CN211710757U - 放电电路、电机控制器、车载充电设备以及车载dc/dc设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放电电路，其包括：负反馈恒流放电单元，用于对母线电容放电，所述负反馈恒流放电单元连接在所述母线电容的两端；控制单元，用于控制所述负反馈恒流放电单元执行放电，所述控制单元与所述负反馈恒流放电单元连接。本实用新型应用于新能源汽车中，通过实施本实用新型实施例，可控制放电电流大小，放电速度快，体积小，成本低，可靠性高。另外本实用新型还公开了一种电机控制器、车载充电设备以及车载DC/DC设备，所述电机控制器、车载充电设备以及车载DC/DC设备中均包括有所述放电电路，通过所述放电电路对母线电容执行放电。

Description

放电电路、电机控制器、车载充电设备以及车载DC/DC设备

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种放电电路、电机控制器、车载充电设备以及车载DC/DC设备。

背景技术

电动化汽车未来发展的必然趋势，而发展电动汽车被世界主要生产国普遍确立为提高汽车产业竞争力、保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。车载充电设备以及车载DC/DC设备是电动汽车的重要部件，当整车停止工作时，由于电机控制器，车载充电或者车载DC/DC等设备的输入/输出端口电容较大，电容上存在残留电荷，使得母线处于带电状态，若此时进行拆机检修，则较高的母线电压会对人体造成很大的生命风险。因此，电机控制器，车载充电设备或者车载DC/DC设备需要配有主动或者被动放电电路，保证在停机时能够短时间把电容电压降到安全范围之内。目前，对于被动放电，一般是直接在母线电容上并联放电电阻实现，考虑到电阻损耗，阻值一般不会太小，导致该放电速度慢，时间较长。而对于主动放电，现有的方案一般是由继电器串联放电电阻实现，当需要放电时，闭合继电器，通过放电电阻实现放电，但由于使用继电器，该方案存在体积大，成本高，继电器可能粘连等缺点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种放电电路、电机控制器、车载充电设备以及车载DC/DC设备，旨在解决母线电容上残留电荷会对人体造成伤害的技术问题。

本实用新型提供了一种放电电路，其包括：负反馈恒流放电单元，所述负反馈恒流放电单元连接在母线电容的两端，用于对所述母线电容放电；控制单元，所述控制单元与所述负反馈恒流放电单元连接，用于控制所述负反馈恒流放电单元执行放电。

进一步地，所述负反馈恒流放电单元包括第一N型MOS管、NPN型三极管、第一电阻以及第二电阻，所述第一N型MOS管的漏极与所述母线电容连接，所述第一N型MOS管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第一N型MOS管的栅极连接在所述第二电阻和所述NPN型三极管的集电极之间，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端与所述母线电容连接，所述第二电阻的另一端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的基极连接在所述第一N型MOS管的源极和所述第一电阻之间。

进一步地，所述控制单元包括第二N型MOS管、第三电阻、第四电阻以及稳压管，所述第二N型MOS管的漏极与第三电阻的一端连接，所述第二N型MOS管的源极接地，所述第二N型MOS管的栅极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与供电电源连接，所述第三电阻的另一端连接在所述第二电阻和所述NPN型三极管的集电极之间，所述稳压管的负极连接在所述第二电阻和所述NPN型三极管的集电极之间，所述稳压管的正极接地。

进一步地，所述控制单元还包括：主动控制子单元，用于提供控制信号以主动执行放电，所述主动控制子单元与所述第二N型MOS管的栅极连接。

进一步地，所述主动控制子单元包括控制芯片和二极管，所述控制芯片与所述供电电源连接，所述二极管的负极与所述控制芯片连接，所述二极管的正极连接在所述第二N型MOS管的栅极和所述第四电阻之间。

