CN210468792U - 具有紧急主动短路和被动放电功能的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，包括：原边线圈电路，连接至电源，包括原边线圈；副边线圈电路，包括副边线圈，与原边线圈共轭相对，还包括第一三极管以及第二三极管，其中第二三极管的射极连接至副边线圈的异名端，第二三极管的基极连接至第一三极管的集电极；下IGBT开关电路，包括第三三极管，且第三三极管的基极连接至由原边线圈电路的上电状态决定的第一开关与第二开关，第三三极管的射极接地；上IGBT开关电路，包括第四三极管，且第四三极管的基极连接至由原边线圈电路的上电状态决定的第三开关与第四开关，第四三极管的射极连接至第三三极管的集电极；MOS管，源极、栅极和漏极分别对应连接至第二三极管的射极、集电极和基极。
Description
技术领域
本实用新型涉及IGBT驱动领域，具体涉及一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置。
背景技术
一般地，在车载电机控制器领域，考虑到电机控制器失效后的安全模式，要求电机控制器能够进入主动短路状态，区别于完全关断状态下由二极管组成的续流状态，这种工作状态有以下2个优点：
(1)在汽车行驶时，如果电机控制器发生故障，进入主动短路状态可以减小制动扭矩，避免车速突降，后车追尾；
(2)在汽车被以驱动轮拖行时，由于电机反转产生的能量，直接消耗在电机绕组和IGBT上，避免电能流向直流母线侧，从而产生高压损坏母线电容和功率开关等器件。
为了实现电机控制器能够控制电机进入主动短路状态，通常的设计实现方式为通过故障检测单元将故障收集到CPLD，再由CPLD发出控制器信号经由 IGBT驱动芯片实现主动短路的状态控制，然后这种实现方式存在以下问题：
(1)在低压系统失控的情况下，CPLD，IGBT驱动芯片等控制和执行单元不工作，无法进入主动短路状态；
(2)无法应对点火钥匙不启动前提下的驱动轮拖行工况，限制了汽车的使用范围。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，能够在紧急情况下实现主动短路。
为解决上述技术问题，以下提供了一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，包括：原边线圈电路，连接至电源，包括原边线圈；副边线圈电路，包括副边线圈，异名端与所述原边线圈的同名端相对，还包括第一三极管以及第二三极管，其中所述第二三极管的射极连接至所述副边线圈的异名端，所述第二三极管的基极连接至所述第一三极管的集电极；下IGBT开关电路，包括第三三极管，且所述第三三极管的基极连接至两个由所述原边线圈电路的上电状态决定的第一开关与第二开关，所述第三三极管的射极接地；上IGBT开关电路，包括第四三极管，且所述第四三极管的基极连接至两个由所述原边线圈电路的上电状态决定的第三开关与第四开关，且所述第四三极管的射极连接至所述第三三极管的集电极；MOS管，源极连接至所述第二三极管的射极，栅极连接至所述第二三极管的集电极，漏极连接至所述第三三极管的基极。
可选的，还包括：原边关断电压尖峰吸收电路，连接到所述原边线圈的两端，用于吸收所述原边线圈电路被关断时产生的电压尖峰。
可选的，所述原边关断电压尖峰吸收电路包括：第一二极管、第一电阻和第一电容，其中，所述第一电阻和第一电容首尾相接，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻连接至所述原边线圈的同名端，所述第一二极管的正极连接至所述原边线圈的异名端。
可选的，还包括一负载电阻，连接在所述第二三极管的源极与地之间，用于作为所述第二三极管被动放电的负载。
本实用新型提供一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，能够在紧急情况下实现主动短路，进一步的，还能通过一负载电阻实现被动放电，以应对导致低压侧掉电或失控等异常工况的供电，简单方便。
附图说明
图1为本实用新型一种具体实施方式中具有紧急主动短路和被动放电功能的装置的连接关系示意图。
图2为本实用新型一种具体实施方式中DCXP和DCXN的生成示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型一种具体实施方式中具有紧急主动短路和被动放电功能的装置的连接关系示意图。
在一种具体实施方式中，具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，包括：原边线圈电路，连接至电源，包括原边线圈；副边线圈电路，包括副边线圈，异名端与所述原边线圈的同名端相对，还包括第一三极管T1以及第二三极管 T2，其中所述第二三极管T2的射极连接至所述副边线圈的异名端，所述第二三极管T2的基极连接至所述第一三极管T1的集电极；下IGBT开关电路，包括第三三极管IGBT2，且所述第三三极管IGBT2的基极连接至两个由所述原边线圈电路的上电状态决定的第一开关与第二开关，所述第三三极管IGBT2 的射极接地；上IGBT开关电路，包括第四三极管IGBT1，且所述第四三极管 IGBT1的基极连接至两个由所述原边线圈电路的上电状态决定的第三开关与第四开关，且所述第四三极管IGBT1的射极连接至所述第三三极管IGBT2的集电极；MOS管Q2，源极连接至所述第二三极管T2的射极，栅极连接至所述第二三极管T2的集电极，漏极连接至所述第三三极管IGBT2的基极。
在一种具体实施方式中，所述原边线圈电路连接到的电源为高压电池，区别于低压电池提供的KL30。
在一种具体实施方式中，所述第一三极管T1和所述第二三极管T2均为 NPN型三极管。
在一种具体实施方式中，还包括：原边关断电压尖峰吸收电路，连接到所述原边线圈的两端，用于吸收所述原边线圈电路被关断时产生的电压尖峰。
