CN111650506A - 一种高压继电器粘连检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压继电器粘连检测系统，该系统与既有高压继电器相连，检测系统包括数据采集模块和数据处理模块，数据采集模块一端与高压继电器相连，另一端与数据处理模块相连，数据采集模块设有三相隔离变压器，数据采集模块通过三相隔离变压器来获得高压继电器的粘连信号。与现有技术相比，本发明具有功耗低、检测速度快、成本低、易实现等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高压继电器粘连检测技术领域，尤其是涉及一种高压继电器粘连检测系统。
背景技术
目前新能源汽车行业，整车快充高压继电器连接快充端口，而高压继电器粘连会导致在慢充以及其他工况中存在电击风险，引起安全事故。目前常用于高压电池包内高压继电器粘连检测的方法有：1、通过继电器两端高压电压隔离采样进行检测，例如中国专利CN106546915B中公开的一种高压继电器粘连状态监测电路及系统。2、通过高压继电器触点两端接直流电流源，隔离采样其电流进行检测，例如中国专利CN105929325B中公开的一种继电器粘连检测电路及继电器粘连检测方法。
上述两种方法在对高压继电器进行粘连检测时需要较高的功耗，同时还需要付出较高的成本，所以亟需一种功耗低并且成本低的高压继电器粘连检测系统。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功耗低、检测速度快、成本低、易实现的高压继电器粘连检测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高压继电器粘连检测系统，该系统与既有高压继电器相连，所述的检测系统包括数据采集模块和数据处理模块；所述的数据采集模块一端与高压继电器相连，另一端与数据处理模块相连；所述的数据采集模块设有三相隔离变压器，数据采集模块通过三相隔离变压器来获得高压继电器的粘连信号。
优选地，所述的数据采集模块包括高频激励电路、高压隔离注入电路和隔离检波电路；所述的高频激励电路与三相隔离变压器的输入相相连；所述的高压隔离注入电路和隔离检波电路分别与三相隔离变压器的第一输出相和第二输出相相连。
更加优选地，所述的高频激励电路包括PWM信号源V1、激励电容C2和激励电阻R1；所述的PWM信号源V1、激励电容C2、激励电阻R1和三相隔离变压器的输入绕组L1串联连接。
更加优选地，所述的PWM信号源V1为MCU或PWM信号发生器。
更加优选地，所述的高压隔离注入电路包括高压隔离电容C3和接地电阻R2；所述的高压隔离电容C3、第二输出绕组L3和高压继电器的触点进行串联连接；所述的接地电阻R2一端与高压继电器的负极相连，另一端接地。
更加优选地，所述的隔离检波电路包括整流桥、滤波电容C1、采样电阻R3和用于采集采样电阻R3两端电压的电压传感器；所述的整流桥与三相隔离变压器相连；所述的滤波电容C1和采样电阻R3分别与整流桥并联连接；所述的电压传感器与采样电阻R3。
更加优选地，所述的整流桥为肖特基二级管整流桥。
更加优选地，所述的数据处理模块包括处理器、存储器、人机交互单元、声光报警器和电源；所述的存储器、人机交互单元和声光报警器分别与处理器相连；所述的处理器、人机交互单元和声光报警器分别与电源相连；所述的电压传感器与处理器相连。
更加优选地，所述的人机交互单元包括键盘、鼠标和显示器。
更加优选地，所述的人机交互单元为触屏显示器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、功耗低：本发明中的继电器粘连检测系统采用三相隔离变压器进行高压注入，注入的隔离检波电路和高压隔离注入电路的电流较小，并且工作时间较短，从而降低了整个系统的功耗。
二、检测速度快：本发明中的继电器粘连检测系统在高压继电器发生粘连后很短时间内即可完成对继电器粘连的报警，反应时间可达毫秒级，减少了电路的工作时间，加快了检测速度。
三、成本低：本发明中的继电器粘连检测系统采用多个电容和电阻、一个三相隔离变压器、一个PWM信号源以及一个整流桥即可完成对继电器的粘连检测，系统的成本较低，并且结构容易实现。
附图说明
图1为本发明中检测系统的结构示意图；
图2为本发明中数据采集模块的电路结构示意图；
图3为本发明中数据处理模块的结构示意图；
图4为本发明实施例中采样电阻两端的电压变化示意图。
图中标号所示：
1、高压继电器，2、数据采集模块，3、数据处理模块，201、三相隔离变压器，202、高频激励电路，203、高压隔离注入电路，204、隔离检波电路，301、处理器，302、存储器，303、人机交互单元，304、声光报警器，305、电源。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
一种高压继电器粘连检测系统，其结构如图1所示，包括：
高压继电器1；
数据采集模块2，用于获得高压继电器1的粘连信号；
数据处理模块3，用于对数据采集模块2采集的数据进行处理，判断高压继电器1的触点是否发生粘连。
数据采集模块2一端与高压继电器1相连，另一端与数据处理模块3相连。
下面对数据采集模块2和数据处理模块3进行详细描述。
一、数据采集模块2
数据采集模块2的结构如图2所示，包括三相隔离变压器201、高频激励电路202、高压隔离注入电路203和隔离检波电路204，高频激励电路202与三相隔离变压器201的输入相相连，高压隔离注入电路203和隔离检波电路204分别与三相隔离变压器201的第一输出相和第二输出相相连。
高频激励电路202包括PWM信号源V1、激励电容C2和激励电阻R1，PWM信号源V1、激励电容C2、激励电阻R1和三相隔离变压器201的输入绕组L1串联连接。
