CN205942306U - 保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种保护电路。所述保护电路包括接触器、逻辑控制模块及静态开关模块。所述逻辑控制模块与所述接触器及所述静态开关模块相连。当执行导通控制时，所述逻辑控制模块控制所述静态开关模块导通，并在所述接触器的主触点两端之间的电压差处于安全范围时，控制所述接触器导通。当执行断开控制时，所述逻辑控制模块控制所述接触器断开，再控制所述静态开关模块断开。上述保护电路能防止接触器触点粘死，延长了接触器的使用寿命。

Description

保护电路

【技术领域】

本实用新型涉及保护电路技术领域，尤其涉及一种用于防止接触器触点粘死的保护电路。

【背景技术】

随着国家对电动汽车产业的支持和推广，动力电池的发展呈现快速扩张的局面。在动力电池中，通常使用直流接触器控制电池组的通断。由于电池组的电压相对较高，因此接触器在吸合瞬间内部触点之间会引起打火现象，在断开瞬间内部触点之间会引起拉弧现象。打火、拉弧等现象会导致接触器主触点氧化、碳化，从而引起接触不良，甚至发生触点粘死的状况。一旦触点粘死，接触器将无法执行通断操作，从而导致电动汽车供电异常，影响行车安全。

【实用新型内容】

鉴于以上内容，有必要提供一种能防止接触器触点粘死的保护电路。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种保护电路，包括接触器、逻辑控制模块及静态开关模块，所述逻辑控制模块与所述接触器及所述静态开关模块相连，当执行导通控制时，所述逻辑控制模块控制所述静态开关模块导通，并在所述接触器的主触点两端之间的电压差处于安全范围时，控制所述接触器导通，当执行断开控制时，所述逻辑控制模块控制所述接触器断开，再控制所述静态开关模块断开。

相比于现有技术，本实用新型通过所述逻辑控制模块在执行导通控制时，控制所述静态开关模块先导通，并在所述接触器的主触点两端之间的电压差处于安全范围时控制所述接触器导通；在执行断开控制时，控制所述接触器断开，然后再控制所述静态开关模块断开，以使所述接触器在通断过程中主触点两端之间的电压处于安全范围，从而避免了所述接触器的主触点在通断过程中因电压差过大发生拉弧、打火等状况，进而有效地防止了触点粘死，延长了所述接触器的使用寿命，节省了维护成本。

【附图说明】

图1为本实用新型实施方式提供的保护电路的原理框图。

图2为图1中第一逻辑控制单元与接触器的电路图。

图3为图1中第二逻辑控制单元的电路图。

图4为图中静态开关模块的电路图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型实施方式提供的保护电路10的原理框图。所述保护电路10包括接触器100、逻辑控制模块200及静态开关模块300。所述逻辑控制模块200与所述接触器100及所述静态开关模块300相连。当执行导通控制时，所述逻辑控制模块200控制所述静态开关模块300导通，并在所述接触器100主触点两端之间的电压差处于安全范围时，控制所述接触器100导通。当执行断开控制时，所述逻辑控制模块200控制所述接触器100断开，再控制所述静态开关模块300断开。

所述逻辑控制模块200包括第一逻辑控制单元220及第二逻辑控制单元260。所述第一逻辑控制单元220与所述接触器100相连，所述第二逻辑控制单元260与所述静态开关模块300相连。所述第一逻辑控制单元220控制所述接触器100的导通和断开，所述第二逻辑控制单元260控制所述静态开关模块300的导通和断开。