进一步地，所述二极管的负极与所述控制芯片的GPIO接口连接。

进一步地，所述第二电阻由多个电阻串联组成。

本实用新型还提供了一种电机控制器，其包括：放电电路，所述放电电路为上述所述的放电电路，所述放电电路与所述电机控制器的母线电容连接。

本实用新型还提供了一种车载充电设备，其包括：放电电路，所述放电电路为上述所述的放电电路，所述放电电路与所述车载充电设备的母线电容连接。

本实用新型还提供了一种车载DC/DC设备，其包括：放电电路，所述放电电路为上述所述的放电电路，所述放电电路与所述车载DC/DC设备的母线电容连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在母线电容的两端设置负反馈恒流放电单元，并利用控制单元来控制负反馈恒流放电单元执行对母线电容放电，可控制放电电流大小，放电速度快，体积小，成本低，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型放电电路的示意框图；以及

图2为本实用新型放电电路的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

参照图1，其展示了本实用新型提供的放电电路100的一实施例。本实用新型应用在与电动汽车高压电池侧连接的充放电设备中，采用本实用新型提出的放电电路100可对该类充放电设备的母线电容C1实现快速放电。所述放电电路100包括：负反馈恒流放电单元10以及控制单元20，所述负反馈恒流放电单元10用于对母线电容C1放电，所述负反馈恒流放电单元10连接在所述母线电容C1的两端；所述控制单元20用于控制所述负反馈恒流放电单元10执行放电，所述控制单元20与所述负反馈恒流放电单元10连接。通过上述设计，采用控制单元20控制负反馈恒流放电单元10对母线电容C1进行放电，保证了整车停止工作时能够短时间内将母线电容C1的电压降到安全范围之内，保护了检修人员的生命安全。

在一实施例中，例如在本实施例中，所述负反馈恒流放电单元10包括第一N型MOS管Q1、NPN型三极管Q2、第一电阻R1以及第二电阻R2，所述第一N型MOS管Q1的漏极与所述母线电容C1连接，所述第一N型MOS管Q1的源极与所述第一电阻R1的一端连接，所述第一N型MOS管Q1的栅极连接在所述第二电阻R2和所述NPN型三极管Q2的集电极之间，所述第一电阻R1的另一端接地，所述第二电阻R2的一端与所述母线电容C1连接，所述第二电阻R2的另一端与所述NPN型三极管Q2的集电极连接，所述NPN型三极管Q2的发射极接地，所述NPN型三极管Q2的基极连接在所述第一N型MOS管Q1的源极和所述第一电阻R1之间。所述负反馈恒流放电单元10工作时，对所述母线电容C1执行放电，通过所述负反馈恒流放电单元10可控制放电电流的大小，使得所述母线电容C1以恒流进行放电，放电速度更快，放电时间更短。

在一实施例中，例如在本实施例中，所述控制单元20包括第二N型MOS管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4以及稳压管Z1，所述第二N型MOS管Q3的漏极与第三电阻R3的一端连接，所述第二N型MOS管Q3的源极接地，所述第二N型MOS管Q3的栅极与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与供电电源Vs连接，所述第三电阻R3的另一端连接在所述第二电阻R2和所述NPN型三极管Q2的集电极之间，所述稳压管Z1的负极连接在所述第二电阻R2和所述NPN型三极管Q2的集电极之间，所述稳压管Z1的正极接地。通过上述设计，当所述第二N型MOS管Q3导通时，所述负反馈恒流放电单元10不执行放电，当所述第二N型MOS管Q3截止时，所述负反馈恒流放电单元10执行放电。也即利用了所述第二N型MOS管Q3的导通或者截止来控制所述负反馈恒流放电单元10是否执行放电。实现了对所述负反馈恒流放电单元10对母线电容C1放电的控制。

在一实施例中，例如在本实施例中，所述第二电阻R2由多个电阻串联组成。由于考虑到电阻的耐压和损耗，保证放电的可靠性，采用多个电阻串联组成第二电阻R2。

以下介绍本实施例中放电电路100的工作原理：

正常工作时：所述供电电源Vs为所述第四电阻R4提供上拉电压，以使得所述第二N型MOS管Q3导通。由于所述第三电阻R3的阻值远远小于所述第二电阻R2的阻值，因此所述第一N型MOS管Q1无法导通。此时，与所述母线电容C1连通的只有所述第二电阻R2和所述第三电阻R3，而由于第二电阻R2的阻值较大，电流很小，可以忽略不计，故可以认为此时放电电路100没有执行放电动作。

