CN205863093U - 车用继电器线圈控制电路和具有其的车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车用继电器线圈控制电路和具有其的车辆。其中，车用继电器线圈控制电路包括：升压变换模块，用于对车辆提供的直流低压电进行升压变换，以使继电器吸合；降压变换模块，用于对直流低压电进行降压变换，以使继电器保持吸合；延迟切断电路，延迟切断电路闭合时，升压变换模块给继电器线圈供电，延迟切断电路断开时，升压变换模块停止给继电器线圈供电；单向模块，用于在升压变换模块给继电器线圈供电时禁止降压变换模块与继电器线圈之间形成供电通路。该电路解决了因车辆的低压蓄电池的电压降低而使车用继电器不能可靠吸合的问题，且在继电器吸合后又不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种车用继电器线圈控制电路和一种车辆。
背景技术
车用继电器线圈控制电路的供电电源一般是汽车的低压蓄电池，例如12V启动电池，并且，汽车其它的低压供电电源(例如发动机电子控制装置、近光灯、空调、仪表等的供电电源)也均来自12V启动电池。这就会导致一些负载在启动过程或运行过程拉低汽车的低压蓄电池的电压。而且，当汽车行驶在拥堵路段时，交流发电机给低压蓄电池的充电远远小于低压蓄电池的放电，也会导致汽车低压蓄电池的电压降低。
当汽车的低压蓄电池的电压降低到某一电压点(一般为9V以下)时，如果这时需要吸合车用继电器，就会发生继电器不能可靠吸合的问题。另外，一般的车用继电器均标称室温下的吸合电压大于等于9V，而继电器的工作环境温度一般是0℃～85℃。当汽车继电器在高温下工作时，由于继电器线圈的电阻温度系数问题，也会导致继电器不能可靠吸合。
相关技术中，车用继电器线圈控制电路如图1所示，当驱动信号为高电平时，MOS管Q闭合，车辆的低压蓄电池E的电压全部加到继电器线圈的两端。这种控制电路解决不了因车辆的低压蓄电池的电压降低而使汽车继电器不能可靠吸合的问题，且在继电器吸合后，由于低压蓄电池的电压一直加在继电器线圈两端，因此会导致继电器线圈发热和能源浪费。
相关技术中，还可以通过检测车辆的低压蓄电池电压的大小来控制PWM脉宽占空比的方法，从而解决了继电器在吸合后线圈发热的缺陷，但还是存在车辆的低压蓄电池电压降低导致继电器无法可靠吸合的问题。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本实用新型的一个目的在于提出一种车用继电器线圈控制电路。该电路解决了因车辆的低压蓄电池电压降低而使车用继电器不能可靠吸合的问题，且在车用继电器吸合后又不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
本实用新型的另一个目的在于提出一种车辆。
为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种车用继电器线圈控制电路，包括：升压变换模块，所述升压变换模块与继电器线圈相连，所述升压变换模块对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给所述继电器线圈，以使继电器吸合；降压变换模块，所述降压变换模块对所述直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给所述继电器线圈，以使所述继电器保持吸合状态，其中，所述第二直流电的电压小于所述第一直流电的电压；延迟切断电路，所述延迟切断电路与所述升压变换模块相连，其中，所述延迟切断电路闭合时，所述升压变换模块给所述继电器线圈供电，所述延迟切断电路断开时，所述升压变换模块停止给所述继电器线圈供电；单向模块，所述单向模块连接在所述降压变换模块与所述继电器线圈之间，所述单向模块在所述升压变换模块给所述继电器线圈供电时禁止所述降压变换模块与所述继电器线圈之间形成导电通路。
根据本实用新型的车用继电器线圈控制电路，在延迟切断电路闭合时，通过升压变换模块对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给继电器线圈，以使继电器吸合；在延迟切断电路断开时，通过降压变换模块对直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给继电器线圈，以使继电器保持吸合状态，从而解决了因车辆的低压蓄电池电压降低而使车用继电器不能可靠吸合的问题，且在继电器吸合后又不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
具体地，所述单向模块包括二极管，所述二极管的阳极与所述降压变换模块的输出端相连，所述二极管的阴极与所述继电器线圈相连。
具体地，所述直流低压电由所述车辆的低压蓄电池提供，所述低压蓄电池通过可控开关分别与所述升压变换模块和所述降压变换模块相连，所述可控开关受所述车辆的电子控制单元ECU控制。
