CN201570444U - 宽范围电压输入的主接触器节能电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽范围电压输入的主接触器节能电路，其特征在于：输入电源正极接二极管D1正极，D1负极接电阻R1、R3、主接触器线圈正极，R3另一端接电容C1、稳压管V1及MCU电源端，R1另一端接电阻R2，R1和R2的公共端接MCU的电压采集点，主接触器的另一端接MOS管Q1漏极，Q1栅极接电阻R4，R4另一端接MCU的PWM输出端，Q1的源极和R2的另一端接地。本实用新型电路结构简单，适用性好，可以根据输入电源电压的范围和主接触器的电压值调整PWM输出占空比，实现主接触器对不同输入电压的自动匹配，真正意义上实现了宽范围电压输入。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节能电路，特别涉及一种可用于电动汽车主接触器处不同电压范围输入时的节能控制电路。
背景技术
当前的电动车已经不仅仅局限于电动自行车，越来越多的电动轿车，电动公交车走进了我们的生活。电动汽车动力电源主接触器是电动车中必不可缺的组成部分，主接触器的选择需要与电源系统相匹配，根据不同的电源系统来选择相应电压范围的主接触器，市场中的主接触器无法同多种电源系统匹配，但在实际中则可能出现12V主接触器需要使用48V系统的情况，这样主接触器线圈极易损坏。目前大多主接触器需要单独匹配相应的控制系统电源，其存在如下缺陷：
1.传统主接触器电路应用的电压范围较窄，不能实现宽范围的电压输入；
2.传统主接触器一旦误接入不合适的电源系统容易损坏主接触器线圈；
3.当给定额定电压时主接触器将一直保持此电压下吸合，不利于节能。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种用于电动汽车主接触器处不同电压范围输入时的节能控制电路。
本实用新型解决其技术问题是采取以下方案来实现的：
一种宽范围电压输入的主接触器节能电路，其特征在于：输入电源正极接二极管D1正极，D1负极接电阻R1、R3、主接触器线圈正极，R3另一端接电容C1、稳压管V1及MCU电源端，R1另一端接电阻R2，R1和R2的公共端接MCU的电压采集点，主接触器的另一端接MOS管Q1漏极，Q1栅极接电阻R4，R4另一端接MCU的PWM输出端，Q1的源极和R2的另一端接地。
本实用新型解决还可以采取以下方法：上电时，MCU输出的PWM占空比大小为主接触器额定电压与输入电源电压的比值；PWM驱动输出端在一定的时间内由小到大输出占空比，使主接触器线圈两端的电压逐渐达到额定电压；主接触器吸合后MCU自动调整PWM占空比大小，使主接触器两端电压降到其吸合电压。
输入电压经D1、R3、C1降压并经V1稳压后为MCU供电，V1根据所选MCU而定，其稳压值等于MCU的供电电压。输入电压一路给MCU上电工作，另一路经R1、R2分压采集后送入MCU进行处理。上电时MCU首先判断输入电压，将计算得到的主接触器额定电压与输入电源电压的比值作为控制MCU输出PWM占空比大小。PWM驱动输出端从零开始，在一定的时间内由小到大输出占空比，使主接触器线圈两端的电压逐渐达到额定电压，这样可以防止主接触器线圈因瞬间加大电流而损坏。主接触器吸合后MCU自动调整PWM占空比大小，使主接触器两端的电压降到其吸合电压，由于电压的降低，流过线圈两端的电流下降，减少了主接触器线圈的发热量，从而实现在保证主接触器正常闭合工作的同时节能降耗的目的。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：
1.无需专门为主接触器匹配相应电压的电源系统。
2.根据输入电压的范围及主接触器的额定电压，可以调整PWM输出占空比实现在不同输入电压下主接触器均可正常工作，真正意义上实现了宽范围电压输入。
3.主接触器吸合后MCU自动调整PWM占空比大小，使主接触器稳定在吸合电压下，而吸合电压小于额定电压，达到节能的效果。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
本实用新型的主接触器节能电路利用MCU采样输入电压信号，经内部处理后从PWM输出驱动信号，控制主接触器两端的电压。以下结合附图中所给出的具体电路来对本技术方案的具体实施例进行详述。
本实施例中，主接触线圈的额定工作电压为12V，其吸合电压在8～9V，根据选用的MCU配合使用5V稳压管V1，电阻R1为20K，R2为1K。若此时接入输入电源电压为80V，则经R1、R2分压送入MCU，MCU将采集电压信号进行计算，得到输出PWM占空比大小为12/80即15％，这样主接触器两端就得到80V×15％＝12V的工作电压。PWM驱动输出端从零开始，由小到大输出占空比，使主接触器线圈两端的电压逐渐达到12V，防止其因瞬间加大电流而损坏。
当主接触器吸合后，若此时的电源电压仍为80V，MCU会根据输入电压的大小将PWM的占空比调整为11.25％，使线圈两端的电压降到24V×11.25％＝9V，即主接触器的吸合电压范围内，之后便稳定在此电压下保持主接触器吸合状态。若电源电压降到75V，则PWM输出占空比为12％。假设主接触器在其额定工作电压下的工作电流为120mA，而处于吸合电压下的工作电流仅为80mA，这就节约了三分之一的电能，并且由于工作电压降低，流过线圈两端的电流减小，主接触器线圈的发热量也减少，实现了在保证主接触器正常闭合工作的同时节能降耗。
综上所述，本实用新型主接触器节能电路通过对输入电源电压的检测，经MCU内部处理后得到合适的PWM输出驱动信号，实现了不同电源电压系统和主接触器的配合使用，真正意义上实现了电压宽范围输入。而MCU对PWM的控制输出则提高了主接触器的节能效果。
利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种宽范围电压输入的主接触器节能电路，其特征在于：输入电源正极接二极管D1正极，D1负极接电阻R1、R3、主接触器线圈正极，R3另一端接电容C1、稳压管V1及MCU电源端，R1另一端接电阻R2，R1和R2的公共端接MCU的电压采集点，主接触器的另一端接MOS管Q1漏极，Q1栅极接电阻R4，R4另一端接MCU的PWM输出端，Q1的源极和R2的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的宽范围电压输入的主接触器节能电路，其特征在于：上电时，MCU输出的PWM占空比大小为主接触器额定电压与输入电源电压的比值。
3.根据权利要求1所述的宽范围电压输入的主接触器节能电路，其特征在于：主接触器吸合后MCU自动调整PWM占空比大小，使主接触器两端电压降到其吸合电压。
4.根据权利要求2所述的宽范围电压输入的主接触器节能电路，其特征在于：PWM驱动输出端在一定的时间内由小到大输出占空比，使主接触器线圈两端的电压逐渐达到额定电压。
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