[發明專利]一種電機控制系統中的繼電器觸點的保護電路及方法

在審

• 申請號: 201711496375.1
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN107993891A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 李宏志;賀杰;韓偉;何旦旦
• 申請（專利權）人: 昌輝汽車電氣系統（安徽）有限公司
• 主分類號: H01H47/00
• 分類號: H01H47/00;H01H47/02
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙)44240
• 代理人: 葉綠林,楊大慶

技術領域

本發明涉及一種電機控制系統中的繼電器觸點的保護電路及方法。

背景技術

隨著近年來汽車工業的發展，汽車電器控制器越來越多，現有12V電源系統的控制器已非常成熟，但在24V/48V電源系統中，電器控制器應用國內比較少，且成本較高，尤其是大功率電機，如車窗電機、門鎖電機等電機控制。

目前24V/48V車載電源系統中，部分大功率電機都是采用驅動芯片控制，整個電路系統成本非常高，且可供選擇的種類非常少。

24V/48V車載電源系統中，部分大功率器件采用繼電器控制，一方面成本較高，另一方面也不能完全保證電路穩定，仍然會出現燒蝕觸點的情況。主要原因是功率電機電流較大，且在高電壓系統中，切換時會產生非常惡劣的電弧，會燒蝕觸點。

24V/48V車載電源系統中，出現燒蝕觸點的原因：

1、電機工作過程中，正轉、反轉電流較小，但堵轉時，電流較大，堵轉時間過長，導致觸點燒蝕；

2、在高壓系統中，觸點切換時，會出現惡劣的電弧，導致觸點燒蝕；

綜上所述，在高壓系統中，電機的控制成本非常高，且電路可靠性不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種電機控制系統中的繼電器觸點的保護電路，能夠有效解決現有24V/48V車載電源系統中，因電機工作過程中，正轉、反轉電流較小，但堵轉時，電流較大，堵轉時間過長，導致觸點燒蝕的問題；及在高壓系統中，觸點切換時，會出現惡劣的電弧，導致觸點燒蝕的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種電機控制系統中的繼電器觸點的保護電路，包括微控制單元、電源電路、開關采集電路、繼電器控制電路、場效應管控制電路、電流采樣電路、中斷/過流保護電路；電源電路的輸出端和微控制單元相連，輸入端和24V/48V系統電源相接；開關采集電路的輸入端和電機正/反轉開關信號輸出端相接，其輸出端和微控制單元相接；繼電器控制電路設連接在電機和微控制單元之間，用于實現電機工作的載流；場效應管控制電路，用于實現電機正/反轉的切換；電流采樣電路用于采集電機工作時的電流；中斷/過流保護電路用于根據電流采樣電路采集的電流進行判斷是否過流，如過流，則激活終端，讓微控制單元優先處理過流問題，并立即關斷場效應管，以保護電機與繼電器觸點；微控制單元負責信號采集后的處理以及相關驅動電路的控制，用以控制整個電路系統的功能運行。微控制單元與繼電器控制電路、場效應管控制電路輸入、以及電流采樣電路輸出連接；繼電器控制電路輸出與電機正反兩端相連；繼電器電路中共地端與場效應管控制電路輸出端相連；場效應管控制電路與采樣電路相連。

進一步的，場效應管控制電路包括第一三極管、第一二極管、第二二極管、第一電容、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第七電阻、場效應管；

繼電器控制電路包括雙胞繼電器、第一非門、第二非門，雙胞繼電器包括第一繼電器和第二繼電器；

電流采樣電路包括采樣電阻；

中斷/過流保護電路包括第三非門、第六電阻、運算放大器；

第一電阻的一端和雙胞繼電器的線圈的正極相接，另一端接24V/48V系統電源；雙胞繼電器的兩個常開端和24V/48V系統電源相接，其兩個常閉端接場效應管的漏極，其兩個公共端接電機的兩端；第一非門和第二非門的輸入端和微控制單元相接，輸出端和第一繼電器的負極、第二繼電器的負極分別對應相接；

第七電阻R7接微控制單元的MOS CONTROL腳，另一端和第一三極管的基極，第一三極管的發射極接+5V電源，集電極和第一二極管的負極、第三電阻的一端相接；第一二極管的正極、第三電阻的另一端和第二二極管的正極、第一電容的一端、場效應管的柵極相接，第一電容的另一端接地；第二二極管的負極和第四電阻的一端相接，第四電阻的另一端和第五電阻R5的一端、第三非門的輸出端相接，第五電阻的另一端接微控制單元的INT腳；第三非門的輸入端接運輸放大器的輸出端相接；運輸放大器的正輸入端和場效應管的源極相接，負輸出端接地；采樣電阻的兩端分別接場效應管的源極和地；第六電阻一端連接在第三非門的輸入端和運輸放大器的輸出端之間，另一端接微控制單元。

進一步的，場效應管的電流參數應大于3倍的電機電流參數；且場效應管的VDS應大于60V/100V。

一種電機控制系統中的繼電器觸點的保護方法，