CN213934123U - 主正继电器粘连状态检测电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主正继电器粘连状态检测电路和开关电源，所述主正继电器粘连状态检测电路包括第一检测支路和第二检测支路以及继电器驱动电路，所述第一检测支路和所述第二检测支路连接，所述继电器驱动电路连接于第一继电器两端，所述第一检测支路包括第一电阻、第二电阻、第一采样接口、第一正极接口和第一负极接口，所述第二检测支路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、所述第一继电器、第二继电器、第二采样接口、第二正极接口和第二负极接口；所述继电器驱动电路包括第六电阻，第七电阻，第八电阻，第二二极管，第一二极管和晶体管。本申请实施例所提供的检测电路采样点少，检测简单，而且可靠性强，元器件少，综合成本小。

Description

主正继电器粘连状态检测电路和开关电源

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种主正继电器粘连状态检测电路和开关电源。

背景技术

随着电动汽车的不断发展，继电器被广泛应用在车辆的通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中。在车载动力电池系统中，继电器通过控制动力电池系统与外部负载的连接，从而控制动力电池的充放电，若继电器粘连，将给电动汽车带来安全隐患，严重的将造成安全事故。因此，对于继电器的粘连检测非常重要。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种主正继电器粘连状态检测电路和开关电源，该电路实现简单，可靠性强，综合成本小。

第一方面，本实用新型实施例提供一种主正继电器粘连状态检测电路，包括用于获取第一继电器的第一采样电压的第一检测支路和用于获取第一继电器的第二采样电压的第二检测支路，所述第一检测支路和所述第二检测支路连接，所述第一检测支路包括第一电阻、第二电阻、第一采样接口、第一正极接口和第一负极接口，所述第二检测支路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一继电器、第二继电器、第二采样接口、第二正极接口和第二负极接口。其中，在所述第一检测支路中，所述第一正极接口和所述第一负极接口与第一直流模块相连，所述第一电阻的两端分别连接所述第一正极接口和所述第一采样接口，所述第二电阻的两端分别连接所述第一采样接口和所述第一负极接口。其中，在所述第二检测支路中，所述第二正极接口和所述第二负极接口与第二直流模块相连，所述第三电阻的一端与所述第一正极接口以及所述第一继电器的一端连接，所述第一继电器的另一端与所述第五电阻的一端以及所述第二正极接口连接，所述第五电阻的另一端与所述第二采样接口、所述第三电阻的另一端以及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一负极接口以及所述第二继电器的一端连接，所述第二继电器的另一端与所述第二负极接口连接。

在一个实施例中，所述主正继电器粘连状态检测电路还包括继电器驱动电路，所述继电器驱动电路连接于所述第一继电器两端，用于控制所述第一继电器的导通和关断。

在一个实施例中，所述继电器驱动电路包括第一驱动支路和第二驱动支路，所述第一驱动支路和所述第二驱动支路连接。

在一个实施例中，所述第一驱动支路包括第六电阻、第八电阻和晶体管，所述第八电阻的两端分别连接所述晶体管的基极和发射极，所述第六电阻的两端分别连接所述晶体管的基极和控制信号，所述晶体管的发射极直接接地。

在一个实施例中，所述第二驱动支路包括第七电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述第七电阻串联后与所述第二二极管以及所述第一继电器并联，且并联后的两端分别连接电源正极和所述晶体管的集电极。

在一个实施例中，所述第一二极管为发光二极管。通过所述第一二极管的亮灭来检测所述第一继电器的理论状态。

在一个实施例中，所述检测电路还包括故障判断单元，所述故障判断单元分别与所述第一采样接口和所述第二采样接口连接，所述故障判断单元还与所述继电器驱动电路的控制端连接，所述故障判断单元用于根据所述第一继电器的理论状态以及根据所述第一采样电压和所述第二采样电压确定的所述第一继电器的实际状态，来判断所述第一继电器是否有故障。

在一个实施例中，所述检测电路还包括故障提示单元，所述故障提示单元与所述故障判断单元连接，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，所述第一继电器的故障种类包括无法吸合和粘死。

第二方面，本实用新型实施例提供一种开关电源，包括本实用新型实施例第一方面公开的主正继电器粘连状态检测电路。

可以看出，在本申请实施例中，主正继电器粘连状态检测电路包括第一检测支路和第二检测支路以及继电器驱动电路，所述第一检测支路和所述第二检测支路连接，所述继电器驱动电路连接于第一继电器两端，所述第一检测支路包括第一电阻、第二电阻、第一采样接口、第一正极接口和第一负极接口，所述第二检测支路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、所述第一继电器、第二继电器、第二采样接口、第二正极接口和第二负极接口；所述继电器驱动电路包括第六电阻，第七电阻，第八电阻，第一二极管，第二二极管和晶体管。本申请实施例所提供的检测电路采样点少，检测简单，而且可靠性强，元器件少，综合成本小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或背景技术中所涉及到的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例提供的一种主正继电器粘连状态检测电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种主正继电器粘连状态检测电路的继电器驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型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。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实用新型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。

