[发明专利]一种电机控制系统中的继电器触点的保护电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机控制系统中的继电器触点的保护电路及方法。

背景技术

随着近年来汽车工业的发展，汽车电器控制器越来越多，现有12V电源系统的控制器已非常成熟，但在24V/48V电源系统中，电器控制器应用国内比较少，且成本较高，尤其是大功率电机，如车窗电机、门锁电机等电机控制。

目前24V/48V车载电源系统中，部分大功率电机都是采用驱动芯片控制，整个电路系统成本非常高，且可供选择的种类非常少。

24V/48V车载电源系统中，部分大功率器件采用继电器控制，一方面成本较高，另一方面也不能完全保证电路稳定，仍然会出现烧蚀触点的情况。主要原因是功率电机电流较大，且在高电压系统中，切换时会产生非常恶劣的电弧，会烧蚀触点。

24V/48V车载电源系统中，出现烧蚀触点的原因：

1、电机工作过程中，正转、反转电流较小，但堵转时，电流较大，堵转时间过长，导致触点烧蚀；

2、在高压系统中，触点切换时，会出现恶劣的电弧，导致触点烧蚀；

综上所述，在高压系统中，电机的控制成本非常高，且电路可靠性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机控制系统中的继电器触点的保护电路，能够有效解决现有24V/48V车载电源系统中，因电机工作过程中，正转、反转电流较小，但堵转时，电流较大，堵转时间过长，导致触点烧蚀的问题；及在高压系统中，触点切换时，会出现恶劣的电弧，导致触点烧蚀的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电机控制系统中的继电器触点的保护电路，包括微控制单元、电源电路、开关采集电路、继电器控制电路、场效应管控制电路、电流采样电路、中断/过流保护电路；电源电路的输出端和微控制单元相连，输入端和24V/48V系统电源相接；开关采集电路的输入端和电机正/反转开关信号输出端相接，其输出端和微控制单元相接；继电器控制电路设连接在电机和微控制单元之间，用于实现电机工作的载流；场效应管控制电路，用于实现电机正/反转的切换；电流采样电路用于采集电机工作时的电流；中断/过流保护电路用于根据电流采样电路采集的电流进行判断是否过流，如过流，则激活终端，让微控制单元优先处理过流问题，并立即关断场效应管，以保护电机与继电器触点；微控制单元负责信号采集后的处理以及相关驱动电路的控制，用以控制整个电路系统的功能运行。微控制单元与继电器控制电路、场效应管控制电路输入、以及电流采样电路输出连接；继电器控制电路输出与电机正反两端相连；继电器电路中共地端与场效应管控制电路输出端相连；场效应管控制电路与采样电路相连。

进一步的，场效应管控制电路包括第一三极管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第七电阻、场效应管；

继电器控制电路包括双胞继电器、第一非门、第二非门，双胞继电器包括第一继电器和第二继电器；

电流采样电路包括采样电阻；

中断/过流保护电路包括第三非门、第六电阻、运算放大器；

第一电阻的一端和双胞继电器的线圈的正极相接，另一端接24V/48V系统电源；双胞继电器的两个常开端和24V/48V系统电源相接，其两个常闭端接场效应管的漏极，其两个公共端接电机的两端；第一非门和第二非门的输入端和微控制单元相接，输出端和第一继电器的负极、第二继电器的负极分别对应相接；

第七电阻R7接微控制单元的MOS CONTROL脚，另一端和第一三极管的基极，第一三极管的发射极接+5V电源，集电极和第一二极管的负极、第三电阻的一端相接；第一二极管的正极、第三电阻的另一端和第二二极管的正极、第一电容的一端、场效应管的栅极相接，第一电容的另一端接地；第二二极管的负极和第四电阻的一端相接，第四电阻的另一端和第五电阻R5的一端、第三非门的输出端相接，第五电阻的另一端接微控制单元的INT脚；第三非门的输入端接运输放大器的输出端相接；运输放大器的正输入端和场效应管的源极相接，负输出端接地；采样电阻的两端分别接场效应管的源极和地；第六电阻一端连接在第三非门的输入端和运输放大器的输出端之间，另一端接微控制单元。

进一步的，场效应管的电流参数应大于3倍的电机电流参数；且场效应管的VDS应大于60V/100V。

一种电机控制系统中的继电器触点的保护方法，