CN112026522B - 一种具有自动预充电功能的供电电路 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种具有自动预充电功能的供电电路，包括模式切换开关电路、预充控制开关电路和供电控制开关电路；预充控制开关电路串联在充电电池与储能电容之间的预充回路中，且所述预充控制开关电路的控制端连接储能电容的正极端；供电控制开关电路包括供电控制继电器，所述供电控制继电器的常开触点串联在供电电池与负载之间的供电回路中，所述供电控制继电器的线圈连接在供电电池的两端；模式切换开关电路连接在供电电池与所述供电控制继电器线圈的串联回路中，所述模式切换开关电路的控制端连接至所述储能电容的正极端。本发明可实现预充模式和供电模式的自动切换，节省了人工成本，提高了工作效率。
Description
技术领域
本申请属于充电控制技术领域，尤其是涉及一种具有自动预充电功能的供电电路。
背景技术
新能源汽车中的电机控制器一般为电压型逆变器拓扑结构，该结构中的母线上设置有作为储能元件的电容。储能电容如果瞬间接收到母线的高电压，会产生冲击电流，长期使用，对元器件以及电机危害很大，影响寿命，因此，在对电机控制器进行供电之前，需要先对储能电容进行预充电，以避免因瞬间电流过大造成元器件的损坏。
现有的预充电路一般需要在预充电过程中实时检测预充电压的大小，以判断是否达到设定电压，因此，需要设置预充电压检测和软件控制，成本高、体积大，不适用于规模生产，而且，现有的供电电路不能实现预充电和供电模式的自动切换，操作不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中供电装置成本高、体积大，以及操作不便的问题，从而提供一种具有自动预充电功能的供电电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种具有自动预充电功能的供电电路，包括储能电容和供电电池，所述储能电容的两端用于连接待供电的负载，所述储能电容连接在供电电池的两端，其特征在于，还包括：模式切换开关电路、预充控制开关电路和供电控制开关电路；
所述预充控制开关电路串联在充电电池与储能电容之间的预充回路中，且所述预充控制开关电路的控制端连接储能电容的正极端；
所述供电控制开关电路包括供电控制继电器，所述供电控制继电器的常开触点串联在供电电池与负载之间的供电回路中，所述供电控制继电器的线圈连接在供电电池的两端；
所述模式切换开关电路串联在连接供电电池与所述供电控制继电器线圈的串联回路中，所述模式切换开关电路的控制端连接至所述储能电容的正极端。
本发明的有益效果是：本发明可以自动进行电容预充电，电容预充电完成后自动进入供电模式，本发明的供电电路可实现预充模式和供电模式的自动切换，节省了人工成本，提高了工作效率。
本发明可以无需预充电压检测和软件控制，在电路板级实现预充和供电功能，本发明成本低，体积小，可靠性高，更加适用于规模生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的供电电路图；
图中的附图标记为：1-模式切换开关电路、2-预充控制开关电路 3-供电控制开关电路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例提供一种具有自动预充电功能的供电电路，如图1所示，包括：储能电容C1和供电电池BT1，所述储能电容C1的两端用于连接待供电的负载，所述储能电容C1连接在供电电池BT1的两端；
本实施例的供电电路还包括模式切换开关电路1、预充控制开关电路2和供电控制开关电路3；
所述预充控制开关电路2串联在充电电池BT1与储能电容C1之间的预充回路中，且所述预充控制开关电路2的控制端连接储能电容C1的正极端；
所述供电控制开关电路3包括供电控制继电器，所述供电控制继电器的常开触点K1串联在供电电池与负载之间的供电回路中，所述供电控制继电器的线圈KQ连接在供电电池BT1的两端；
所述模式切换开关电路1连接在供电电池BT1与所述供电控制继电器线圈KQ的串联回路中，所述模式切换开关电路1的控制端连接至所述储能电容C1的正极端。
本实施例的供电电路可以实现预充模式和供电模式的自动切换，如图1所示，本实施例在供电电池的正极端连接有开关S1，当开关S1闭合时，预充开关控制电路导通，自动开启预充模式，对储能电容C1进行预充电；当预充电完成后，模式切换开关电路接通，供电控制继电器得电，常开触点闭合，供电电路自动进入供电模式。当开关S1关断时，供电电池BT1与后端电路断开，预充和供电功能关闭。
本实施例中，可以通过模式切换开关电路的导通与关断，来切换供电电路的工作模式，当模式切换开关电路关断时，继电器线圈KQ失电，其常开触点K1处于常开状态，供电电路工作于预充电模式；当预充电完成后，模式切换开关电路导通，继电器线圈KQ得电，从而常开触点K1闭合，进入供电模式。
作为一种可行的实施方式，如图1所示，所述预充控制开关电路包括第一PNP三极管Q1，所述第一PNP三极管Q1的发射极连接至供电电池BT1的正极；所述第一PNP三极管Q1的集电极连接至储能电容C1的正极端；所述第一PNP三极管Q1的基级连接至储能电容C1的正极端，所述储能电容C1的负极端连接至供电电池的负极端。
其中，第一PNP三极管Q1的发射极连接有预充限流电阻R1，第一PNP三极管的基级连接有基级限流电阻R2。
本实施例中的预充控制开关电路主要用于在开关S1闭合时，处于导通状态，不限定采用PNP型三极管，其他实施例中，还可以采用NPN型三极管、MOS管等开关管，当采用其他类型的开关管时，需要改变电路的接线方式，只要保证能在S1闭合、预充模式时，对应的开关管处于导通状态即可，这是本领域技术人员比较熟知的技术，在此不再赘述。
