CN213600837U - 基于负极的继电器检测电路及检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种基于负极的继电器检测电路及检测装置，包括第一电源、第二电源、正极继电器、负极继电器、第一二极管、第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻、第四检测电阻和第五检测电阻；当所述第一检测电阻和所述第三检测电阻之间的第一采样点的电压等于所述第二检测电阻和所述第四检测电阻之间的第二采样点的电压时，确定所述负极继电器断开；当所述第一采样点的电压大于所述第二采样点的电压时，确定所述负极继电器闭合或粘连。通过检测负极继电器的不同状态，有效排除了检测过程中的异常情况，大大降低了无法检测继电器故障而造成的安全隐患。

Description

基于负极的继电器检测电路及检测装置

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，特别是一种基于负极的继电器检测电路及检测装置。

背景技术

随着技术的发展，继电器被广泛应用于汽车的电池等相关设备中，继电器常常因为负载电流过大、吸合电压不稳定、大负载分断等，出现继电器粘连现象，危及车辆安全，所以对继电器的状态进行检测十分重要。

现有技术一般是通过测量低压线圈电压来进行判断，但这种方法并不能准确反映继电器当前的状态，常常出现错误判断，造成安全隐患。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供了一种基于负极的继电器检测电路及检测装置，可以准确反映负极继电器当前的状态，大幅降低安全隐患。

本申请实施例第一方面提供了基于负极的继电器检测电路，包括第一电源、第二电源、正极继电器、负极继电器、第一二极管、第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻、第四检测电阻和第五检测电阻；

所述第一电源的正极与所述第一检测电阻的第一端、所述第二检测电阻的第一端以及所述正极继电器的第一端连接，所述第一检测电阻的第二端与所述第三检测电阻的第一端连接，所述第三检测电阻的第二端与所述第一电源的负极、所述第四检测电阻的第一端以及所述负极继电器的第一端连接，所述第四检测电阻的第二端与所述第二检测电阻的第二端以及所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第五检测电阻的第一端连接，所述第五检测电阻的第二端与所述负极继电器的第二端以及所述第二电源的负极连接，所述第二电源的正极与所述正极继电器的第二端连接；

当所述第一检测电阻和所述第三检测电阻之间的第一采样点的电压等于所述第二检测电阻和所述第四检测电阻之间的第二采样点的电压时，确定所述负极继电器断开；当所述第一采样点的电压大于所述第二采样点的电压时，确定所述负极继电器闭合或粘连。

在一个实施例中，所述第一检测电阻与所述第三检测电阻的比值等于所述第二检测电阻与所述第四检测电阻的比值。

在一个实施例中，所述继电器检测电路还包括驱动信号检测单元、所述驱动信号检测单元连接所述负极继电器的两端，用于检测所述负极继电器是否存在驱动信号。

在一个实施例中，所述继电器检测电路还包括故障判断单元，所述故障判断单元与所述驱动信号检测单元连接，所述故障判断单元根据所述第一采样点和所述第二采样点的电压关系、所述负极继电器是否存在驱动信号判断所述负极继电器是否出现故障。

在一个实施例中，所述继电器检测电路还包括故障提示单元，所述故障提示单元连接所述故障判断单元，当判断出现故障时，所述故障提示单元发出提示。

在一个实施例中，所述继电器检测电路还包括安全电路，所述安全电路用于限制所述第一采样点和所述第二采样点的电压大小。

在一个实施例中，所述安全电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极连接所述第一电源的负极，所述稳压二极管的负极连接所述第一检测电阻的第一端或所述第二检测电阻的第一端。

在一个实施例中，所述安全电路包括供电电源和第二二极管，所述供电电源连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第一检测电阻的第一端或所述第二检测电阻的第一端。

