CN111520354A - 串并联控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串并联控制电路及装置。所述串并联控制电路包括第一继电器、第一控制电路、第二控制电路及电子控制器，电子控制器的低速控制端与第一继电器的常闭触点连接，电子控制器的高速控制端与第一继电器的线圈的一端及第二控制电路的受控端分别连接；第一继电器的线圈的公共端与第一控制电路的受控端连接；第一控制电路的第一输出端与第二控制电路的输入端连接，第一控制电路的第二输出端与第二控制电路的电机端连接，第一控制电路的电源端及第二控制电路的电源端均与电源连接。由于第一控制电路及第二控制电路形成的串联或并联回路中未使用5脚的第一继电器，避免了第一继电器因长期过电流而烧蚀，延长了继电器的工作寿命。

Description

串并联控制电路及装置

技术领域

本发明涉及机械控制技术领域，尤其涉及一种串并联控制电路及装置。

背景技术

目前常用的风扇控制方式有PWM模块控制和高低速风扇控制，PWM模块控制中，电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)提供脉冲信号，控制风扇开启、关闭和转速；高低速风扇控制，则通过ECU控制吸合高低速风扇继电器来控制风扇的高低速运行。由于PWM模块控制的方式控制成本高，在考虑降低成本的情况下，高低速风扇控制方式得到各厂家的广泛应用。

现有的高低速风扇控制方式中需要使用高低速风扇5脚继电器，当环境达到启动低速风扇工作条件时，ECU控制风扇工作电流通过高低速风扇继电器的公共端至常闭触点，以形成高速风扇电机和低速风扇电机的串联工作回路；当环境达到启动高速风扇工作条件时，ECU控制风扇工作电流通过高低速风扇继电器的公共端至常开触点，以形成高速风扇电机和低速风扇电机的并联工作回路。此种设计对高低速风扇5脚继电器常闭和常开触点性能要求较高，因为继电器的常闭和常开触点长期过电流，而5脚继电器最大也只能耐40A工作电流，很容易导致触点引脚烧蚀。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种串并联控制电路及装置，旨在解决现有技术中高低速风扇控制方案中高低速风扇5脚继电器容易烧蚀的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种串并联控制电路及装置，所述电路包括包括第一继电器、第一控制电路、第二控制电路及电子控制器，其特征在于，所述电子控制器的低速控制端与所述第一继电器的常闭触点连接，所述电子控制器的高速控制端与所述第一继电器的线圈的一端及所述第二控制电路的受控端分别连接；所述第一继电器的线圈的公共端与所述第一控制电路的受控端连接，所述第一继电器的线圈的另一端与电源连接；所述第一控制电路的第一输出端与所述第二控制电路的输入端连接，所述第一控制电路的第二输出端与所述第二控制电路的电机端连接，所述第一控制电路的电源端及所述第二控制电路的电源端均与所述电源连接；其中，

所述电子控制器，用于在低速工作模式下，控制所述第一控制电路导通，以使电流经所述第一控制电路至所述第二控制电路，形成串联回路；在高速工作模式下，控制所述第一继电器吸合及所述第一控制电路断开，并控制所述第二控制电路导通，以使电流分别经过所述第一控制电路及所述第二控制电路，形成并联回路。

优选地，所述第一控制电路包括第一电机及第二继电器；所述第二继电器的常开触点的一端作为所述第一控制电路的第一输出端，与所述第一电机的第一端及所述第二控制电路的输入端分别连接；所述第二继电器的常开触点的另一端作为所述第一控制电路的第二输出端，与所述第二控制电路的电机端连接；所述第二继电器的线圈的一端作为所述第一控制电路的受控端，与所述第一继电器的公共端连接；所述第二继电器的线圈的另一端作为所述第一控制电路的电源端，与所述电源及所述第一电机的第二端分别连接。

优选地，所述第二控制电路包括第二电机、第三继电器及第四继电器；所述第三继电器的常开触点的一端接地；所述第三继电器的常开触点的另一端作为所述第二控制电路的输入端与所述第一电机的第一端连接；所述第三继电器的线圈的一端作为所述第二控制电路的受控端，与所述第四继电器的线圈的一端及所述电子控制器的高速控制端分别连接；所述第三继电器的线圈的另一端作为所述第二控制电路的电源端，与所述第四继电器的线圈的另一端及所述电源分别连接；所述第四继电器的常开触点的一端与所述电源连接，所述第四继电器的常开触点的另一端与所述第二电机的第一端及所述第二继电器的常开触点的另一端分别连接；所述第二电机的第一端作为所述第二控制电路的电机端，所述第二电机的第二端接地。

