CN112822796A - 一种ptc器件控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PTC器件控制电路，包括：第一M0S管，第一M0S管的栅极连接PWM信号和第一M0S管的源极，第一M0S管的源极连接总电源的负极和PTC电源的负极；PTC器件，第一M0S管的漏极连接PTC器件的负极，PTC器件的正极连接PTC电源的正极；第二M0S管，第二M0S管的栅极连接第二M0S管的源极，第二M0S管的源极连接PTC器件的正极和PTC电源的正极，第二M0S管的漏极连接总电源的正极。本发明通过设计一全新的PTC器件控制电路，并通过PWM信号来控制；可以实现对PTC器件的功率进行无极调节，使得电动车的制热温度可以无极调节，在制暖方面极大的提高了用户的舒适性，此外，由于PTC器件实现无极调节，PTC器件的功率也呈线性变化，有利于提高PTC器件的使用寿命。

Description

一种PTC器件控制电路

技术领域

本发明涉及PTC器件泵技术领域，特别涉及一种PTC器件控制电路。

背景技术

在新能源汽车技术领域中，电动汽车一般采用动力电池组(通常为锂电池组)作为动力来源。与燃油发动机不同，电动车自身没有产生热源的动力装置，无法提供热源给动力电池组，同时，也无法提供空调、除霜等所需的暖风热源。因此，电动车必须依靠电能利用专用的电加热器件进行加热。目前电动车主流的电加热器件为PTC(PositiveTemperatureCoefficient，正温度系数)器件。PTC是一种典型的具有温度敏感性的半导体电阻，具有恒温发热、热效率高、使用寿命长等优点，是一种较为理想的电加热材料。

然而，目前的PTC器件的控制电路无法对PTC器件的功率进行无极调节，导致目前PTC器件的功率只有几个档位(一般为中、高、低三个档位)，最终使得电动车的制热模式也只有几个档位，有时候用户无法调整到所需要的制热温度，影响用户的制暖舒适体验。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种PTC器件控制电路，以满足目前的PTC器件的控制电路无法对PTC器件的功率进行无极调节的技术问题。

根据本发明实施例当中的一种PTC器件控制电路，所述电路包括：

第一M0S管，所述第一M0S管的栅极连接PWM信号和所述第一M0S管的源极，所述第一M0S管的源极连接总电源的负极和PTC电源的负极；

PTC器件，所述第一M0S管的漏极连接所述PTC器件的负极，所述PTC器件的正极连接所述PTC电源的正极；

第二M0S管，所述第二M0S管的栅极连接所述第二M0S管的源极，所述第二M0S管的源极连接所述PTC器件的正极和所述PTC电源的正极，所述第二M0S管的漏极连接所述总电源的正极。

优选地，还包括第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述第二M0S管的栅极、另一端连接所述第二M0S管的源极。

优选地，还包括第一稳压电容，所述第一稳压电容与所述第一分压电阻并联。

优选地，还包括第二分压电阻，所述第二分压电阻的一端连接所述第一M0S管的栅极、另一端连接所述第一M0S管的源极。

优选地，还包括第二稳压电容，所述第二稳压电容与所述第二分压电阻并联。

优选地，所述第一M0S管的源极连接电流检测仪。

优选地，所述第一M0S管的源极通过限流电阻连接所述总电源的负极。

优选地，所述第二M0S管和所述第一M0S管均为N沟道M0S管。

与现有技术相比：通过设计一全新的PTC器件控制电路，并通过PWM信号来控制整个PTC器件控制电路；当改变PWM信号的占空比时，第一M0S管的栅极和源极之间的电压发生改变，使得第一M0S管的漏极和源极的电流随之改变，从而改变PTC器件的电流，进而改变PTC器件的功率，由于PWM信号的占空比可以实现无极调节，因此可以实现对PTC器件的功率进行无极调节，使得电动车的制热温度可以无极调节，在制暖方面极大的提高了用户的舒适性，此外，由于PTC器件实现无极调节，PTC器件的功率也呈线性变化，有利于提高PTC器件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的PTC器件控制电路的电路图；

