CN204517657U - 一种带电子保险电路的电动车转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带电子保险电路的电动车转换器，包括电子保险电路、PWM控制模块、开关管、电压基准源和光耦隔离单元，电子保险电路包括自锁电路和放电电路，自锁电路包括第一三极管和第二三极管，第一三极管的集电极分别连接第二三极管的基极和集电极，第二三极管的发射极连接第一三极管的基极，放电电路包括第三三极管和滤波电容，第三三极管的发射极和基极以及极均连接第二三极管的基极，PWM控制模块的电压反馈端连接第一三极管的集电极，开关管的栅极连接PWM控制模块的输出端，开关管的源极作为转换器的输出端。本实用新型能在发生短路时立即进入自动保护状态，确保转换器输出关断，达到零电压输出的目的。

Description

一种带电子保险电路的电动车转换器

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及了一种带电子保险电路的电动车转换器。

背景技术

目前市场上传统的电动车转换器虽然带有短路保护功能，但多数转换器的制造厂商为了降低制造成本，但又要满足转换器瞬时启动大电流输出的要求，往往将转换器的限流值放大，结果造成转换器在输出端口短路时，只能进入暂波输出保护状态，此刻转换器仍有一定的短路电流输出，达不到短路后转换器零电压输出的目的。

另外，因为电动车的线缆长度不一以及线径粗细不同，线路在车辆不同部位发生短路时，会造成转换器原有的短路保护功能失效，导致转换器直接最大负载能力输出，输出电流一般高达17A，最高时可达25A。这么大的短路电流可使电动车处于非常危险的状态，短时间内就可能引发电动车的起火自燃。

实用新型内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本实用新型旨在提供一种带电子保险电路的电动车转换器，能在线路复杂情况下发生短路时立即进入自动保护状态，确保转换器输出关断，达到零电压输出的目的。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为：

一种带电子保险电路的电动车转换器，包括电子保险电路、PWM控制模块、开关管、电压基准源和光耦隔离单元，所述电子保险电路包括自锁电路和放电电路，所述自锁电路包括第一三极管和第二三极管，第一三极管的集电极分别连接第二三极管的基极和集电极，第一三极管的发射极接入电源，第二三极管的发射极分别连接第一三极管的基极和电源，所述放电电路包括第三三极管和滤波电容，第三三极管的发射极和基极均连接第二三极管的基极，第三三极管的集电极接地，滤波电容的正端连接第二三极管的基极，滤波电容的负端接地，所述PWM控制模块的电压反馈端连接第一三极管的集电极，所述电压基准源经光耦隔离单元与PWM控制模块的补偿端相连，所述开关管的栅极连接PWM控制模块的输出端，开关管的漏极接入电源，开关管的源极作为转换器的输出端。

其中，上述PWM控制模块的型号为UC3845。

其中，上述电压基准源的型号为TL431。

其中，上述光耦隔离单元的型号为PC817。

其中，上述第一三极管的集电极经1个二极管分别与第二三极管的基极与集电极连接，所述二极管的阳极连接第一三极管的集电极，二极管的阴极分别连接第二三极管的基极与集电极。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，电动车转换器在功能性保护上作了改变。现有的转换器电路只设计了输出电流的检测的功能，通过电流的大小来判定转换器是否处于短路状态，短路保护只降低了转换器集成芯片的PWM脉宽，转换器仍有一定的电压输出，属于限流式的短路保护。而且因为放大了转换器的限流值，在线路复杂情况下时，转换器的短路电流甚至比限流值还要低，此时转换器将无法判定是否短路，依旧全功率输出，短时间内就可能引发电动车自燃。

本实用新型的电动车转换器在限流式保护的基础上，开发了转换器的电压降检测功能，按照转换器最大负载能力下，电流增大、电压下降的特性，利用检测输出电压的电压降变化的方式来判定转换器的短路状态，并最终通过本实用新型电路来关断转换器集成芯片的PWM脉宽信号，达到转换器零电压输出的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