优选地，所述第二继电器、所述第三继电器、所述第四继电器的额定电流的范围为0～70A。

优选地，还包括检测电路，与所述电子控制器的低速控制端、所述第一继电器的常闭触点及所述第二继电器的线圈的另一端分别连接，所述检测电路用于检测所述第二继电器的电压，并发送所述电压至所述电子控制器，以使所述电子控制器通过所述电压判断所述第二继电器的开合状态。

优选地，所述检测电路包括第五继电器，所述第五继电器的线圈的一端与所述电子控制器的低速控制端及所述第一继电器的常闭触点分别连接，所述第五继电器的线圈的另一端与所述第二继电器的线圈的另一端连接。

优选地，所述第五继电器为常开继电器。

优选地，还包括温度传感器及空调压力传感器，所述温度传感器及所述空调压力传感器均与所述电子控制器的采样端连接；所述温度传感器用于获取水温信号，所述空调压力传感器用于获取空调压力信号。

优选地，所述电子控制器，还用于分别获取空调开关信号、所述水温信号及所述空调压力信号，并在所述空调开关信号、所述水温信号及空调压力信号达到第一预设条件时进入低速工作模式，在所述空调开关信号、所述水温信号及空调压力信号达到第二预设条件时进入高速工作模式。

本发明还提出一种串并联控制装置，所述串并联控制装置包括如上所述的串并联控制电路。

本发明通过在串并联控制电路中设置第一继电器、第一控制电路、第二控制电路及电子控制器，电子控制器的低速控制端与第一继电器的常闭触点连接，电子控制器的高速控制端与第一继电器的线圈的一端及第二控制电路的受控端分别连接；第一继电器的线圈的公共端与第一控制电路的受控端连接，第一继电器的线圈的另一端与电源连接；第一控制电路的第一输出端与第二控制电路的输入端连接，第一控制电路的第二输出端与第二控制电路的电机端连接，第一控制电路的电源端及第二控制电路的电源端均与电源连接；其中，电子控制器在低速工作模式下，控制第一控制电路导通，以使电流经第一控制电路至第二控制电路，形成串联回路，在高速工作模式下，控制第一继电器吸合及第一控制电路断开，并控制第二控制电路导通，以使电流分别经过第一控制电路及第二控制电路，形成并联回路。由于串联回路与并联回路中均未使用5脚的第一继电器，避免了第一继电器因长期过电流而烧蚀，延长了继电器的工作寿命，提高了整车的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明串并联控制电路一实施例的功能模块图；

图2是本发明串并联控制电路一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	第一控制电路	300	检测电路
200	第二控制电路	ECU	电子控制器
				K1～K5	第一继电器至第五继电器	BATT	电源
M1～M2	第一电机至第二电机	GND	地

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种串并联控制电路。

参照图1，在一实施例中，所述电路包括第一继电器K1、第一控制电路100、第二控制电路200及电子控制器ECU，其特征在于，所述电子控制器ECU的低速控制端与所述第一继电器K1的常闭触点5号脚连接，所述电子控制器ECU的高速控制端与所述第一继电器K1的线圈的一端3号脚及所述第二控制电路200的受控端分别连接；所述第一继电器K1的线圈的公共端1号脚与所述第一控制电路100的受控端连接，所述第一继电器K1的线圈的另一端4号脚与电源BATT连接；所述第一控制电路100的第一输出端与所述第二控制电路200的输入端连接，所述第一控制电路100的第二输出端与所述第二控制电路200的电机端连接，所述第一控制电路100的电源端及所述第二控制电路200的电源端均与所述电源BATT连接；其中，所述电子控制器ECU，用于在低速工作模式下，控制所述第一控制电路100导通，以使电流经所述第一控制电路100至所述第二控制电路200，形成串联回路；在高速工作模式下，控制所述第一继电器K1吸合及所述第一控制电路100断开，并控制所述第二控制电路200导通，以使电流分别经过所述第一控制电路100及所述第二控制电路200，形成并联回路。

本实施例串并联控制电路可应用于需要电子控制器进行高低速控制的串并联电路，如具有冷却风扇的机动车辆等。冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分，风扇的性能直接影响着发动机的散热效果，进而影响发动机的性能。本方案通过对串并联控制电路的改进，可有效提高整车的可靠性。

应当理解的是，在传统的风扇控制电路中，通常将5脚继电器设置于串联和并联回路，导致该继电器的常闭和常开触点长期过电流，而5脚继电器目前最大也只能耐40A工作电流，很容易导致触点引脚烧蚀，本实施例在不修改ECU策略情况下，通过对控制电路的调整，将5脚继电器未设置在串联和并联工作回路，而是作为控制元件，影响第一控制电路100导通或断开，不仅解决了继电器易烧蚀的问题，还减少了标定费用。同时，由于不涉及接线盒模具变更，也减少了模具开发费用周期。

进一步地，串并联控制电路还包括温度传感器(图未示)及空调压力传感器(图未示)，所述温度传感器及所述空调压力传感器均与所述电子控制器ECU的采样端(图未示)连接；所述温度传感器用于获取水温信号，所述空调压力传感器用于获取空调压力信号。

需要说明的是，电子控制器ECU分别获取空调开关信号、所述水温信号及所述空调压力信号，并在所述空调开关信号、所述水温信号及空调压力信号达到第一预设条件时进入低速工作模式，在所述空调开关信号、所述水温信号及空调压力信号达到第二预设条件时进入高速工作模式。

在具体实现中，当水温、空调开关及压力达到启动低速工作模式的第一预设条件时，电子控制器ECU通过低速控制端控制第一控制电路100导通，风扇工作电流经过第一控制电路100，并从第一控制电路100的第二输出端至第二控制电路200的电机端，然后经第二控制电路200到地组成工作回路，形成串联回路。

当水温、空调开关及压力达到启动高速工作模式的第二预设条件时，电子控制器ECU通过高速控制端控制第一继电器K1吸合、第一控制电路100断开及第二控制电路200导通，风扇工作电流中的一个支路经过第一控制电路100的第一输出端至第二控制电路200的输入端，经第二控制电路200到地组成工作回路；另一个支路经过第二控制电路200的电源端至第二控制电路200，然后接地组成工作回路，形成并联回路。

本实施例通过在串并联控制电路中设置第一继电器、第一控制电路、第二控制电路及电子控制器，电子控制器的低速控制端与第一继电器的常闭触点连接，电子控制器的高速控制端与第一继电器的线圈的一端及第二控制电路的受控端分别连接；第一继的线圈的公共端与第一控制电路的受控端连接，第一继电器的线圈的另一端与电源连接；第一控制电路的第一输出端与第二控制电路的输入端连接，第一控制电路的第二输出端与第二控制电路的电机端连接，第一控制电路的电源端及第二控制电路的电源端均与电源连接；其中，电子控制器在低速工作模式下，控制第一控制电路导通，以使电流经第一控制电路至第二控制电路，形成串联回路；在高速工作模式下，控制第一继电器吸合及第一控制电路断开，并控制第二控制电路导通，以使电流分别经过第一控制电路及第二控制电路，形成并联回路。由于串联回路与并联回路中均未使用5脚的第一继电器，避免了第一继电器因长期过电流而烧蚀，延长了继电器的工作寿命，提高了整车的可靠性。

进一步地，请一并参照图1和图2，图2是本发明串并联控制电路一实施例的结构示意图。为了方便说明，以下将第一继电器K1的公共端、常开触点、线圈的一端、线圈的另一端、常闭触点依次定义为第一继电器K1的1号脚、2号脚、3号脚、4号脚和5号脚，第二继电器K2的常开触点的一端、常开触点的另一端、线圈的一端、线圈的另一端依次定义为第二继电器K2的1号脚、2号脚、3号脚和4号脚，第三继电器K3的常开触点的一端、线圈的一端、常开触点的另一端、线圈的另一端依次定义为第三继电器K3的1号脚、2号脚、3号脚和4号脚，第四继电器K4的常开触点的一端、常开触点的另一端、线圈的一端、线圈的另一端依次定义为第四继电器K4的1号脚、2号脚、3号脚和4号脚，第五继电器K5的常开触点的一端、常开触点的另一端、线圈的一端、线圈的另一端依次定义为第五继电器K5的1号脚、2号脚、3号脚和4号脚。

本实施例中，所述第一控制电路100包括第一电机M1及第二继电器K2；所述第二继电器K2的常开触点的一端1号脚作为所述第一控制电路100的第一输出端，与所述第一电机M1的第一端及所述第二控制电路200的输入端分别连接；所述第二继电器K2的常开触点的另一端2号脚作为所述第一控制电路100的第二输出端，与所述第二控制电路200的电机端连接；所述第二继电器K2的线圈的一端3号脚作为所述第一控制电路100的受控端，与所述第一继电器K1的公共端1号脚连接；所述第二继电器K2的线圈的另一端4号脚作为所述第一控制电路100的电源端，与所述电源BATT及所述第一电机M1的第二端分别连接。

所述第二控制电路200包括第二电机M2、第三继电器K3及第四继电器K4；所述第三继电器K3的常开触点的一端1号脚接地；所述第三继电器K3的常开触点的另一端3号脚作为所述第二控制电路200的输入端与所述第一电机M1的第一端连接；所述第三继电器K3的线圈的一端2号脚作为所述第二控制电路200的受控端，与所述第四继电器K4的线圈的一端3号脚及所述电子控制器ECU的高速控制端分别连接；所述第三继电器K3的线圈的另一端4号脚作为所述第二控制电路200的电源端，与所述第四继电器K4的线圈的另一端4号脚及所述电源BATT分别连接；所述第四继电器K4的常开触点的一端1号脚与所述电源BATT连接，所述第四继电器K4的常开触点的另一端2号脚与所述第二电机M2的第一端及所述第二继电器K2的常开触点的另一端2号脚分别连接；所述第二电机M2的第一端作为所述第二控制电路200的电机端，所述第二电机M2的第二端接地。

在一优选实施例中，所述第二继电器K2、所述第三继电器K3、所述第四继电器K4的额定电流的范围为0～70A。

应当理解的是，由于串联回路和并联回路中使用了上述三个继电器，而这三个继电器是4脚继电器，可以比5脚继电器耐受更大的电流，因此，选择额定电流比较高的继电器，可以有效避免继电器的触点因长期过流而烧蚀。

本实施例的工作原理为：电子控制器ECU在低速工作模式下，控制第二继电器K2吸合，风扇工作电流经过第一电机M1，通过第二继电器K2的1号脚至2号脚，然后经过第二电机M2到地，形成串联回路；电子控制器ECU在高速工作模式下，控制第一继电器K1的公共端1号脚和常开触点2号脚吸合，断开第二继电器K2的工作回路，风扇工作电流经过第一电机M1到第三继电器K3的3号脚至1号脚，然后接地组成工作回路；风扇工作电流还通过第四继电器K4的1号脚至2号脚，经过第二电机M2，然后接地组成工作回路，形成并联回路。

进一步地，串并联控制电路还可以包括检测电路300，与所述电子控制器ECU的低速控制端、所述第一继电器K1的常闭触点5号脚及所述第二继电器K2的线圈的另一端4号脚分别连接，所述检测电路300用于检测所述第二继电器K2的电压，并发送所述电压至所述电子控制器ECU，以使所述电子控制器ECU通过所述电压判断所述第二继电器K2的开合状态。

在具体实现中，所述检测电路300包括第五继电器K5，所述第五继电器K5的线圈的一端3号脚与所述电子控制器ECU的低速控制端及所述第一继电器K1的常闭触点5号脚分别连接，所述第五继电器K5的线圈的另一端4号脚与所述第二继电器K2的线圈的另一端4号脚连接。

应当理解的是，所述第五继电器K5为常开继电器，第五继电器K5的1号脚和2号脚悬空设置，电子控制器ECU通过检测第五继电器K5的电压为0时判定第二继电器K2断开，通过增加第五继电器K5检测第二继电器K2的状态，可以防止电子控制器ECU在第二继电器K2开路时报开路故障，增强了用户体验。

本实施例通过第一控制电路、第二控制电路的具体设计，使得串联回路和并联回路中可以采用耐较高电流的4脚继电器，而不需要使用5脚继电器，避免了继电器烧蚀，通过增加第五继电器检测第二继电器的状态，降低了电子控制器故障风险，提升了产品的耐久性和可靠性。

本发明还提出一种串并联控制装置，所述串并联控制装置包括如上所述的串并联控制电路，所述串并联控制装置的串并联控制电路的电路结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于本实施例的串并联控制装置采用了上述串并联控制电路的技术方案，因此所述串并联控制装置具有上述所有的有益效果；应理解的是，所述串并联控制装置可以是汽车、货车等机动车辆或其他设备，本实施例对此不加以限制。