图2为本发明第二实施例中的PTC器件控制电路的电路图；

图3为本发明第三实施例中的PTC器件控制电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，所示为本发明第一实施例当中的PTC器件控制电路，包括第一M0S管Q1、PTC器件1及第二M0S管Q2。

具体地，第一M0S管Q1的栅极G连接PWM信号2和第一M0S管Q1的源极S，第一M0S管Q1的源极S连接总电源的负极3和PTC电源的负极4。第一M0S管Q1的漏极D连接PTC器件1的负极，PTC器件1的正极连接PTC电源的正极5。第二M0S管Q2的栅极G连接第二M0S管Q2的源极S，第二M0S管Q2的源极S连接PTC器件1的正极和PTC电源的正极5，第二M0S管Q2的漏极D连接总电源的正极6。示例而非限定，在本实施例当中，第二M0S管Q2和第一M0S管Q1均为N沟道M0S管，在其它实施例当中，第二M0S管Q2和第一M0S管Q1还可以为P沟道M0S管。

其中，总电源为PTC器件控制电路的工作电源，具体可以为12V的低压电源。PTC电源则是PTC器件1的工作电源，具体为车载电池包提供给PTC器件1工作的高压电源，PTC电源的正极5在制热模式打开时才会有高压输入。

整个电路的工作原理如下：当打开制热模式时，电池包提供PTC电源，此时PTC电源的正极5输入高压电，第二M0S管Q2满足导通条件而被导通，在第二M0S管Q2导通之后，第一M0S管Q1也同时满足导通条件而被导通，整个回路导通，PTC器件1通电工作，以开始制热；此时通过调节PWM信号2的占空比，可以调节第一M0S管Q1的栅极G和源极S之间的电压，进而调节流经PTC器件1的电流，最终改变PTC器件1的功率。当关闭制热模式时，电池包停止提供PTC电源，此时PTC电源的正极5不输入高压电，第二M0S管Q2截止，随后第一M0S管Q1也被截止，以切断PTC器件1的回路，从而关闭PTC器件1。因此，第二M0S管Q2还起保护作用，避免在PTC电源撤去之后，PTC器件1因与总电源的正极6连接而处在低压工作状态。

在具体实施时，可以在车载中控上设置PWM信号2的调节旋钮(也即温度调节旋钮)，旋钮的转动角度与PWM信号2的占空比之间的对应关系可以在车子出厂前进行预先标定。

综上，本发明上述实施例当中的PTC器件控制电路，通过设计一全新的PTC器件控制电路，并通过PWM信号2来控制整个PTC器件控制电路；当改变PWM信号2的占空比时，第一M0S管Q1的栅极G和源极S之间的电压发生改变，使得第一M0S管Q1的漏极D和源极S的电流随之改变，从而改变PTC器件1的电流，进而改变PTC器件1的功率，由于PWM信号2的占空比可以实现无极调节，因此可以实现对PTC器件1的功率进行无极调节，使得电动车的制热温度可以无极调节，在制暖方面极大的提高了用户的舒适性，此外，由于PTC器件1实现无极调节，PTC器件1的功率也呈线性变化，相比于传统跳跃式变化，有利于提高PTC器件1的使用寿命。

实施例二

请参阅图2，所示为本发明第二实施例当中的PTC器件控制电路，本实施例当中的PTC器件控制电路与第一实施例当中的PTC器件控制电路的不同之处在于：

PTC器件控制电路还包括第一分压电阻R1、第一稳压电容C1、第二分压电阻R2和第二稳压电容C2，第一分压电阻R1的一端连接第二M0S管Q2的栅极G、另一端连接第二M0S管Q2的源极S，第一稳压电容C1与第一分压电阻R1并联，也即第一稳压电容C1也是串联在第二M0S管Q2的栅极G和源极S之间，第一稳压电容C1用于稳定第二M0S管Q2的栅极G和源极S之间的电压，从而稳定的让第二M0S管Q2的导通，此外第一稳压电容C1与第一分压电阻R1并联，可以构成RC滤波电路，可以让第二M0S管Q2的栅极G和源极S之间的电压更加稳定。

