一種電動(dòng)汽車的上電緩沖電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，所述電動(dòng)汽車的控制電源通過(guò)正直流母線和負(fù)直流母線為負(fù)載模塊供電，所述上電緩沖電路包括：控制芯片、驅(qū)動(dòng)光耦、直流接觸器以及MOSFET；其中：所述正直流母線經(jīng)所述直流接觸器連接至所述負(fù)載模塊；所述MOSFET與所述直流接觸器并聯(lián)，且該MOSFET的漏極連接至所述正直流母線，該MOSFET的源極連接至所述負(fù)載模塊；所述控制芯片連接至所述MOSFET的柵極，并與所述直流接觸器連接，所述控制芯片用于控制所述MOSFET的通斷以及控制所述直流接觸器的開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型的MOSFET能有效減小緩沖電路體積，并且開(kāi)關(guān)速度迅速。
【專利說(shuō)明】—種電動(dòng)汽車的上電緩沖電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種電動(dòng)汽車的上電緩沖電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車控制器集成度不斷發(fā)展，控制器內(nèi)部集成的模塊越來(lái)越多，現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)汽車控制器內(nèi)，由于后端模塊大多含有電容，在上電時(shí)的沖擊電流較大，會(huì)容易造成直流母線接觸器粘連損壞，因此現(xiàn)有方案大多還增加一個(gè)上電緩沖接觸器串接電阻做上電緩沖使用，利用電阻限制沖擊電流，待后端模塊上電完畢后，切除上電緩沖接觸器，吸合直流母線接觸器，這樣直流母線接觸器吸合時(shí)就不會(huì)有大的沖擊電流，不會(huì)造成直流母線接觸器的損壞。具體如圖1所示，直流母線接觸器101與串聯(lián)了電阻Rl的上電緩沖接觸器103并聯(lián)接入電路中，以便在上電時(shí)現(xiàn)限制沖擊電流，最終保護(hù)直流母線接觸器101。
[0003]然而，采用上述的上電緩沖接觸103的方案，在每個(gè)后端模塊進(jìn)行上電操作時(shí)均需要使用上電緩沖接觸器，而上電緩沖器的體積較大、成本較高，會(huì)影響產(chǎn)品的集成度及功率密度，并且上電緩沖接觸器需要使用額外的電源驅(qū)動(dòng)，并且驅(qū)動(dòng)電流較大，驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)復(fù)雜。此外，上電緩沖接觸器的動(dòng)作時(shí)間比較長(zhǎng)，為保證上電緩沖接觸器已經(jīng)可靠動(dòng)作，需要產(chǎn)品增加一段等待時(shí)間，影響產(chǎn)品開(kāi)機(jī)響應(yīng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，上電緩沖器體積大、成本高、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、反應(yīng)時(shí)間慢的缺陷，提供一種具有一定集成度高、可靠且驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單的上電緩沖電路。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，所述電動(dòng)汽車的控制電源通過(guò)正直流母線和負(fù)直流母線為負(fù)載模塊供電，所述上電緩沖電路包括:控制芯片、光耦、直流接觸器以及MOSFET ;其中:
[0006]所述正直流母線經(jīng)所述直流接觸器連接至所述負(fù)載模塊；
[0007]所述MOSFET與所述直流接觸器并聯(lián)，且該MOSFET的漏極連接至所述正直流母線，該MOSFET的源極連接至所述負(fù)載模塊；
[0008]所述控制芯片連接至所述MOSFET的柵極，并與所述直流接觸器連接，所述控制芯片用于控制所述MOSFET的通斷以及控制所述直流接觸器的吸合與斷開(kāi)。
[0009]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述MOSFET的源極與所述負(fù)載模塊之間串聯(lián)有緩沖電阻與二極管，所述緩沖電阻的一端連接至所述MOSFET的源極，另一端連接至所述二極管的陽(yáng)極，所述二極管的陰極連接至所述負(fù)載模塊。
[0010]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述控制芯片連接到所述直流接觸器的控制線圈。
[0011]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述MOSFET的型號(hào)為STFW3N150。
[0012]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述光耦的型號(hào)為TLP350或ACPL-K33T
[0013]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述控制芯片還連接至所述負(fù)載模塊，并用于通過(guò)檢測(cè)所述負(fù)載模塊的充電電壓控制所述MOSFET及所述直流接觸器的吸合與斷開(kāi)。
[0014]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述控制芯片還連接有用于記錄所述MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間的計(jì)時(shí)器，所述控制芯片用于根據(jù)所述MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間控制所述直流接觸器的吸合。
[0015]本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，所述MOSFET采用D2PAK封裝型MOSFET。