以上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)

1.一种串并联控制电路，包括第一继电器、第一控制电路、第二控制电路及电子控制器，其特征在于，所述电子控制器的低速控制端与所述第一继电器的常闭触点连接，所述电子控制器的高速控制端与所述第一继电器的线圈的一端及所述第二控制电路的受控端分别连接；所述第一继电器的线圈的公共端与所述第一控制电路的受控端连接，所述第一继电器的线圈的另一端与电源连接；所述第一控制电路的第一输出端与所述第二控制电路的输入端连接，所述第一控制电路的第二输出端与所述第二控制电路的电机端连接，所述第一控制电路的电源端及所述第二控制电路的电源端均与所述电源连接；其中，

所述电子控制器，用于在低速工作模式下，控制所述第一控制电路导通，以使电流经所述第一控制电路至所述第二控制电路，形成串联回路；在高速工作模式下，控制所述第一继电器吸合及所述第一控制电路断开，并控制所述第二控制电路导通，以使电流分别经过所述第一控制电路及所述第二控制电路，形成并联回路。

2.如权利要求1所述的串并联控制电路，其特征在于，所述第一控制电路包括第一电机及第二继电器；所述第二继电器的常开触点的一端作为所述第一控制电路的第一输出端，与所述第一电机的第一端及所述第二控制电路的输入端分别连接；所述第二继电器的常开触点的另一端作为所述第一控制电路的第二输出端，与所述第二控制电路的电机端连接；所述第二继电器的线圈的一端作为所述第一控制电路的受控端，与所述第一继电器的公共端连接；所述第二继电器的线圈的另一端作为所述第一控制电路的电源端，与所述电源及所述第一电机的第二端分别连接。

3.如权利要求2所述的串并联控制电路，其特征在于，所述第二控制电路包括第二电机、第三继电器及第四继电器；所述第三继电器的常开触点的一端接地；所述第三继电器的常开触点的另一端作为所述第二控制电路的输入端与所述第一电机的第一端连接；所述第三继电器的线圈的一端作为所述第二控制电路的受控端，与所述第四继电器的线圈的一端及所述电子控制器的高速控制端分别连接；所述第三继电器的线圈的另一端作为所述第二控制电路的电源端，与所述第四继电器的线圈的另一端及所述电源分别连接；所述第四继电器的常开触点的一端与所述电源连接，所述第四继电器的常开触点的另一端与所述第二电机的第一端及所述第二继电器的常开触点的另一端分别连接；所述第二电机的第一端作为所述第二控制电路的电机端，所述第二电机的第二端接地。

4.如权利要求3所述的串并联控制电路，其特征在于，所述第二继电器、所述第三继电器、所述第四继电器的额定电流的范围为0～70A。

5.如权利要求3所述的串并联控制电路，其特征在于，还包括检测电路，与所述电子控制器的低速控制端、所述第一继电器的常闭触点及所述第二继电器的线圈的另一端分别连接，所述检测电路用于检测所述第二继电器的电压，并发送所述电压至所述电子控制器，以使所述电子控制器通过所述电压判断所述第二继电器的开合状态。

6.如权利要求5所述的串并联控制电路，其特征在于，所述检测电路包括第五继电器，所述第五继电器的线圈的一端与所述电子控制器的低速控制端及所述第一继电器的常闭触点分别连接，所述第五继电器的线圈的另一端与所述第二继电器的线圈的另一端连接。

7.如权利要求6所述的串并联控制电路，其特征在于，所述第五继电器为常开继电器。

8.如权利要求1至7中任一项所述的串并联控制电路，其特征在于，还包括温度传感器及空调压力传感器，所述温度传感器及所述空调压力传感器均与所述电子控制器的采样端连接；所述温度传感器用于获取水温信号，所述空调压力传感器用于获取空调压力信号。

9.如权利要求8所述的串并联控制电路，其特征在于，所述电子控制器，还用于分别获取空调开关信号、所述水温信号及所述空调压力信号，并在所述空调开关信号、所述水温信号及空调压力信号达到第一预设条件时进入低速工作模式，在所述空调开关信号、所述水温信号及空调压力信号达到第二预设条件时进入高速工作模式。

10.一种串并联控制装置，其特征在于，包括如权利要求1～9任一权利要求所述的串并联控制电路。

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