CN217692646U - 一种电子刹车防搭铁电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子刹车防搭铁电路，包括电源模块、第一PPC自恢复保险丝、电子刹车控制电路ESCK、第二PPC自恢复保险丝、机电转换联动机构、刹车执行机构、电子刹车开关，电源模块分别与第一PPC自恢复保险丝一端、电子刹车控制电路ESCK相连，第一PPC自恢复保险丝另一端与电子刹车控制电路ESCK相连，电子刹车控制电路ESCK分别与第二PPC自恢复保险丝一端、机电转换联动机构、电子刹车开关相连，第二PPC自恢复保险丝另一端与机电转换联动机构相连，机电转换联动机构与刹车执行机构相连。本实用新型的有益效果是：电子刹车防搭铁电路能独立完成电子轻触刹车、电线短路保护、电线搭铁保护、防电池反接等多功能。

Description

一种电子刹车防搭铁电路

技术领域

本实用新型涉及电子刹车电控系统，尤其涉及一种电子刹车防搭铁电路。

背景技术

目前的电子刹车电控系统都需要专用的控制电路ESCK、而控制电路ESCK与机电转换机构之间有较长的连接线、电源与控制电路ESCK之间也有较长的连接线、电源线容易接反。在上述情况下：长长的连接线容易出现因长期的震动、摩擦、磨损、破裂而短路、或其中一条线搭铁而短路、控制电路ESCK中的MOS管容易击穿短路等情况，如果没有及时发现和排除，将产生烧线、起火等严重后果，必须要有效的保护电路或保护装置来避免烧线、起火的情况。而传统的设计方案中，常用专用保险丝、或玻璃管保险丝等完成过流短路保护，有的应用控制电路的MOS管输出控制继电器的接通与断开来达到完成功能的目的、也有应用NTC温度传感器来检测机电转换联动机构内的驱动线圈以判断驱动线圈的温度状态而加以控制。虽然技术都是很成熟的，但也表现出明显的不足，如：①车用保险丝是专用的、特制的，其无可替代性而导致必须要到专业公司、地点或专业人员上门维修，才能处理排除故障，不仅费时费力还耽误正常生产，同时工程师在选择该保险丝型号时，并不是选择刚好适用的电流大小，而是选择比正常工作电流大的多的保险丝才能避免经常更换的情况，而且这种保险丝都是在非常大的电流下才能断开，一旦保险丝有断裂情况出现时，都是伴随着其它相关部件的损坏而出现，所以只换保险丝是无法修复好系统功能的，并且这种情况还具有普遍性；②使用继电器做中间转换控制，其设计思路与效果也较好，但继电器是通过触头的通断工作的，继电器在频繁的通断切换过程中，其触头容易出现打火、发热、氧化、烧蚀、触头粘连等等问题而失去控制作用，就是继电器本身的触头易损，就会让设备的使用寿命大大缩短，并且继电器触头在通断工作过程中还会产生EMI电磁干扰，处理不好的会干扰车内的数码产品，特别是干扰到车载雷达和导航系统电路会产生不别要的麻烦，而且故障难于找到和难于排除；③电子刹车系统控制电路ESCK与机电转换机构之间有的连接线较长，在长期的震动、摩擦、高温老化等多重因素作用下很容易破裂打火烧蚀短路、搭铁短路等情况，如果还用继电器或控制电路ESCK的内部MOS管驱动，则会直接烧坏MOS管或继电器触头、或使触头粘连无法脱开，严重的会直接烧线或烧坏电池而引起火灾；④电源与控制电路ESCK之间也有较长的连接线、电源线不仅容易接反。而且在上述情况下，长长的连接线同样容易出现因长期的震动、摩擦、磨损、破裂而短路、或其中一条线搭铁而短路，如果保险丝电流选的太大而不能及时断开，也会产生烧线、起火等严重后果；⑤车用保险丝为了防抖而产生接触不良，需要配置专用的保险丝座，在保险丝本身选择了更大电流的保险丝后，在大电流下(如控制电路内部局部短路、机电转换机构内部驱动线圈匝间短路等)，会长期发热、或热积累而熔化其保护的塑胶外壳，这不仅使得维修维护更困难，严重情况也会引起着火---等等。⑥传统的设计一般不会设计电源接反的保护问题，因专人负责的生产厂家是不会接反的，然而现在多数司机或操作员都会一些维修知识，在拆装过程中很容易出现电源反接的情况，一旦接反而不自知，只有在通电测试功能时，因不能正常工作才会去找问题，在这个过程中，可能原来接好的电线已经烧坏、或连同相关的控制电路设备已同时烧坏、或冒烟起火才会关电检查。