本發(fā)明涉及一種控制電路，具體涉及一種低壓斷電保護(hù)控制電路。

背景技術(shù)：

隨著車輛信息化、數(shù)字化程度的逐漸提升，車輛負(fù)載不斷增加。為減輕線纜的承載能力，如履帶裝甲車輛，其供電體制不斷攀升，由最初的直流24V供電體制到現(xiàn)有的直流270V供電體制，在某型號(hào)預(yù)言項(xiàng)目中還將產(chǎn)生直流900V供電體制。在減輕線纜承載壓力的同時(shí)，也對(duì)高壓供電體制提出了新的難題，如高壓安全保護(hù)、絕緣檢測(cè)、器件等級(jí)選擇等，其中高低壓上下電順序也直接關(guān)系著后端負(fù)載設(shè)備的安全可靠工作。本研究以高壓900V直流無(wú)刷電機(jī)為例，解決高壓供電狀態(tài)下低壓誤斷電的電機(jī)安全停機(jī)問(wèn)題。

直流無(wú)刷電機(jī)作為永磁同步電機(jī)的一種，其本質(zhì)就是通過(guò)逆變電路將直接電轉(zhuǎn)換為交流電的模式，具有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、效率高、可控性好等優(yōu)點(diǎn)。本研究后端驅(qū)動(dòng)采用IGBT全橋式驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)部分與控制部分通過(guò)分艙設(shè)計(jì)，有利于高低壓區(qū)分離，避免干擾。但在控制器工作過(guò)程中，若高壓供電狀態(tài)下低壓突然斷電導(dǎo)致控制器停止工作后，很難保證后端驅(qū)動(dòng)電路的完全關(guān)閉，而控制器又得不到響應(yīng)，很容易造成后端電機(jī)失控甚至燒毀的后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低壓斷電保護(hù)控制電路，能夠很好的解決高壓供電狀態(tài)下低壓斷電后使控制器有充足時(shí)間使后端電機(jī)平穩(wěn)停機(jī)，該電路思路簡(jiǎn)潔，實(shí)用性、通用化較強(qiáng)，避免了占用大量的CPU資源，一定程度上提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種低壓斷電保護(hù)控制電路，所述低壓斷電保護(hù)控制電路集成在電機(jī)控制器的電源板上，其包括低壓濾波防反接保護(hù)電路和低壓斷電保護(hù)電路；

所述低壓濾波防反接保護(hù)電路對(duì)輸入電源進(jìn)行前級(jí)處理，所述低壓斷電保護(hù)電路掛接在低壓濾波防反接保護(hù)電路的后端，用于實(shí)現(xiàn)延時(shí)斷電。

所述低壓濾波防反接保護(hù)電路包括電容C1、MOS管Q1、MOS管Q2、二極管D1、二極管D2、電容E1、電容E2、電容E3、電阻R1和電阻R2。

所述電容C1的第一端接地，其第二端連接低壓濾波防反接保護(hù)電路的輸入端，電容C1的第二端同時(shí)連接MOS管Q1的漏極，所述MOS管Q1的源極連接MOS管Q2的漏極；所述二極管D1的陽(yáng)極接地，其陰極連接MOS管Q1的源極；所述二極管D2的陽(yáng)極和電阻R1的第一端均連接MOS管Q1的柵極，二極管D2的陰極和電阻R1的第二端均連接MOS管Q1的源極，所述MOS管Q2的柵極同時(shí)連接電阻R2的第二端和MOS管Q1的柵極，所述電阻R2的第一端連接低壓斷電保護(hù)電路中三極管Q3的集電極；所述電容E1、電容E2、電容E3的第一端均連接所述MOS管Q2的的源極，三者的第二端均接地；所述MOS管Q2的的源極同時(shí)連接低壓濾波防反接保護(hù)電路的輸出端。

所述低壓斷電保護(hù)電路包括電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、二極管D3、二極管D4、三極管Q3、三極管Q4以及隔離芯片U1。

所述電容C2和電阻R3的第一端均接地，兩者的第二端均連接上電信號(hào)；所述二極管D3的陽(yáng)極連接上電信號(hào)，其陰極連接電阻R4的第一端，所述電阻R4的第二端連接三極管Q3的基極，所述三極管Q3的集電極連接三極管Q4的集電極，所述三極管Q3的發(fā)射極和電阻R5的第二端均接地，所述電阻R5的第一端連接三極管Q3的基極；所述三極管Q4的基極連接電阻R6的第一端，同時(shí)連接電阻R7的第一端，三極管Q4的發(fā)射極和電阻R7的第二端均接地；所述電阻R6的第二端連接隔離芯片U1；

所述電阻R8的第一端連接二極管D3的陰極，其第二端連接電容C3的第一端，所述電容C3的第二端和二極管D4的陽(yáng)極均接地，所述二極管D4的陰極連接電容C3第一端的同時(shí)，連接隔離芯片U1；

所述電容C4、C5的第一端均接地，兩者的第二端均連接VCC。

高低壓供電電路為電機(jī)提供900V高壓DC電源，同時(shí)為電機(jī)控制器提供28V低壓DC電源。

所述電機(jī)控制器包括DSP模塊和CPLD模塊。

所述高低壓供電電路包括900V高壓發(fā)電機(jī)、高壓鋰離子電池、28V低壓鉛酸蓄電池和900-28V DC/DC電源。

所述低壓濾波防反接保護(hù)電路的輸入端與高低壓供電電路的輸出28V連接，其輸出端與電機(jī)控制器輸入電源連接。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的低壓斷電保護(hù)控制電路經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的環(huán)境及電磁兼容試驗(yàn)，滿足單片機(jī)硬件使用要求，很好實(shí)現(xiàn)了車輛高壓供電體制下低壓斷電保護(hù)控制，降低了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，實(shí)用性、通用化較強(qiáng)，節(jié)省CPU硬件資源和生產(chǎn)成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了系列化、通用化和模塊化，且提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中低壓斷電保護(hù)控制電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中高低壓供電電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中低壓濾波防反接保護(hù)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中低壓斷電保護(hù)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明以高壓直流無(wú)刷電機(jī)控制為背景，通過(guò)設(shè)計(jì)低壓斷電保護(hù)控制電路，解決高壓供電狀態(tài)下低壓斷電后使電機(jī)控制器有充足時(shí)間使后端電機(jī)平穩(wěn)停機(jī)，從而避免造成損毀電機(jī)的后果，屬于重型車輛電子控制單元中的電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。

本發(fā)明提供一種低壓斷電保護(hù)控制電路，如圖1，所述低壓斷電保護(hù)控制電路集成在電機(jī)控制器的電源板上，其包括低壓濾波防反接保護(hù)電路和低壓斷電保護(hù)電路；

所述低壓濾波防反接保護(hù)電路對(duì)輸入電源進(jìn)行前級(jí)處理，保證電源品質(zhì)，防止正負(fù)極反接；所述低壓斷電保護(hù)電路掛接在低壓濾波防反接保護(hù)電路的后端，用于實(shí)現(xiàn)延時(shí)斷電。

高低壓供電電路為電機(jī)提供900V高壓DC電源，同時(shí)為電機(jī)控制器提供28V低壓DC電源。

所述電機(jī)控制器包括DSP模塊(Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理)和CPLD模塊(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)。

如圖2，所述高低壓供電電路包括900V高壓發(fā)電機(jī)、高壓鋰離子電池、28V低壓鉛酸蓄電池和900-28V DC/DC電源。低壓濾波防反接保護(hù)電路主要實(shí)現(xiàn)低壓濾波及防反接功能，如圖2所示，輸入為28V-1，與高低壓供電電路的輸出28V連接，輸出為28V-2。

低壓濾波防反接保護(hù)電路的輸入端與高低壓供電電路的輸出28V連接，其輸出端與電機(jī)控制器輸入電源連接。

如圖3，所述低壓濾波防反接保護(hù)電路包括電容C1、MOS管Q1、MOS管Q2、二極管D1、二極管D2、電容E1、電容E2、電容E3、電阻R1和電阻R2。

所述電容C1的第一端接地，其第二端連接低壓濾波防反接保護(hù)電路的輸入端，電容C1的第二端同時(shí)連接MOS管Q1的漏極，所述MOS管Q1的源極連接MOS管Q2的漏極；所述二極管D1的陽(yáng)極接地，其陰極連接MOS管Q1的源極；所述二極管D2的陽(yáng)極和電阻R1的第一端均連接MOS管Q1的柵極，二極管D2的陰極和電阻R1的第二端均連接MOS管Q1的源極，所述MOS管Q2的柵極同時(shí)連接電阻R2的第二端和MOS管Q1的柵極，所述電阻R2的第一端連接低壓斷電保護(hù)電路中三極管Q3的集電極；所述電容E1、電容E2、電容E3的第一端均連接所述MOS管Q2的的源極，三者的第二端均接地；所述MOS管Q2的的源極同時(shí)連接低壓濾波防反接保護(hù)電路的輸出端。

其中二極管D1起到瞬態(tài)抑制的作用，二極管D2起到穩(wěn)壓的作用，電容E1、電容E2、電容E3均為濾波電容，電阻R2為限流電阻。

其中電容C1對(duì)輸入電源進(jìn)行初級(jí)濾波，MOS管Q1、MOS管Q2起動(dòng)開(kāi)關(guān)功能，防止正負(fù)反接；在9～36V范圍內(nèi)，二極管D1處于截止?fàn)顟B(tài)，控制器可正常工作。反接保護(hù)由MOS管Q1實(shí)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)電源反接時(shí)，MOS管Q1處于截止?fàn)顟B(tài)，并且寄生的二極管也處于反向截止?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)反接保護(hù)。二極管D2為MOS管Q1、MOS管Q2的正常工作提供負(fù)壓差。電容E1、電容E2、電容E3并聯(lián)使用，對(duì)電源進(jìn)一步濾除紋波。

如圖4，所述低壓斷電保護(hù)電路包括電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、二極管D3、二極管D4、三極管Q3、三極管Q4以及隔離芯片U1。

所述電容C2和電阻R3的第一端均接地，兩者的第二端均連接上電信號(hào)；所述二極管D3的陽(yáng)極連接上電信號(hào)，其陰極連接電阻R4的第一端，所述電阻R4的第二端連接三極管Q3的基極，所述三極管Q3的集電極連接三極管Q4的集電極，所述三極管Q3的發(fā)射極和電阻R5的第二端均接地，所述電阻R5的第一端連接三極管Q3的基極；所述三極管Q4的基極連接電阻R6的第一端，同時(shí)連接電阻R7的第一端，三極管Q4的發(fā)射極和電阻R7的第二端均接地；所述電阻R6的第二端連接隔離芯片U1；

所述電阻R8的第一端連接二極管D3的陰極，其第二端連接電容C3的第一端，所述電容C3的第二端和二極管D4的陽(yáng)極均接地，所述二極管D4的陰極連接電容C3第一端的同時(shí)，連接隔離芯片U1；

所述電容C4、C5的第一端均接地，兩者的第二端均連接VCC。

電容C2起到濾波作用，二極管D4起到穩(wěn)壓作用，電容C2、電阻R3與電容C1并聯(lián)使用，組成R-C濾波電路。二極管D3防反接，電阻R4、R5、R6、R7、R8為限流電阻，保護(hù)三極管Q3和三極管Q4。二極管D4保持隔離芯片U1的3管腳為高電平。MOS管Q2與三極管Q3串聯(lián)，三極管Q3與三極管Q4并聯(lián)，起開(kāi)關(guān)通斷功能。隔離芯片U1起電源隔離及輸出反饋功能，電容C4、電容C5并聯(lián)在電源與地之間，兩者均為電源濾波電容。

當(dāng)上電信號(hào)有效時(shí)，三極管Q3導(dǎo)通，從而MOS管Q2導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上電。當(dāng)系統(tǒng)上電后，MCU的上電信號(hào)采集管腳輸出高電平，三極管Q4導(dǎo)通。當(dāng)上電信號(hào)突然消失時(shí)，三極管Q3關(guān)斷，但是由于三極管Q4處于導(dǎo)通的狀態(tài)，所以系統(tǒng)仍然處于工作模式，此時(shí)MCU能夠檢測(cè)到上電信號(hào)信號(hào)從有效變?yōu)闊o(wú)效，因此軟件進(jìn)入后處理狀態(tài)，即將后端驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。當(dāng)軟件完成相應(yīng)的處理后，將延時(shí)處理管腳置為低電平，從而關(guān)閉三極管Q4，這樣MOS管Q2也處于關(guān)斷狀態(tài)，系統(tǒng)完成低壓下電。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。