CN113281642A - 继电器诊断电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种继电器诊断电路，若干个所述继电器串联在电动车电源端、负载或充电端之间，继电器诊断电路包括：多条共地的分压支路、隔离单元、判断单元，其中：每条分压支路，用于获取每个继电器的一端电压并进行分压后输出；隔离单元，用于对多条分压支路输出的多个分压电压进行隔离转换后输出至判断单元；判断单元，用于将每个继电器两端的分压电压的比较信息与对应的继电器的驱动状态进行比较，得到每个继电器的诊断结果。与现有技术相比，本发明继电器诊断电路，通过优化方案的电阻拓扑，将交叉电压采样方案的两个参考地合并为一个参考地，从而避免潜在反向电流的问题。

Description

继电器诊断电路
本申请是根据申请日为2017年2月23日，发明名称为“继电器诊断电路”，申请号为“201710099308.X”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明属于继电器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种继电器诊断电路。
背景技术
继电器状态诊断是新能源电动车等领域的重要功能，该功能有助于继电器粘连、开路等异常状态的及时诊断发现风险，在演变为大问题前进行报警、保护等动作，从而大大降低因继电器失效导致的人身财产损失。
随着新能源汽车的大幅度推广普及，上面不可或缺的高压继电器失效后果获得了越来越多的关注，如何简单、有效、低成本地实现继电器状态诊断越来越受到重视。
在已公开的继电器诊断电路中，存在如下缺陷：
一、为了解决利用继电器辅助触点检测继电器是否失效不够可靠的问题，在已公开的继电器诊断电路中，不使用带辅助触点的继电器，而是对继电器触点进行电压采样，通过电压判断继电器是否出现了失效。然而，该方法电压采样电路复杂成本高，失效判定逻辑复杂。
二、为了解决电动车充电继电器外侧悬空时，也就是未连接充电枪时充电继电器难以检测其状态的问题，在已公开的继电器诊断电路中，使用参考主正继电器内侧和主负继电器内侧进行交叉电压采样，通过采样电阻使继电器触点间形成压差以辅助进行状态诊断。然而，该交叉电压采样将导致继电器外侧电路形成潜在的反向电流路径，若该电路最终形成负压并施加在对负压敏感的高压设备上，则会导致高压设备损坏。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种避免交叉电压采样方案的潜在反向电流的问题的继电器诊断电路。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种继电器诊断电路，若干个所述继电器串联在电动车电源端、负载或充电端之间，继电器诊断电路包括：多条共地的分压支路、隔离单元、判断单元，其中：
每条分压支路，用于获取每个继电器的一端电压并进行分压后输出；
隔离单元，用于对多条分压支路输出的多个分压电压进行隔离转换后输出至判断单元；
判断单元，用于将每个继电器两端的分压电压的比较信息与对应的继电器的驱动状态进行比较，得到每个继电器的诊断结果；
所述继电器诊断电路还包括比较单元，用于将获取自同一继电器两端的两个分压支路所输出的分压电压进行比较后，将比较信息输出至隔离单元，经过隔离单元进行隔离转换后输出至判断单元，所述比较单元包括若干组比较器组，每组比较器组包括正向比较器、反向比较器，同一组比较器组的两个比较器对应同一个继电器，获取对应继电器第一端的一分压支路的输出端分别与正向比较器的正输入端、反向比较器的负输入端连接，获取对应继电器第二端的另一分压支路的输出端分别与正向比较器的负输入端、反向比较器的正输入端连接，每组比较器组的正向比较器和反向比较器的输出端连接后作为比较器组的输出端；每组比较器组的输出端分别与所述隔离单元的输入端连接。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，每条分压支路包括至少两个串联的分压电阻，分压电阻的连接点为分压支路的输出端，输出所述分压电压，每个继电器与两个分压支路对应，每个继电器的第一端与一对应的分压支路一端连接，继电器的第二端与另一对应的分压支路一端连接，所有分压支路的另一端接同一参考地。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，所述隔离单元包括光耦，光耦的驱动端分别与每条所述分压支路的输出端连接，光耦的输出端与所述判断单元的输入端连接。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，所述隔离单元包括隔离芯片，隔离芯片的输入端分别与每条所述分压支路的输出端连接，隔离芯片的输出端与所述判断单元的输入端连接。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，所述继电器诊断电路还包括模数转换单元；
模数转换单元，用于将所述分压支路所输出的分压电压转换为数字信息后输出至隔离单元，经过隔离单元进行隔离转换后输出至判断单元。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，所述模数转换单元为模数转换芯片，模数转换芯片的输入端分别与每个所述分压支路的输出端连接，模数转换芯片的输出端与隔离单元的输入端连接。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，所述模数转换单元为从单片机，从单片机的输入端分别与每个所述分压支路的输出端连接，从单片机的输出端与隔离单元的输入端连接。
作为本发明继电器诊断电路的一种改进，所述判断单元为主单片机，主单片机的输入端与隔离单元的输出端连接。
与现有技术相比，本发明继电器诊断电路具有以下效果：
通过优化方案的电阻拓扑，将交叉电压采样方案的两个参考地合并为一个参考地，从而避免潜在反向电流的问题。
同时，通过将ADC采样芯片更换为比较器芯片来降低电路复杂度从而提高电路可靠性；通过将交叉电压采样方案的两个隔离电源合并为一个隔离电源来降低电路复杂度从而提高电路可靠性。另外，通过将ADC采样后进行数值运算及逻辑判断更改为将比较器逻辑输出进行判断，来大大降低运算复杂度
