器控制信息；

所述第二开关电路与所述第一开关电路连接，配置为根据所述检测启动信号生成第一开关控制信号；

所述第一开关电路与所述检测电路连接；配置为根据所述第一开关控制信号生成第二开关控制信号；

所述检测电路配置为根据所述第二开关控制信号生成检测信号。

2.根据权利要求1所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，当所述继电器控制信息为控制继电器闭合，所述检测信号为继电器断开信号，则所述控制电路得到的所述继电器状态为继电器触点失效。

3.根据权利要求1所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，当所述继电器控制信息为控制继电器断开，所述检测信号为继电器闭合信号，则所述控制电路得到的识别为所述继电器状态为继电器触点粘连。

4.根据权利要求1至3任一项所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：开关组件和隔离组件；

所述开关组件与所述隔离组件以及所述控制电路连接，配置为根据所述检测启动信号生成第三开关控制信号；

所述隔离组件与所述第一开关电路连接，配置为根据所述第三开关控制信号生成所述第一开关控制信号。

5.根据权利要求4所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，所述开关组件包括第一电阻、第一电容以及第一三极管；

所述第一电阻的第一端为所述开关组件的检测启动信号的输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端以及所述第一三极管的基极端连接，所述第一三极管的发射极为所述开关组件的第三开关控制信号的输出端，所述第一三极管的集电极与所述第一电容的第二端共接于电源地。

6.根据权利要求4所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，所述隔离组件包括第二电阻、第三电阻、第二电容以及第一光电耦合器；

所述第二电阻的第一端与第一电源连接，所述第二电阻的第二端与所述第一光电耦合器的正极连接，所述第一光电耦合器的负极为所述隔离组件的第三开关控制信号的输入端，所述第一光电耦合器的集电极与所述第二电容的第二端共同构成所述隔离组件的第一开关控制信号的输出端，所述第二电容的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第三电阻的第一端与所述第一电源连接。

7.根据权利要求1至3任一项所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，所述第一开关电路包括场效应管、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第一二极管；

所述第一二极管的阳极与继电器连接，所述第一二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述场效应管的源极连接，所述场效应管的栅极为所述第一开关电路的第一开关控制信号输入端，所述场效应管的漏极为所述第一开关电路的第二开关控制信号输出端。

8.根据权利要求1至3任一项所述的继电器触点状态检测电路，其特征在于，所述检测电路包括第七电阻、第八电阻以及第二光电耦合器；

所述第七电阻的第一端与第一开关电路以及所述第二光电耦合器的阳极连接，所述第七电阻的第二端与所述第二光电耦合器的阴极均接地，所述第二光电耦合器的集电极接地，所述第二光电耦合器的发射极与所述第八电阻的第一端共同构成所述检测电路的检测信号的输出端，所述第八电阻的第二端与所述第一电源连接。

9.一种高压配电系统，其特征在于，所述高压配电系统包括如权利要求1至8任一项所述的继电器触点状态检测电路。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至8任一项所述的高压配电系统。

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