具体地，所述延迟切断电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述低压蓄电池相连；第一稳压管，所述第一稳压管的阴极与所述第一电阻的另一端相连；第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第一电阻的另一端和所述第一稳压管的阴极相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电容的另一端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述第一稳压管的阳极相连；第二稳压管，所述第二稳压管与所述第二电容并联，所述第二稳压管的阳极与所述第二电容的另一端相连，所述第二稳压管的阴极与所述第二电容的一端相连；第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第二电容的一端相连，所述第一MOS管的源极与所述第二电容的另一端相连；第二MOS管，所述第二MOS管的栅极通过第四电阻与所述第一MOS管的漏极相连，所述第二MOS管的源极与所述升压变换模块相连，所述第二MOS管的漏极与所述低压蓄电池相连。
进一步地，所述第二电容的容值小于所述第一电容的容值。
进一步地，所述延迟切断电路的延迟时间根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述第一电容和所述第二电容确定。
进一步地，所述延迟切断电路还包括连接在所述第一MOS管的栅极与源极之间的第三电阻和连接在所述第二MOS管的栅极与漏极之间的第五电阻。
为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种车辆，其包括上述的车用继电器线圈控制电路。
本实用新型的车辆，通过上述的车用继电器线圈控制电路，在延迟切断电路闭合时，通过升压变换模块对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给继电器线圈，以使继电器吸合；在延迟切断电路断开时，通过降压变换模块对直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给继电器线圈，以使继电器保持吸合状态，从而解决了因车辆的低压蓄电池电压降低而使车用继电器不能可靠吸合的问题，且在继电器吸合后又不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是相关技术中的车用继电器线圈控制电路的电路图；
图2是根据本实用新型一个实施例的车用继电器线圈控制电路的方框示意图；
图3是根据本实用新型一个实施例的延迟切断电路的电路图；以及
图4是根据本实用新型一个实施例的车用继电器线圈控制电路的电路图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的车用继电器线圈控制电路和具有其的车辆。
图2是根据本实用新型一个实施例的车用继电器线圈控制电路的方框示意图。如图2所示，该控制电路包括：升压变换模块10、降压变换模块20和延迟切断电路30和单向模块40。
其中，升压变换模块10与继电器线圈501相连，升压变换模块10对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给继电器线圈501，以使继电器50吸合。降压变换模块20对直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给继电器线圈501，以使继电器50保持吸合状态，其中，第二直流电的电压小于第一直流电的电压，第一直流电、第二直流电的电压可以根据继电器的工作参数进行设定。延迟切断电路30与升压变换模块10相连，其中，延迟切断电路30闭合时，升压变换模块10给继电器线圈501供电，延迟切断电路30断开时，升压变换模块10停止给继电器线圈501供电。单向模块40连接在降压变换模块20与继电器线圈501之间，单向模块40在升压变换模块10给继电器线圈501供电时禁止降压变换模块20与继电器线圈501之间形成导电通路。
具体而言，由于继电器50吸合时所需电压比较高(一般9V以上)，而维持继电器50保持吸合状态所需的电压比较小(一般为4V左右)，因此，当需要对继电器50进行吸合时，可以通过升压变换模块10进行升压变换，以使继电器50可靠地吸合，有效避免了因直流低压电过低导致的继电器无法吸合的问题。在继电器50吸合后，通过降压变换模块20进行降压处理，以使继电器50保持吸合状态，有效解决了继电器在吸合后线圈发热的缺陷，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