请参阅图2，图2为本实用新型实施方式提供的第一逻辑控制单元220与所述接触器100的电路图。所述第一逻辑控制单元220包括第一与门U1、第二与门U2、第一电子开关Q1及第一二极管D1。所述接触器100包括线圈L1及开关K1。所述第一与门U1的第一输入端接收所述静态开关模块300的工况信号I1，所述第一与门U1的第二输入端接收主控电路的控制信号I2，所述第一与门U1的输出端与所述第二与门U2的第一输入端相连。所述第二与门U2的第二输入端接收所述接触器100的主触点压差允许信号I3，所述第二与门U2的输出端与所述第一电子开关Q1的第一端相连。所述第一电子开关Q1的第二端与所述第一二极管D1的阳极相连，并与所述线圈L1的第一端相连。所述第一电子开关Q1的第三端接地。所述第一二极管D1的阴极与所述线圈L1的第二端相连，所述线圈L1的第二端与第一电源V1相连。所述开关K1的第一端与电池组30相连，所述开关K1的第二端与外接设备50相连，所述开关K1的第三端悬空。

所述第一逻辑控制单元220还包括第一至第四电阻R1-R4。所述第一与门U1的第一输入端通过所述第一电阻R1接收所述静态开关模块300的工况信号I1。所述第一与门U1的第二输入端通过所述第二电阻R2接收主控电路的控制信号I2。所述第二与门U2的输出端通过所述第三电阻R3与所述第一电子开关Q1的第一端相连。所述第一电子开关Q1的第一端还通过所述第四电阻R4接地。

在本实施方式中，所述第一电子开关Q1为NMOS场效应管，所述第一电子开关Q1的第一端、第二端及第三端分别对应所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。在其它实施方式中，所述第一电子开关Q1可以是其它具有类似功能的开关，例如电子开关NPN型三极管或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。

请参阅图3，图3为本实用新型实施方式提供的第二逻辑控制单元260的电路图。所述第二逻辑控制单元260包括第三与门U3、第四与门U4、芯片U5、第五电阻R5、第二二极管D2及电容C1。所述第三与门U3的第一输入端接收所述接触器100的工况信号I4。所述第三与门U3的第二输入端接收主控电路的控制信号I2。所述第三与门U3的输出端与所述第二二极管D2的阳极相连，并通过所述第五电阻R5与所述第四与门U4的第一输入端相连，所述第二二极管D2的阴极与所述第四与门U4的第一输入端相连，并通过所述电容C1接地。所述第四与门U4的第二输入端与所述第四与门U4的第一输入端相连。所述第四与门U4的输出端与所述芯片U5的输入引脚ANODE(正极)相连，所述芯片U5的第一输出引脚VB及第二输出引脚VD与所述静态开关模块300相连。

所述第二逻辑控制单元260还包括第六至第八电阻R6-R8。所述第三与门U3的第一输入端通过所述第六电阻R6接收所述接触器100的工况信号I4。所述第三与门U3的第二输入端通过所述第七电阻R7接收主控电路的控制信号I2。所述第四与门U4的输出端通过所述第八电阻R8与所述芯片U5的输入引脚ANODE相连。所述芯片U5还包括输入引脚CATHODE(负极)、电源引脚VCC及接地引脚GND，所述芯片U5的输入引脚CATHODE接地，所述芯片U5的电源引脚VCC与第二电源V2相连，所述芯片U5的接地引脚GND与第三电源V3相连。

请参阅图4，图4为本实用新型实施方式提供的静态开关模块300的电路图。所述静态开关模块300包括第二电子开关Q2、第三电子开关Q3、第三二极管D3及第四二极管D4。所述第二电子开关Q2的第一端与所述芯片U5的第一输出引脚VB相连，以接收所述芯片U5的第一输出引脚VB输出的信号O1。所述第二电子开关Q2的第二端与所述电池组30相连。所述第三电子开关Q3的第一端与所述芯片U5的第二输出引脚VD相连，以接收所述芯片U5的第二输出引脚VD输出的信号O2。所述第三电子开关Q3的第二端与所述外接设备50相连。所述第三电子开关Q3的第三端与所述第二电子开关Q2的第三端相连。所述第三二极管D3的阳极与所述第二电子开关Q2的第三端相连，所述第三二极管D3的阴极与所述第二电子开关Q2的第二端相连。所述第四二极管D4的阳极与所述第三电子开关Q3的第三端相连，所述第四二极管D4的阴极与所述第三电子开关Q3的第二端相连。

