CN219055994U - 高压互锁检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压互锁检测电路，包括高压互锁回路、上拉电路和检测电路，其中，高压互锁回路具有高压互锁输入端和高压互锁输出端；上拉电路与高压互锁输入端相连，并输出高电平的PWM信号；检测电路包括处理模块，处理模块具有与高压互锁输入端通过防反二极管相连的第一信号采集端，以及与高压互锁输出端相连的第二信号采集端。本实用新型所述的高压互锁检测电路，通过设置有检测电路采集并分析高压互锁输入端及高压互锁输出端的PWM信号，则便于根据分析结果判断高压互锁回路是否出现异常，且此电路仅采用了一个PWM信号源，未使用恒流源电路，降低了回路的检测精度要求，使电路检测更容易实现，使用的元器件少，结构简单，成本较低。

Description

高压互锁检测电路

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术领域，特别涉及一种高压互锁检测电路。

背景技术

在电动汽车快速发展背景下，安全问题越来越被关注，电动汽车的安全性设计成为行业发展的重点。涉及电动汽车安全方面的问题很多，由于电动车动力系统是由多个子系统组成的，各子系统之间都是靠高压连接器相互连接，同时运行的环境十分恶劣，大多数工况处在振动与冲击条件下，因此高压互锁设计是确保人员安全和车辆设备安全运行的关键。

目前大多数高压互锁信号检测，是通过电池管理系统采集高压互锁回路上的信号完整性，来诊断高压互锁回路是否连接正确。诊断高压互锁回路完整性的检测电路大体上分为两种形式，一种是应用较多的采用恒流源的电压检测方式来实现，另外一种是采用PWM信号检测的方式来实现。

现有的恒流源检测方案大多是通过搭建恒流源电路或直接采用恒流源芯片的方式来进行检测的。但恒流源芯片方案需要用到BOOST升压电路，导致电路产生较高频率的信号，EMC(电磁兼容)效果较差。而现有的恒流源检测电路或是采用PWM信号检测形式的检测电路，其结构大多较为复杂，且占用空间较大，成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高压互锁检测电路，以利于简化其结构。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种高压互锁检测电路，包括高压互锁回路、上拉电路和检测电路；

所述高压互锁回路具有高压互锁输入端和高压互锁输出端；

所述上拉电路与所述高压互锁输入端相连，并输出高电平的PWM信号，且所述上拉电路与所述高压互锁输入端之间串联有防反二极管；

所述检测电路包括处理模块，所述处理模块具有与所述高压互锁输入端通过所述防反二极管相连的第一信号采集端，以及与所述高压互锁输出端相连的第二信号采集端，所述处理模块用于接收并分析所述第一信号采集端与所述第二信号采集端采集的所述PWM信号。

进一步的，所述上拉电路包括与所述高压互锁输入端相连的5V上拉电压，以及串联在所述5V上拉电压与所述高压互锁输入端之间的限流电路。

进一步的，所述限流电路包括并联的限流电阻和电容。

进一步的，还包括第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一滤波电阻串联在所述第一信号采集端与所述防反二极管之间，所述第一滤波电容的一端连接在所述第一信号采集端与所述第一滤波电阻之间，所述第一滤波电容的另一端接地。

进一步的，还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的一端与所述第一信号采集端相连，所述第一稳压二极管的另一端接地。

进一步的，所述第二信号采集端与所述高压互锁输出端之间串联有分压电阻。

进一步的，还包括第二滤波电阻和第二滤波电容，且所述分压电阻为串联的两个；所述第二滤波电阻的一端连接在两个所述分压电阻之间，所述第二滤波电阻的另一端与所述第二信号采集端相连，所述第二滤波电容的一端连接在所述第二滤波电阻与所述第二信号采集端之间，所述第二滤波电容的另一端接地。

进一步的，所述分压电阻与所述第二信号采集端之间串联有第二稳压二极管。

进一步的，所述高压互锁回路中具有串联的PWM信号发生模块和多个高压连接器，以及并联在各所述高压连接器两端的PWM过滤模块；所述PWM信号发生模块用于输出不同频率的所述PWM信号，各所述PWM过滤模块分别用于过滤不同频率的所述PWM信号。