在一个实施例中，所述安全电路还包括第三二极管，所述第三二极管的正极连接所述第一电源的负极，所述第三二极管的负极连接所述第二二极管的正极。

本申请实施例第二方面提供了一种检测装置，所述检测装置包括如本申请实施例第一方面所描述的继电器检测电路。

上述基于负极的继电器检测电路及检测装置，包括第一电源、第二电源、正极继电器、负极继电器、第一二极管、第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻、第四检测电阻和第五检测电阻，当所述第一检测电阻和所述第三检测电阻之间的第一采样点的电压等于所述第二检测电阻和所述第四检测电阻之间的第二采样点的电压时，确定所述负极继电器断开；当所述第一采样点的电压大于所述第二采样点的电压时，确定所述负极继电器闭合或粘连。通过检测负极继电器的不同状态，有效排除了检测过程中的异常情况，大大降低了无法检测继电器故障而造成的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种基于负极的继电器检测电路的结构示意图；

图2为本申请实施例中另一种基于负极的继电器检测电路的结构示意图；

图3为本申请实施例中基于图1、图2的一种安全电路的结构示意图；

图4为本申请实施例中基于图1、图2的另一种安全电路的结构示意图；

图5为本申请实施例中基于图4的另一种安全电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，也不是表示元器件的类型不同。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需要说明的是，继电器闭合意味着继电器导通，在表现上可认为通过导线直接连通；继电器粘连也意味着触点间已经接合(意味着可以有电流流过)，但电阻可能较大。继电器闭合和继电器粘连的最大区别在于继电器是否会响应断开继电器指令，有效的切断继电器。本申请的应用场景涉及动力电池和车载充电器(On Board Charger，OBC)输出之间的继电器；蓄电池和OBC (DC/DC)输出之间的继电器；电池和整车控制器之间的继电器；电池与快充接口之间的继电器；停车距离控制系统(Parking Distance Control，PDC) 和加热器之间的继电器；集成式电机控制和DC/DC输入之间的继电器以及蓄电池馈电等。在电动汽车领域，有时候也需要使用负极继电器进行主要控制，这时正极继电器常闭。

下面结合图1对本申请实施例中一种基于负极的继电器检测电路作详细说明，图1为本申请实施例中一种基于负极的继电器检测电路的结构示意图，包括第一电源DC1、第二电源DC2、正极继电器K1、负极继电器K2、第一二极管D1、第一检测电阻R1、第二检测电阻R2、第三检测电阻R3、第四检测电阻R4、第五检测电阻R5。

上述第一电源DC1的正极连接上述第一检测电阻R1的第一端、上述第二检测电阻R2的第一端以及上述正极继电器K1的第一端，上述第一检测电阻R1 的第二端连接上述第三检测电阻R3的第一端，上述第三检测电阻R3的第二端连接上述第一电源DC1负极，上述第二检测电阻R2的第二端连接上述第四检测电阻R4的第一端、上述第一二极管D1的正极，上述第四检测电阻R4的第二端连接上述负极继电器K2的第一端、上述第一电源DC1负极，上述第一二极管D1的负极连接上述第五检测电阻R5的第一端，上述第五检测电阻R5的第二端连接上述第二电源DC2的负极、上述负极继电器K2的第二端，上述正极继电器K1的第二端连接上述第二电源DC2的正极。

当上述第一检测电阻R1和上述第三检测电阻R3之间的第一采样点 AD-SMP1的电压等于上述第二检测电阻R2和上述第四检测电阻R4之间的第二采样点AD-SMP2的电压时，确定上述负极继电器K2断开；当上述第一采样点AD-SMP1的电压大于上述第二采样点AD-SMP2的电压时，确定上述负极继电器K2闭合或粘连。

其中，第一检测电阻R1与第三检测电阻R3串联，第一采样点AD-SMP1位于第一检测电阻R1和第三检测电阻R3之间，第二检测电阻R2和第四检测电阻 R4串联，第二采样点AD-SMP2位于第二检测电阻R2和第四检测电阻R4之间，串联后的第一检测电阻R1、第三检测电阻R3和串联后的第二检测电阻R2、第四检测电阻R4并联，上述第一检测电阻R1与上述第三检测电阻R3的比值等于上述第二检测电阻R2与上述第四检测电阻R4的比值。因为比值相同，所以当负极继电器K2处于断开状态时，此时第一二极管D1不导通，第一采样点 AD-SMP1的电压等于第二采样点AD-SMP2的电压；当负极继电器K2处于闭合状态时，此时第一二极管D1导通，第四检测电阻R4与第五检测电阻R5并联，并联后的电阻值与第二检测电阻R2之比小于第三检测电阻R3与第一检测电阻 R1之比，此时第一采样点AD-SMP1的电压大于第二采样点AD-SMP2的电压。

