專利名稱：一種無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種保護(hù)電路，尤其是一種無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù) 電路。
背景技術(shù)：
[0002]發(fā)展電動汽車是能源和環(huán)境的要求，具有長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。近年來，“低碳經(jīng)濟(jì)”的 概念席卷全球，發(fā)展新能源汽車、減小碳排量勢在必行。電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一是充 電技術(shù)，為了進(jìn)行安全、高效地充電，通常采用隔離型開關(guān)電源實現(xiàn)AC-DC變換，將電網(wǎng)提 供的交流電轉(zhuǎn)換為直流輸出。對于充電機(jī)來說，開關(guān)電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而直流側(cè)輸出 控制與保護(hù)電路非常關(guān)鍵，因為這是電源與電池的接口，它具有輸出開關(guān)控制、過電流保護(hù) 和反接保護(hù)等重要作用。[0003]傳統(tǒng)的充電機(jī)輸出控制采用普通繼電器作為主要元件，普通繼電器的機(jī)械式觸點 壽命低、容易打火，特別是電動汽車充電機(jī)的輸出直流一般較大，若在前級開關(guān)電源沒有關(guān) 斷的情況下分?jǐn)?，則會引起嚴(yán)重的拉弧，燒壞繼電器。而且在輸出短路或過電流場合，繼電 器也無法通過自身的分?jǐn)喽Ｗo(hù)整個充電機(jī)，即使在輸出端串聯(lián)保險絲，其動作速度也不 足以保護(hù)前級開關(guān)電源中功率元件。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車充電機(jī)輸出開關(guān)控制、過電流 保護(hù)和反接保護(hù)，可靠性高、使用壽命長的無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路。[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種無觸點電動汽車充電機(jī) 輸出控制保護(hù)電路，包括高頻整流濾波電路，所述的高頻整流濾波電路、MOS管Vl和電池組 成串聯(lián)回路，高頻整流濾波電路與過流檢測保護(hù)電路相連，過流檢測保護(hù)電路通過光耦隔 離驅(qū)動電路與MOS管Vl相連，光耦隔離驅(qū)動電路通過輸出使能接口電路與單片機(jī)相連，MOS 管輔助電源電路向MOS管Vl供電。[0006]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型使用MOS管Vl作為充電機(jī)的輸出控制開關(guān)，克 服了普通繼電器的機(jī)械式觸點壽命低、容易打火的缺點，適用于電動汽車充電機(jī)的較大輸 出直流應(yīng)用場合，還起到了直流側(cè)過電流快速保護(hù)的功能，有效保護(hù)了充電機(jī)中昂貴的功 率半導(dǎo)體元件，且過電流故障消除后，保護(hù)狀態(tài)能夠在充電機(jī)下一次上電時自動復(fù)位，轉(zhuǎn)入 正常工作，無需更換保險絲。


[0007]圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