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明继电器诊断电路及其有益效果进行详细说明。
图1为本发明一种继电器诊断电路示意图。
图2为本发明一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图3为本发明另一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图4为本发明再一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图5为本发明又一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图6为本发明又一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图7为本发明又一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图8为本发明又一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
图9为本发明又一实施例的一种继电器诊断电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1，本发明一种继电器诊断电路，若干个所述继电器11串联在电动车电源端12、负载或充电端13之间，继电器诊断电路10包括：多条共地的分压支路14、隔离单元15、判断单元16，其中：
每条分压支路14，用于获取每个继电器的一端电压并进行分压后输出；
隔离单元15，用于对多条分压支路输出的多个分压电压进行隔离转换后输出至判断单元；
判断单元16，用于将每个继电器两端的分压电压的比较信息与对应的继电器的驱动状态进行比较，得到每个继电器的诊断结果。
具体工作流程如下：
每条分压支路14从继电器11两端分别获取继电器11两端电压，并进行分压输出，经过隔离单元15隔离，从而避免对判断单元16造成影响。
判断单元16进行判断，具体来说：
当继电器11的驱动状态为断开，而继电器11两端电压压差较大时，可以判断继电器未粘连；
当继电器11的驱动状态为断开，而继电器11两端电压压差接近于0时，可以判断继电器已粘连；
当继电器11的驱动状态为闭合，而继电器11两端电压压差较大时，可以判断继电器开路失效；
当继电器11的驱动状态为闭合，而继电器11两端电压压差接近于0时，可以判断继电器未出现开路失效。
本发明实现对继电器状态的检测，同时，通过优化方案的电阻拓扑，将交叉电压采样方案的两个参考地合并为一个参考地，从而避免潜在反向电流的问题。同时，通过将交叉电压采样方案的两个隔离电源合并为一个隔离电源来降低电路复杂度从而提高电路可靠性。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，每条分压支路包括至少两个串联的分压电阻，分压电阻的连接点为分压支路的输出端，输出所述分压电压，每个继电器与两个分压支路对应，每个继电器的第一端与一对应的分压支路一端连接，继电器的第二端与另一对应的分压支路一端连接，所有分压支路的另一端接同一参考地。
请参阅图2，电源端为电动车电池包，负载或充电端为高压负载(如DC/DC、电机驱动器等)，电池包与高压负载直接通过主正继电器S11、主负继电器S13相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器S11之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器S12和预充电阻R11实现。
其中，分压电阻R12、R13和R14、R15分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S11和预充继电器S12两端电压的获取并分压，分压电阻R16、R17和R18、R19分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S13两端电压的获取并分压。分压电阻R12、R13和R14、R15组成的分压支路、分压电阻R16、R17和R18、R19组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S11触点两端压差通过参考GND的分压电阻R12、R13和R14、R15体现在V11和V12。主负继电器S13触点两端压差通过参考GND的分压电阻R16、R17和R18、R19体现在V13和V14。
请参考图3，图3电源端为电动车电池包，负载或充电端为充电机(如直流充电桩等)，电池包与充电机直接通过充电正继电器S21、充电负继电器S13相连进行能量传输。
其中，分压电阻R22、R23和R24、R25分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S21和预充继电器S22两端电压的获取并分压，分压电阻R26、R27和R28、R29分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S23两端电压的获取并分压。分压电阻R22、R23和R24、R25组成的分压支路、分压电阻R26、R27和R28、R29组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S21触点两端压差通过参考GND的分压电阻R22、R23和R24、R25体现在V21和V22。主负继电器S23触点两端压差通过参考GND的分压电阻R26、R27和R28、R29体现在V23和V24。
请参阅图4，图4电源端为高压电源，负载或充电端为高压负载(如电机驱动器等)，高压电源与高压负载直接通过主正继电器S31、主负继电器S33相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器S31之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器S32和预充电阻R31实现。
