CN215803899U - 门锁电机控制电路 - Google Patents

Abstract

门锁电机控制电路包括：执行元件、微控制器和第一、第二、第三开关控制电路。微控制器有第一、第二、第三信号。第一、第二开关控制电路接收第一、第二信号控制第一、第二继电器的线圈得失电，进而实现第一、第二继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化。第三开关控制电路上连接有开关元器件、执行元件、第一继电器的常闭触点、第二继电器的常闭触点。第三信号输出、控制第三开关控制电路中的开关元器件开或关以控制其所在线路开或关。据此，因为第三开关控制电路上开关元器件处于未接通的状态，所以第一、第二继电器的触点及执行元件在接通的瞬间没有突变的电流，有利于避免继电器触点黏连而导致继电器烧毁进而导致门锁驱动电路失效。

Description

门锁电机控制电路

技术领域

本实用新型涉及汽车电子领域，特别涉及一种车身控制器。

背景技术

随着科技的发展，汽车的普及率越来越高，汽车安全也越发被人们关注。汽车门锁作为汽车的重要部件，直接关系到汽车行驶中乘客的安全，也是汽车的安全防盗装置。目前，主要流行的设计策略是使用低成本的门锁电机驱动方案，即采用继电器直接驱动门锁电机，如图1所示。

在继电器触点进行状态变化时，例如从常开到闭合时，在闭合的瞬间，触点两端即形成电流通路。门锁电机为感性负载，此种直驱方式存在当整车电池过压时，继电器在带电切换门锁电机时继电器触点拉弧严重。轻则损伤触点导致继电器操作寿命降低，重则继电器触点黏连从而发生继电器烧毁，最终导致整个门锁驱动电路失效。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题为：如何提供一种电路能够避免继电器在带电切换时触点拉弧严重，提高继电器的使用寿命，进而提高整个门锁驱动电路的操作寿命。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种门锁电机控制电路，其目的在于，避免继电器的触点端带电切换，提高继电器的使用寿命，提升整个门锁电机控制电路的寿命。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种门锁电机控制电路，包括：

执行元件；

微控制器，所述微控制器收发第一信号、第二信号和第三信号；

第一开关控制电路，所述第一开关控制电路通过接收第一信号控制第一继电器的线圈得电或失电，进而控制第一继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化；

第二开关控制电路，所述第二开关控制电路通过接收第二信号控制第二继电器的线圈得电或失电，进而控制第二继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化；

第三开关控制电路，所述第三开关控制电路上连接有开关元器件、执行元件、第一继电器的触点、第二继电器的触点，第三信号输出至第三开关控制电路、并控制第三开关控制电路中的开关元器件接通或断开，以控制开关元器件所在的线路开启或关闭。

优选地，所述第一开关控制电路包括：第一开关三极管，所述第一开关三极管为NPN型，第一开关三极管的基极通过第一电阻接收第一信号，第一开关三极管的发射极接地、通过第二电阻连接于第一电阻和第一开关三极管的基极之间，第一开关三极管的集电极连接第一继电器的线圈至工作电压。

优选地，在第一继电器的线圈的两端连接有第一续流二极管。

优选地，所述第二开关控制电路包括：第二开关三极管，所述第二开关三极管为NPN型，第二开关三极管的基极通过第三电阻接收第二信号，第二开关三极管的发射极接地、通过第四电阻连接于第三电阻和第二开关三极管的基极之间，第二开关三极管的集电极连接第二继电器的线圈至工作电压。

优选地，在第二继电器的线圈的两端连接有第二续流二极管。

优选地，第三开关控制电路中的开关元器件为第一MOS管，所述第一MOS管具有开关功能；

第一继电器的公共接线端连接执行元件的第一端，第一继电器触点中的常闭触点连接第一MOS管的漏极端，第一MOS管的源极端接地；

第一继电器触点中的常开触点连接工作电压；

第二继电器的公共接线端连接执行元件的第二端，第二继电器触点中的常闭触点连接第一MOS管的漏极端；

第二继电器触点中的常开触点连接工作电压。

优选地，所述执行元件为直流电机，其具有等效电感。

优选地，直流电机的第一端连接第三续流二极管再连接第二继电器触点中的常闭触点，第二继电器公共接线端连接直流电机的第二端；

直流电机的第二端连接第四续流二极管再连接第一继电器触点中的常闭触点，第一继电器的公共接线端连接直流电机的第一端。

优选地，第三开关控制电路中的开关元器件为第一MOS管，所述第一MOS管具有开关功能；所述第三信号通过第六电阻输出至第一MOS管的栅极端。

优选地，第三开关控制电路中的开关元器件为第一MOS管，所述第一MOS管具有短路诊断和过温保护功能，所述第一MOS管通过监控经过第一继电器、第二继电器、及第一MOS管的电路中的电流，从而提供短路诊断与过温保护；

所述微控制器还收发第四信号；

所述第四信号通过第五电阻连接第一MOS管的栅极端。

本实用新型提供了一种门锁电机控制电路，包括：执行元件；微控制器，所述微控制器收发第一信号、第二信号和第三信号；第一开关控制电路，所述第一开关控制电路通过接收第一信号控制第一继电器的线圈得电或失电，进而控制第一继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化；第二开关控制电路，所述第二开关控制电路通过接收第二信号控制第二继电器的线圈得电或失电，进而控制第二继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化；第三开关控制电路，所述第三开关控制电路上连接有开关元器件、执行元件、第一继电器的常闭触点、第二继电器的常闭触点，第三信号输出至第三开关控制电路、并控制第三开关控制电路中的开关元器件接通或断开，以控制开关元器件所在的线路开启或关闭。据此，本实用新型所达到的技术效果在于，在第一继电器或第二继电器的线圈得电或失电状态时，其相关触点连接方式改变时，触点、执行元件所在的电路，由于第三开关控制电路上开关元器件处于未接通的状态，触点处在接触的瞬间没有突变的电流，有利于避免继电器触点黏连而导致继电器烧毁进而导致门锁电机控制电路失效，提升门锁电机控制电路的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术的门锁电机控制电路的连接示意图。

图2为本实用新型的门锁电机控制电路的一实施例的连接示意图。

图3为本实用新型的门锁电机控制电路的又一实施例的连接示意图。

附图标记说明：

1 执行元件

11 执行元件的第一端

12 执行元件的第二端

2 微控制器

21 第一信号

22 第二信号

23 第三信号

24 第四信号

3 第一开关控制电路

31 第一继电器

32 第一继电器的线圈

33 第一继电器的触点

34 第一开关三极管

34b 第一开关三极管的基极

34e 第一开关三级管的发射极

34c 第一开关三级管的集电极

35 第一续流二极管

4 第二开关控制电路

41 第二继电器

42 第二继电器的线圈

43 第二继电器的触点

44 第二开关三极管

44b 第二开关三极管的基极

44e 第二开关三级管的发射极

44c 第二开关三极管的集电极

45 第二续流二极管

5 第三开关控制电路

51 开关元器件

511 第一MOS管的漏极端

512 第一MOS管的源极端

513 第一MOS管的栅极端

52 第一继电器触点中的常闭触点

53 第二继电器触点中的常闭触点

54 第一继电器触点中的常开触点

55 第二继电器触点中的常开触点

56 第一继电器的公共接线端

57 第二继电器的公共接线端

58 第三续流二极管

59 第四续流二极管

6 地

7 工作电压。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

参阅图2所示，本实用新型提供的门锁电机控制电路，包括：执行元件1。微控制器（Micro Controller Unit，MCU）2，微控制器2收发第一信号21、第二信号22和第三信号23。第一开关控制电路3，第一开关控制电路3通过接收第一信号21控制第一继电器31的线圈32得电或失电，控制第一继电器31的触点33连接方式在失电态与得电态之间变化。一般地，将继电器没有动作时的状态称为常态，也就是失电态。第二开关控制电路4，第二开关控制电路4通过接收第二信号22控制第二继电器41的线圈42得电或失电，进而控制第二继电器41的触点43连接方式在失电态与得电态之间变化。第三开关控制电路5，第三开关控制电路5上连接有开关元器件51、执行元件1、第一继电器的触点33、第二继电器的触点43，第三信号23输出至第三开关控制电路5、并控制第三开关控制电路中的开关元器件51接通或断开，以控制开关元器件51所在的线路开启或关闭。据此，在开关元器件51处于断开时，进行第一继电器31的触点33和/或第二继电器41的触点43的动作，此时，触点33和触点43都不处于地6到工作电压7的回路中，触点33和触点43中没有电流，或者更进一步的说，第一继电器的触点33中的闭合的触点和第二继电器的触点43中的闭合触点中没有电流，而未闭合的触点则本身不是通路也没有电流，从而避免了触点在带电流的状态下动作，避免了继电器触点33或43发生黏连烧毁继电器，继而避免了门锁电机控制电路失效。

参阅图2所示，第一开关控制电路3包括：第一开关三极管34，第一开关三极管34为NPN型，第一开关三极管的基极34b通过第一电阻R1接收第一信号21，第一开关三极管的发射极34e接地6、通过第二电阻R2连接于第一电阻R1和第一开关三极管的基极34b之间，第一开关三极管的集电极34c连接第一继电器的线圈32至工作电压7。据此，通过第一开关三极管34的接通或断开，来实现第一继电器的线圈32从地6至工作电压7的接通或断开。

参阅图2所示，在第一继电器的线圈32的两端连接有第一续流二极管35。第一续流二极管35的正极通过第一开关三极管的开关部分后接地6，第一续流二极管35的负极连接工作电压7。据此，由于第一继电器的线圈32是一个感性负载，在其关断时如果电流突变产生感应电动势，第一续流二极管35能够使得电流平缓变化，避免突变电流产生较高感应电动势对电路的其他元件产生损害。

参阅图2所示，第二开关控制电路4包括：第二开关三极管44，第二开关三极管44为NPN型，第二开关三极管的基极44b通过第三电阻R3接收第二信号22，第二开关三极管的发射极44e接地6、通过第四电阻R4连接于第三电阻R3和第二开关三极管的基极44b之间，第二开关三极管的集电极44c连接第二继电器的线圈42至工作电压7。据此，通过第二开关三极管44的接通或断开，来实现第二继电器的线圈42从地6至工作电压7的接通或断开。

参阅图2所示，在第二继电器的线圈42的两端连接有第二续流二极管45。第二续流二极管45的正极通过第二开关三极管的开关部分后接地6，第二续流二极管45的负极连接工作电压7。据此，由于第二继电器的线圈42是一个感性负载，在其关断时如果电流突变产生感应电动势，第二续流二极管45能够使得电流平缓变化，避免突变电流产生较高感应电动势对电路的其他元件产生损害。

参阅图2所示，第一续流二极管35和第二续流二极管45可以封装为一个半导体元器件，可以采用BAV70封装模式，第一续流二极管35的正极连接出成1号针脚，第二续流二极管45的正极连接出成2号针脚，第一续流二极管35的负极和第二续流二极管45的负极连接出成3号针脚。

参阅图2所示，第三开关控制电路5中的开关元器件51为第一MOS管，第一MOS管51具有开关功能。

第一继电器的公共接线端56连接执行元件的第一端11，第一继电器触点中的常闭触点52连接第一MOS管的漏极端511，第一MOS管的源极端512接地6。

第一继电器触点中的常开触点54连接工作电压7。

第二继电器的公共接线端57连接执行元件的第二端12，第二继电器触点中的常闭触点53连接第一MOS管的漏极端511。

第二继电器触点中的常开触点55连接工作电压7。

第一继电器的公共接线端56、第一继电器触点中的常闭触点52、第一继电器触点中的常开触点54形成一种单刀双掷开关的形式。其将常闭开关中的一端、常开开关中的一端连接在一起，而常闭开关、常开开关的另外一端则做成触点形式，能够动作后决定常闭开关或常开开关哪一个开关被接通。应当理解的是，其他实现常闭开关或常开开关动作后是否接通的触点形式也在本申请的保护范围内。类似地，也适用于第二继电器的情形。

参阅图2所示，执行元件1为直流电机，其具有等效电感。

参阅图2所示，直流电机的第一端11连接第三续流二极管58再连接第二继电器触点中的常闭触点53，第二继电器公共接线端57连接直流电机的第二端12。

直流电机的第二端12连接第四续流二极管59再连接第一继电器触点中的常闭触点52，第一继电器的公共接线端56连接直流电机的第一端11。

据此，第三续流二极管58和第四续流二极管59能在直流电机1正反转停止时进行续流保护。

参阅图2所示，第三开关控制电路5中的开关元器件51为第一MOS管，第一MOS管51具有开关功能。第三信号23通过第六电阻R6输出至第一MOS管的栅极端513。

参阅图3所示，第三开关控制电路5中的开关元器件51为第一MOS管，第一MOS管具有短路、过流的诊断和保护功能，第一MOS管用以诊断经过第一继电器、第二继电器触点地至电源的线路中是否存在短路、过温并提供短路、过温保护。微控制器2还收发第四信号24。第四信号24通过第五电阻R5连接第一MOS管的栅极端513。据此，能够对包含第一继电器、第二继电器触点33、43的电路是否存在短路进行诊断，防止电路损坏。

具体地，第一MOS管可以采用VND14NV04-E的封装型号的半导体元器件。

以上所述即为本实用新型提供的实施例的主要技术方案，展示部件和部件间的连接关系。

为了进一步理解本实用新型，参阅图2和3所示，进一步描述本实用新型的其中一实施例的使用方式。

第一方面，门锁电机（执行元件1、直流电机）开启的时序。

正转打开：微控制器（MCU）2，发出第一信号21，控制第一开关三极管34接通，第一继电器的线圈32得电后吸动衔铁，使得第一继电器的触点33发生动作，其中第一继电器触点中的常闭触点52变为断开，第一继电器触点中的常开触点54变为闭合，此时开关元器件51所在的线路为：工作电压7、第一继电器触点中的常开触点54（动作后闭合）、执行元件1的第一端11至第二端12、第二继电器触点中的常闭触点53（未动作闭合）、开关元器件51、地6，需要注意的是，开关元器件51未接通，即第一继电器的触点在其自身无电流的情况下进行动作。微控制器（MCU）2，发出第三信号23，开关元器件51接通，从而门锁电机（执行元件1、直流电机）实现了正转。

反转打开：微控制器（MCU）2，发出第二信号22，控制第二开关三极管44接通，第二继电器的线圈42得电后吸动衔铁，使得第二继电器的触点43发生动作，其中第二继电器触点中的常闭触点53变为断开，第二继电器触点中的常开触点55变为闭合，此时开关元器件51所在的线路为：工作电压7、第二继电器触点中的常开触点55（动作后闭合）、执行元件1的第二端12至第一端11、第一继电器触点中的常闭触点52（未动作闭合）、开关元器件51、地6，需要注意的是，开关元器件51未接通，即第二继电器的触点在其自身无电流的情况下进行动作。微控制器（MCU）2，发出第三信号23，开关元器件51接通，从而门锁电机（执行元件1、直流电机）实现了反转。

第二方面，门锁电机（执行元件1、直流电机）关断的时序。与开启时序基本镜像，参考上述开启时序进行简单描述。

正转关断：在前述已经正转打开的基础上。微控制器（MCU）2，发出第三信号23，开关元器件51断开。此时，前述相应的开关元器件51所在的线路断开，无电流通过。微控制器（MCU）2，发出第一信号21，控制第一开关三极管34断开。

反转关断：在前述已经反转打开的基础上。微控制器（MCU）2，发出第三信号23，开关元器件51断开。此时，前述相应的开关元器件51所在的线路断开，无电流通过。微控制器（MCU）2，发出第二信号22，控制第二开关三极管44断开。

