CN204103534U - 电动车控制器电容的预充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了电动车控制器电容的预充电电路，二极管D2正极连接钥匙开关B+，负极连接电阻接DC-DC开关电源、电阻R10一端；电阻R10另一端接场效应管Q5漏极；场效应管Q5源极接电容C，栅极接电阻R13一端；电阻R13另一端接光电耦合器U1。使用该预充电电路，减小了导通接触器开关时车载电源与电容的电压差；钥匙开关B+关断后，由电容给MCU供电，安全关闭电路，防止控制器产生误动作，且达到给电容放点的目的，省去放电电路，节省成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动车控制器电路，具体涉及电动车控制器电容的预充电电路。
技术背景
电动车以蓄电池为能源驱动电机工作从而达到使电动车行驶的目的，电动车电机的工作由电机控制器控制，电机控制器的内部有许多用于滤波及稳压的大电容，大电容的正极与蓄电池的正极通过接触器开关直接连接，当直接闭合接触器开关，蓄电池瞬间会以非常大的电流给电容充电，其冲击会影响电容的寿命和控制器的可靠性。
因此，为了解决上述的问题，目前有如下解决方案：通过钥匙开关控制预充电电路，预充电完成后再由控制器内部延时控制大电流继电器打开总电源开关。此方案有效解决了瞬间大电流给电容充电的问题，但是关闭开关后，电容也一直是充电饱和状态，也会影响电容的寿命与控制器的可靠性，另外钥匙信号关闭后，开关电源没有电压输入，开关电源不工作，单片机等控制电路因没有供电电源而停止工作，此时电容器两端仍有很高的电压，这样就存在误动作的危险。
为解决以上问题，本实用新型采用新的控制器预充电电路，用场效应管代替达林顿管，进一步降低预充电后电容与车载电源的电压差，减小接触器吸合时的冲击电流；开关管U1采用光电耦合器，抗干扰性强；省掉放电电路，钥匙信号关闭后由电容来供单片机处理控制器各项关闭工作，同时将电容电量放掉，兼顾放电功能，安全有效保护控制器。
发明内容
本实用新型出于克服现有技术中的不足，在关闭钥匙信号之后，利用电容给单片机供电，既解决了电容放电的问题，又排除了控制器误动作的危险。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种电动车控制器充放电电路，连接在钥匙开关B+ 与电容C 之间，包括：
钥匙开关B+ 与二极管D2 正极相连；
二极管D2 正极连接钥匙开关B+，负极与DC-DC 开关电源一端、电阻R10 一端连接；
DC-DC 开关电源一端连接二极管D2 负极，另一端连接MCU 的输入端；
MCU 输入端连接DC-DC 开关电源一端，输出端与电阻R15 一端连接；
电阻R10 一端与二极管D2 负极连接，另一端连接开关管Q5 一端；
开关管Q5 一端与电阻R10 连接，另一端与电阻R11 一端、电容C 一端、地PGND 连接；
电阻R12 一端连接+5V 电源，另一端连接电阻R14 一端；
电阻R14 一端连接电阻R12，另一端与三极管Q6 集电极连接；
电阻R15 一端接MCU 输出端，另一端与电阻R16 一端、三极管Q6 基极连接；
电阻R16 一端连接电阻R15 一端，另一端接地；
三极管Q6 发射极接地；电阻R11 一端接开关管Q5、电阻R13 一端，另一端接地PGND ；
电阻R13 一端接电阻R11 一端、开关管Q5，另一端与开关管U1 连接；
开关管U1 一端接电源P15V，另一端与电阻R13 一端连接；
电容C 一端接开关管Q5 一端、地PGND，另一端接地。
所述开关管Q5 为场效应管，其源极连接电容C 一端、电阻R11 一端、PGND，栅极连接电阻R11 另一端、R13 一端，漏极连接电阻R10 一端。
所述开关管U1 为光电耦合器，其发光源与电阻R14 两端分别连接，受光器一端连接电源P15V，另一端与电阻R13 一端连接。
相比现有的预充电电路，本实用新型有显著优点和有益效果，具体体现为：
使用该预充电电路，无需另行设计放电电路即可实现电容的放电，而且由单片机处理各个输出有序合适的关闭，有效防止控制器误动作，可实现电容的安全充放电。
附图说明
图1 为现有的电动车控制器预充电电路的电路原理图；
图2 为本实用新型电动车控制器预充电电路的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方法如下：
如果直接闭合接触器开关，车载电源瞬间会以非常大的电流给电容充电，其冲击会影响电容的寿命和控制器的可靠性，所以通常情况下控制器在闭合接触器开关之前给电容进行预充电。