其中，分压电阻R32、R33和R34、R35分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S31和预充继电器S32两端电压的获取并分压，分压电阻R36、R37和R38、R39分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S33两端电压的获取并分压。分压电阻R32、R33和R34、R35组成的分压支路、分压电阻R36、R37和R38、R39组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S31触点两端压差通过参考GND的分压电阻R32、R33和R34、R35体现在V31和V32。主负继电器S33触点两端压差通过参考GND的分压电阻R36、R37和R38、R39体现在V33和V34。
请参阅图5，图5中电源端为电动车电池包，负载或充电端为高压负载(如DC/DC、电机驱动器等)，电池包与高压负载直接通过主正继电器S41、主负继电器S43相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器S41之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器S42和预充电阻R41实现。
其中，分压电阻R42、R43和R44、R45分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S41和预充继电器S42两端电压的获取并分压，分压电阻R46、R47和R48、R49分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S43两端电压的获取并分压。分压电阻R42、R43和R44、R45组成的分压支路、分压电阻R46、R47和R48、R49组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S41触点两端压差通过参考GND的分压电阻R42、R43和R44、R45体现在V41和V42。主负继电器S43触点两端压差通过参考GND的分压电阻R46、R47和R48、R49体现在V43和V44。
请参阅图6，图6中电源端为电动车电池包，负载或充电端为高压负载(如DC/DC、电机驱动器等)，电池包与高压负载直接通过主正继电器S51、主负继电器S53相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器S51之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器S52和预充电阻R51实现。
其中，分压电阻R52、R53和R54、R55分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S51和预充继电器S52两端电压的获取并分压，分压电阻R56、R57和R58、R59分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S53两端电压的获取并分压。分压电阻R52、R53和R54、R55组成的分压支路、分压电阻R56、R57和R58、R59组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S51触点两端压差通过参考GND的分压电阻R52、R53和R54、R55体现在V51和V52。主负继电器S53触点两端压差通过参考GND的分压电阻R56、R57和R58、R59体现在V53和V54。
请参阅图7，图7中电源端为电动车电池包，负载或充电端为高压负载(如DC/DC、电机驱动器等)，电池包与高压负载直接通过主正继电器S61、主负继电器S63相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器S61之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器S62和预充电阻R61实现。
其中，分压电阻R62、R63和R64、R65分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S61和预充继电器S62两端电压的获取并分压，分压电阻R66、R67和R68、R69分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S63两端电压的获取并分压。分压电阻R62、R63和R64、R65组成的分压支路、分压电阻R66、R67和R68、R69组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S61触点两端压差通过参考GND的分压电阻R62、R63和R64、R65体现在V61和V62。主负继电器S63触点两端压差通过参考GND的分压电阻R66、R67和R68、R69体现在V63和V64。
请参阅图8，图8中电源端为电动车电池包，负载或充电端为高压负载(如DC/DC、电机驱动器等)，电池包与高压负载直接通过主正继电器S71、主负继电器S73相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器S71之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器S72和预充电阻R71实现。
其中，分压电阻R72、R73和R74、R75分别组成两条分压支路，实现对主正继电器S71和预充继电器S72两端电压的获取并分压，分压电阻R76、R77和R78、R79分别组成两条分压支路，实现对主负继电器S73两端电压的获取并分压。分压电阻R72、R73和R74、R75组成的分压支路、分压电阻R76、R77和R78、R79组成的分压支路具有相同的参考地。
主正继电器S71触点两端压差通过参考GND的分压电阻R72、R73和R74、R75体现在V71和V72。主负继电器S73触点两端压差通过参考GND的分压电阻R76、R77和R78、R79体现在V73和V74。
请参阅图9，图9中电源端为电动车电池包，负载或充电端为高压负载(如DC/DC、电机驱动器等)、直流充电机、附件等。电池包与高压负载直接通过主正继电器K82、主负继电器K81相连进行能量传输，一般情况下闭合主正继电器K82之前需要对高压负载的输入电容进行预充，预充则通过预充继电器K83和预充电阻实现。电池包与附件等通过附件继电器K86、主负继电器K81相连进行能量传输。电池包与直流充电机通过充电正继电器K85、充电负继电器K84相连进行能量传输。电池包与其内的加热膜通过加热正继电器K88、加热负继电器K87相连进行能量传输。