根据继电器的相关手册可知，继电器不带电操作寿命预期是1000000次，而带电操作的寿命预期是100000次。因此，继电器断电后动作能够提升使用寿命。

本实用新型能达到的技术效果在于：本方案实现了第一继电器和第二继电器的触点在不带电流的情形下动作，避免了触点黏连继而烧毁，提高了继电器的使用寿命，进一步提高了门锁电机控制电路的寿命。此外，通过使用第一MOS管除了具有开关功能以外，还能作为诊断、保护电路，能够对第一MOS管所在电路的电流进行检测，诊断其是否短路或过温，对电路进行保护。通过使用第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管，在存在线圈等电感的电路中，在电流关断即将产生突变时，提供一条续流路径，从而使电流变化变缓慢，继而实现对相关电路进行保护。

上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本实用新型的技术方案及其技术效果，而非用于限制本实用新型。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本实用新型的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本实用新型的权利保护范围。

Claims (10)

1.一种门锁电机控制电路，其特征在于，包括：

执行元件；

微控制器，所述微控制器收发第一信号、第二信号和第三信号；

第一开关控制电路，所述第一开关控制电路通过接收第一信号控制第一继电器的线圈得电或失电，进而控制第一继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化；

第二开关控制电路，所述第二开关控制电路通过接收第二信号控制第二继电器的线圈得电或失电，进而控制第二继电器的触点连接方式在失电态与得电态之间变化；

第三开关控制电路，所述第三开关控制电路上连接有开关元器件、执行元件、第一继电器的触点、第二继电器的触点，第三信号输出至第三开关控制电路、并控制第三开关控制电路中的开关元器件接通或断开，以控制开关元器件所在的线路开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的门锁电机控制电路，其特征在于，所述第一开关控制电路包括：第一开关三极管，所述第一开关三极管为NPN型，第一开关三极管的基极通过第一电阻接收第一信号，第一开关三极管的发射极接地、通过第二电阻连接于第一电阻和第一开关三极管的基极之间，第一开关三极管的集电极连接第一继电器的线圈至工作电压。

3.根据权利要求2所述的门锁电机控制电路，其特征在于，在第一继电器的线圈的两端连接有第一续流二极管。

4.根据权利要求1所述的门锁电机控制电路，其特征在于，所述第二开关控制电路包括：第二开关三极管，所述第二开关三极管为NPN型，第二开关三极管的基极通过第三电阻接收第二信号，第二开关三极管的发射极接地、通过第四电阻连接于第三电阻和第二开关三极管的基极之间，第二开关三极管的集电极连接第二继电器的线圈至工作电压。

5.根据权利要求4所述的门锁电机控制电路，其特征在于，在第二继电器的线圈的两端连接有第二续流二极管。

6.根据权利要求1所述的门锁电机控制电路，其特征在于，第三开关控制电路中的开关元器件为第一MOS管，所述第一MOS管具有开关功能；

第一继电器的公共接线端连接执行元件的第一端，第一继电器触点中的常闭触点连接第一MOS管的漏极端，第一MOS管的源极端接地；

第一继电器触点中的常开触点连接工作电压；

第二继电器的公共接线端连接执行元件的第二端，第二继电器触点中的常闭触点连接第一MOS管的漏极端；

第二继电器触点中的常开触点连接工作电压。

7.根据权利要求1或6所述的门锁电机控制电路，其特征在于，所述执行元件为直流电机，其具有等效电感。

8.根据权利要求7所述的门锁电机控制电路，其特征在于，

直流电机的第一端连接第三续流二极管再连接第二继电器触点中的常闭触点，第二继电器的公共接线端连接直流电机的第二端；

直流电机的第二端连接第四续流二极管再连接第一继电器触点中的常闭触点，第一继电器的公共接线端连接直流电机的第一端。

9.根据权利要求1所述的门锁电机控制电路，其特征在于，第三开关控制电路中的开关元器件为第一MOS管，所述第一MOS管具有开关功能；所述第三信号通过第六电阻输出至第一MOS管的栅极端。

10.根据权利要求1所述的门锁电机控制电路，其特征在于，

第三开关控制电路中的开关元器件为第一MOS管，所述第一MOS管具有短路诊断和过温保护功能，所述第一MOS管通过监控经过第一继电器、第二继电器、及第一MOS管的电路中的电流，从而提供短路诊断与过温保护；

所述微控制器还收发第四信号；

所述第四信号通过第五电阻连接第一MOS管的栅极端。

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