本实施例中的PWM信号源V1为MCU或PWM信号发生器，可以通过MCU或PWM信号发生器输出定频的50％占空比PWM信号。
高压隔离注入电路203包括高压隔离电容C3和接地电阻R2，高压隔离电容C3、第二输出绕组L3和高压继电器1的触点进行串联连接，接地电阻R2一端与高压继电器1的负极相连，另一端接地。
隔离检波电路204包括整流桥、滤波电容C1、采样电阻R3和用于采集采样电阻R3两端电压的电压传感器，整流桥与三相隔离变压器201相连，滤波电容C1和采样电阻R3分别与整流桥并联连接，电压传感器与采样电阻R3。
本实施例中的整流桥选用由四个肖特基二极管组成的肖特基二级管整流桥。
二、数据处理模块3
其结构如图3所示，包括处理器301、存储器302、人机交互单元303、声光报警器304和电源305，存储器302、人机交互单元303和声光报警器304分别与处理器301相连，处理器301、人机交互单元303和声光报警器304分别与电源305相连，电压传感器与处理器301相连。
下面提供两种搭载数据处理模块3的终端：
(1)PC端，设有处理器301、存储器302、人机交互单元303、声光报警器304和电源305，人机交互单元303具体为鼠标、键盘和显示器。
电压传感器可以通过总线或无线通信的方式与处理器301进行通信。
(2)移动终端，设有处理器301、存储器302、人机交互单元303、声光报警器304和电源305，人机交互单元303具体为触屏式显示器。
电压传感器通过无线通信方式与处理器301进行通信。
当然还有其他可以搭载数据处理模块3的终端，例如手持式终端等，本实施例不再赘述。
本实施例中采样电阻R3两端的电压变化示意图如图4所示，在高压继电器1未发生粘连时，高压隔离注入电路203未接入系统，隔离检波模块3中的采样电阻R3两端的电压较高；当高压继电器1的触点发生粘连时，高压隔离注入电路203接入系统，导致隔离检波模块3中的采样电阻R3两端的电压降低，由此处理器301即可判断高压继电器1发生粘连，然后启动声光报警器304进行预警，同时将数据采集模块2采集的电压波形存储至存储器302，以供工作人员查阅。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高压继电器粘连检测系统，该系统与既有高压继电器(1)相连，其特征在于，所述的检测系统包括数据采集模块(2)和数据处理模块(3)；所述的数据采集模块(2)一端与高压继电器(1)相连，另一端与数据处理模块(3)相连；所述的数据采集模块(2)设有三相隔离变压器(201)，数据采集模块(2)通过三相隔离变压器(201)来获得高压继电器的粘连信号。
2.根据权利要求1所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的数据采集模块(2)包括高频激励电路(202)、高压隔离注入电路(203)和隔离检波电路(204)；所述的高频激励电路(202)与三相隔离变压器(201)的输入相相连；所述的高压隔离注入电路(203)和隔离检波电路(204)分别与三相隔离变压器(201)的第一输出相和第二输出相相连。
3.根据权利要求2所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的高频激励电路(202)包括PWM信号源V1、激励电容C2和激励电阻R1；所述的PWM信号源V1、激励电容C2、激励电阻R1和三相隔离变压器(201)的输入绕组L1串联连接。
4.根据权利要求3所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的PWM信号源V1为MCU或PWM信号发生器。
5.根据权利要求2所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的高压隔离注入电路(203)包括高压隔离电容C3和接地电阻R2；所述的高压隔离电容C3、第二输出绕组L3和高压继电器(1)的触点进行串联连接；所述的接地电阻R2一端与高压继电器(1)的负极相连，另一端接地。
6.根据权利要求2所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的隔离检波电路(204)包括整流桥、滤波电容C1、采样电阻R3和用于采集采样电阻R3两端电压的电压传感器；所述的整流桥与三相隔离变压器(201)相连；所述的滤波电容C1和采样电阻R3分别与整流桥并联连接；所述的电压传感器与采样电阻R3。
7.根据权利要求6所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的整流桥为肖特基二级管整流桥。
8.根据权利要求6所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的数据处理模块(3)包括处理器(301)、存储器(302)、人机交互单元(303)、声光报警器(304)和电源(305)；所述的存储器(302)、人机交互单元(303)和声光报警器(304)分别与处理器(301)相连；所述的处理器(301)、人机交互单元(303)和声光报警器(304)分别与电源(305)相连；所述的电压传感器与处理器(301)相连。
9.根据权利要求8所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的人机交互单元(303)包括键盘、鼠标和显示器。
10.根据权利要求8所述的一种高压继电器粘连检测系统，其特征在于，所述的人机交互单元(303)为触屏显示器。
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