其中主正继电器K82的分压电压体现在V82、V85，主负继电器K81的分压电压体现在V88、V86，充电负继电器K84的分压电压体现在V88、V87，充电正继电器K85的分压电压体现在V82、V83，附件继电器K86的分压电压体现在V82、V84，加热负继电器K87的分压电压体现在V88、V89，加热正继电器K88的分压电压体现在V82、V81。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述隔离单元包括光耦，光耦的驱动端分别与每条所述分压支路的输出端连接，光耦的输出端与所述判断单元的输入端连接。
请参阅图2～图4，通过接入光耦U13、U23、U33进行隔离。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述隔离单元包括隔离芯片，隔离芯片的输入端分别与每条所述分压支路的输出端连接，隔离芯片的输出端与所述判断单元的输入端连接。
请参阅图5，当主正继电器S41和预充继电器S42处于断开状态且未出现粘连失效时，主正继电器S41触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R42、R43和R44、R45体现在V41和V42的压差较大。V41和V42电压信号作为输出信号进入由比较器U41和比较器U42等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给数字隔离芯片U43，使U43相应输出引脚也输出低电平信号。U43输出的低电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S41和预充继电器S42未粘连。
当主正继电器S41和预充继电器S42处于断开状态，且其中之一已出现粘连失效时，主正继电器S41触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R42、R43和R44、R45体现在V41和V42的压差接近于0。V41和V42电压信号作为输出信号进入由比较器U41和比较器U42等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给数字隔离芯片U43，使U43相应输出引脚也输出高电平信号。U43输出的高电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S41或预充继电器S42已粘连。
当主负继电器S43处于断开状态且未出现粘连失效时，主负继电器S43触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R46、R47和R48、R49体现在V43和V44的压差较大。V43和V44电压信号作为输出信号进入由比较器U44和比较器U45等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给数字隔离芯片U46，使U46相应输出引脚也输出低电平信号。U46输出的低电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S43未粘连。
当主负继电器S43处于断开状态，且已出现粘连失效时，主负继电器S43触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R46、R47和R48、R49体现在V43和V44的压差接近于0。V43和V44电压信号作为输出信号进入由比较器U44和比较器U45等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给数字隔离芯片U46，使U46相应输出引脚也输出高电平信号。U46输出的高电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S43已粘连。
当主正继电器S41处于闭合状态且未出现开路失效时，主正继电器S41触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R42、R43和R44、R45体现在V41和V42的压差接近于0。V41和V42电压信号作为输出信号进入由比较器U41和比较器U42等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给数字隔离芯片U43，使U43相应输出引脚也输出高电平信号。U43输出的高电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S41未出现开路失效。
当主正继电器S41处于闭合状态且已出现开路失效时，主正继电器S41触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R42、R43和R44、R45体现在V41和V42的压差较大。V41和V42电压信号作为输出信号进入由比较器U41和比较器U42等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给数字隔离芯片U43，使U43相应输出引脚也输出低电平信号。U43输出的低电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S41已出现开路失效。
当主负继电器S43处于闭合状态且未出现开路失效时，主负继电器S43触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R46、R47和R48、R49体现在V43和V44的压差接近于0。V43和V44电压信号作为输出信号进入由比较器U44和比较器U45等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给数字隔离芯片U46，使U46相应输出引脚也输出高电平信号。U46输出的高电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S43未出现开路失效。
