CN209001577U - 一种电机控制器主动泄放电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开启时，由低压控制端，即光耦器件的1、3管脚，控制选择不开启主动泄放功能，优点在于可以保证控制信号异常时不会发生触电风险；适用于泄放回路默认开路时，由低压控制端，即光耦器件的1、3管脚，控制选择开启主动泄放功能，优点在于能够避免部分功能调试或者整车接触器未断开时容易引发泄放回路一直工作导致器件损坏的问题。本实用新型电路结构简单、所用器件少，电路可靠性高，能够良好实现电机控制器的主动泄压。

Description

一种电机控制器主动泄放电路

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电机控制器主动泄放电路。

背景技术

电动汽车具有零污染、零排放等优点，电动汽车中的驱动控制系统由动力电池、电机、电机控制器等构成，其工作电压高达几百伏，如果触电将会很危险，因此在车辆下电后如何对电机控制器中的高压电进行快速泄放至关重要。支撑电容的主动泄放主要用于整车或者控制器发生碰撞等异常紧急情况时，能够迅速的将储存高压器件能量快速泄放(国标规定3s内)以防止人员触电造成二次伤害等危险。现有主动泄放通过软件控制，当控制器完成正常下电(主接触器开路)后根据VCU指令通过开通IGBT、利用电机绕组进行短路泄放。软件控制电机泄放方案，属于现有控制器的通用操作方式，但是由于局限性较大，所以需要额外的硬件方案进行补充。但软件控制电机泄放必须依赖于IGBT完好、三相线无连接异常情况，且需确保电池主接触器开路，否则可能会出现非预期扭矩发生或者直接损坏IGBT。当IGBT损坏时，电容能量无法泄放，因此这一方案存在一定的局限性。

中国专利公开号CN103187760A，公开日2013年7月3日，发明创造的名称为电动汽车及用于电动汽车的主动泄放系统，该申请案公开了一种用于电动汽车的主动泄放系统，包括：动力电池；母线电容；充放电插座；双向DC/DC模块；驱动控制开关；双向DC/AC模块；电机控制开关；充放电控制模块；控制器模块，所述控制器模块与所述驱动控制开关、电机控制开关和充放电控制模块相连，所述控制器模块用于根据所述主动泄放系统当前所处的工作模式对所述驱动控制开关、电机控制开关和充放电控制模块进行控制。其不足之处在于控制方式过于复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术控制过程复杂，硬件配置要求高的问题，提供一种简易可行、成本低廉的电机控制器主动泄放电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开启的情况，包括：电源VCC_HV产生电路、电阻R48、用于隔离高低压信号的光耦U1、电容C3、三极管Q5、电阻R47、电阻R39、MOS管M1、第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38以及支撑电容C；所述第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38以及支撑电容C依次串联组成泄放回路；所述光耦U1的阳极通过电阻R48与+5V电源连接，为光耦U1供电；所述光耦U1的阴极与电机控制器输出的泄压信号连接，接收泄压信号；所述光耦U1的VCC端与光耦U1的Vout端、电容C3第一端以及三极管Q5的发射极连接并与电源VCC_HV连接；所述光耦U1的GND端与电阻R47第一端、三极管Q5的基极连接；三极管Q5的集电极与电阻R39第一端、MOS管M1栅极连接；MOS管M1漏极通过第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38与支撑电容C第一端连接；MOS管M1源极与支撑电容C第二端、电阻R39第二端、电容C3第二端以及电阻R47第二端连接。

本实用新型还提供了一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开路的情况，包括：电源VCC_HV产生电路、电阻R48’、用于隔离高低压信号的光耦U1’、电容C3’、三极管Q5’、电阻R47’、电阻R39’、电阻R270’、MOS管M1’、第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’以及支撑电容C’；所述第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’以及支撑电容C’依次串联组成泄放回路；所述光耦U1’的阳极通过电阻R48’与+5V电源连接，为光耦U1’供电；所述光耦U1’的阴极与电机控制器输出的泄压信号连接，接收泄压信号；所述光耦U1’的VCC端与电容C3’第一端、三极管Q5’的发射极连接并与电源VCC_HV连接；所述光耦U1的Vout端与电阻R270’第一端连接，所述光耦U1’的VCC端与电容C3’第一端、电阻R270’第二端、三极管Q5’的发射极连接并与电源VCC_HV连接；所述光耦U1’的GND端与电阻R47’第一端、三极管Q5’的基极连接；三极管Q5’的集电极与电阻R39’第一端、MOS管M1’栅极连接；MOS管M1’漏极通过第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’与支撑电容C’第一端连接；MOS管M1’源极与支撑电容C’第二端、电阻R39’第二端、电容C3’第二端以及电阻R47’第二端连接。