当需要确定负极继电器K2的状态时，只需要测量第一采样点AD-SMP1的电压和第二采样点AD-SMP2的电压并比较其大小关系，就能够确定上述负极继电器K2是否处于断开状态，另外在某些异常状况下，如正极继电器K1闭合、负极继电器K2断开时，如果没有第一二极管D1，那此时第二电源DC2的内部电阻就和第五检测电阻R5串联后再与第二检测电阻R2并联，这会导致检测错误，形成错误判断，加入第一二极管D1之后，出现异常状况时由于第一二极管D1反向不导通，所以不会出现检测错误，这大大降低了检测继电器状态错误导致的安全隐患。

下面结合图2对本申请实施例中另一种基于负极的继电器检测电路作详细说明，图2为本申请实施例中另一种基于负极的继电器检测电路的结构示意图，在图1的基础上增加了驱动信号检测单元210、故障判断单元220。图1中已经说明的电路结构在此不再赘述。

其中，上述驱动信号检测单元210可以连接在上述负极继电器K2的两端，用于检测上述负极继电器K2是否存在驱动信号。当上述继电器检测电路中有电流通过时，驱动信号检测单元210可以检测到负极继电器K2存在驱动信号；当上述继电器检测电路中没有电流通过时，驱动信号检测单元210可以检测到上述负极继电器K2中不存在驱动信号。

其中，上述故障判断单元可以是车载电脑(Elecmal Control Unit，ECU) 的一部分，ECU电子控制单元在汽车中也许有好几个，每个管理不同的功能；而每个ECU电子控制单元之间又有信息交换。虽然在整车上的控制系统越来越复杂，但它仍然必须具备最基本的结构—微处理器(CPU)、存储器(ROM、 RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路。在发动机电子燃油喷射系统中有一个形似方盒子的控制元件就是ECU。元件周围有许多细密的插槽，用来连接众多的输入输出电路，它和其他电子控制元件一起组成了汽车的大脑神经中枢系统，随时监控着输入的各种数据 (比如刹车、换挡等)和汽车运行的各种状态(加速、打滑、油耗等)，并按照预先设计的程序计算各种传感器送来的信息，经过处理以后，把各个参数发送给各相关的执行机构，执行各种预定的控制功能。

上述故障判断单元220与上述驱动信号检测单元210连接，需要说明的是，此处的连接表示逻辑上的连接关系，在实际连接中，上述故障判断单元220还应当同时连接上述第一采样点AD-SMP1和上述第二采样点AD-SMP2，用于根据上述第一采样点AD-SMP1、上述第二采样点AD-SMP2的电压关系以及上述负极继电器K2是否存在驱动信号判断上述负极继电器K2是否出现故障。具体的，故障可以分为负极继电器异常断开和负极继电器粘连两种，上述故障判断单元220可以同时获取上述第一采样点AD-SMP1和上述第二采样点AD-SMP2的电压关系、上述负极继电器K2是否存在驱动信号这两类信息进行判断：当第一采样点AD-SMP1的电压等于第二采样点AD-SMP2的电压时，如果有继电器驱动信号，可以确定负极继电器K2异常断开，如果没有继电器驱动信号，则认为是正常情况；当第一采样点AD-SMP1的电压大于第二采样点 AD-SMP2的电压时，如果有继电器驱动信号，可以判断负极继电器K2正常，如果没有继电器驱动信号，可以判断负极继电器K2已经粘连。