[0016]實(shí)施本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車上電緩沖電路，具有以下有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)采用M0SFET，在上電緩沖時(shí)驅(qū)動(dòng)MOSFET導(dǎo)通，緩沖結(jié)束時(shí)驅(qū)動(dòng)MOSFET關(guān)斷，進(jìn)而有效替代上電緩沖接觸器進(jìn)行工作，而MOSFET的耐壓遠(yuǎn)超過(guò)接觸器，當(dāng)母線電源異常時(shí)過(guò)高時(shí)也不會(huì)因?yàn)橛心蛪翰蛔愕碾[患，因此安全性能更高。進(jìn)一步地，MOSFET的開(kāi)關(guān)速度很快，可以到達(dá)us級(jí)，上電緩沖接觸器的動(dòng)作時(shí)間一般需要幾十ms，因此，采用MOSFET不要增加長(zhǎng)時(shí)間的額外等待確保上電緩沖接觸器已經(jīng)可靠工作。此外，MOSFET的封裝體積遠(yuǎn)小于上電緩沖接觸器。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0018]圖1是現(xiàn)有的電動(dòng)汽車中的上電緩沖電路的示意圖；
[0019]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車上電緩沖電路的第一實(shí)施例的示意圖；
[0020]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車上電緩沖電路的第二實(shí)施例的示意圖；
[0021]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車上電緩沖電路的上電流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]請(qǐng)參閱圖2，為根據(jù)本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車上電緩沖電路的第一實(shí)施例的示意圖。如圖2所示，該實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車上電緩沖電路中，控制電源100連接在正直流母線Al與負(fù)直流母線BI之間為負(fù)載模塊102供電。該上電緩沖電路包括控制芯片Ul、光耦P、直流接觸器101以及MOSFET Q1，其中，控制芯片Ul與直流母線接觸器101的控制線圈相連，控制芯片Ul同時(shí)經(jīng)光耦P連接到場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET Ql的柵極?？刂菩酒琔l用于控制MOSFETQl的通斷以及控制直流接觸器101的吸合與斷開(kāi)。
[0024]正直流母線Al上，控制電源100經(jīng)直流接觸器101連接至負(fù)載模塊102 ；M0SFETQl與直流接觸器101并聯(lián)。MOSFET Ql的漏極連接至正直流母線Al側(cè)的控制電源100，MOSFET Ql的源極連接至負(fù)載模塊100。
[0025]進(jìn)一步地，MOSFET Ql與電阻Rl串聯(lián)后一并與直流接觸器101并聯(lián)，即MOSFET Ql的源極連接中緩沖電阻Rl的一端，緩沖電阻Rl的另一端連接至負(fù)載模塊102。在上電緩沖過(guò)程中，電阻R用作限制沖擊電流，防止直流接觸器101吸合時(shí)因沖擊電流過(guò)大造成直流接觸器101損壞。
[0026]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，上電緩沖電路還包括與MOSFET Ql及緩沖電阻Rl串聯(lián)后一并與直流接觸器101并聯(lián)的二極管D1。參考圖1，緩沖電阻Rl的一端連接至所述MOSFET的源極，另一端連接至二極管Dl的陽(yáng)極，二極管Dl的陰極連接至負(fù)載模塊102。直流接觸器101 —端連接至MOSFET Ql的漏極，直流接觸器101的另一端連接至二極管Dl的陰極，控制芯片Dl連接至直流接觸器101的控制線圈。
[0027]優(yōu)選地，上述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，MOSFET的型號(hào)為TLP350或ACPL-K33T，所光耦P的型號(hào)為TLP350或ACPL-K33T等。
[0028]如圖3所示，在另一優(yōu)選的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路的實(shí)施例中，控制芯片Ul還連接至負(fù)載模塊102，例如控制芯片Ul的檢測(cè)引腳用于通過(guò)檢測(cè)負(fù)載模塊102的充電電壓控制MOSFET Ql及直流接觸器101的吸合與斷開(kāi)。
[0029]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，上述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路中，控制芯片Ul可以連接用于記錄MOSFET Ql的導(dǎo)通時(shí)間的計(jì)時(shí)器，控制芯片Ul通過(guò)根據(jù)MOSFET Ql的導(dǎo)通時(shí)間控制直流接觸器101的吸合。
[0030]優(yōu)選地，在上述任一實(shí)施例中，MOSFET可采用D2PAK封裝型MOSFET以減小體積并獲得良好的產(chǎn)品集成度。
[0031]如圖4所示，該實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的母線電容放電方法包括以下步驟:
[0032]首先，在步驟SlOl中，上電緩沖流程開(kāi)始。
[0033]隨后，在步驟S102中，執(zhí)行上電步驟，由控制芯片Ul輸出控制信號(hào)至光耦P，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生電流輸出至MOSFET Q1，使MOSFET Ql導(dǎo)通，控制電源100經(jīng)MOSFET Q1、緩沖電阻Rl及二極管Dl向負(fù)載模塊102充電。