[0008]一種無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，包括用于提供開關(guān)電源輸出直流的高頻整流濾波電路，所述的高頻整流濾波電路、MOS管Vl和電池組成串聯(lián)回路，高頻整流 濾波電路與過流檢測保護(hù)電路相連，過流檢測保護(hù)電路通過光耦隔離驅(qū)動電路與MOS管Vl 相連，光耦隔離驅(qū)動電路通過輸出使能接口電路與單片機(jī)相連，MOS管輔助電源電路向MOS 管Vl供電，MOS管輔助電源電路用于向光耦隔離驅(qū)動電路提供能量，如圖1所示。[0009]如圖1所示，所述的高頻整流濾波電路包括變壓器Tl，變壓器Tl的初級線圈接交 流電輸入，變壓器Tl的次級線圈的兩端分別接整流二極管D5、D6的陽極，整流二極管D5、 D6的陰極并聯(lián)，整流二極管D5的陰極接濾波電感Ll的一端，濾波電感Ll的另一端接EMI 濾波器1的輸入端，EMI濾波器1的輸出端分別與MOS管Vl的漏極和電池的負(fù)極相連，MOS 管Vl的源極接電池的正極。[0010]如圖1所示，所述的過流檢測保護(hù)電路由過流檢測電路2和過流保護(hù)電路3組成， 所述的過流檢測電路2為霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器采用芯片U2，芯片U2的第5引 腳與變壓器Tl次級線圈的中間引出線相連，芯片U2的第6引腳與EMI濾波器1的輸入端 相連，芯片U2的第3、4引腳接地，所述的過流保護(hù)電路3包括電阻R6，芯片U2的第1弓丨腳 接電阻R6的一端，電阻R6的另一端分別與電阻R7、電阻R2、調(diào)整管D4的控制端相連，電阻 R7的另一端接地，調(diào)整管D4的陽極接地，調(diào)整管D4的陰極分別與二極管D2的陰極、二極管 Dl的陰極相連，電阻R2與三極管Ql的集電極相連，三極管Ql的基極與電阻Rl的一端相 連，電阻Rl的另一端與二極管Dl的陽極相連，二極管Dl的陰極與二極管D2的陰極相連。 霍爾電流傳感器用于檢測輸出電流，檢出的電流信號送往過流保護(hù)電路3，當(dāng)輸出電流超過 設(shè)定值時，過流保護(hù)電路3輸出持續(xù)的低電平，使MOS管Vl迅速關(guān)斷，該保護(hù)狀態(tài)在下一次 上電時復(fù)位，充電機(jī)可正常工作。[0011]如圖1所示，所述的光耦隔離驅(qū)動電路包括光耦U1，光耦Ul的第1引腳與二極管 D2的陽極相連，所述的輸出使能接口電路采用發(fā)光二極管LED1，光耦Ul的第2引腳與發(fā)光 二極管LEDl的陽極相連，發(fā)光二極管LEDl的陰極接單片機(jī)，所述的光耦Ul的第3引腳與 二極管D3的陽極相連，二極管D3的陰極與MOS管Vl的柵極相連。輸出使能接口電路主要 由發(fā)光二極管LEDl實現(xiàn)，不僅在輸出使能時發(fā)光，而且產(chǎn)生一定的壓降，使過電流保護(hù)路3 的低電平足以封鎖光耦Ul的發(fā)光側(cè)。所述的MOS管輔助電源電路包括穩(wěn)壓二極管D8，穩(wěn) 壓二極管D8的陰極與光耦Ul的第4引腳相連，光耦Ul的第4引腳與電阻R3的一端相連， 電阻R3的另一端與二極管D7的陰極相連，二極管D7的陽極與整流二極管D5、D6的陰極相 連，濾波電容Cl的一端接在二極管D7的陰極與電阻R3之間，濾波電容Cl的另一端接在濾 波電感Ll和EMI濾波器1的輸入端之間。[0012]在工作時，由超低導(dǎo)通電阻的功率MOS管Vl作為直流側(cè)輸出開關(guān)，從開關(guān)電源主 功率變壓器Tl引出輔助電源提供其驅(qū)動能量，通過高速光耦Ul實現(xiàn)隔離控制與驅(qū)動。單 片機(jī)提供的使能控制信號通過輸出使能控制接口連接到高速光耦Ul發(fā)光側(cè)的一端，當(dāng)需 要開通輸出且電池未反接時，單片機(jī)將會輸出低電平的使能控制信號。霍爾電流傳感器檢 測出的電流信號送往過流保護(hù)電路3，一旦發(fā)生輸出過電流的故障，則產(chǎn)生持續(xù)的低電平過 流保護(hù)信號，該信號接到高速光耦Ul發(fā)光側(cè)的另一端，當(dāng)輸出使能信號為高或過流保護(hù)控 制信號為低時，快速光耦Ul的發(fā)光二極管都沒有電流流過，MOS管Vl開關(guān)關(guān)斷，反之MOS管 Vl開通，由此實現(xiàn)了無觸點的輸出開關(guān)控制、反接保護(hù)和過電流保護(hù)的功能。