图1 为现有的电动车控制器预充电电路的电路原理图，其中：DC-DC 开关电源一端连接钥匙开关B+，另一端连接MCU 的输入端；MCU 输入端连接DC-DC 开关电源一端，输出端与电阻R7 一端连接；电阻R7 另一端连接电阻R8 一端、三极管Q3 基极；电阻R8 另一端接地；三极管Q3 发射极接地，集电极连接电阻R5 一端；电阻R5 另一端连接电阻R2 一端、达林顿管Q1 基极；电阻R2 另一端接钥匙开关B+ ；达林顿管Q1 发射极接钥匙开关B+，集电极接电阻R1 一端；电阻R1 另一端接二极管D1 正极；二极管D1 负极接电阻R3 一端、电阻R4 一端、电容C 一端；电阻R3 另一端接三极管Q2 基极、三极管Q4 集电极；电阻R4 另一端接三极管Q2 集电极；三极管Q2 发射极接地；三极管Q4 基极接电阻R6 一端、电阻R9 一端，发射极接地；电阻R9 另一端接地；电阻R6 另一端接钥匙开关B+ ；电容C 另一端接地。
DC-DC 开关电源输入端连接钥匙开关B+，当钥匙开关B+ 开通后，由DC-DC 开关电源给MCU 供电，MCU 开始工作，控制达林顿管Q1 开通，车载电源给电容C 预充电，由于电阻R1 的存在，充电电流不会太大；当钥匙开关B+ 关断时，DC-DC 开关电源输入端没有输入电压，输出电压会迅速下降，MCU 停止工作，而此时电容C 两端电压仍有很高电压，不能快速放电，使后续电路可以持续工作一段时间，有误动作的危险，且电容C 长时间处于饱和状态会影响电容寿命，所以一般会设有放电电路，如图中所示，电容C 的电量会通过电子R3、R4 消耗掉。
如图2，本实用新型的电动车控制器预充电电路采用场效应管Q5 代替达林顿管Q1，由于场效应管漏极与源极两端电压差小于达林顿管集电极与发射极两端电压差，在预充电结束后，电容C 正极电压会高于使用达林顿管时的电压，这样会使接触器开关闭合时两端电压差减小，减小接触器开关吸合时的冲击电流，延长接触器开关寿命；去掉二极管D1，在钥匙开关B+ 与DC-DC 开关电源之间加入二极管D2，省掉放电电路，钥匙开关B+ 关断后利用电容C 给DC-DC 开关电源供电来维持MCU 的正常工作，使控制器各个元器件能够有序的关闭，既能有效的释放电容C 电量，又能保证整个电路的安全运行，防止误动作，做到安全充放电。
当钥匙开关B+ 导通时，MCU 控制三极管Q6 开通，此时有电流流过电阻R14，电阻R14 两端产生电压差，即光电耦合器U1 发光源两端产生电压差，使得光电耦合器U1 受光器两端导通，电源P15V 为相对于点PGND 电压为15V，三极管Q5 栅极电压上升，三极管Q5 导通，车载电源给电容C 预充电；当钥匙开关B+ 断开时，电容C 给MCU 供电，使其正常工作，保证整个电路的安全关闭且能够快速的消耗掉电容C 的电量，无需另行设计放电电路，达到安全放电的目的。
对于为本实用新型的示范性实施例，应当理解为是本实用新型的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本实用新型的限定。
Claims (3)
1. 电动车控制器电容的预充电电路，其特征在于：连接在钥匙开关B+ 与电容C 之间，包括：钥匙开关B+ 与二极管D2 正极相连；二极管D2 正极连接钥匙开关B+，负极与DC-DC 开关电源一端、电阻R10 一端连接；DC-DC 开关电源一端连接二极管D2 负极，另一端连接MCU 的输入端；MCU 输入端连接DC-DC 开关电源一端，输出端与电阻R15 一端连接；电阻R10 一端与二极管D2 负极连接，另一端连接开关管Q5 一端；开关管Q5 一端与电阻R10 连接，另一端与电阻R11 一端、电容C 一端、地PGND 连接；电阻R12 一端连接+5V 电源，另一端连接电阻R14 一端；电阻R14 一端连接电阻R12，另一端与三极管Q6 集电极连接；电阻R15 一端接MCU 输出端，另一端与电阻R16 一端、三极管Q6 基极连接；电阻R16 一端连接电阻R15 一端，另一端接地；三极管Q6 发射极接地；电阻R11 一端接开关管Q5、电阻R13 一端，另一端接地PGND ；电阻R13 一端接电阻R11 一端、开关管Q5，另一端与开关管U1 连接；开关管U1 一端接电源P15V，另一端与电阻R13 一端连接；电容C 一端接开关管Q5 一端、地PGND，另一端接地。
2. 根据权利要求1 所述的电动车控制器电容的预充电电路，其特征在于：所述开关管Q5为场效应管，其源极连接电容C 一端、电阻R11 一端、PGND，栅极连接电阻R11 另一端、R13一端，漏极连接电阻R10 一端。
3. 根据权利要求1 所述的电动车控制器电容的预充电电路，其特征在于：所述开关管U1为光电耦合器，其发光源与电阻R14 两端分别连接，受光器一端连接电源P15V，另一端与电阻R13 一端连接。
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| CN107972496A (zh) * | 2016-10-21 | 2018-05-01 | 蔚来汽车有限公司 | 电动车辆动力电池预充系统及装置 |
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| CN107972496B (zh) * | 2016-10-21 | 2021-12-10 | 蔚来(安徽)控股有限公司 | 电动车辆动力电池预充系统及装置 |
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