进一步的，所述PWM过滤模块包括带阻滤波器。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的高压互锁检测单路，通过使上拉电路与高压互锁输入端相连，并输出高电平的PWM信号，同时，设置有检测电路采集并分析高压互锁输入端及高压互锁输出端的PWM信号，则便于根据分析结果判断高压互锁回路是否出现异常，且此电路仅采用了一个PWM信号源，未使用恒流源电路，降低了回路的检测精度要求，使电路检测更容易实现，使用的元器件少，结构简单，成本降低，整体EMC效果提高。

此外，通过设置有防反二极管及稳压二极管，能够对电路起到保护作用。

另外，通过在高压互锁回路设有串联的PWM信号发生模块，以及并联在高压连接器两端的PWM过滤模块，则可以通过检测高压互锁回路输出端输出的PWM信号的频率，可以判断出高压互锁回路中出现故障的具体位置。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的高压互锁检测电路的示意图；

图2为本实用新型实施例所述的高压互锁检测电路的部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的高压互锁回路的结构示意图。

附图标记说明：

1、上拉电路；101、5V上拉电压；102、限流电阻；103、电容；2、高压互锁回路；201、高压连接器；202、PWM过滤模块；203、高压互锁输入端；204、高压互锁回路端；3、处理模块；4、第一信号采集端；5、第二信号采集端；6、防反二极管；7、第一滤波电阻；8、第一滤波电容；9、第一稳压二极管；10、分压电阻；11、第二滤波电阻；12、第二滤波电容；13、第二稳压二极管；14、BMS。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种高压互锁检测电路，包括高压互锁回路2、上拉电路1和检测电路。其中，高压互锁回路2具有高压互锁输入端203和高压互锁输出端204。上拉电路1与高压互锁输入端203相连，并输出高电平的PWM信号，且上拉电路1与高压互锁输入端203之间串联有防反二极管6。检测电路包括处理模块3，处理模块3具有与高压互锁输入端203通过防反二极管6相连的第一信号采集端4，以及与高压互锁输出端204相连的第二信号采集端5，处理模块3用于接收并分析第一信号采集端4与第二信号采集端5采集的PWM信号。

基于上述的整体介绍，作为一种较优的实施方式，如图1及图2中所示，上拉电路1包括与高压互锁输入端203相连的5V上拉电压101，以及串联在5V上拉电压101与高压互锁输入端203之间的限流电路。且限流电路包括并联的限流电阻102和电容103。通过设置有限流电阻102，便于将电路中的电流限制在较小的范围内而保护电路不致损坏。且在具体实施时，电容103可为与限流电阻102并联的滤波电容。通过设置有电容103，可使5V上拉电压101输出的高电平的PWM信号，经电容103滤波后传输至高压互锁输入端203。

此外，如图2中所示，该高压互锁检测电路还包括第一滤波电阻7和第一滤波电容8，第一滤波电阻7串联在第一信号采集端4与防反二极管6之间，第一滤波电容8的一端连接在第一信号采集端4与第一滤波电阻7之间，第一滤波电容8的另一端接地。如此，上拉电路1输出的高电平的PWM信号，经第一滤波电阻7及第一滤波电容8滤波后传输至第一信号采集端4，而被第一信号采集端4采集。

并且，作为一种较优的实施方式，仍如图2中所示，本实施例的高压互锁检测电路还包括第一稳压二极管9，第一稳压二极管9的一端与第一信号采集端4相连，第一稳压二极管9的另一端接地。第一稳压二极管9以及上述的防反二极管6为在电路中起到保护电路的作用。

作为进一步优选的，如图2中所示，第二信号采集端5与高压互锁输出端204之间串联有分压电阻10，以起到分压的作用。并且该高压互锁检测电路还包括第二滤波电阻11和第二滤波电容12，且分压电阻10为串联的两个。第二滤波电阻11的一端连接在两个分压电阻10之间，第二滤波电阻11的另一端与第二信号采集端5相连，第二滤波电容12的一端连接在第二滤波电阻11与第二信号采集端5之间，第二滤波电容12的另一端接地。

通过设置有第二滤波电阻11和第二滤波电容12，便于使高压互锁输出端204输出的PWM信号经第二滤波电阻11及第二滤波电容12滤波后由第二信号采集端5采集。并且作为进一步优选的，在分压电阻10与第二信号采集端5之间串联有第二稳压二极管13，以起到保护电路的作用。