通过增加驱动信号检测单元210和故障判断单元220，可以更加准确地确定负极继电器K2的状态，避免错误判断，大大降低了继电器故障导致的安全隐患。

可选的，继电器检测电路还包括故障提示单元230，上述故障提示单元230 连接上述故障判断单元220，当故障判断单元220判断出现故障时，向上述故障提示单元230发出指令，该指令使上述故障提示单元230发出提示。上述故障提示单元230可以包括警示灯、电声元件中的任一种或者其组合。

可选的，当上述故障提示单元为警示灯时，可以将警示灯亮起表示负极继电器中存在驱动信号，此时上述负极继电器处于工作状态，将警示灯关闭表示负极继电器中不存在驱动信号，此时上述负极继电器处于休眠状态，进一步的，当上述警示灯亮起时，若灯光颜色为绿色，则确定此时上述负极继电器处于正常状态，若灯光颜色为黄色，则确定上述负极继电器处于异常断开状态，若灯光颜色为红色，则确定上述负极继电器处于粘连状态。需要说明的是，上述实施例只是一种可能的实现方式，并不构成对本申请中故障提示单元的限定。

通过增加故障提示单元230，可以使用户了解到继电器产生了故障并及时进行修理，降低了因继电器故障导致安全事故的发生概率。

下面结合图3对本申请实施例中基于图1、图2的一种安全电路作详细说明，图3为本申请实施例中基于图1、图2的一种安全电路的结构示意图，其中，上述安全电路用于限制上述第一采样点和上述第二采样点的电压大小。

可选的，上述安全电路包括稳压二极管ZD，上述稳压二极管ZD的正极连接上述第一电源DC1的负极，上述稳压二极管ZD的负极连接上述第一检测电阻R1的第一端或上述第二检测电阻R2的第一端。稳压二极管ZD的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管类似，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而稳压二极管ZD两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了安全电路的功能。

通过一个稳压二极管充当安全电路，可以节省电路空间，并防止电压过大带来的安全隐患和检测结果出现错误。

可选的，上述安全电路可以包括供电电源VCC和第二二极管D2，如图4 所示，图4为本申请实施例中基于图1、图2的另一种安全电路的结构示意图，上述供电电源VCC连接上述第二二极管D2的负极，上述第二二极管D2的正极连接上述第一检测电阻R1的第一端或上述第二检测电阻R2的第一端，上述供电电源VCC可以提供一个预设阈值的保护电压，由于VCC与第二二极管D2的负极连接，所以上述第二二极管D2并不会导通，且外部电压未大于上述保护电压时，上述第二二极管D2也不会导通，当上述外部电压超过预设阈值的保护电压时，上述第二二极管D2导通，起到分压的作用，可以避免电压过高引起采样芯片损坏。

进一步的，上述安全电路还可以包括第三二极管D3，如图5所示，图5为本申请实施例中基于图4的另一种安全电路的结构示意图，上述第三二极管D3 的正极连接上述第一电源DC1的负极，所述第三二极管D3的负极连接所述第二二极管D2的正极，当所述第一电源反接时，上述第三二极管D3导通，并在反接后的外部电压大于预设阈值的保护电压时使上述第二二极管D2导通，可以在正接或反接时避免电压过高引起采样芯片损坏。