当主负继电器S43处于闭合状态且已出现开路失效时，主负继电器S43触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R46、R47和R48、R49体现在V43和V44的压差较大。V43和V44电压信号作为输出信号进入由比较器U44和比较器U45等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给数字隔离芯片U46，使U46相应输出引脚也输出低电平信号。U46输出的低电平信号将被MCU检测到，并综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S43已出现开路失效。
请参阅图6，当主正继电器S51和预充继电器S52处于断开状态且未出现粘连失效时，主正继电器S51触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R52、R53和R54、R55体现在V51和V52的压差较大。V51和V52电压信号作为输出信号进入由比较器U51和比较器U52等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S51和预充继电器S52未粘连。
当主正继电器S51和预充继电器S52处于断开状态，且其中之一已出现粘连失效时，主正继电器S51触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R52、R53和R54、R55体现在V51和V52的压差接近于0。V51和V52电压信号作为输出信号进入由比较器U51和比较器U52等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S51或预充继电器S52已粘连。
当主负继电器S53处于断开状态且未出现粘连失效时，主负继电器S53触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R56、R57和R58、R59体现在V53和V54的压差较大。V53和V54电压信号作为输出信号进入由比较器U54和比较器U55等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S53未粘连。
当主负继电器S53处于断开状态，且已出现粘连失效时，主负继电器S53触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R56、R57和R58、R59体现在V53和V54的压差接近于0。V53和V54电压信号作为输出信号进入由比较器U54和比较器U55等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S53已粘连。
当主正继电器S51处于闭合状态且未出现开路失效时，主正继电器S51触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R52、R53和R54、R55体现在V51和V52的压差接近于0。V51和V52电压信号作为输出信号进入由比较器U51和比较器U52等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S51未出现开路失效。
当主正继电器S51处于闭合状态且已出现开路失效时，主正继电器S51触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R52、R53和R54、R55体现在V51和V52的压差较大。V51和V52电压信号作为输出信号进入由比较器U51和比较器U52等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S51已出现开路失效。
当主负继电器S53处于闭合状态且未出现开路失效时，主负继电器S53触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R56、R57和R58、R59体现在V53和V54的压差接近于0。V53和V54电压信号作为输出信号进入由比较器U54和比较器U55等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将转变为高电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S53未出现开路失效。
当主负继电器S53处于闭合状态且已出现开路失效时，主负继电器S53触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R56、R57和R58、R59体现在V53和V54的压差较大。V53和V54电压信号作为输出信号进入由比较器U54和比较器U55等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将转变为低电平输入给从处理器U56，U56将检测该信号状态并通过数字隔离芯片U53将状态信息发送给主处理器U57。主处理器U57将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S53已出现开路失效。
请参阅图7，其通过接入隔离芯片U63进行隔离。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述继电器诊断电路还包括比较单元；
比较单元，用于将获取自同一继电器两端的两个分压支路所输出的分压电压进行比较后，将比较信息输出至隔离单元，经过隔离单元进行隔离转换后输出至判断单元。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述比较单元包括若干组比较器组，每组比较器组包括正向比较器、反向比较器，同一组比较器组的两个比较器对应同一个继电器，获取对应继电器第一端的一分压支路的输出端分别与正向比较器的正输入端、反向比较器的负输入端连接，获取对应继电器第二端的另一分压支路的输出端分别与正向比较器的负输入端、反向比较器的正输入端连接，每组比较器组的正向比较器和反向比较器的输出端连接后作为比较器组的输出端；