同理，第二分压电阻R2的一端连接第一M0S管Q1的栅极G、另一端连接第一M0S管Q1的源极S，第二稳压电容C2与第二分压电阻R2并联，也即第二稳压电容C2也是串联在第一M0S管Q1的栅极G和源极S之间，第二稳压电容C2用于稳定第一M0S管Q1的栅极G和源极S之间的电压，从而稳定的让第一M0S管Q1的导通，此外第二稳压电容C2与第二分压电阻R2并联，可以构成RC滤波电路，可以让第一M0S管Q1的栅极G和源极S之间的电压更加稳定。

除此之外，第一M0S管Q1的源极S通过限流电阻R3连接总电源的负极3，限流电阻R3主要对电路进行限流保护，避免电流过大而烧坏电器件。

需要指出的是，本发明第二实施例所提供的装置，其实现原理及产生的一些技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

实施例三

请参阅图3，所示为本发明第三实施例当中的PTC器件控制电路，本实施例当中的PTC器件控制电路与第二实施例当中的PTC器件控制电路的不同之处在于：

第一M0S管Q1的源极S连接电流检测仪7，通过电流检测仪7来实时采集PTC器件1的回路电流，从而对流经PTC器件1的电路进行监测，进而实时反馈PTC器件1的功率，有利于用户进行调节。

在具体实施时，电流检测仪7具体可以为电流表，通过采集的电流值计算得到的PTC器件1的功率可以反馈到中控屏幕上，有利于用户进行温度调节。或者，在本实施例一些情况当中，也可以根据电流检测仪7采集的电流值对PTC器件1进行闭合控制，例如当用户设定好PWM信号2的占空比时，理论上PTC器件1的功率也随之固定，但在实际过程当中，受负载、电器件误差等因素的影响，PTC器件1的功率会发生波动，因此车载ECU(ElectronicControl Unit,电子控制单元，又称行车电脑)可以根据电流检测仪7采集的电流值，自动微调PWM信号2的占空比，从而让PTC器件1的功率保持在用户的设定值，形成闭环控制。

需要指出的是，本发明第三实施例所提供的装置，其实现原理及产生的一些技术效果和第二实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种PTC器件控制电路，其特征在于，所述电路包括：

第一M0S管，所述第一M0S管的栅极连接PWM信号和所述第一M0S管的源极，所述第一M0S管的源极连接总电源的负极和PTC电源的负极；

PTC器件，所述第一M0S管的漏极连接所述PTC器件的负极，所述PTC器件的正极连接所述PTC电源的正极；

第二M0S管，所述第二M0S管的栅极连接所述第二M0S管的源极，所述第二M0S管的源极连接所述PTC器件的正极和所述PTC电源的正极，所述第二M0S管的漏极连接所述总电源的正极。

2.根据权利要求1所述的PTC器件控制电路，其特征在于，还包括第一分压电阻，所述第一分压电阻的一端连接所述第二M0S管的栅极、另一端连接所述第二M0S管的源极。

3.根据权利要求2所述的PTC器件控制电路，其特征在于，还包括第一稳压电容，所述第一稳压电容与所述第一分压电阻并联。

4.根据权利要求1所述的PTC器件控制电路，其特征在于，还包括第二分压电阻，所述第二分压电阻的一端连接所述第一M0S管的栅极、另一端连接所述第一M0S管的源极。

5.根据权利要求4所述的PTC器件控制电路，其特征在于，还包括第二稳压电容，所述第二稳压电容与所述第二分压电阻并联。

6.根据权利要求1-5任一项所述的PTC器件控制电路，其特征在于，所述第一M0S管的源极连接电流检测仪。

7.根据权利要求1-5任一项所述的PTC器件控制电路，其特征在于，所述第一M0S管的源极通过限流电阻连接所述总电源的负极。

8.根据权利要求1-5任一项所述的PTC器件控制电路，其特征在于，所述第二M0S管和所述第一M0S管均为N沟道M0S管。

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