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细介绍。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种主正继电器粘连状态检测电路100的结构示意图，包括用于获取第一继电器的第一采样电压的第一检测支路101和用于获取第一继电器的第二采样电压的第二检测支路102，所述第一检测支路101和所述第二检测支路102连接，所述第一检测支路101包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一采样接口AD1、第一正极接口DC1+和第一负极接口DC1-，所述第二检测支路102包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一继电器K1、第二继电器K2、第二采样接口AD2、第二正极接口DC2+和第二负极接口DC2-。

在所述第一检测支路101中，所述第一正极接口DC1+和所述第一负极接口DC1-与第一直流模块DC1相连，所述第一电阻的两端分别连接所述第一正极接口DC1+和所述第一采样接口AD1，所述第二电阻R2的两端分别连接所述第一采样接口AD1和所述第一负极接口DC1-。

在所述第二检测支路102中，所述第二正极接口DC2+和所述第二负极接口DC2-与第二直流模块DC2相连，所述第三电阻R3的一端与所述第一正极接口DC1+以及所述第一继电器K1的一端连接，所述第一继电器K1的另一端与所述第五电阻R5的一端以及所述第二正极接口DC2+连接，所述第五电阻 R5的另一端与所述第二采样接口AD2、所述第三电阻R3的另一端以及所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第一负极接口DC1- 以及所述第二继电器K2的一端连接，所述第二继电器K2的另一端与所述第二负极接口DC2-连接。

可以看出，本申请实施例提供的主正继电器粘连状态检测电路不仅采样点少，检测简单，而且可靠性强，元器件少，综合成本小。

在一个可能的示例中，所述主正继电器粘连状态检测电路100还包括继电器驱动电路，如图2所示，图2为继电器驱动电路的结构示意图，所述继电器驱动电路连接于所述第一继电器K1两端，用于控制所述第一继电器K1的导通和关断。

所述继电器驱动电路包括第一驱动支路1031和第二驱动支路1032，所述第一驱动支路1031和所述第二驱动支路1032连接，其中，所述第一驱动支路包括第六电阻、第八电阻和晶体管，所述第八电阻R8的两端分别连接所述晶体管T的基极和发射极，所述第六电阻R6的两端分别连接所述晶体管T的基极和控制信号，所述晶体管T的发射极直接接地。所述第二驱动支路包括第七电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管VD1与所述第七电阻R7串联后与所述第二二极管VD2以及所述第一继电器K1并联，且并联后的两端分别连接电源正极V_C和所述晶体管T的集电极。其中，上述第一二极管为发光二极管，第二二极管可以为任意二极管，此处不作具体限定。

一般的，继电器线圈需要大概50mA左右的电流才能使其闭合，而一般集成电路无法提供这么大的电流，因而需要驱动电路进行驱动。继电器驱动电路原理如下：当施加高电平控制信号时，晶体管T导通，集电极被拉至低电平，第一二极管VD1导通，继电器K1闭合，当施加低电平控制信号时，晶体管T 截止，第一二极管VD1不导通，继电器K1断开。因此，可以通过第一二极管 VD1的亮灭来检测继电器K1的实际状态。

其中，第六电阻R6用于限流，降低晶体管T的功耗，第八电阻R8用于使晶体管T可靠截止，第二二极管VD2用于反向续流，抑制浪涌，当晶体管T 由导通变为截止时，继电器线圈将会产生很高的自感电动势与电源电压V_C一起叠加在晶体管T的发射极和集电极之间，会击穿晶体管T，第二二极管VD2 可将继电器线圈的自感电动势箝位于第二二极管VD2的正向导通电压(硅管 0.7V，锗管0.2V)，从而避免击穿晶体管T。

其中，继电器的驱动电路也可以选用集成电路如NE555或其他电路来实现，本申请选用晶体管进行驱动只作为一种较优的选择，因为晶体管等相关器件易于获取，成本低，并且在出现故障时，容易排查。

检测第一继电器粘连状态的步骤如下：

S301、检测第一采样接口的第一采样电压U_AD1；

S302、检测第二采样接口的第二采样电压U_AD2；

S303、根据第一采样电压U_AD1和第二采样电压U_AD2确定第一继电器的实际状态；

S304、根据第一二极管的状态确定第一继电器的理论状态；

S305、根据第一继电器的理论状态和实际状态，判断第一继电器是否有故障。

其中，在判断第一继电器K1有故障后，发出故障报警，并根据故障报警信息，确定故障种类，故障种类包括无法吸合和粘死。

可选的，所述检测电路还包括故障判断单元，所述故障判断单元分别与所述第一采样接口和所述第二采样接口连接，所述故障判断单元还与所述继电器驱动电路的控制端连接，所述故障判断单元用于根据所述第一继电器的理论状态以及根据所述第一采样电压和所述第二采样电压确定的所述第一继电器的实际状态，来判断所述第一继电器是否有故障。