在本实施方式中，所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3均为IGBT，所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3的第一端、第二端及第三端分别对应于所述IGBT的门极、集电极及发射极。在其它实施方式中，所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3可以是其它具有类似功能的开关，例如三极管或MOS场效应管等。

可以理解，所述外接设备50可以是负载，也可以是充电设备。所述电池组30通过所述保护电路10与所述外接设备50相连。当所述保护电路10处于导通状态时，所述电池组30可以通过所述保护电路10对所述外接设备50进行放电，所述外接设备50也可以通过所述保护电路10对所述电池组30进行充电。当所述保护电路10处于断开状态时，所述电池组30停止充电或放电。

下面将所述保护电路10的工作原理进行说明。

当主控电路控制所述电池组30与所述外接设备50进行充电或放电时，所述主控电路输出导通的控制信号I2给所述第一逻辑控制单元220及所述第二逻辑控制单元260，所述逻辑控制模块200执行导通控制。

所述第二逻辑控制单元260根据接收到的所述主控电路的导通控制信号I2以及所述接触器100的工况信号I4，输出相应的信号O1及O2给所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3，以使所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3中至少一个导通。当所述第二电子开关Q2导通，所述第三电子开关Q3截止时，所述电池组30通过所述第二电子开关Q2及所述第四二极管D4对所述外接设备50进行放电。当所述第三电子开关Q3导通，所述第二电子开关Q2截止时，所述外接设备50通过所述第三电子开关Q3及所述第三二极管D3对所述电池组30进行充电。当所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3均导通时，所述电池组30可以通过所述第二电子开关Q2及所述第四二极管D4对所述外接设备50进行放电，所述外接设备50也可以通过所述第三电子开关Q3及所述第三二极管D3对所述电池组30进行充电。

所述第一逻辑控制单元220根据接收到的所述静态开关模块300的工况信号I1、所述主控电路的导通控制信号I2以及所述接触器100的主触点压差允许信号I3，控制所述第一电子开关Q1在所述静态开关模块300导通之后，且所述接触器100的主触点两端之间的电压差处于安全范围时导通，所述线圈L1中有电流流过，所述开关K1的第一端与第二端相连，所述电池组30通过所述开关K1的第一端及第二端与所述外接设备50进行充电或放电。

当所述主控电路控制所述电池组30停止充电或放电时，所述主控电路输出断开的控制信号I2给所述第一逻辑控制单元220及所述第二逻辑控制单元260，所述逻辑控制模块200执行断开控制。

所述第一逻辑控制单元220根据接收到的所述静态开关模块300的工况信号I1、所述主控电路的断开控制信号I2以及所述接触器100的主触点压差允许信号I3，控制所述第一电子开关Q1断开，所述线圈L1中无电流流过，所述开关K1的第一端与第三端相连，所述电池组30停止充电或放电。所述第一电子开关Q1断开时，所述线圈L1存储的能量通过所述第一二极管D1释放。

所述第二逻辑控制单元260根据接收到的所述主控电路的断开控制信号I2以及所述接触器100的工况信号I4，输出相应的信号O1及O2给所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3，以使所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3均截止，所述电池组30停止充电或放电。

本实用新型通过所述逻辑控制模块200在执行导通控制时，控制所述静态开关模块300先导通，并在所述接触器100的主触点两端之间的电压差处于安全范围时，控制所述接触器100导通；在执行断开控制时，控制所述接触器100断开，然后再控制所述静态开关模块300断开，以使所述接触器100在通断过程中主触点两端之间的电压处于安全范围，从而避免了所述接触器的主触点在通断过程中因电压差过大发生拉弧、打火等状况，进而有效地防止了触点粘死，延长了所述接触器的使用寿命，节省了维护成本。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (9)