作为一种较优的实施方式，在本实施例中，高压互锁回路2中具有串联的PWM信号发生模块和多个高压连接器201，以及并联在各高压连接器201两端的PWM过滤模块202。PWM信号发生模块用于输出不同频率的PWM信号，各PWM过滤模块202分别用于过滤不同频率的PWM信号。如图3中所示，本实施例中PWM信号发生模块可为汽车的BMS(电池管理系统)模块14，可使BMS模块14与高压互锁回路2输入端及高压互锁输出端204均连接。且PWM过滤模块202包括带组滤波器。

具体实施时，可使BMS模块14输出三种不同频率及占空比的PWM信号，并分别选择不同频率及占空比的带组滤波器并联在各高压连接器201的两端，如选择5Hz-30Hz、45Hz-60Hz以及75Hz-90Hz的三个带组滤波器，并将BMS模块14设置为20Hz、50Hz、80Hz三种PWM信号循环发送，则若与5Hz-30Hz的带组滤波器并联的高压连接器201在回路中出现开路时，则带组滤波器会串入回路中，从而过滤掉20Hz的PWM信号，如此，BMS模块14回采时将检测不到20Hz的波形，从而能够锁定回路中出现开路的位置。

需要说明的是，本实施例的上拉电路1及检测电路可在BMS模块14不工作时使用，如图1中所示，处理模块3可为车辆上的MCU(微控制单元)，处理模块3将第一信号采集端4以及第二信号采集端5采集到PWM信号的频率及占空比进行对比，从而判断出高压互锁回路2是否在正常的工作状态。在BMS模块14工作时，则处理模块3可以不工作，通过BMS模块14回采时检测到的波形，则可以判断回路中出现开路的位置。

本实施例的高压互锁检测电路，通过使上拉电路1与高压互锁输入端203相连，并输出高电平的PWM信号，同时，设置有检测电路采集并分析高压互锁输入端203及高压互锁输出端204的PWM信号，则便于根据分析结果判断高压互锁回路2是否出现异常，且此电路仅采用了一个PWM信号源，未使用恒流源电路，降低了回路的检测精度要求，使电路检测更容易实现，使用的元器件少，结构简单成本降低，整体EMC效果提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压互锁检测电路，其特征在于：

包括高压互锁回路、上拉电路和检测电路；

所述高压互锁回路具有高压互锁输入端和高压互锁输出端；

所述上拉电路与所述高压互锁输入端相连，并输出高电平的PWM信号，且所述上拉电路与所述高压互锁输入端之间串联有防反二极管；

所述检测电路包括处理模块，所述处理模块具有与所述高压互锁输入端通过所述防反二极管相连的第一信号采集端，以及与所述高压互锁输出端相连的第二信号采集端，所述处理模块用于接收并分析所述第一信号采集端与所述第二信号采集端采集的所述PWM信号。

2.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

所述上拉电路包括与所述高压互锁输入端相连的5V上拉电压，以及串联在所述5V上拉电压与所述高压互锁输入端之间的限流电路。

3.根据权利要求2所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

所述限流电路包括并联的限流电阻和电容。

4.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

还包括第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一滤波电阻串联在所述第一信号采集端与所述防反二极管之间，所述第一滤波电容的一端连接在所述第一信号采集端与所述第一滤波电阻之间，所述第一滤波电容的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的一端与所述第一信号采集端相连，所述第一稳压二极管的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

所述第二信号采集端与所述高压互锁输出端之间串联有分压电阻。

7.根据权利要求6所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

还包括第二滤波电阻和第二滤波电容，且所述分压电阻为串联的两个；

所述第二滤波电阻的一端连接在两个所述分压电阻之间，所述第二滤波电阻的另一端与所述第二信号采集端相连，所述第二滤波电容的一端连接在所述第二滤波电阻与所述第二信号采集端之间，所述第二滤波电容的另一端接地。

8.根据权利要求6所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

所述分压电阻与所述第二信号采集端之间串联有第二稳压二极管。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

所述高压互锁回路中具有串联的PWM信号发生模块和多个高压连接器，以及并联在各所述高压连接器两端的PWM过滤模块；

所述PWM信号发生模块用于输出不同频率的所述PWM信号，各所述PWM过滤模块分别用于过滤不同频率的所述PWM信号。

10.根据权利要求9所述的高压互锁检测电路，其特征在于：

所述PWM过滤模块包括带阻滤波器。

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