其中，所述第一检测支路的第一采样电压通过所述第一采样接口发送至所述故障判断单元，所述第二检测支路的第二采样电压通过所述第二采样接口也发送至所述故障判断单元；所述故障判断单元还向所述继电器驱动电路的控制端发出驱动信号；以便所述故障判断单元根据所述第一继电器的实际状态和所述第一继电器的理论状态，来判断所述第一继电器是否有故障。

其中，所述故障判断单元可以是MCU等。

进一步地，所述检测电路还包括故障提示单元，所述故障提示单元与所述故障判断单元连接，当判断出现故障时，所述故障提示单元发出提示。如可以是发出报警提示音等，或者发出特定颜色的光等。本方案对此不做具体限定。

具体的，可由以下公式(1)和(2)判断第一继电器的实际状态：

若第一采样电压U_AD1和第二采样电压U_AD2满足式(1)，则第一继电器K1 为断开状态，若此时第一二极管VD1发光，则第一继电器K1两端有驱动信号，第一继电器K1应该闭合，但是没有闭合，说明第一继电器K1无法吸合。

若第一采样电压U_AD1和第二采样电压U_AD2满足式(2)，则第一继电器K1 为闭合状态，若此时第一二极管VD1不发光，则第一继电器K1两端没有驱动信号，第一继电器K1应该断开，但是没有断开，说明第一继电器K1粘死。

需要说明的是，上述检测获得的第一采样电压U_AD1和第二采样电压U_AD2允许有一定误差，采样误差在±0.1V以内。

需要说明的是，本实施例的主正继电器粘连检测电路可以应用于电动汽车、电动自行车等工具中。

在一个可能的示例中，本实用新型实施例提供一种开关电源，开关电源包括上述任一实用新型实施例提供的主正继电器粘连状态检测电路。

需要说明的是，对于前述的各实用新型实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本实用新型并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本实用新型，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本实用新型所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，包括用于获取第一继电器的第一采样电压的第一检测支路和用于获取第一继电器的第二采样电压的第二检测支路，所述第一检测支路和所述第二检测支路连接，所述第一检测支路包括第一电阻、第二电阻、第一采样接口、第一正极接口和第一负极接口，所述第二检测支路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一继电器、第二继电器、第二采样接口、第二正极接口和第二负极接口；

在所述第一检测支路中，所述第一正极接口和所述第一负极接口与第一直流模块相连，所述第一电阻的两端分别连接所述第一正极接口和所述第一采样接口，所述第二电阻的两端分别连接所述第一采样接口和所述第一负极接口；

在所述第二检测支路中，所述第二正极接口和所述第二负极接口与第二直流模块相连，所述第三电阻的一端与所述第一正极接口以及所述第一继电器的一端连接，所述第一继电器的另一端与所述第五电阻的一端以及所述第二正极接口连接，所述第五电阻的另一端与所述第二采样接口、所述第三电阻的另一端以及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一负极接口以及所述第二继电器的一端连接，所述第二继电器的另一端与所述第二负极接口连接。

2.根据权利要求1所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述主正继电器粘连状态检测电路还包括继电器驱动电路，所述继电器驱动电路连接于所述第一继电器两端，用于控制所述第一继电器的导通和关断。

3.根据权利要求2所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述继电器驱动电路包括第一驱动支路和第二驱动支路，所述第一驱动支路和所述第二驱动支路连接。

4.根据权利要求3所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述第一驱动支路包括第六电阻、第八电阻和晶体管，所述第八电阻的两端分别连接所述晶体管的基极和发射极，所述第六电阻的两端分别连接所述晶体管的基极和控制信号，所述晶体管的发射极直接接地。

5.根据权利要求4所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述第二驱动支路包括第七电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述第七电阻串联后与所述第二二极管以及所述第一继电器并联，且并联后的两端分别连接电源正极和所述晶体管的集电极。

6.根据权利要求5所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述第一二极管为发光二极管，通过所述第一二极管的亮灭来检测所述第一继电器的理论状态。

7.根据权利要求6所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括故障判断单元，所述故障判断单元分别与所述第一采样接口和所述第二采样接口连接，所述故障判断单元还与所述继电器驱动电路的控制端连接，所述故障判断单元用于根据所述第一继电器的理论状态以及根据所述第一采样电压和所述第二采样电压确定的所述第一继电器的实际状态，来判断所述第一继电器是否有故障。

8.根据权利要求7所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括故障提示单元，所述故障提示单元与所述故障判断单元连接，当判断出现故障时，所述故障提示单元发出提示。

9.根据权利要求7或8所述的主正继电器粘连状态检测电路，其特征在于，所述第一继电器的故障种类包括无法吸合和粘死。

10.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1-9任一项所述的主正继电器粘连状态检测电路。

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