每组比较器组的输出端分别与所述隔离单元的输入端连接。
请参阅图2，当主正继电器S11和预充继电器S12处于断开状态且未出现粘连失效时，主正继电器S11触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R12、R13和R14、R15体现在V11和V12的压差较大。V11和V12电压信号作为输出信号进入由比较器U11和比较器U12等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将驱动光耦U13，使U13输出级也输出下拉信号。U13输出的下拉信号将使MCU检测到逻辑低电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S11和预充继电器S12未粘连。
当主正继电器S11和预充继电器S12处于断开状态，且其中之一已出现粘连失效时，主正继电器S11触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R12、R13和R14、R15体现在V11和V12的压差接近于0。V11和V12电压信号作为输出信号进入由比较器U11和比较器U12等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将不会驱动光耦U13，从而U13输出级也输出高阻信号。U13输出的高阻信号将使MCU检测到逻辑高电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S11或预充继电器S12已粘连。
当主负继电器S13处于断开状态且未出现粘连失效时，主负继电器S13触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R16、R17和R18、R19体现在V13和V14的压差较大。V13和V14电压信号作为输出信号进入由比较器U14和比较器U15等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将驱动光耦U16，使U16输出级也输出下拉信号。U16输出的下拉信号将使MCU综合继电器驱动状态检测到逻辑低电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S13未粘连。
当主负继电器S13处于断开状态，且已出现粘连失效时，主负继电器S13触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R16、R17和R18、R19体现在V13和V14的压差接近于0。V13和V14电压信号作为输出信号进入由比较器U14和比较器U15等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将不会驱动光耦U16，从而U16输出级也输出高阻信号。U16输出的高阻信号将使MCU检测到逻辑高电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S13已粘连。
当主正继电器S11处于闭合状态且未出现开路失效时，主正继电器S11触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R12、R13和R14、R15体现在V11和V12的压差接近于0。V11和V12电压信号作为输出信号进入由比较器U11和比较器U12等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将不会驱动光耦U13，从而U13输出级也输出高阻信号。U13输出的高阻信号将使MCU检测到逻辑高电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S11未出现开路失效。
当主正继电器S11处于闭合状态且已出现开路失效时，主正继电器S11触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R12、R13和R14、R15体现在V11和V12的压差较大。V11和V12电压信号作为输出信号进入由比较器U11和比较器U12等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将驱动光耦U13，使U13输出级也输出下拉信号。U13输出的下拉信号将使MCU检测到逻辑低电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S11已出现开路失效。
当主负继电器S13处于闭合状态，且未出现开路失效时，主负继电器S13触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R16、R17和R18、R19体现在V13和V14的压差接近于0。V13和V14电压信号作为输出信号进入由比较器U14和比较器U15等组成的比较电路后，得到合并后的输出：高阻。比较电路输出的高阻信号将不会驱动光耦U16，从而U16输出级也输出高阻信号。U16输出的高阻信号将使MCU检测到逻辑高电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S13未出现开路失效。
当主负继电器S13处于闭合状态且已出现开路失效时，主负继电器S13触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R16、R17和R18、R19体现在V13和V14的压差较大。V13和V14电压信号作为输出信号进入由比较器U14和比较器U15等组成的比较电路后，得到合并后的输出：下拉。比较电路输出的下拉信号将驱动光耦U16，使U16输出级也输出下拉信号。U16输出的下拉信号将使MCU综合继电器驱动状态检测到逻辑低电平，从而被MCU综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S13已出现开路失效。
请参阅图3、图4，分别采用比较器U21、U22、U24、U25、U31、U32、U34、U35进行比较。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述继电器诊断电路还包括模数转换单元；