进一步地，如图2所示，单向模块40包括二极管，二极管的阳极与降压变换模块20的输出端相连，二极管的阴极与继电器线圈501相连。需要说明的是，如图2所示，在本实用新型实施例中，直流低压电由车辆的低压蓄电池60提供，低压蓄电池60通过可控开关K分别与升压变换模块10和降压变换模块20相连，可控开关K受车辆的ECU(Electronic ControlUnit，电子控制单元)控制。
具体地，当车辆需要闭合继电器50时，车辆的ECU输出闭合继电器50的控制信号，可控开关K在ECU控制下闭合，低压蓄电池60的电压传输给延迟切断电路30以及降压变换模块20。延迟切断电路30闭合，升压变换模块10将低压蓄电池60提供的宽范围变化的直流低压电通过升压变换后，输出稳定的直流电给继电器线圈501，从而可以确保继电器50可靠地吸合；同时，降压变换模块20将低压蓄电池60提供的宽范围变化的直流低压电通过降压变换后，输出稳定的直流电。由于二极管的单向特性，且升压变换模块10输出的直流电的电压远远大于降压变换模块20输出的直流电的电压，所以在延迟切断电路30闭合时由升压变换模块10给继电器线圈501供电，继电器线圈501的电压一直维持在升压变换模块10输出的电压，直到延迟切断电路30断开，其中，延迟切断电路30的延迟时间可以根据实际情况进行标定，一般为150ms。此时，升压变换模块10由于切断了输入电源而停止工作，由降压变换模块20给继电器线圈供电，以使继电器50保持吸合状态，其中，降压变换模块20输出的电压一般为4V左右，可以防止继电器线圈发热。由此，该控制电路解决了车用继电器不能可靠吸合的问题，且在车用继电器吸合后不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，延迟切断电路30可以包括：第一电阻R1、第一稳压管Z1、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2、第二稳压管Z2、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2。
其中，第一电阻的R1一端与低压蓄电池60相连；第一稳压管Z1的阴极与第一电阻R1的另一端相连；第一电容C1的一端分别与第一电阻R1的另一端和第一稳压管的阴极相连；第二电阻R2的一端与第一电容C1的另一端相连；第二电容C2的一端与第二电阻R2的另一端相连，第二电容C2的另一端与第一稳压管Z1的阳极相连；第二稳压管Z2与第二电容C2并联，第二稳压管Z2的阳极与第二电容C2的另一端相连，第二稳压管Z2的阴极与第二电容C2的一端相连；第一MOS管Q1的栅极与第二电容C2的一端相连，第一MOS管Q1的源极与第二电容C2的另一端相连；第二MOS管Q2的栅极通过第四电阻R4与第一MOS管Q1的漏极相连，第二MOS管Q2的源极与升压变换模块10相连，第二MOS管Q2的漏极与低压蓄电池60相连。
需要说明的是，在本实用新型实施例中，第二电容C2的容值小于第一电容C1的容值。延迟切断电路30的延迟时间根据第一电阻R1、第二电R2、第一电容C1和第二电容C2确定。
如图3所示，延迟切断电路30还可以包括：连接在第一MOS管Q1的栅极与源极之间的第三电阻R3，和连接在第二MOS管Q2的栅极与漏极之间的第五电阻R5。
具体地，当低压蓄电池60接通后，通过R1、C1、R2和C2组成的通路给电容C1、C2充电，由于C2的容值远远小于C1的容值，所以C2的电压会快速上升，直至被第二稳压管Z2稳定住，在这个阶段，C2的电压会上升到Q1的开启电压，Q1导通而导致Q2也导通，由于Q2导通，因此将低压蓄电池60的电压接入升压变换模块10。第一电容C1两端的电压是一个缓慢上升的过程，由于第一稳压管Z1稳压了C1、R2、C2串联短路的电压，C1两端的电压上升必然导致C3两端电压的下降，直到C3的电压下降到零伏，而C1两端的电压上升到Z1稳定的电压值，在C2电压下降到Q1的开启电压后，Q1关断，从而导致了Q2关断，切断了升压变换模块10的输入电压。通过调整R1，C1，R2，C2的值可以调整延迟切断电路30的延迟时间。
在本实用新型中，如图4所示，升压变换模块10和降压变换模块20的实施原理类似，都是一种DC-DC变换拓扑，主要是通过环路控制电路70来实现设定的稳定输出电压。其基本原理是：输出电压Vo和基准电压Vref经过差分放大电路701后，通过PWM脉宽调制电路702来控制开关管的导通时间，从而实现输出稳定的电压的目的。其中，DC-DC拓扑的环路控制电路70可以通过分离器件来实现，例如：运放、比较器、时钟电路、触发器等，也可以通过集成IC芯片来实现，例如：降压变换器模块集成芯片TPS54140DGQ、升压变换模块集成芯片LT8331。因为DC-DC变换模块实现方案已非常成熟，具体实现方案这里不再赘述。
