CN208314106U - 一种高压互锁检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高压互锁检测电路，包括：电机控制器；负载；电源电路，该电路包括第一电源、第一控制开关、第二控制开关；所述第一电源通过第一控制开关、第二控制开关的闭合或断开与电机控制器电性连接。本实用新型具有设计简单、安全的优点，并在新能源汽车充电技术领域具有广泛的生产及应用价值。

Description

一种高压互锁检测电路

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车充电技术领域，尤其涉及一种高压互锁检测电路。

背景技术

高压互锁(HVIL)电路，也叫高压母线危险电压互锁回路，其本质是通过使用低压信号来检查电动汽车上所有的高压连接器/航空插件/维修开关等关键连接器的连接状态，通过对其连接状态的实时监控来判断整个高压回路的安全可靠性，虽然其本质是低压信号，但也是辅助整个高压系统不可缺少的一个环节，当整个动力系统高压回路连接断开、间歇性断开等等，凡是整个回路的完整性受到破坏的时候，就要采取必要的安全措施，因为整个电动车动力系统的子系统繁多，而它们之间都是靠高压连接器/航空插件等相互连接，同时车辆的运行环境十分恶劣，震动与冲击非常频繁，因此一个安全可靠的高压互锁设计是直接关系到车辆人员安全的关键技术。

发明内容

针对以上所述，本实用新型提供一种电路设计简单、安全的一种高压互锁检测电路。

本实用新型的技术方案如下：一种高压互锁检测电路，包括：

电机控制器；

负载；

电源电路，该电路包括第一电源、第一控制开关、第二控制开关；所述第一电源通过第一控制开关、第二控制开关的闭合或断开与电机控制器电性连接；

检测电路；所述检测电路包括单片机、开关电源、第一取样模块、第二取样模块；所述单片机输入端均分别，与对应的第一取样模块、第二取样模块的输出端连接；所述单片机的输出端与开关电源的一输入端连接，所述开关电源另一输入端输入直流电压，所述开关电源的一输出端与第一取样模块输入端连接，且开关电源的一输出端经第一取样模块输入端、第一控制开关、第二控制开关与第二取样模块一输入端连接，所述开关电源另一输出端经负载与第二取样模块另一输入端连接。

优选地，所述开关电源包括第一场效应管、变压器；所述第一场效应管的栅极与单片机的输出端连接，所述第一场效应管的源极接地，所述第一场效应管的漏极与变压器的一输入端连接，所述变压器的另一输入电压12V；在所述第一场效应管导通下，变压器输出AC 60V。

优选地，所述第一取样模块、第二取样模块均包括前端处理模块、AD转换模块、隔离模块；所述第一取样模块还设有第一取样电阻，所述第二取样模块还设有第二取样电阻；所述第一取样电阻、第二取样电阻分别连接开关电源的一输出端。

优选地，所述第一取样电阻用来采集开关电源一输出端AC 60V，并将AC 60V经对应的前端处理模块、AD转换模块、隔离模块输出给单片机。

优选地，所述第二取样电阻用来采集经第一控制开关、第二控制开关输出电压，并将该电压经对应的前端处理模块、AD转换模块、隔离模块输出给单片机。

优选地，所述单片机用来控制第一场效应管的导通或闭合，并通过第一取样电阻、第二取样电阻采集电压判断第一控制开关、第二控制开关闭合情况。

优选地，所述第一控制开关、第二控制开关均设为航空插座。

优选地，所述前端处理模块均设为两分压电阻。

优选地，所述隔离模块均设为光耦、磁偶或集成隔离IC。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的单片机通过控制第一场效应管的导通、并使变压器将输入的电压12V,转换成电压AC 60V，在第一控制开关、第二控制开关均连接时，通过第一采样电阻、第二采样电阻采集到的电压经对应前端处理模块、AD转换模块、隔离模块输出给单片机，单片机将第一采用电阻、第二采样电阻的电压信号进行比对，单片机通过对电压信号的比对可以判断出第一控制开关、第二控制开关的闭合、断开或间歇性断开的状态。

附图说明

图1为本实用新型的整体电路原理图；

图2为本实用新型的电路检测流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1、图2所示，本实用新型提供一种高压互锁检测电路，包括：

电机控制器，该电机控制器为汽车电机控制器；

负载R3；

电源电路，该电路包括第一电源1、第一控制开关3、第二控制开关4；所述第一电源1通过第一控制开关3、第二控制开关4的闭合或断开与电机控制器电性连接；

检测电路；所述检测电路包括单片机、开关电源2、第一取样模块6、第二取样模块5；所述单片机输入端均分别，与对应的第一取样模块6、第二取样模块5的输出端连接；所述单片机的输出端与开关电源2的一输入端连接，所述开关电源2另一输入端输入直流电压12V，所述开关电源2的一输出端与第一取样模块6输入端连接，且开关电源2的一输出端经第一取样模块6输入端、第一控制开关3、第二控制开关4与第二取样模块一输入端连接，所述开关电源2另一输出端经负载与第二取样模块5另一输入端连接。

所述开关电源2包括第一场效应管Q1、变压器；所述第一场效应管Q1的栅极与单片机的输出端连接，所述第一场效应管Q1的源极接地，所述第一场效应管Q1的漏极与变压器的一输入端连接，所述变压器的另一输入电压12V；在所述第一场效应管Q1导通下，变压器输出AC 60V。

所述第一取样模块6、第二取样模块5均包括前端处理模块、AD转换模块、隔离模块；所述第一取样模块6还设有第一取样电阻R1，所述第二取样模块5还设有第二取样电阻R2；所述第一取样电阻R1、第二取样电阻R2分别连接开关电源2的一输出端。