但为时已晚，而必须要重新换线、换设备等等情况都有可能出现。⑦机电转换联动机构内部的驱动线圈，常会出现绝缘漆因高温老化、皲裂、匝间打火、短路等情况，一旦出现这些情况，同样会生产较大的电流，不会烧坏电线，但会使线圈发热、大电流会出现使电池的耗电量增加，将使充电电量低于消耗的电量，严重的会将电池的电能消耗殆尽或损坏电池。上述的七大常见问题是大多数配件提供商、厂家的共性，目的都是考虑成本和安装空间，但问题或隐患的存在也是必然。要解决好上述一系列问题，必须要设计一种非常复杂的保护电路，需要在多地增加电流检测与控制电路，会涉及到电流采样、温度采样、采样值的信号放大与设计标准值的比较识别电路、再送给执行控制电路等，因一个检测点就需要一整套独立的控制电路系统，从电路拓扑框图可见，最简单也需要3-4套这样的系统控制电路，不难想见这些应用于可靠性检测与控制电路是非常庞大而复杂的，而这种庞大复杂的电路又会带来相关的其它的系列问题，如：电路之间的干扰与处理、设计方案的难度大大增加、生产调试与检测的难度增加、生产工序的增加、相关检测设备的增加、相关工序操作员的增加、电路元器件及所需要的安装空间大大增加、其本质都是一系列的成本增加等等，然而这一系列的增加还会导致故障率成倍的增加，因元器件的性能差异、质量和一致性是不可控的实质存在，所以是不可避免的、带来的可靠性的本质是降低的实际情况。所以目前很少有厂家会设计这些复杂的、高成本的保护电路，就不难理解了。上述的系列保护控制电路无论在时间、空间、工艺要求、元器件筛选、加工流程、批量生产合格率、真正的安全性与可靠性、不同厂商的设计方案差异、使用寿命的不可预测等，都是个研发与生产企业的难题或无法突破的瓶颈和安全隐患。所以到目前为止，各厂家要么大多应用简易电路、不需要额外的保护控制电路、或者为了市场竞争节约成本，而没有使用过流、过温、搭铁、短路保护电路、或有的工程师对此缩手无策。但有部分厂家会使用一次性保险丝的，为了避免经常更换保险丝，在选择保险丝时，都选择更大电流的保险丝，所以不会经常坏，而一旦保险丝断的情况，用户并不知道，至使设备运送到专业场所维修。这给消费者带来很多麻烦和困扰，因消费者都喜欢物美价廉的产品，这就使得理想化的设计方案变成并不理想的市场了，特别是中后期失效元件给消费者带来的短寿命产品，使其难以接受、和产生质量争议，使得生产厂家的美誉度和竞争力大受影响。到目前还没有一种元件少、可靠性高、不易损坏的、具有过流保护、过温保护、能有效延长电子刹车系统设备寿命的电路单元，来达到理想的保护方案及控制电路。也是设计工程师们一直以来的最大难点和相关设备生产提供商的发展瓶颈。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电子刹车防搭铁电路，包括电源模块、第一PPC自恢复保险丝、电子刹车控制电路ESCK、第二PPC自恢复保险丝、机电转换联动机构、刹车执行机构、电子刹车开关，所述电源模块分别与第一PPC自恢复保险丝一端、所述电子刹车控制电路ESCK相连，所述第一PPC自恢复保险丝另一端与所述电子刹车控制电路ESCK相连，所述电子刹车控制电路ESCK分别与所述第二PPC自恢复保险丝一端、所述机电转换联动机构、所述电子刹车开关相连，所述第二PPC自恢复保险丝另一端与所述机电转换联动机构相连，所述机电转换联动机构与所述刹车执行机构相连。

作为本实用新型的进一步改进，该电子刹车防搭铁电路还包括二极管，所述二极管一端与所述第一PPC自恢复保险丝另一端相连，所述二极管另一端与所述电子刹车控制电路ESCK相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源模块包括铅酸电池，所述铅酸电池正极与所述第一PPC自恢复保险丝一端相连，所述铅酸电池负极与所述电子刹车控制电路ESCK相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源模块还包括发电/充电电路，所述发电/充电电路分别与所述第一PPC自恢复保险丝一端、所述电子刹车控制电路ESCK相连。