综上所述，根据本实用新型的车用继电器线圈控制电路，在延迟切断电路闭合时，通过升压变换模块对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给继电器线圈，以使继电器吸合；在延迟切断电路断开时，通过降压变换模块对直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给继电器线圈，以使继电器保持吸合状态，从而解决了因车辆的低压蓄电池电压降低而使车用继电器不能可靠吸合的问题，且在继电器吸合后不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
此外，本实用新型还提出一种车辆，其包括上述的车用继电器线圈控制电路。
本实用新型的车辆，通过上述的车用继电器线圈控制电路，在延迟切断电路闭合时，通过升压变换模块对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给继电器线圈，以使继电器吸合；在延迟切断电路断开时，通过降压变换模块对直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给继电器线圈，以使继电器保持吸合状态，从而解决了因车辆的低压蓄电池的电压降低而使车用继电器不能可靠吸合的问题，且在继电器吸合后不会使继电器线圈发热，优化了继电器稳态工作的能耗，达到了节约能量的目的。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种车用继电器线圈控制电路，其特征在于，包括：
升压变换模块，所述升压变换模块与继电器线圈相连，所述升压变换模块对车辆提供的直流低压电进行升压变换以输出第一直流电供给所述继电器线圈，以使继电器吸合；
降压变换模块，所述降压变换模块对所述直流低压电进行降压变换以输出第二直流电供给所述继电器线圈，以使所述继电器保持吸合状态，其中，所述第二直流电的电压小于所述第一直流电的电压；
延迟切断电路，所述延迟切断电路与所述升压变换模块相连，其中，所述延迟切断电路闭合时，所述升压变换模块给所述继电器线圈供电，所述延迟切断电路断开时，所述升压变换模块停止给所述继电器线圈供电；
单向模块，所述单向模块连接在所述降压变换模块与所述继电器线圈之间，所述单向模块在所述升压变换模块给所述继电器线圈供电时禁止所述降压变换模块与所述继电器线圈之间形成导电通路。
2.根据权利要求1所述的车用继电器线圈控制电路，其特征在于，所述单向模块包括二极管，所述二极管的阳极与所述降压变换模块的输出端相连，所述二极管的阴极与所述继电器线圈相连。
3.根据权利要求1或2所述的车用继电器线圈控制电路，其特征在于，所述直流低压电由所述车辆的低压蓄电池提供，所述低压蓄电池通过可控开关分别与所述升压变换模块和所述降压变换模块相连，所述可控开关受所述车辆的电子控制单元ECU控制。
4.根据权利要求3所述的车用继电器线圈控制电路，其特征在于，所述延迟切断电路包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述低压蓄电池相连；
第一稳压管，所述第一稳压管的阴极与所述第一电阻的另一端相连；
第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第一电阻的另一端和所述第一稳压管的阴极相连；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电容的另一端相连；
第二电容，所述第二电容的一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述第一稳压管的阳极相连；
第二稳压管，所述第二稳压管与所述第二电容并联，所述第二稳压管的阳极与所述第二电容的另一端相连，所述第二稳压管的阴极与所述第二电容的一端相连；
第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第二电容的一端相连，所述第一MOS管的源极与所述第二电容的另一端相连；
第二MOS管，所述第二MOS管的栅极通过第四电阻与所述第一MOS管的漏极相连，所述第二MOS管的源极与所述升压变换模块相连，所述第二MOS管的漏极与所述低压蓄电池相连。
5.根据权利要求4所述的车用继电器线圈控制电路，其特征在于，所述第二电容的容值小于所述第一电容的容值。
6.根据权利要求4所述的车用继电器线圈控制电路，其特征在于，所述延迟切断电路的延迟时间根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述第一电容和所述第二电容确定。
7.根据权利要求4所述的车用继电器线圈控制电路，其特征在于，所述延迟切断电路还包括连接在所述第一MOS管的栅极与源极之间的第三电阻和连接在所述第二MOS管的栅极与漏极之间的第五电阻。
8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的车用继电器线圈控制电路。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |