CN207967930U - 一种充电机应用电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种充电机应用电路,所述电路包括：输入电流防浪涌冲击电路、继电器、继电器驱动电路、单片机、输入电流采样电路、输出电压采样电路、信号放大电路、第一参考电压电路、第二参考电压电路、第一比较器以及第二比较器。PTC电阻的阻值会随着温度的升高呈阶跃性的增高，且随着温度的降低呈阶跃性的降低，不仅可以在上电开始的时候起到浪涌冲击的作用。因此，本实用新型实施例在大功率车载充电机电路中，可以在上电开始的时候起到浪涌冲击的作用，以及可以在输入负载过载、输出负载过载或者电路短路时起阻断作用以保护电路，并且当负载故障消失时还能使整个电路自动恢复正常工作，其次，整个电路控制方式易于实现，电路简单成本低，具有多重保护的功能。

Description

一种充电机应用电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种充电机应用电路。

背景技术

随着技术的不断发展，电动汽车以优越的环保和节能特性，成为了汽车行业的热点。

车载充电机作为电动汽车的一个重要组成部分，其技术水平对电动汽车的发展起着重用的作用，一般大功率车载充电机电路中都会用到大容量的电解电容，当车载充电机电路上电的瞬间，电容内阻很小，相当于短路，车载充电机电路中会存在非常大的冲击电流，这对整个车载充电机电路是非常不利的，影响车载充电机电路的寿命。

其中，电动汽车国家标准QCT 895-2011中对启动冲击电流有明确的严格要求：不应大于正常工作最大电流的1.5倍。

目前传统的做法是使用上电缓冲电阻，这种方法显著的缺点是由于电阻值是恒定的，发热量大，容易短路，可靠性也不高，另外为了留够足够的功率裕量，电阻的体积都非常大，且无法在输入负载过载、输出负载过载或者电路短路时保护电路。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例示出了一种充电机应用电路。

第一方面，本发明实施例示出了一种充电机应用电路，所述电路包括：

输入电流防浪涌冲击电路、继电器、继电器驱动电路、单片机、输入电流采样电路、输出电压采样电路、信号放大电路、第一参考电压电路、第二参考电压电路、第一比较器以及第二比较器；

所述输入电流防浪涌冲击电路与所述继电器电连接；

所述继电器驱动电路与所述继电器电连接，所述继电器驱动电路与所述单片机电连接；

所述单片机与所述第一比较器电连接，所述单片机与所述第二比较器电连接；

所述第一比较器与所述输出电压采样电路电连接；所述第一比较器与所述第一参考电压电路电连接；

所述第二比较器与所述第二参考电压电路电连接，所述第二比较器与所述信号放大电路电连接；

所述信号放大电路与所述输出电流采样电路电连接。

在一个可选的实现方式中，所述输入电流防浪涌冲击电路包括PTC电阻；

所述PTC电阻的第一端与所述继电器的第一触点开关电连接，所述PTC 电阻的第二端与所述继电器的第二触电开关电连接。

在一个可选的实现方式中，所述继电器驱动电路包括第一电源、第一电阻、第二电阻、达林顿三极管以及第一二极管；

所述第一电源与所述第一二极管的负极电连接；

所述第一二极管的正极与所述达林顿三极管的集电极电连接；

所述达林顿三极管的发射极与所述第二电阻的第一端电连接，所述达林顿三极管的发射极与所述第二电阻的第一端同时接地，所述达林顿三极管的基极与所述第一电阻的第一端电连接，所述达林顿三极管的基极与所述第二电阻的第二端电连接；

所述第一电阻的第二端与所述单片机电连接。

在一个可选的实现方式中，所述输出电压采样电路包括第五电阻和第七电阻；

所述第五电阻的第一端接地；

所述第五电阻的第二端与所述第一比较器的正向输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述第七电阻的第一端电连接；

所述第七电阻的第二端与所述第二电源电连接。

在一个可选的实现方式中，所述第一参考电压电路包括第四电阻和第六电阻；

所述第六电阻的第一端与第三电源电连接；

所述第六电阻的第二端与所述第一比较器的反向输入端电连接，所述第六电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接；

所述第四电阻的第二端接地；

所述第一比较器的输出端与所述单片机电连接。

在一个可选的实现方式中，所述输入电流采样电路包括第十二电阻。

在一个可选的实现方式中，所述信号放大电路包括第十电阻、第十一电阻、第十三电阻以及运算放大器；

所述运算放大器的输出端与所述第二比较器的反向输入端电连接；

所述运算放大器的正向输入端与所述第十三电阻的第一端电连接；

所述第十三电阻的第二端与所述第十二电阻的第一端电连接；

所述第十二电阻的第二端与所述第十一电阻的第一端电连接；

所述第十一电阻的第二端与所述第十电阻的第一端电连接，所述第十一电阻的第二端与所述运算放大器的反向输入端电连接；

所述第十电阻的第二端与所述运算放大器的输出端电连接。

在一个可选的实现方式中，所述第二参考电压电路包括第八电阻和第九电阻；

所述第八电阻的第一端与第四电源电连接；

所述第八电阻的第二端与所述第一比较器的反向输入端电连接，所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端电连接；

所述第九电阻的第二端接地；

所述第二比较器的输出端与所述单片机电连接。

在一个可选的实现方式中，所述第十二电阻包括精度为1％的大功率贴片电阻。

与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：

其中，PTC电阻的阻值会随着温度的升高呈阶跃性的增高，且随着温度的降低呈阶跃性的降低，不仅可以在上电开始的时候起到浪涌冲击的作用。因此，本发明实施例在大功率车载充电机电路中，可以在上电开始的时候起到浪涌冲击的作用，以及可以在输入负载过载、输出负载过载或者电路短路时起阻断作用以保护电路，并且当负载故障消失时还能使整个电路自动恢复正常工作，其次，整个电路控制方式易于实现，电路简单成本低，具有多重保护的功能。

附图说明

图1是本发明的一种充电机应用电路实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明的一种充电机应用电路实施例的结构框图，该电路具体可以包括：

输入电流防浪涌冲击电路、继电器、继电器驱动电路、单片机MCU、输入电流采样电路、输出电压采样电路、信号放大电路、第一参考电压电路、第二参考电压电路、第一比较器U1C以及第二比较器U1B；

输入电流防浪涌冲击电路与继电器电连接；

继电器驱动电路与继电器电连接，继电器驱动电路与单片机MCU电连接；

单片机MCU与第一比较器U1C电连接，单片机MCU与第二比较器 U1B电连接；

第一比较器U1C与输出电压采样电路电连接；第一比较器U1C与第一参考电压电路电连接；

第二比较器U1B与第二参考电压电路电连接，第二比较器U1B与信号放大电路电连接；

信号放大电路与输出电流采样电路电连接。

在本发明实施例中，输入电流防浪涌冲击电路包括PTC电阻R3；

PTC电阻R3的第一端与继电器的第一触点开关电连接，PTC电阻R3 的第二端与继电器的第二触电开关电连接。

在本发明实施例中，继电器驱动电路包括第一电源+12V、第一电阻R1、第二电阻R2、达林顿三极管Q1以及第一二极管D1；

第一电源+12V与第一二极管D1的负极电连接；

第一二极管D1的正极与达林顿三极管Q1的集电极电连接；

达林顿三极管Q1的发射极与第二电阻R2的第一端电连接，达林顿三极管Q1的发射极与第二电阻R2的第一端同时接地，达林顿三极管Q1的基极与第一电阻R1的第一端电连接，达林顿三极管Q1的基极与第二电阻R2 的第二端电连接；

第一电阻R1的第二端与单片机MCU电连接。

在本发明实施例中，输出电压采样电路包括第五电阻R5和第七电阻R7；

第五电阻R5的第一端接地；

第五电阻R5的第二端与第一比较器U1C的正向输入端电连接，第五电阻R5的第二端与第七电阻R7的第一端电连接；

第七电阻R7的第二端与第二电源HV+电连接。

在本发明实施例中，第二参考电压电路包括第四电阻R4和第六电阻R6；

第六电阻R6的第一端与第三电源VCC电连接；

第六电阻R6的第二端与第一比较器U1C的反向输入端电连接，第六电阻R6的第二端与第四电阻R4的第一端电连接；

第四电阻R4的第二端接地；

第一比较器U1C的输出端与单片机MCU电连接。

在本发明实施例中，输入电流采样电路包括第十二电阻R12。

在本发明实施例中，信号放大电路包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十三电阻R13以及运算放大器U2B；

运算放大器U2B的输出端与第二比较器U1B的反向输入端电连接；

运算放大器U2B的正向输入端与第十三电阻R13的第一端电连接；

第十三电阻R13的第二端与第十二电阻R12的第一端电连接；

第十二电阻R12的第二端与第十一电阻R11的第一端电连接；

第十一电阻R11的第二端与第十电阻R10的第一端电连接，第十一电阻R11的第二端与运算放大器U2B的反向输入端电连接；

第十电阻R10的第二端与运算放大器U2B的输出端电连接。

在本发明实施例中，第二参考电压电路包括第八电阻R8和第九电阻R9；

第八电阻R8的第一端与第四电源VCC电连接；

第八电阻R8的第二端与第一比较器U1C的反向输入端电连接，第八电阻R8的第二端与第九电阻R9的第一端电连接；

第九电阻R9的第二端接地；

第二比较器U1B的输出端与单片机MCU电连接。

在本发明实施例中，第十二电阻R12包括精度为1％的大功率贴片电阻。

在本发明实施例中，在上电开始的时候，继电器触点开关没有闭合，输入电流防浪涌冲击电路包括的PTC电阻串接在整个主回路中，利用PTC电阻的特性，开始为后面电路中的大的电解电容开始防浪涌充电，电解电容两端电压开始上升，当输出电压采样电路采集到的电压比第一比较器U1C的参考电压Vref2大时，第一比较器U1C开始翻转，第一比较器U1C输出高电平到单片机MCU，单片机MCU接到高电平后会给继电器驱动电路输出高电平，继电器驱动电路接收到高电平后达林顿三极管Q1开始导通，继电器开始闭合，旁路PTC电阻，为整个电路开始正常工作做好准备。

整个电路正常工作时，如果输出负载过流或者短路时，会引起输出电流上升，通过电流检测电路及信号放大电路，当所测到的电流值大于第二比较电路的参考电流Vref1时，第二比较器U1B开始翻转，第二比较器U1B输出低电平到单片机MCU，单片机MCU接收到低电平后会给继电器驱动电路输出低电平，继电器驱动电路接收到低电平后达林顿三极管Q1截止导通，继电器断开，PTC电阻开始串接在整个回路中，利用PTC电阻的随温度升高电阻升高的特性，阻止电路过载和短路。

当故障消失后，电解电容两端电压又开始正常上升，当输出电压采样电路采集到的电压比第一比较器U1C的参考电压Vref2大时，第一比较器U1C 开始翻转，输出高电平到单片机MCU，单片机MCU接到高电平后会给继电器驱动电路输出高电平，继电器驱动电路接收到高电平后达林顿三极管Q1开始导通，继电器开始闭合，旁路PTC电阻，为整个电路开始正常工作做好准备。

其中，PTC电阻的阻值会随着温度的升高呈阶跃性的增高，且随着温度的降低呈阶跃性的降低，不仅可以在上电开始的时候起到浪涌冲击的作用。因此，本发明实施例在大功率车载充电机电路中，可以在上电开始的时候起到浪涌冲击的作用，以及可以在输入负载过载、输出负载过载或者电路短路时起阻断作用以保护电路，并且当负载故障消失时还能使整个电路自动恢复正常工作，其次，整个电路控制方式易于实现，电路简单成本低，具有多重保护的功能。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种充电机应用电路，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种充电机应用电路，其特征在于，所述电路包括：

输入电流防浪涌冲击电路、继电器、继电器驱动电路、单片机、输入电流采样电路、输出电压采样电路、信号放大电路、第一参考电压电路、第二参考电压电路、第一比较器以及第二比较器；

所述输入电流防浪涌冲击电路与所述继电器电连接；

所述继电器驱动电路与所述继电器电连接，所述继电器驱动电路与所述单片机电连接；

所述单片机与所述第一比较器电连接，所述单片机与所述第二比较器电连接；

所述第一比较器与所述输出电压采样电路电连接；所述第一比较器与所述第一参考电压电路电连接；

所述第二比较器与所述第二参考电压电路电连接，所述第二比较器与所述信号放大电路电连接；

所述信号放大电路与所述输出电流采样电路电连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输入电流防浪涌冲击电路包括PTC电阻；

所述PTC电阻的第一端与所述继电器的第一触点开关电连接，所述PTC电阻的第二端与所述继电器的第二触电开关电连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述继电器驱动电路包括第一电源、第一电阻、第二电阻、达林顿三极管以及第一二极管；

所述第一电源与所述第一二极管的负极电连接；

所述第一二极管的正极与所述达林顿三极管的集电极电连接；

所述达林顿三极管的发射极与所述第二电阻的第一端电连接，所述达林顿三极管的发射极与所述第二电阻的第一端同时接地，所述达林顿三极管的基极与所述第一电阻的第一端电连接，所述达林顿三极管的基极与所述第二电阻的第二端电连接；

所述第一电阻的第二端与所述单片机电连接。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述输出电压采样电路包括第五电阻和第七电阻；

所述第五电阻的第一端接地；

所述第五电阻的第二端与所述第一比较器的正向输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述第七电阻的第一端电连接；

所述第七电阻的第二端与所述第二电源电连接。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一参考电压电路包括第四电阻和第六电阻；

所述第六电阻的第一端与第三电源电连接；

所述第六电阻的第二端与所述第一比较器的反向输入端电连接，所述第六电阻的第二端与所述第四电阻的第一端电连接；

所述第四电阻的第二端接地；

所述第一比较器的输出端与所述单片机电连接。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述输入电流采样电路包括第十二电阻。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述信号放大电路包括第十电阻、第十一电阻、第十三电阻以及运算放大器；

所述运算放大器的输出端与所述第二比较器的反向输入端电连接；

所述运算放大器的正向输入端与所述第十三电阻的第一端电连接；

所述第十三电阻的第二端与所述第十二电阻的第一端电连接；

所述第十二电阻的第二端与所述第十一电阻的第一端电连接；

所述第十一电阻的第二端与所述第十电阻的第一端电连接，所述第十一电阻的第二端与所述运算放大器的反向输入端电连接；

所述第十电阻的第二端与所述运算放大器的输出端电连接。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第二参考电压电路包括第八电阻和第九电阻；

所述第八电阻的第一端与第四电源电连接；

所述第八电阻的第二端与所述第一比较器的反向输入端电连接，所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端电连接；

所述第九电阻的第二端接地；

所述第二比较器的输出端与所述单片机电连接。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第十二电阻包括精度为1％的大功率贴片电阻。