模数转换单元，用于将所述分压支路所输出的分压电压转换为数字信息后输出至隔离单元，经过隔离单元进行隔离转换后输出至判断单元。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述模数转换单元为模数转换芯片，模数转换芯片的输入端分别与每个所述分压支路的输出端连接，模数转换芯片的输出端与隔离单元的输入端连接。
请参阅图7，当主正继电器S61和预充继电器S62处于断开状态且未出现粘连失效时，主正继电器S61触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R62、R63和R64、R65体现在V61和V62的压差较大。V61和V62电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S61和预充继电器S62未粘连。
当主正继电器S61和预充继电器S62处于断开状态，且其中之一已出现粘连失效时，主正继电器S61触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R62、R63和R64、R65体现在V61和V62的压差接近于0。V61和V62电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S61或预充继电器S62已粘连。
当主负继电器S63处于断开状态且未出现粘连失效时，主负继电器S63触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R66、R67和R68、R69体现在V63和V64的压差较大。V63和V64电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S63未粘连。
当主负继电器S63处于断开状态，且已出现粘连失效时，主负继电器S63触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R66、R67和R68、R69体现在V63和V64的压差接近于0。V63和V64电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S63已粘连。
当主正继电器S61处于闭合状态且未出现开路失效时，主正继电器S61触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R62、R63和R64、R65体现在V61和V62的压差接近于0。V61和V62电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S61未出现开路失效。
当主正继电器S61处于闭合状态且已出现开路失效时，主正继电器S61触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R62、R63和R64、R65体现在V61和V62的压差较大。V61和V62电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S61已出现开路失效。
当主负继电器S63处于闭合状态且未出现开路失效时，主负继电器S63触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R66、R67和R68、R69体现在V63和V64的压差接近于0。V63和V64电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S63未出现开路失效。
当主负继电器S63处于闭合状态且已出现开路失效时，主负继电器S63触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R66、R67和R68、R69体现在V63和V64的压差较大。V63和V64电压信号作为输出信号进入ADC芯片U61，得到转化后的数字量。通过通信的方式，ADC芯片U61将数字量经由数字隔离芯片U63发送给处理器U67。处理器U67将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S63已出现开路失效。
本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述模数转换单元为从单片机，从单片机的输入端分别与每个所述分压支路的输出端连接，从单片机的输出端与隔离单元的输入端连接。
请参阅图8，当主正继电器S71和预充继电器S72处于断开状态且未出现粘连失效时，主正继电器S71触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R72、R73和R74、R75体现在V71和V72的压差较大。V71和V72电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S71和预充继电器S72未粘连。
当主正继电器S71和预充继电器S72处于断开状态，且其中之一已出现粘连失效时，主正继电器S71触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R72、R73和R74、R75体现在V71和V72的压差接近于0。V71和V72电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S71或预充继电器S72已粘连。
当主负继电器S73处于断开状态且未出现粘连失效时，主负继电器S73触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R76、R77和R78、R79体现在V73和V74的压差较大。V73和V74电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S73未粘连。
当主负继电器S73处于断开状态，且已出现粘连失效时，主负继电器S73触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R76、R77和R78、R79体现在V73和V74的压差接近于0。V73和V74电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S73已粘连。