标号说明：Q1、Q2、Q3：第一、第二、第三二极管；Q4：开关管；L1：电感；F1：保险丝；D1、D2、D3、D4：二极管；D5：稳压二极管；C1～C12：电容；R1～R24：电阻。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示本实用新型的结构示意图，包括电子保险电路、PWM控制模块、开关管Q4、电压基准源和光耦隔离单元，所述电子保险电路包括自锁电路和放电电路，所述自锁电路的主要器件是第一三极管Q1和第二三极管Q2，所述放电电路的主要器件包括第三三极管Q3和滤波电容C9。第一三极管Q1的集电极分别连接第二三极管Q2的基极和集电极，第一三极管Q1的发射极接入电源Vin，第二三极管Q2的发射极分别连接第一三极管Q1的基极和电源，第三三极管Q3的发射极和基极均连接第二三极管Q2的基极，第三三极管Q3的集电极接地，滤波电容C9的正端连接第二三极管Q2的基极，滤波电容C9的负端接地。所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、滤波电容C9与辅助器件R7、R9、R10、R15、R18、R19、R20、R21、R22、R23、C3、D1、F1共同构成完整的电子保险电路。所述PWM控制模块由集成电路UC3845及其外围器件组成，外围器件包括R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R11、R12、R13、R14、R16、R17、C1、C2、C4、C5、C6、C7、C8、C10、C11、D2、D3、D4、L1。所述UC3845的电压反馈端连接第一三极管Q1的集电极，所述电压基准源经光耦隔离单元与UC3845的补偿端相连，所述开关管Q4的栅极连接UC3845的输出端，开关管Q4的漏极接入电源Vin，开关管的源极作为转换器的输出端Vout。

在本实施例中，电压基准源的型号为TL431，TL421由稳压二极管D5、电容C12、电阻R24构成。

在本实施例中，光耦隔离单元的型号为PC817。

本实用新型的工作原理：

本实用新型由Q1的集电极输出高电平，通过R15、R18分压后加到UC3845的电压反馈端，利用UC3845的内部比较器的电压翻转功能，关断UC3845输出端的PWM信号输出，使Q4进入关断状态，确保无12V电压输出，最终完成输出短路后的零电压输出功能。

 转换器输入电源通电启动时，输入电压通过R8、R11的分压，启动UC3845工作，由于通电启动时转换器无12V输出电压，为避免Q2的正向导通，在Q2的基极加了一个C9进行延时，让转换器电路刚启动时给电子保险电路的外围电路充电。此时Q2的基极、发射极无法形成足够的正向电压，无法导通，确保在转换器通电启动时因为电子保险短路动作而导致12V电压关断输出。

 转换器供电启动后，转换器开始正常输出12V电压，12V电压通过R23和R9分压加到C9的正极，维持Q2的截止状态。

当转换器12V电压输出发生短路时，输出电流瞬间增大，但因转换器最大负载能力的受限，会导致输出电压迅速拉低而使C9的正极相对于12V电压输出端处于高电位。同时Q2的基极 、发射极之间形成的正向电压使Q2导通。Q2导通后立即通过R10拉低Q1的基极电位，最后Q1的集电极通过R15、R18输出高电平加到UC3845的反馈电压端，关断UC3845的PWM信号输出，使Q4进入关断状态，确保无12V电压输出，同时Q1的集电极输出高电平的通过D1、R21加到Q2的基极维持Q2保持导通，让电子保险电路立即自锁，从而确保无输出电压。

 电子保险电路的解锁最终由Q3控制，Q3起放电作用，转换器的电源关闭后，能迅速通过Q3把C9两端的电压快速释放掉，将电子保险电路放电失效。从而确保转换器在下次通电时，电子保险电路先期不工作，为转换器的下一次启动做准备。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带电子保险电路的电动车转换器，其特征在于：包括电子保险电路、PWM控制模块、开关管、电压基准源和光耦隔离单元，所述电子保险电路包括自锁电路和放电电路，所述自锁电路包括第一三极管和第二三极管，第一三极管的集电极分别连接第二三极管的基极和集电极，第一三极管的发射极接入电源，第二三极管的发射极分别连接第一三极管的基极和电源，所述放电电路包括第三三极管和滤波电容，第三三极管的发射极和基极均连接第二三极管的基极，第三三极管的集电极接地，滤波电容的正端连接第二三极管的基极，滤波电容的负端接地，所述PWM控制模块的电压反馈端连接第一三极管的集电极，所述电压基准源经光耦隔离单元与PWM控制模块的补偿端相连，所述开关管的栅极连接PWM控制模块的输出端，开关管的漏极接入电源，开关管的源极作为转换器的输出端。

2.根据权利要求1所述一种带电子保险电路的电动车转换器，其特征在于：所述PWM控制模块的型号为UC3845。

3.根据权利要求1所述一种带电子保险电路的电动车转换器，其特征在于：所述电压基准源的型号为TL431。

4.根据权利要求1所述一种带电子保险电路的电动车转换器，其特征在于：所述光耦隔离单元的型号为PC817。

5. 根据权利要求1所述一种带电子保险电路的电动车转换器，其特征在于：所述第一三极管的集电极经1个二极管分别与第二三极管的基极与集电极连接，所述二极管的阳极连接第一三极管的集电极，二极管的阴极分别连接第二三极管的基极与集电极。