在一种具体实施方式中，所述原边关断电压尖峰吸收电路包括：第一二极管、第一电阻和第一电容，其中，所述第一电阻和第一电容首尾相接，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻连接至所述原边线圈的同名端，所述第一二极管的正极连接至所述原边线圈的异名端。
在一种具体实施方式中，还包括一负载电阻，连接在所述第二三极管的源极与地之间，用于作为所述第二三极管被动放电的负载。
本实用新型提供一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，能够在紧急情况下实现主动短路，进一步的，还能通过一负载电阻实现被动放电，以应对导致低压侧掉电或失控等异常工况的供电，简单方便。
实施例1：
在新能源汽车电机控制器中，在电源对原边线圈电路正常供电时，上IGBT 开关电路和下IGBT开关电路均由所述原边线圈电路连接到电源时所产生的 DCXP和DCXN控制，其中，DC1P，DC1N和DC2P，DC2N分别为上下桥驱动供电的正负电源。在一种具体实施方式中，DC1P，DC1N和DC2P，DC2N 都由低压电源LV侧的供电通过推挽开关电源TR后产生，典型地，如图2所示，DCXP和DCXN均为电压标识。X为1时，表示为上桥IGBT1的供电， X为2时，表示为下桥IGBT2的供电。
在电源对原边线圈电路正常供电时，从高压取电的反激电源工作，在负载电阻R4上产生输出电压。在该具体实施方式中，所述反激电源包含由第一电阻R1、第一电容C1、第一阻抗Z1、第一二极管D1和第二二极管D2组成的控制供电电路，以及由第一电感L1、第一MOS管Q1、第三电阻R3、第四二极管D4、第三电容C3和负载电阻R4组成的原边线圈电路，还包括所述副边线圈电路，以及由第三二极管D3、第二电阻R2和第二电容C2构成的原边关断电压尖峰吸收电路，以及连接到所述反激电源的控制芯片IC1。
在DC2P有效的情况下，第一三极管T1饱和导通，第二三极管T2饱和导通，MOS管Q2的栅源极电压Vgs被所述第二三极管T2旁路，因此，MOS 管Q2此时处于断开状态，该MOS管Q2为供电的切换开关，当DC2P掉电时，通过一系列动作使得MOS管Q2导通，从高压电源取电的备用电源切入供电。
由于DCXN和DCXP正常情况下从低压电源取电，因此在发生电源故障或者逻辑故障、低压电源侧掉电时，导致DC2P掉电，随着DC2P电压下降，第一三极管T1关断，相应地，第二三极管T2关断，第二阻抗Z2、第七电阻 R7和第八电阻R8组成的回路对MOS管Q2的栅极所对应的电容充电，使得 MOS管Q2导通，从而将反激电源的输出供电加载到下IGBT开关电路中第三三极管IGBT2的栅极，使得第三三极管IGBT2导通，进入主动短路状态。
在一种具体实施方式中，副边线圈电路中的负载电阻R4也可以充当被动放电的负载，此时，有如下关系式：
其中，VR4为所述负载电阻R4两端的电压，tdis为所述MOS管Q2的栅极所对应的电容被允许的被动放电时间，η为反激电源的效率，CDC为母线电容容量，Uinit为所述MOS管Q2的栅极所对应的电容在被动放电前的初始电压， Uend为所述MOS管Q2的栅极所对应的电容被动放电时的目标电压。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，其特征在于，包括：
原边线圈电路，连接至电源，包括原边线圈；
副边线圈电路，包括副边线圈，异名端与所述原边线圈的同名端相对，还包括第一三极管以及第二三极管，其中所述第二三极管的射极连接至所述副边线圈的异名端，所述第二三极管的基极连接至所述第一三极管的集电极；
下IGBT开关电路，包括第三三极管，且所述第三三极管的基极连接至两个由所述原边线圈电路的上电状态决定的第一开关与第二开关，所述第三三极管的射极接地；
上IGBT开关电路，包括第四三极管，且所述第四三极管的基极连接至两个由所述原边线圈电路的上电状态决定的第三开关与第四开关，且所述第四三极管的射极连接至所述第三三极管的集电极；
MOS管，源极连接至所述第二三极管的射极，栅极连接至所述第二三极管的集电极，漏极连接至所述第三三极管的基极。
2.根据权利要求1所述的具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，其特征在于，还包括：
原边关断电压尖峰吸收电路，连接到所述原边线圈的两端，用于吸收所述原边线圈电路被关断时产生的电压尖峰。
3.根据权利要求2所述的具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，其特征在于，所述原边关断电压尖峰吸收电路包括：
第一二极管、第一电阻和第一电容，其中，所述第一电阻和第一电容首尾相接，所述第一二极管的负极通过所述第一电阻连接至所述原边线圈的同名端，所述第一二极管的正极连接至所述原边线圈的异名端。
4.根据权利要求1所述的具有紧急主动短路和被动放电功能的装置，其特征在于，还包括一负载电阻，连接在所述第二三极管的源极与地之间，用于作为所述第二三极管被动放电的负载。
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| CN201921476698.9U CN210468792U (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 具有紧急主动短路和被动放电功能的装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113734144A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-03 | 华人运通(江苏)技术有限公司 | 车辆的动力系统的模式控制方法、设备、系统和车辆 |
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