權(quán)利要求1.一種無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，包括高頻整流濾波電路，其特征在 于所述的高頻整流濾波電路、MOS管Vl和電池組成串聯(lián)回路，高頻整流濾波電路與過流檢 測保護(hù)電路相連，過流檢測保護(hù)電路通過光耦隔離驅(qū)動電路與MOS管Vl相連，光耦隔離驅(qū) 動電路通過輸出使能接口電路與單片機(jī)相連，MOS管輔助電源電路向MOS管Vl供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，其特征在于所 述的高頻整流濾波電路包括變壓器Tl，變壓器Tl的初級線圈接交流電輸入，變壓器Tl的次 級線圈的兩端分別接整流二極管D5、D6的陽極，整流二極管D5、D6的陰極并聯(lián)，整流二極管 D5的陰極接濾波電感Ll的一端，濾波電感Ll的另一端接EMI濾波器(1)的輸入端，EMI濾 波器(1)的輸出端分別與MOS管Vl的漏極和電池的負(fù)極相連，MOS管Vl的源極接電池的 正極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，其特征在于 所述的過流檢測保護(hù)電路由過流檢測電路( 和過流保護(hù)電路C3)組成，所述的過流檢測 電路(2)為霍爾電流傳感器，霍爾電流傳感器采用芯片U2，芯片U2的第5引腳與變壓器Tl 次級線圈的中間引出線相連，芯片U2的第6弓丨腳與EMI濾波器(1)的輸入端相連，芯片U2 的第3、4引腳接地，所述的過流保護(hù)電路(3)包括電阻R6，芯片U2的第1引腳接電阻R6的 一端，電阻R6的另一端分別與電阻R7、電阻R2、調(diào)整管D4的控制端相連，電阻R7的另一端 接地，調(diào)整管D4的陽極接地，調(diào)整管D4的陰極分別與二極管D2的陰極、二極管Dl的陰極 相連，電阻R2與三極管Ql的集電極相連，三極管Ql的基極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl 的另一端與二極管Dl的陽極相連，二極管Dl的陰極與二極管D2的陰極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，其特征在于所 述的光耦隔離驅(qū)動電路包括光耦U1，光耦Ul的第1引腳與二極管D2的陽極相連，所述的 輸出使能接口電路采用發(fā)光二極管LED1，光耦Ul的第2引腳與發(fā)光二極管LEDl的陽極相 連，發(fā)光二極管LEDl的陰極接單片機(jī)，所述的光耦Ul的第3引腳與二極管D3的陽極相連， 二極管D3的陰極與MOS管Vl的柵極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，其特征在于 所述的MOS管輔助電源電路包括穩(wěn)壓二極管D8，穩(wěn)壓二極管D8的陰極與光耦Ul的第4引 腳相連，光耦Ul的第4引腳與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與二極管D7的陰極相 連，二極管D7的陽極與整流二極管D5、D6的陰極相連，濾波電容Cl的一端接在二極管D7 的陰極與電阻R3之間，濾波電容Cl的另一端接在濾波電感Ll和EMI濾波器(1)的輸入端 之間。
專利摘要本實用新型涉及一種無觸點電動汽車充電機(jī)輸出控制保護(hù)電路，包括高頻整流濾波電路，所述的高頻整流濾波電路、MOS管V1和電池組成串聯(lián)回路，高頻整流濾波電路與過流檢測保護(hù)電路相連，過流檢測保護(hù)電路通過光耦隔離驅(qū)動電路與MOS管V1相連，光耦隔離驅(qū)動電路通過輸出使能接口電路與單片機(jī)相連，MOS管輔助電源電路向MOS管V1供電。本實用新型使用MOS管V1作為充電機(jī)的輸出控制開關(guān)，克服了普通繼電器的機(jī)械式觸點壽命低、容易打火的缺點，適用于電動汽車充電機(jī)的較大輸出直流應(yīng)用場合，還起到了直流側(cè)過電流快速保護(hù)的功能，有效保護(hù)了充電機(jī)中昂貴的功率半導(dǎo)體元件。
文檔編號H02J7/10GK201821145SQ20102056900
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者陳滋健 申請人:合肥華耀電子工業(yè)有限公司