所述模式切换开关电路包括第一三极管开关支路和第二三极管开关支路，所述第一三极管开关支路包括第二PNP三极管Q3，所述第二PNP三极管Q3的基级连接至储能电容的正极端，所述第二PNP三极管Q3的发射极连接至供电电池BT1的正极端，所述第二PNP三极管Q3的集电极连接至供电电池BT1的负极端。
所述第二三极管开关支路包括NPN三极管Q2，所述NPN三极管Q2的集电极通过串联的供电控制继电器的线圈连接至供电电池的正极端，所述NPN三极管Q2的发射极连接至供电电池的负极端，所述NPN三极管Q2的基级连接至所述第二PNP三极管Q3的发射极。
其中，NPN三极管Q2的基级连接有基级限流电阻R3，第二PNP三级管Q3的基级连接有基级限流电阻R4。
同样的，模式切换开关电路对于开关管的类型也不做具体限定，本实施例优选为NPN三极管Q2和第二PNP三极管Q3。其他实施例中可以采用任何类型的能够实现导通/截止的开关管，当采用其他类型的开关管时，需要改变电路的接线方式，只要保证预充模式时，对应的第二三极管开关支路处于截止状态，而在预充完成时，对应的第二三极管开关支路处于导通状态即可，这是本领域技术人员比较熟知的技术，在此不再赘述。
以图1所示的供电电路为例，当开关S1闭合时，储能电容C1两端电压为0，第一PNP三极管Q1的发射极电压等于供电电池BT1的电压，第一PNP三极管Q1的基级电压位储能电容C1两端的电压，即等于0，第一PNP三极管Q1导通。
此时，Q3的发射极电压等于供电电池BT1电压，基极电压为0V，Q3导通；在Q3导通的情况下，Q2的基极电压为0V，发射极电压为0V，因此Q2截止，此时，继电器线圈断电，K1处于常开状态，开启预充模式，供电电池BT1通过电阻R1、第一PNP三极管S1对储能电容C1充电。
随着储能电容C1的充电，C1两端的电压逐步加大，当储能电容C1两端的电压充至与供电电池BT1电压的压差小于0.7V时，Q1的集电极与基极电压差小于0.7V，Q1截止，预充电结束。
此时Q3的C极与B极电压差小于0.7V，Q3截止；Q2的基级电压等于供电电池BT1电压，发射极电压为0V，因此Q2导通，供电控制继电器线圈KQ得电，常开触点K1闭合，此时，供电模式开启，供电电池BT1通过K1为负载供电。
可选的是，所述第二PNP三极管Q3的导通压降大于第一PNP三极管Q1的导通压降。
本实施例中，Q3与Q1的选型，应使Q3的导通压降大于Q1的导通压降，以保证Q1截止前Q3已经截止，从而使得在预充电结束前，供电控制继电器已闭合。
本实施例所述的供电电路可以在开关S1断开时关闭预充和供电功能，在开关S1闭合后，自动对储能电容C1进行预充电，储能电容C1预充电完成后，自动闭合供电控制继电器进入供电模式，可实现预充模式和供电模式的自动切换。
本实施例可以无需预充电压检测和软件控制，在电路板级实现预充和供电功能，成本低，体积小，可靠性高，因而更加适用于规模生产。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种具有自动预充电功能的供电电路，包括储能电容和供电电池，所述储能电容的两端用于连接待供电的负载，所述储能电容连接在供电电池的两端，其特征在于，还包括：模式切换开关电路、预充控制开关电路和供电控制开关电路；
所述预充控制开关电路串联在供电电池与储能电容之间的预充回路中，且所述预充控制开关电路的控制端连接储能电容的正极端；
所述供电控制开关电路包括供电控制继电器，所述供电控制继电器的常开触点串联在供电电池与负载之间的供电回路中，所述供电控制继电器的线圈连接在供电电池的两端；
所述模式切换开关电路连接在供电电池与所述供电控制继电器线圈的串联回路中，所述模式切换开关电路的控制端连接至所述储能电容的正极端；
所述模式切换开关电路包括第一三极管开关支路和第二三极管开关支路，所述第一三极管开关支路的输入输出端连接在供电电池的两端，所述第一三极管开关支路的控制端连接至储能电容的正极端，所述第二三极管开关支路串联连接在供电电池与所述供电控制继电器线圈的串联回路中，所述第二三极管开关支路的控制端连接至第一三极管开关支路的输入端；
所述第一三极管开关支路包括第二PNP三极管，所述第二PNP三极管的基级连接至储能电容的正极端，所述第二PNP三极管的发射极连接至供电电池的正极端，所述第二PNP三极管的集电极连接至供电电池的负极端；
所述第二三极管开关支路包括NPN三极管，所述NPN三极管的集电极通过串联的供电控制继电器的线圈连接至供电电池的正极端，所述NPN三极管的发射极连接至供电电池的负极端，所述NPN三极管的基级连接至所述第二PNP三极管的发射极；
所述预充控制开关电路包括第一PNP三极管，所述第一PNP三极管的发射极连接至供电电池的正极；所述第一PNP三极管的集电极连接至储能电容的正极端；所述第一PNP三极管的基级连接至储能电容的正极端，所述储能电容的负极端连接至供电电池的负极端；
所述第二PNP三极管的导通压降大于第一PNP三极管的导通压降。
2.根据权利要求1所述的具有自动预充电功能的供电电路，其特征在于，所述第一PNP三极管的发射极连接有预充限流电阻R1。
3.根据权利要求1所述的具有自动预充电功能的供电电路，其特征在于，所述第一PNP三极管的基级连接有基级限流电阻R2，所述第二PNP三极管的基级连接有基级限流电阻R4，所述NPN三极管的基级连接有基级限流电阻R3。
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有自动预充电功能的供电电路，其特征在于，所述供电电池的正极端连接有开关S1。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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