停机时：所述供电电源Vs关闭，不能为所述第四电阻R4提供上拉电压，使得所述第二N型MOS管Q3截止。由于上述稳压管Z1的钳位电压大于所述第一N型MOS管Q1的导通电压，因而所述第一N型MOS管Q1导通，从而给到所述第一电阻R1电压，所述第一电阻R1上形成放电电流，所述母线电容C1通过所述第一电阻R1放电。同时，所述第一电阻R1的电压导通所述NPN型三极管Q2。而所述NPN型三极管Q2的导通又拉低了所述第一N型MOS管Q1的栅极电压，所述第一N型MOS管Q1截止后，所述第一电阻R1失去导通所述NPN型三极管Q2的电压，无法拉低所述第一N型MOS管Q1的栅极电压，所述第一N型MOS管Q1又重新导通。因此，所述负反馈恒流放电单元10工作时，所述第一N型MOS管Q1不完全导通，所述NPN型三极管Q2临界导通，所述NPN型三极管Q2负反馈作用与所述第一N型MOS管Q1，实现了停机后所述母线电容C1的恒流放电。

本实用新型实施例展示了一种放电电路100，其通过在母线电容C1的两端设置负反馈恒流放电单元10，并利用控制单元20来控制负反馈恒流放电单元10执行对母线电容C1放电，可控制放电电流大小，放电速度快，体积小，成本低，可靠性高。

在另一实施例中，所述控制单元20还包括：主动控制子单元21，所述主动控制子单元21用于提供控制信号以主动执行放电，所述主动控制子单元21与所述第二N型MOS管Q3的栅极连接。通过设置主动控制子单元21以控制所述负反馈恒流放电单元10对所述母线电容C1主动放电。所述主动控制子单元21的作用主要是为所述第二N型MOS管Q3的栅极提供一个可供所述第二N型MOS管Q3导通或者截止的电压信号。因此，可以理解的是，所述主动控制子单元21可以是多种形式的，只要能够提供一个控制信号即可。

在一实施例中，例如在本实施例中，所述主动控制子单元21包括控制芯片和二极管D1，所述控制芯片与所述供电电源Vs连接，所述二极管D1的负极与所述控制芯片连接，所述二极管D1的正极连接在所述第二N型MOS管Q3的栅极和所述第四电阻R4之间。其中，所述二极管D1的负极与所述控制芯片的GPIO接口连接。所述控制芯片是MCU，所述GPIO是MCU的通用端口。通过所述控制芯片提供一个高电平信号或者低电平信号给到所述第二N型MOS管Q3的栅极，以控制所述第二N型MOS管Q3导通或截止，从而控制所述负反馈恒流放电单元10是否对所述母线电容C1主动执行放电。通过上述设计，实现了对母线电容C1的主动放电，保证了检修人员的生命安全，提高了可靠性。

以下介绍本实施例中放电电路100的工作原理：

正常工作时，所述控制芯片通过GPIO输出高电平信号，以使得所述第二N型MOS管Q3导通。所述第二N型MOS管Q3导通，从而所述负反馈恒流放电单元10未执行放电动作。

正常工作时，所述控制芯片通过GPIO输出低电平信号，使得所述第二N型MOS管Q3截止。所述第二N型MOS管Q3截止，从而使所述负反馈恒流放电单元10执行放电动作，对所述母线电容C1进行放电。

停机时，所述供电电源Vs关闭，不能为所述控制芯片供电，也不能为所述第四电阻R4提供上拉电压，使得所述第二N型MOS管Q3截止。所述第二N型MOS管Q3截止，从而使所述负反馈恒流放电单元10执行放电动作，对所述母线电容C1进行放电。