作为本实用新型的进一步改进，该电子刹车防搭铁电路还包括机械刹车控制机构，所述机械刹车控制机构与所述机电转换联动机构相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一PPC自恢复保险丝、所述第二PPC自恢复保险丝为贴片型非线性热敏电阻或插件热敏电阻。

作为本实用新型的进一步改进，所述二极为5A/1000V的整流型面接触二极管。

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的电子刹车防搭铁电路能独立完成电子轻触刹车、电线短路保护、电线搭铁保护、防电池反接等多功能；2.本实用新型的电子刹车防搭铁电路元件少、低成本、高可靠性、高安全性、并能有效延长设备的使用寿命；3.本实用新型的电子刹车防搭铁电路结构简单、可批量生产。

附图说明

图1是电子刹车防搭铁电路原理框图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种电子刹车防搭铁电路，主要用于完成对电子刹车电控系统的刹车执行机构的精准控制、电线短路的保护、电线搭铁保护、电子刹车控制系统模块保护等功能。这种功能是设备的使用功能。

如图1所示，本实用新型公开的一种电子刹车防搭铁电路包括电源模块、第一PPC自恢复保险丝2、电子刹车控制电路ESCK、第二PPC自恢复保险丝3、机电转换联动机构4、刹车执行机构5、电子刹车开关K1，所述电源模块分别与第一PPC自恢复保险丝2一端、所述电子刹车控制电路ESCK相连，所述第一PPC自恢复保险丝2另一端与所述电子刹车控制电路ESCK相连，所述电子刹车控制电路ESCK分别与所述第二PPC自恢复保险丝3一端、所述机电转换联动机构4、所述电子刹车开关K1相连，所述第二PPC自恢复保险丝3另一端与所述机电转换联动机构4相连，所述机电转换联动机构4与所述刹车执行机构5相连。

该电子刹车防搭铁电路还包括二极管D，所述二极管D一端与所述第一PPC自恢复保险丝2另一端相连，所述二极管D另一端与所述电子刹车控制电路ESCK相连。

所述电源模块包括铅酸电池1，所述铅酸电池1正极与所述第一PPC自恢复保险丝2一端相连，所述铅酸电池1负极与所述电子刹车控制电路ESCK相连。

所述电源模块还包括发电/充电电路7，所述发电/充电电路7分别与所述第一PPC自恢复保险丝2一端、所述电子刹车控制电路ESCK相连。

该电子刹车防搭铁电路还包括机械刹车控制机构6，所述机械刹车控制机构6与所述机电转换联动机构4相连。

所述第一PPC自恢复保险丝2、所述第二PPC自恢复保险丝3为特制贴片型非线性热敏电阻或紧贴与PCB板安装的插件热敏电阻。电阻值选择在正常工作时微发热状态即可，不同功率电子刹车系统电路以实测为主。

本实用新型的电子刹车防搭铁电路其整体电路架构简单：其电源输入是12V、24V车载铅酸电池、通过二极管D(防反接)输出给后级电路，电源极性得以确保其正确性。电路中的第一PPC自恢复保险丝2的安装位置是靠近铅酸电池1端的，而第二PPC自恢复保险丝以及二极管D，可以安装于电子刹车控制电路ESCK内部组成完整而独立的整体，当电子刹车控制电路ESCK是一个系统模块整体时，在大系统的安装应用中是非常简单的、而且也是通用的，第二PPC自恢复保险丝用于对电子刹车控制电路ESCK的保护，因电子刹车控制电路ESCK与机电转换联动机构4之间的连接线较长，很容易磨损短路、或搭铁短路，其短路后的大3电流会烧坏控制电路模组，特别是烧坏直接相连接的内部MOS管；第一PPC自恢复保险丝2是保护电池而设计的，因电池和控制电路之间有较长的电源线，会产生因磨损、搭铁短路、控制电路内部短路、MOS管击穿短路等，当出现此故障后会烧坏电线和电池，严重的会出现起火、爆炸等安全事故；其后面的机电转换联动机构4与刹车执行机构5是一个整体系统，而且机电转换联动机构4内部有驱动线圈与电子刹车控制电路ESCK相连接，这个驱动线圈也有可能产生匝间短路、搭铁短路等情况，其结果也是会产生烧坏MOS管、电线、控制电路等情况，严重的也会产生烧线、起火的重大事故等情况。当上述各种危险的大电流经过第一PPC自恢复保险丝2或第二PPC自恢复保险丝3时，使第一PPC自恢复保险丝2或第二PPC自恢复保险丝3的电阻值突变升高而起到限流保护作用，当故障解除后，第一PPC自恢复保险丝2或第二PPC自恢复保险丝3会自动恢复到初始状态的低电阻。而且这种设计与应用不仅不会影响系统的正常工作与功能的发挥，还是一种无触点的通断的模式，使系统电路的工作寿命大大延长。整个控制与供电、保护电路是通过这种巧妙而紧奏的设计组合成单元电路，还可以做成模块型灌封器件。