作为优选，所述电源VCC_HV产生电路包括：三极管Q2、三极管Q3、电阻R41-电阻R45、稳压管D3、二极管D4、电容C1以及电容C2；所述三极管Q3发射极与第一电源端DC+、电阻R45第一端连接，三极管Q3基极与电阻R45第二端、三极管Q2发射极连接，三极管Q2基极与三极管Q3集电极、电阻R41第一端连接，电阻R41第二端依次与电阻R42、电阻R43、电阻R44串联后与三极管Q2集电极、稳压管D3负极、二极管D4正极连接，二极管D4负极与电容C1第一端、电容C2第一端连接，稳压管D3正极与电容C1第二端、电容C2第二端以及第二电源端DC-连接；电源VCC_HV由二极管D4负极引出。

作为优选，所述三极管Q2、三极管Q3均为PNP型三极管。

本实用新型的有益效果：本实用新型电路结构简单、所用器件少，电路可靠性高，能够良好实现电机控制器的主动泄压。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的主动泄放电路的电路原理图。

图2为本实用新型实施例二的主动泄放电路的电路原理图。

图3为本实用新型电源VCC_HV产生电路的电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

泄放回路是指在断开直流侧高压后，由于支撑电容C容值较大，会残存较多的高压能量，利用高压MOS管控制泄放电阻，将支撑电容C中能量进行泄放。从电路中可以看出：电路中光耦器件原边输入信号默认悬空，副边MOS管门极信号默认状态来识别，MOS管门极为高电平则是默认开启泄放、MOS管门极为低电平则是默认泄放回路开路。

实施例1：

一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开启的情况，如图1所示，包括：电源VCC_HV产生电路、电阻R48、用于隔离高低压信号的光耦U1、电容C3、三极管Q5、电阻R47、电阻R39、MOS管M1、第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38以及支撑电容C；所述第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38以及支撑电容C依次串联组成泄放回路；所述光耦U1的阳极通过电阻R48与+5V电源连接，为光耦U1供电；所述光耦U1的阴极与电机控制器输出的泄压信号连接，接收泄压信号；所述光耦U1的VCC端与光耦U1的Vout端、电容C3第一端以及三极管Q5的发射极连接并与电源VCC_HV连接；所述光耦U1的GND端与电阻R47第一端、三极管Q5的基极连接；三极管Q5的集电极与电阻R39第一端、MOS管M1栅极连接；MOS管M1漏极通过第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38与支撑电容C第一端连接；MOS管M1源极与支撑电容C第二端、电阻R39第二端、电容C3第二端以及电阻R47第二端连接。

电源VCC_HV产生电路，如图3所示，包括：三极管Q2、三极管Q3、电阻R41-电阻R45、稳压管D3、二极管D4、电容C1以及电容C2；所述三极管Q3发射极与第一电源端DC+、电阻R45第一端连接，三极管Q3基极与电阻R45第二端、三极管Q2发射极连接，三极管Q2基极与三极管Q3集电极、电阻R41第一端连接，电阻R41第二端依次与电阻R42、电阻R43、电阻R44串联后与三极管Q2集电极、稳压管D3负极、二极管D4正极连接，二极管D4负极与电容C1第一端、电容C2第一端连接，稳压管D3正极与电容C1第二端、电容C2第二端以及第二电源端DC-连接；电源VCC_HV由二极管D4负极引出。

电源VCC_HV产生电路中，利用两个PNP三极管构建简易LDO电路，其中三极管Q2选择为耐高压三极管，电路中电压差全靠三极管Q2吸收，由其转换成热量；输出的VCC_HC电压值由稳压管D3和二极管D4管压降决定。当DC+与DC-之间加入高压、存在压差时三极管Q2管先导通，继而拉低三极管Q3门极将三极管Q3导通，当两个管子状态稳定后由三极管Q2的CE极承受大部分压差，从而构建简易LDO电路。

实施例1适用于泄放回路默认开启的情况，由低压控制端，即光耦器件的1、3管脚，控制选择不开启主动泄放功能，优点在于可以保证控制信号异常时不会发生触电风险。

实施例2：

一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开路的情况，如图2所示，包括：电源VCC_HV产生电路、电阻R48’、用于隔离高低压信号的光耦U1’、电容C3’、三极管Q5’、电阻R47’、电阻R39’、电阻R270’、MOS管M1’、第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’以及支撑电容C’；所述第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’以及支撑电容C’依次串联组成泄放回路；所述光耦U1’的阳极通过电阻R48’与+5V电源连接，为光耦U1’供电；所述光耦U1’的阴极与电机控制器输出的泄压信号连接，接收泄压信号；所述光耦U1’的VCC端与电容C3’第一端、三极管Q5’的发射极连接并与电源VCC_HV连接；所述光耦U1的Vout端与电阻R270’第一端连接，所述光耦U1’的VCC端与电容C3’第一端、电阻R270’第二端、三极管Q5’的发射极连接并与电源VCC_HV连接；所述光耦U1’的GND端与电阻R47’第一端、三极管Q5’的基极连接；三极管Q5’的集电极与电阻R39’第一端、MOS管M1’栅极连接；MOS管M1’漏极通过第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’与支撑电容C’第一端连接；MOS管M1’源极与支撑电容C’第二端、电阻R39’第二端、电容C3’第二端以及电阻R47’第二端连接。电源VCC_HV产生电路与实施例1一样。