在一具体的实施例中，对于各个器件的参数选择如下：所述第二电阻R2由三个阻值为100KΩ电阻串联组成，所述第三电阻R3为一个阻值为100Ω电阻，齐纳管稳压电压为11V，所述第一N型MOS管Q1完全导通电压为6V，所述NPN型三极管Q2的导通压降为0.6V，所述第一电阻R1的阻值为24Ω。当执行放电动作时，所述NPN型三极管Q2临界导通，放电电流为0.6V/24Ω即25mA。

本实用新型实施例展示了一种放电电路100，其通过在母线电容C1的两端设置负反馈恒流放电单元10，并利用控制单元20中的主动控制子单元21来控制负反馈恒流放电单元10执行对母线电容C1主动放电，可主动执行放电，控制放电电流大小，放电速度快，体积小，成本低，可靠性高。

在另一实施例中，本实用新型展示了一种电机控制器，所述电机控制器是连接在高压电池侧的设备，所述电机控制器中包括有上述实施例所述的放电电路100，所述放电电路100与所述电机控制器的母线电容C1连接，通过所述放电电路100可对所述母线电容C1进行主动或被动放电。

在又一实施例中，本实用新型展示了一种车载充电设备，所述车载充电设备是连接在高压电池侧的设备，所述车载充电设备中包括有上述实施例所述的放电电路100，所述放电电路100与所述车载充电设备的母线电容C1连接，通过所述放电电路100可对所述母线电容C1进行主动或被动放电。

在再一实施例中，本实用新型展示了一种车载DC/DC设备，所述车载DC/DC设备是连接在高压电池侧的设备，所述车载DC/DC设备包括有上述实施例所述的放电电路100，所述放电电路100与所述车载DC/DC设备的母线电容C1连接，通过所述放电电路100可对所述母线电容C1进行主动或被动放电。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种放电电路，其特征在于，包括：

负反馈恒流放电单元，所述负反馈恒流放电单元连接在母线电容的两端，用于对所述母线电容放电；

控制单元，所述控制单元与所述负反馈恒流放电单元连接，用于控制所述负反馈恒流放电单元执行放电；

所述负反馈恒流放电单元包括第一N型MOS管、NPN型三极管、第一电阻以及第二电阻，所述第一N型MOS管的漏极与所述母线电容连接，所述第一N型MOS管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第一N型MOS管的栅极连接在所述第二电阻和所述NPN型三极管的集电极之间，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端与所述母线电容连接，所述第二电阻的另一端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的基极连接在所述第一N型MOS管的源极和所述第一电阻之间；

所述控制单元包括第二N型MOS管、第三电阻、第四电阻以及稳压管，所述第二N型MOS管的漏极与第三电阻的一端连接，所述第二N型MOS管的源极接地，所述第二N型MOS管的栅极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与供电电源连接，所述第三电阻的另一端连接在所述第二电阻和所述NPN型三极管的集电极之间，所述稳压管的负极连接在所述第二电阻和所述NPN型三极管的集电极之间，所述稳压管的正极接地。

2.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述控制单元还包括：主动控制子单元，用于提供控制信号以主动执行放电，所述主动控制子单元与所述第二N型MOS管的栅极连接。

3.根据权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述主动控制子单元包括控制芯片和二极管，所述控制芯片与所述供电电源连接，所述二极管的负极与所述控制芯片连接，所述二极管的正极连接在所述第二N型MOS管的栅极和所述第四电阻之间。

4.根据权利要求3所述的放电电路，其特征在于，所述二极管的负极与所述控制芯片的GPIO接口连接。

5.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述第二电阻由多个电阻串联组成。

6.一种电机控制器，其特征在于，包括：放电电路，所述放电电路为权利要求1-5任一项所述的放电电路，所述放电电路与所述电机控制器的母线电容连接。

7.一种车载充电设备，其特征在于，包括：放电电路，所述放电电路为权利要求1-5任一项所述的放电电路，所述放电电路与所述车载充电设备的母线电容连接。

8.一种车载DC/DC设备，其特征在于，包括：放电电路，所述放电电路为权利要求1-5任一项所述的放电电路，所述放电电路与所述车载DC/DC设备的母线电容连接。

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