本实用新型的电子刹车防搭铁电路的工作原理：

铅酸电池1经第一PPC自恢复保险丝、二极管D输出，给电子刹车控制电路ESCK提供电源，电子刹车控制电路ESCK在接收到电子刹车开关K1的触发信号后，通过其内部电路处理，并通过内部MOS管的源极输出脉冲串控制电流，该脉冲串控制电流通过第二PPC自恢复保险丝3给机电转换联动机构4内部的电磁线圈提供脉冲电流，使电子刹车系统正常工作，完成设定的刹车功能。其所有元件全部安装在一个PCB板上组成电子刹车控制电路ESCK，这也是电子刹车系统正常工作的待机状态，该系统电路的第一PPC自恢复保险丝2、二极管D、第二PPC自恢复保险丝3在图示时画在电子刹车控制电路ESCK外面，是为了方便描述其创新设计功能的，也是本实用新型的核心要素，这个核心就是电路系统的及时保护功能。所说保护功能主要通过第一PPC自恢复保险丝2、二极管D、第二PPC自恢复保险丝3等元件完成：①第一PPC自恢复保险丝2完成对铅酸电池1的负载线短路保护功能以及对电子刹车控制电路ESCK内部短路后的限流保护功能；②当机电转换联动机构4内部并线正负极短路、搭铁短路时，第二PPC自恢复保险丝完成对电子刹车控制电路ESCK的短路保护；③当电子刹车控制电路ESCK与机电转换联动机构4的连接线短路和搭铁后对电子刹车控制电路ESCK的保护功能；④当铅酸电池1与电子刹车控制电路ESCK的连接线出现正负极电源短路或搭铁短路后对电池的保护功能；⑤当铅酸电池1与电子刹车控制电路ESCK的连接线的正负极接反后，由二极管D完成对电池的保护功能。如果没有这些保护功能，可能导致电路起火、爆炸、车毁人亡等严重事故。所以当使用本实用新型的单元电路或模块后，无论是偶然因素、必然因素、或无意的人为因素导致的短路问题等，第一PPC自恢复保险丝和第二PPC自恢复保险丝提前予以及限流时控制。让系统电路得到及时保护。与上述传统保护控制电路相比较，具有无可替代的优势。由上述的传统运用方案可见，其无可避免的七大问题、和解决问题时需要设计庞大而复杂的电路、以及在时间、空间、工艺要求、元器件筛选、加工流程、批量生产合格率、真正的安全性与可靠性、不同厂商的设计方案差异、使用寿命的不可预测等，都是个研发与生产企业的难题或无法突破的瓶颈和安全隐患等等，做系统而全面的比较，本实用新型应用第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3这两个自恢复保险丝元件，替代了上述传统方案需要的3-4套庞大复杂的、还并不可靠的系统电路，具有明显的优势。电路中的第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3，是非线性热敏电阻，又叫自恢复保险丝，在电路回路中能起到过流、过温、搭铁、短路后的限流保护作用，第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3产生作用的本质是：当大电流通过第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3后，第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3内部依据热功规律Q＝I²×RT而发热，其内部温度升高，在设定温度范围内，其电阻值会在一个很小范围内变化而不影响电路的正常工作，当第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3因大电流使内发热、或外温度叠加后，第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3产生阶跃式热膨胀，使第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3内部的大部分导电链路断开，电阻值突然变大而达到限流作用，在断开电源后第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3的温度降低，第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3产生遇冷收缩，导电链路重新接通恢复到初始状态。把这种特性应用于该电子刹车系统电路中完成一系列的保护功能，不仅仅使得设计简单、保护限流及时，而且占用的空间小、设计和生产均不需要调试和特别增加工位，并且因元器件少、故障率可降低到接近于零，，第一PPC自恢复保险丝2和第二PPC自恢复保险丝3的过流保护动作具有提前量，在上述各种大电流经过时迅速动作限流，在其它部件、电线、电缆还没有发热损坏前就限流保护了，而且这种限流保护产生后并不是只针对某个部件的保护而是对整个系统电路的保护，使得烧线、起火的情况被提前控制了、这也是关键时候对生命安全的保障，可靠性优势非常明显。再者，因采用的紧奏型设计，不仅使用的元器件数量少、而且能让相关产品的安全性和可靠性大大提高、成本大大降低、占用的PCB面积和空间大大缩小、无触点的通断的模式使系统电路的工作寿命大大延长。使电路系统有相关的短路出现后不会因短路、元器件损坏而烧坏电路、更不会产生烧坏电线或严重火灾的情况。