所述第一取样电阻R1用来采集开关电源2一输出端AC 60V，并将AC 60V经对应的前端处理模块、AD转换模块、隔离模块输出给单片机。

所述第二取样电阻R2用来采集经第一控制开关3、第二控制开关4输出电压，并将该电压经对应的前端处理模块、AD转换模块、隔离模块输出给单片机。

所述单片机用来控制第一场效应管Q1的导通或闭合，并通过第一取样电阻R1、第二取样电阻R2采集电压判断第一控制开关3、第二控制开关4闭合情况。

所述第一控制开关3、第二控制开关4均设为航空插座。

所述前端处理模块均设为两分压电阻。

所述隔离模块均设为光耦、磁偶或集成隔离IC

实施例：

如图1、图2所示，本实用新型的工作原理如下：

S1：高压互锁检测开始，跳转至下一步骤；

S2：DC-AC，利用单片机内部写入的程序，将变压器启动，跟第一场效应管Q1构成一个开关电源2，不管该开关电源2是推挽结构，还是正激或反激式开关电源2均可，其目的是将12V的系统电压上升至电压幅值为60V左右(可以根据实际情况自行调节)，频率为50HZ的低频高压正弦信号(输出电压大概是输入电压的5倍左右即可)，跳转至下一步骤；

S3：采样U1，第一取样电阻R1是一个紧挨着变压器开关电源2的输出端，通过第一取样电阻R1上分得的电压应该是一个类似于60V(可以根据实际情况自行调节)左右，频率为50HZ的低频高压正弦信号，同时进行步骤S4；

S4：采样U2，第二取样电阻R2上采取的电压，是一个经过第一控制开关3、第二控制开关4后，并通过长线回到的第二取样电阻R2上的电压；因为信号经过外部长线会耦合大量的干扰以及杂波；但耦合和杂波根据傅里叶级数展开，都是属于一个高次谐波；则通过第二取样电阻R2接受到的信号应该是以一个60V左右，频率为50HZ的基波为准的基础上叠加了N个高频高次谐波的信号，并跳转至步骤S5；

S5：校准比对，单片机通过第一取样电阻R1和第二取样电阻R2上的信号进行对比，因为外部信号线过长的原因，又因为传输线阻抗，则将第二取样电阻R2上所采得的信号，将其基波的波形跟第一取样电阻R1上的信号进行比对；以基波频率为主，以基波幅值为辅，相位滞后性可以不考虑，跳转至步骤S6；

S6：判断，如果第二取样电阻R2的信号基波跟第一取样电阻R1的信号基本一致，则跳转到步骤S8；如果第二取样电阻R2的信号波形跟第一取样电阻R1的信号进行比对后发现，接收端的信号波形并不是一个正弦，其中有出现断层，截断等现象的时候，则单片机重新发送新指令，可调节开关电源2输出一个新的信号波形进行比对，若信号波形仍有断层，截断，畸变等现象，跳转至步骤S9；如果第二取样电阻R2彻底接收不到第一取样电阻R1的波形，则跳转至步骤7；(不管是出现彻底断开，还是半连接的时候，都要重新进行检测3～5次，反复比对)；

S7：彻底断开，在第二取样电阻R2彻底接收不到基波信号，单片机判断第一控制开关3、第二控制开关4为彻底断开，上报高压互锁故障，车辆不允许启动，不允许上高压，跳转至步骤S10；

S8：连接正常，单片机判断第一控制开关3、第二控制开关4连接正常，则跳转至步骤10；

S9：半连接，在单片机判断第一控制开关3、第二控制开关4为半连接状态，如果此时车子还没启动，则禁止启动，上报故障；若此时车子已经启动则降功率并给司机30S，要求司机30S内降功率靠边停车，并同时上报高压互锁故障，停车后进行故障排查，跳转至步骤S10。

S10：结束。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高压互锁检测电路，其特征在于，包括：

电机控制器；

负载；

电源电路，该电路包括第一电源、第一控制开关、第二控制开关；所述第一电源通过第一控制开关、第二控制开关的闭合或断开与电机控制器电性连接；

检测电路；所述检测电路包括单片机、开关电源、第一取样模块、第二取样模块；所述单片机输入端均分别，与对应的第一取样模块、第二取样模块的输出端连接；所述单片机的输出端与开关电源的一输入端连接，所述开关电源另一输入端输入直流电压，所述开关电源的一输出端与第一取样模块输入端连接，且开关电源的一输出端经第一取样模块输入端、第一控制开关、第二控制开关与第二取样模块一输入端连接，所述开关电源另一输出端经负载与第二取样模块另一输入端连接。

2.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述开关电源包括第一场效应管、变压器；所述第一场效应管的栅极与单片机的输出端连接，所述第一场效应管的源极接地，所述第一场效应管的漏极与变压器的一输入端连接，所述变压器的另一输入电压12V；在所述第一场效应管导通下，变压器输出AC 60V。

3.根据权利要求2所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述第一取样模块、第二取样模块均包括前端处理模块、AD转换模块、隔离模块；所述第一取样模块还设有第一取样电阻，所述第二取样模块还设有第二取样电阻；所述第一取样电阻、第二取样电阻分别连接开关电源的一输出端。

4.根据权利要求3所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述第一控制开关、第二控制开关均设为航空插座。

5.根据权利要求4所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述前端处理模块均设为两分压电阻。

6.根据权利要求5所述的高压互锁检测电路，其特征在于，所述隔离模块均设为光耦、磁偶或集成隔离IC。