当主正继电器S71处于闭合状态且未出现开路失效时，主正继电器S71触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R72、R73和R74、R75体现在V71和V72的压差接近于0。V71和V72电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S71未出现开路失效。
当主正继电器S71处于闭合状态且已出现开路失效时，主正继电器S71触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R72、R73和R74、R75体现在V71和V72的压差较大。V71和V72电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主正继电器S71已出现开路失效。
当主负继电器S73处于闭合状态且未出现开路失效时，主负继电器S73触点两端压差接近于0，该压差通过参考GND的分压电阻R76、R77和R78、R79体现在V73和V74的压差接近于0。V73和V74电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S73未出现开路失效。
当主负继电器S73处于闭合状态且已出现开路失效时，主负继电器S73触点两端压差较大，该压差通过参考GND的分压电阻R76、R77和R78、R79体现在V73和V74的压差较大。V73和V74电压信号作为输出信号进入从处理器U71的ADC端口，得到转化后的数字量。通过通信的方式，从处理器U71将数字量经由数字隔离芯片U73发送给主处理器U77。主处理器U77将综合继电器驱动状态来诊断出主负继电器S73已出现开路失效。
请参阅图2～图8，本发明继电器诊断电路的一个实施例中，所述判断单元为主单片机U17、U27、U37、U47、U57、U67、U77，主单片机的输入端与隔离单元的输出端连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.通过优化方案的电阻拓扑，将交叉电压采样方案的两个参考地合并为一个参考地，从而避免潜在反向电流的问题；
2.通过将ADC采样芯片更换为比较器芯片来降低电路复杂度从而提高电路可靠性；通过将交叉电压采样方案的两个隔离电源合并为一个隔离电源来降低电路复杂度从而提高电路可靠性；
3.通过将ADC采样后进行数值运算及逻辑判断更改为将比较器逻辑输出进行判断，来大大降低运算复杂度；
4.不仅可以应用于带预充继电器的主正及主负继电器诊断，也可以应用于充电继电器、加热继电器、不带预充继电器的主正及主负继电器等的诊断，应用范围广泛；
5.本继电器诊断无需依赖其他继电器的配合，在几乎所有的时机下都可以诊断，不影响用户体验不容易误诊断，且诊断机会更多更可靠。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种继电器诊断电路，若干个所述继电器串联在电动车电源端、负载或充电端之间，其特征在于，继电器诊断电路包括：多条共地的分压支路、隔离单元、判断单元，其中：
每条分压支路，用于获取每个继电器的一端电压并进行分压后输出；
隔离单元，用于对多条分压支路输出的多个分压电压进行隔离转换后输出至判断单元；
判断单元，用于将每个继电器两端的分压电压的比较信息与对应的继电器的驱动状态进行比较，得到每个继电器的诊断结果；
所述继电器诊断电路还包括比较单元，用于将获取自同一继电器两端的两个分压支路所输出的分压电压进行比较后，将比较信息输出至隔离单元，经过隔离单元进行隔离转换后输出至判断单元，所述比较单元包括若干组比较器组，每组比较器组包括正向比较器、反向比较器，同一组比较器组的两个比较器对应同一个继电器，获取对应继电器第一端的一分压支路的输出端分别与正向比较器的正输入端、反向比较器的负输入端连接，获取对应继电器第二端的另一分压支路的输出端分别与正向比较器的负输入端、反向比较器的正输入端连接，每组比较器组的正向比较器和反向比较器的输出端连接后作为比较器组的输出端；每组比较器组的输出端分别与所述隔离单元的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的继电器诊断电路，其特征在于，每条分压支路包括至少两个串联的分压电阻，分压电阻的连接点为分压支路的输出端，输出所述分压电压，每个继电器与两个分压支路对应，每个继电器的第一端与一对应的分压支路一端连接，继电器的第二端与另一对应的分压支路一端连接，所有分压支路的另一端接同一参考地。
3.根据权利要求1所述的继电器诊断电路，其特征在于，所述隔离单元包括光耦，光耦的驱动端分别与每条所述分压支路的输出端连接，光耦的输出端与所述判断单元的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的继电器诊断电路，其特征在于，所述隔离单元包括隔离芯片，隔离芯片的输入端分别与每条所述分压支路的输出端连接，隔离芯片的输出端与所述判断单元的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的继电器诊断电路，其特征在于，所述继电器诊断电路还包括模数转换单元；
模数转换单元，用于将所述分压支路所输出的分压电压转换为数字信息后输出至隔离单元，经过隔离单元进行隔离转换后输出至判断单元。
6.根据权利要求5所述的继电器诊断电路，其特征在于，所述模数转换单元为模数转换芯片，模数转换芯片的输入端分别与每个所述分压支路的输出端连接，模数转换芯片的输出端与隔离单元的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的继电器诊断电路，其特征在于，所述模数转换单元为从单片机，从单片机的输入端分别与每个所述分压支路的输出端连接，从单片机的输出端与隔离单元的输入端连接。
8.根据权利要求1～7任一项所述的继电器诊断电路，其特征在于，所述判断单元为主单片机，主单片机的输入端与隔离单元的输出端连接。
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