这种巧妙的单元电路或模块化设计，不仅能解决了元器件损坏、短路的限流保护，还能对电子刹车控制电路ESCK电路系统完成人为、非人为的短路保护，以避免因短路烧坏电路、产生严重火灾的情况。同时也解决了相关设备生产厂家及工程师设计工作中的难题，并且使用元器件最少，占用的空间小、成本低、可靠性高、使产品更安全、不会改变相关设备的整体外观、使得相关设备具有真正的安全保障、直接提升了生产厂家的市场竞争优势。

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的电子刹车防搭铁电路能独立完成电子轻触刹车、电线短路保护、电线搭铁保护、防电池反接等多功能；2.本实用新型的电子刹车防搭铁电路元件少、低成本、高可靠性、高安全性、并能有效延长设备的使用寿命；3.本实用新型的电子刹车防搭铁电路结构简单、可批量生产。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电子刹车防搭铁电路，其特征在于：包括电源模块、第一PPC自恢复保险丝(2)、电子刹车控制电路ESCK、第二PPC自恢复保险丝(3)、机电转换联动机构(4)、刹车执行机构(5)、电子刹车开关(K1)，所述电源模块分别与所述第一PPC自恢复保险丝(2)一端、所述电子刹车控制电路ESCK相连，所述第一PPC自恢复保险丝(2)另一端与所述电子刹车控制电路ESCK相连，所述电子刹车控制电路ESCK分别与所述第二PPC自恢复保险丝(3)一端、所述机电转换联动机构(4)、所述电子刹车开关(K1)相连，所述第二PPC自恢复保险丝(3)另一端与所述机电转换联动机构(4)相连，所述机电转换联动机构(4)与所述刹车执行机构(5)相连。

2.根据权利要求1所述的电子刹车防搭铁电路，其特征在于：该电子刹车防搭铁电路还包括二极管(D)，所述二极管(D)一端与所述第一PPC自恢复保险丝(2)另一端相连，所述二极管(D)另一端与所述电子刹车控制电路ESCK相连。

3.根据权利要求1所述的电子刹车防搭铁电路，其特征在于：所述电源模块包括铅酸电池(1)，所述铅酸电池(1)正极与所述第一PPC自恢复保险丝(2)一端相连，所述铅酸电池(1)负极与所述电子刹车控制电路ESCK相连。

4.根据权利要求1或3所述的电子刹车防搭铁电路，其特征在于：所述电源模块还包括发电/充电电路(7)，所述发电/充电电路(7)分别与所述第一PPC自恢复保险丝(2)一端、所述电子刹车控制电路ESCK相连。

5.根据权利要求1所述的电子刹车防搭铁电路，其特征在于：该电子刹车防搭铁电路还包括机械刹车控制机构(6)，所述机械刹车控制机构(6)与所述机电转换联动机构(4)相连。

6.根据权利要求1所述的电子刹车防搭铁电路，其特征在于：所述第一PPC自恢复保险丝(2)、所述第二PPC自恢复保险丝(3)为贴片型非线性热敏电阻或插件热敏电阻。

7.根据权利要求2所述的电子刹车防搭铁电路，其特征在于：所述二极管(D)为5A/1000V的整流型面接触二极管。

Images