1.一种保护电路，包括接触器、逻辑控制模块及静态开关模块，所述逻辑控制模块与所述接触器及所述静态开关模块相连，当执行导通控制时，所述逻辑控制模块控制所述静态开关模块导通，并在所述接触器的主触点两端之间的电压差处于安全范围时，控制所述接触器导通，当执行断开控制时，所述逻辑控制模块控制所述接触器断开，再控制所述静态开关模块断开。

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于：所述逻辑控制模块包括第一逻辑控制单元及第二逻辑控制单元，所述第一逻辑控制单元与所述接触器相连，所述第二逻辑控制单元与所述静态开关模块相连，所述第一逻辑控制单元控制所述接触器的导通和断开，所述第二逻辑控制单元控制所述静态开关模块的导通和断开。

3.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于：所述第一逻辑控制单元包括第一与门、第二与门、第一电子开关及第一二极管，所述接触器包括线圈及开关，所述第一与门的第一输入端接收所述静态开关模块的工况信号，所述第一与门的第二输入端接收主控电路的控制信号，所述第一与门的输出端与所述第二与门的第一输入端相连，所述第二与门的第二输入端接收所述接触器的主触点压差允许信号，所述第二与门的输出端与所述第一电子开关的第一端相连，所述第一电子开关的第二端与所述第一二极管的阳极相连，并与所述线圈的第一端相连，所述第一电子开关的第三端接地，所述第一二极管的阴极与所述线圈的第二端相连，所述线圈的第二端与电源相连，所述开关的第一端与电池组相连，所述开关的第二端与外接设备相连，所述开关的第三端悬空。

4.如权利要求3所述的保护电路，其特征在于：所述第一逻辑控制单元还包括第一至第四电阻，所述第一与门的第一输入端通过所述第一电阻接收所述静态开关模块的工况信号，所述第一与门的第二输入端通过所述第二电阻接收主控电路的控制信号，所述第二与门的输出端通过所述第三电阻与所述第一电子开关的第一端相连，所述第一电子开关的第一端还通过所述第四电阻接地。

5.如权利要求3所述的保护电路，其特征在于：所述第一电子开关为NMOS场效应管，所述第一电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。

6.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于：所述第二逻辑控制单元包括第三与门、第四与门、芯片、第五电阻、第二二极管及电容，所述第三与门的第一输入端接收所述接触器的工况信号，所述第三与门的第二输入端接收主控电路的控制信号，所述第三与门的输出端与所述第二二极管的阳极相连，并通过所述第五电阻与所述第四与门的第一输入端相连，所述第二二极管的阴极与所述第四与门的第一输入端相连，并通过所述电容接地，所述第四与门的第二输入端与所述第四与门的第一输入端相连，所述第四与门的输出端与所述芯片的输入引脚相连，所述芯片的第一及第二输出引脚与所述静态开关模块相连。

7.如权利要求6所述的保护电路，其特征在于：所述静态开关模块包括第二电子开关、第三电子开关、第三二极管及第四二极管，所述第二电子开关的第一端与所述芯片的第一输出引脚相连，所述第二电子开关的第二端与电池组相连，所述第三电子开关的第一端与所述芯片的第二输出引脚相连，所述第三电子开关的第二端与外接设备相连，所述第三电子开关的第三端与所述第二电子开关的第三端相连，所述第三二极管的阳极与所述第二电子开关的第三端相连，所述第三二极管的阴极与所述第二电子开关的第二端相连，所述第四二极管的阳极与所述第三电子开关的第三端相连，所述第四二极管的阴极与所述第三电子开关的第二端相连。

8.如权利要求7所述的保护电路，其特征在于：所述第二电子开关及所述第三电子开关均为IGBT，所述第二电子开关及所述第三电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述IGBT的门极、集电极及发射极。

9.如权利要求6所述的保护电路，其特征在于：所述第二逻辑控制单元还包括第六至第八电阻，所述第三与门的第一输入端通过所述第六电阻接收所述接触器的工况信号，所述第三与门的第二输入端通过所述第七电阻接收主控电路的控制信号，所述第四与门的输出端通过所述第八电阻与所述芯片的输入引脚相连。