[0034]隨后，在步驟S103中，執(zhí)行充電檢測(cè)步驟。控制芯片Ul檢測(cè)負(fù)載模塊102是否充電完成。具體地由于上電緩沖電路的不同結(jié)構(gòu)，充電檢測(cè)步驟存在一定的差異。例如在控制芯片Ul連接有計(jì)時(shí)器的電路中，通過(guò)計(jì)時(shí)器限定MOSFET Ql的導(dǎo)通時(shí)間，而在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，控制芯片Ul直接與負(fù)載模塊102相連接，可以通過(guò)檢測(cè)負(fù)載模塊102的充電電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)充電檢測(cè)步驟。
[0035]在步驟S104中，控制芯片Ul根據(jù)步驟S103中的檢測(cè)情況控制MOSFET控Ql的關(guān)斷及直流接觸器101的吸合。具體地，控制芯片Ul在到達(dá)預(yù)設(shè)的導(dǎo)通時(shí)間時(shí)，輸出信號(hào)至光耦P使MOSFET Ql關(guān)斷，并控制直流接觸器101吸合，上電結(jié)束，若未到達(dá)預(yù)設(shè)的導(dǎo)通時(shí)間，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S103?；蛘呖刂菩酒琔l在檢測(cè)到負(fù)載模塊102的充電電壓到達(dá)預(yù)設(shè)的充電電壓時(shí)，輸出信號(hào)至光耦P使MOSFET Ql關(guān)斷，并控制直流接觸器101吸合，上電結(jié)束，若未到達(dá)預(yù)設(shè)的導(dǎo)通時(shí)間，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S103。
[0036]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，該電動(dòng)汽車的上電緩沖電路采用MOSFET替換緩沖接觸器，在上電緩沖時(shí)驅(qū)動(dòng)光耦使MOSFET導(dǎo)通，緩沖結(jié)束時(shí)驅(qū)動(dòng)MOSFET關(guān)斷，能有效替代上電緩沖接觸器進(jìn)行工作，而MOSFET的耐壓遠(yuǎn)超過(guò)接觸器，當(dāng)母線電源異常時(shí)過(guò)高時(shí)也不會(huì)因?yàn)橛心蛪翰蛔愕碾[患，因此安全性能更高。進(jìn)一步地，MOSFET的開(kāi)關(guān)速度很快，可以到達(dá)US級(jí)，上電緩沖接觸器的動(dòng)作時(shí)間一般需要幾十ms，因此，采用MOSFET不要增加長(zhǎng)時(shí)間的額外等待確保上電緩沖接觸器已經(jīng)可靠工作。此外，MOSFET的封裝體積遠(yuǎn)小于上電緩沖接觸器。
[0037]本實(shí)用新型是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本實(shí)用新型范圍時(shí)，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本實(shí)用新型技術(shù)的特定場(chǎng)合或材料，可對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型并不限于在此公開(kāi)的特定實(shí)施例，而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，所述電動(dòng)汽車的控制電源通過(guò)正直流母線和負(fù)直流母線為負(fù)載模塊供電，其特征在于，所述上電緩沖電路包括:控制芯片、光耦、直流接觸器以及MOSFET ;其中: 所述正直流母線經(jīng)所述直流接觸器連接至所述負(fù)載模塊； 所述MOSFET與所述直流接觸器并聯(lián)，且該MOSFET的漏極連接至所述正直流母線，該MOSFET的源極連接至所述負(fù)載模塊； 所述控制芯片連接至所述MOSFET的柵極，并與所述直流接觸器連接，所述控制芯片用于控制所述MOSFET的通斷以及控制所述直流接觸器的吸合與斷開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述MOSFET的源極與所述負(fù)載模塊之間串聯(lián)有緩沖電阻與二極管，所述緩沖電阻的一端連接至所述MOSFET的源極，另一端連接至所述二極管的陽(yáng)極，所述二極管的陰極連接至所述負(fù)載模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述控制芯片連接到所述直流接觸器的控制線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述MOSFET的型號(hào)為 STFW3N150。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述光耦的型號(hào)為TLP350。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述光耦的型號(hào)為ACPL-K33T。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述控制芯片還連接至所述負(fù)載模塊，并用于通過(guò)檢測(cè)所述負(fù)載模塊的充電電壓控制所述MOSFET的通斷及所述直流接觸器的吸合和斷開(kāi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述控制芯片還連接有用于記錄所述MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間的計(jì)時(shí)器，所述控制芯片用于根據(jù)所述MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間控制所述直流接觸器的吸合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車的上電緩沖電路，其特征在于，所述MOSFET 采用 D2PAK 封裝型 MOSFET。
【文檔編號(hào)】H03K17/687GK204168265SQ201420658700
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】牟超 申請(qǐng)人:蘇州匯川技術(shù)有限公司