本申请实施例还提供了一种检测装置，包括上述申请实施例中的基于负极的继电器检测电路，在此不再赘述。

下面结合上述实施例对本申请实施例中的基于负极的继电器检测电路的工作原理做详细说明，对上述第一采样点AD-SMP1和上述第二采样点 AD-SMP2进行测量时，可以使用采样芯片进行采样，上述采样芯片可以自动获取上述第一采样点AD-SMP1和上述第二采样点AD-SMP2的电压并发送至故障判断单元，同时，驱动信号检测单元也会自动检测负极继电器是否存在驱动信号，并将检测结果定时或实时发送至故障判断单元，故障判断单元接收到上述第一采样点AD-SMP1和上述第二采样点AD-SMP2的电压关系、负极继电器中是否存在驱动信号信息之后进行计算分析，当第一采样点AD-SMP1 的电压等于第二采样点AD-SMP2的电压时，如果有继电器驱动信号，可以确定负极继电器K2异常断开，如果没有继电器驱动信号，则认为是正常情况；当第一采样点AD-SMP1的电压大于第二采样点AD-SMP2的电压时，如果有继电器驱动信号，可以判断负极继电器K2正常，如果没有继电器驱动信号，可以判断负极继电器K2已经粘连，当出现异常断开或粘连时，故障判断单元向故障提示单元发送警示指令，该警示指令可以使故障提示单元向用户发出警报，此外，上述第一采样点AD-SMP1和上述第二采样点AD-SMP2可以接入安全电路，避免因电压过高或反接引起采样芯片损坏。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质，可以有多种变型方案实现本申请。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本申请较佳可行的实施例而已，并非因此局限本申请的权利范围，凡运用本申请说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本申请的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种基于负极的继电器检测电路，其特征在于，包括第一电源、第二电源、正极继电器、负极继电器、第一二极管、第一检测电阻、第二检测电阻、第三检测电阻、第四检测电阻和第五检测电阻；

所述第一电源的正极与所述第一检测电阻的第一端、所述第二检测电阻的第一端以及所述正极继电器的第一端连接，所述第一检测电阻的第二端与所述第三检测电阻的第一端连接，所述第三检测电阻的第二端与所述第一电源的负极、所述第四检测电阻的第一端以及所述负极继电器的第一端连接，所述第四检测电阻的第二端与所述第二检测电阻的第二端以及所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第五检测电阻的第一端连接，所述第五检测电阻的第二端与所述负极继电器的第二端以及所述第二电源的负极连接，所述第二电源的正极与所述正极继电器的第二端连接；

当所述第一检测电阻和所述第三检测电阻之间的第一采样点的电压等于所述第二检测电阻和所述第四检测电阻之间的第二采样点的电压时，确定所述负极继电器断开；当所述第一采样点的电压大于所述第二采样点的电压时，确定所述负极继电器闭合或粘连。

2.根据权利要求1所述的继电器检测电路，其特征在于，所述第一检测电阻与所述第三检测电阻的比值等于所述第二检测电阻与所述第四检测电阻的比值。

3.根据权利要求1或2所述的继电器检测电路，其特征在于，所述继电器检测电路还包括驱动信号检测单元，所述驱动信号检测单元连接所述负极继电器的两端，用于检测所述负极继电器是否存在驱动信号。

4.根据权利要求3所述的继电器检测电路，其特征在于，所述继电器检测电路还包括故障判断单元，所述故障判断单元与所述驱动信号检测单元连接，所述故障判断单元根据所述第一采样点和所述第二采样点的电压关系、所述负极继电器是否存在驱动信号判断所述负极继电器是否出现故障。

5.根据权利要求4所述的继电器检测电路，其特征在于，所述继电器检测电路还包括故障提示单元，所述故障提示单元连接所述故障判断单元，当判断出现故障时，所述故障提示单元发出提示。

6.根据权利要求1所述的继电器检测电路，其特征在于，所述继电器检测电路还包括安全电路，所述安全电路用于限制所述第一采样点和所述第二采样点的电压大小。

7.根据权利要求6所述的继电器检测电路，其特征在于，所述安全电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极连接所述第一电源的负极，所述稳压二极管的负极连接所述第一检测电阻的第一端或所述第二检测电阻的第一端。

8.根据权利要求6所述的继电器检测电路，其特征在于，所述安全电路包括供电电源和第二二极管，所述供电电源连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第一检测电阻的第一端或所述第二检测电阻的第一端。

9.根据权利要求8所述的继电器检测电路，其特征在于，所述安全电路还包括第三二极管，所述第三二极管的正极连接所述第一电源的负极，所述第三二极管的负极连接所述第二二极管的正极。

10.一种检测装置，其特征在于，所述检测装置包括权利要求1至9任意一项所述的继电器检测电路。

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