实施例2适用于泄放回路默认开路的情况，由低压控制端，即光耦器件的1、3管脚，控制选择开启主动泄放功能，优点在于能够避免部分功能调试或者整车接触器未断开时容易引发泄放回路一直工作导致器件损坏的问题。

需要说明的是，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商品或者系统不仅包括那些要素，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商品或者系统所固有的要素。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商品或者系统中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开启的情况，其特征在于，包括：

电源VCC_HV产生电路、电阻R48、用于隔离高低压信号的光耦U1、电容C3、三极管Q5、电阻R47、电阻R39、MOS管M1、第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38以及支撑电容C；

所述第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38以及支撑电容C依次串联组成泄放回路；

所述光耦U1的阳极通过电阻R48与+5V电源连接，为光耦U1供电；

所述光耦U1的阴极与电机控制器输出的泄压信号连接，接收泄压信号；

所述光耦U1的VCC端与光耦U1的Vout端、电容C3第一端以及三极管Q5的发射极连接并与电源VCC_HV连接；

所述光耦U1的GND端与电阻R47第一端、三极管Q5的基极连接；

三极管Q5的集电极与电阻R39第一端、MOS管M1栅极连接；

MOS管M1漏极通过第一泄放电阻R37、第二泄放电阻R38与支撑电容C第一端连接；

MOS管M1源极与支撑电容C第二端、电阻R39第二端、电容C3第二端以及电阻R47第二端连接。

2.根据权利要求1所述一种电机控制器主动泄放电路，其特征在于，所述电源VCC_HV产生电路包括：三极管Q2、三极管Q3、电阻R41～电阻R45、稳压管D3、二极管D4、电容C1以及电容C2；

所述三极管Q3发射极与第一电源端DC+、电阻R45第一端连接，三极管Q3基极与电阻R45第二端、三极管Q2发射极连接，三极管Q2基极与三极管Q3集电极、电阻R41第一端连接，电阻R41第二端依次与电阻R42、电阻R43、电阻R44串联后与三极管Q2集电极、稳压管D3负极、二极管D4正极连接，二极管D4负极与电容C1第一端、电容C2第一端连接，稳压管D3正极与电容C1第二端、电容C2第二端以及第二电源端DC-连接；

电源VCC_HV由二极管D4负极引出。

3.根据权利要求2所述一种电机控制器主动泄放电路，其特征在于，所述三极管Q2、三极管Q3均为PNP型三极管。

4.一种电机控制器主动泄放电路，适用于泄放回路默认开路的情况，其特征在于，包括：

电源VCC_HV产生电路、电阻R48’、用于隔离高低压信号的光耦U1’、电容C3’、三极管Q5’、电阻R47’、电阻R39’、电阻R270、MOS管M1’、第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’以及支撑电容C’；

所述第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’以及支撑电容C’依次串联组成泄放回路；

所述光耦U1’的阳极通过电阻R48’与+5V电源连接，为光耦U1’供电；

所述光耦U1’的阴极与电机控制器输出的泄压信号连接，接收泄压信号；

所述光耦U1’的VCC端与电容C3’第一端、三极管Q5’的发射极连接并与电源VCC_HV连接；

所述光耦U1’的Vout端与电阻R270’第一端连接，

所述光耦U1’的VCC端与电容C3’第一端、电阻R270’第二端、三极管Q5’的发射极连接并与电源VCC_HV连接；

所述光耦U1’的GND端与电阻R47’第一端、三极管Q5’的基极连接；

三极管Q5’的集电极与电阻R39’第一端、MOS管M1’栅极连接；

MOS管M1’漏极通过第一泄放电阻R37’、第二泄放电阻R38’与支撑电容C’第一端连接；

MOS管M1’源极与支撑电容C’第二端、电阻R39’第二端、电容C3’第二端以及电阻R47’第二端连接。

5.根据权利要求4所述一种电机控制器主动泄放电路，其特征在于，所述电源VCC_HV产生电路包括：三极管Q2、三极管Q3、电阻R41-电阻R45、稳压管D3、二极管D4、电容C1以及电容C2；

所述三极管Q3发射极与第一电源端DC+、电阻R45第一端连接，三极管Q3基极与电阻R45第二端、三极管Q2发射极连接，三极管Q2基极与三极管Q3集电极、电阻R41第一端连接，电阻R41第二端依次与电阻R42、电阻R43、电阻R44串联后与三极管Q2集电极、稳压管D3负极、二极管D4正极连接，二极管D4负极与电容C1第一端、电容C2第一端连接，稳压管D3正极与电容C1第二端、电容C2第二端以及第二电源端DC-连接；

电源VCC_HV由二极管D4负极引出。

6.根据权利要求5所述一种电机控制器主动泄放电路，其特征在于，所述三极管Q2、三极管Q3均为PNP型三极管。