專利名稱：電動車控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動車控制電路，尤其涉及一種適用于大功率MOSFET限流和溫控的電動車控制電路。
技術背景在當前的大功率電動車控制器、電動汽車功率驅(qū)動部分、大功率開關電源 等設備中廣泛的采用了功率MOSFET電路作為大電流開關輸出給負載，在大電 流工作狀態(tài)下必須對輸出電流進行限制，以保護系統(tǒng)的功率部分不會因內(nèi)部短 路或外部負載短路而造成長時間過流而燒毀功率器件，同時也應避免因長時間 超過規(guī)定輸出電流引起溫升過高而導致功率器件損壞或系統(tǒng)功能喪失?，F(xiàn)有技術一般采用如下兩種方法解決這一問題第一種方法是用大功率采樣電阻，將其接入大電流主回路中，通過采樣 電阻上的分壓大小來判斷輸出電流是否超出限制值，這種方法的缺點是第一， 當要限制的電流從幾十安到幾百安甚至更大時，其采樣電阻的體積將會變的很 大，并且大型的采樣電阻價格較為昂貴，很不利于縮小系統(tǒng)體積及降低成本， 同時采樣精度無法保證；第二，由于采樣電阻上流過很大電流，其上將承擔一定的功率，而這部分功率將以熱量白白消耗掉，勢必造成能源的浪費及增加了系統(tǒng)不必要的溫升；第二種方法是用電流傳感器，在大電流主回路中裝上電流傳感器來完成電 流的監(jiān)測與限流，雖然沒有了采樣電阻那么大的功率損耗，并且電流傳感器的 精度可以做的很高，但同樣電流傳感器的體積龐大，價格昂貴。同時以上兩種 方法均存在和溫度控制只能獨立工作的現(xiàn)狀，往往當系統(tǒng)長時間工作在限流值 附近時，很容易引起溫升過高而限流電路還未動作造成功率器件損壞或系統(tǒng)功 能喪失。 實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種利用功率MOSFET溝道電 阻實現(xiàn)限流，并根據(jù)功率M0SFET溝道電阻的正溫度系數(shù)特性設計了溫度補償電路，在經(jīng)過簡單電路組合巧妙的構成了大功率MOSFET恒定電流限幅、過溫 時輸出線性回落，欠溫時限制輸出PWM。本實用新型解決其技術問題是采取以下方案來實現(xiàn)的本實用新型包括用于給整個系統(tǒng)供電的電源、信號檢測部分、電機控制電路、大功率場效應管、驅(qū)動部分、電機，所述電源給所述信號檢測部分、所 述驅(qū)動部分、所述大功率場效應管供電，所述電機控制電路與所述大功率場效應管相連，所述大功率場效應管與所述電機相連，其特征是所述的電動車控 制電路還包括溫度控制電路和限流基準電路，所述溫度控制電路與所述限流基 準電路相連，所述限流基準電路與所述大功率場效應管相連；所述限流基準電路受控于所述溫度控制電路，當系統(tǒng)溫升超過正常工作范圍時，所述溫度控制 電路將使限流基準值線性減小，從而線性減小輸出的最大電流值，使系統(tǒng)溫度降低；當系統(tǒng)環(huán)境溫度低于正常工作范圍時，所述溫度控制電路將限流基準值 拉低至很小的范圍來限制系統(tǒng)輸出，從而進行溫度補償。其技術方案中溫度控制電路，連接方式是所述溫度控制電路包括三個比較器U1D、 U2A、 U2B,—個溫度傳感器TH1， 一個二極管D2， 一個電容C2， 6個電阻R5、 R6、 R7、 R8、 9R、 RIO，所述比較器U1D的負極與比較器U2B 的負極相連，比較器UlD的正極接基準電壓Vref2，比較器U1D輸出端接電阻 R5的一端，電阻R5的另一端接電阻R6的一端和所述限流基準電路中的電阻 Rll的一端，電阻R6的另一端接比較器U2A的輸出端，比較器U2A的正極接 基準電壓Vrefl，電阻R7跨接在比較器U2A的負極和輸出端，比較器U2B的 輸出端接二極管D2的陽極，電阻R8的兩端分別接比較器U2A的負極和二極管 D2的陰極，電阻R10跨接在比較器U2B的負極和二極管D2的陰極，比較器 U2B的正極接基準電壓Vref3，電阻R9的一端接比較器U2B的負極，另一端接 溫度傳感器TH1的一端，電容C2與溫度傳感器TH1并聯(lián)，溫度傳感器TH1的 另一端和電容C2的另一端分別接地。其技術方案中限流基準電路，連接方式是所述限流基準電路包括四個比較器U1A、 U1B、 UIC、 U3A，兩個二極管D1、 D3，兩個電容C1、 C3， 5個電 阻R1、 R2、 R3、 R4、 R12， 2個滑動變阻器R11、 R13,比較器U1A的正極接 比較器U1C的正極，比較器U1A的負極接比較器U1C的負極，比較器U1A的 輸出端接比較器U1B的正極、電阻R1的一端和電容C1的一端，電容C1的另 一端接地，電阻R1的另一端接基準電壓Vref，比較器U1B的負極接基準電壓 Vrefl，比較器U1B的輸出端接比較器U3A的負極，驅(qū)動電路接在比較器U1C 和電阻R3之間，電阻R3的另一端接所述大功率場效應管Ql的柵極，大功率 場效應管Ql的源極接地，大功率場效應管Ql的漏極分別接二極管Dl陰極和 阻R2的一端，二極管D1的陽極接電阻R4的一端和比較器U3A的負極，電容 C3—端接滑動電阻器R11的一端，另一端接電源負極，滑動電阻器Rll、滑動 電阻器R13、 二極管D3串聯(lián)，二極管D3的陰極與電源負極相連，比較器U3A 的正極與滑動電阻器Rll的滑動觸頭相連，比較器U3A的輸出端接電阻R12的 一端，電阻R12的另一端接比較器U1A的正極，比較器U1A和比較器U3A的 負極均接地。本實用新型通過使用功率MOSFET導通時的溝道電阻作為采樣電阻實現(xiàn)限 流，并根據(jù)功率MOSFET溝道電阻的正溫度系數(shù)特性設計了溫度控制電路，再 經(jīng)過簡單電路組合巧妙的構成了大功率MOSFET恒定電流限幅、過溫時輸出線 性回落，欠溫時限制輸出PWM;而省去了電流傳感器或外接采樣電阻，大大降 低了系統(tǒng)成本，減小了系統(tǒng)體積，使產(chǎn)品更具市場競爭力。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有顯著的優(yōu)點和有益效果，具體體現(xiàn)在以下 幾個方面1. 由于本實用新型使用了功率MOSFET導通時的溝道電阻作為采樣電阻 實現(xiàn)限流，縮小了系統(tǒng)體積及降低了成本，同時提高了采樣的精度；2. 功率MOSFET代替了采樣電阻，避免了部分功率以熱量白白消耗掉，節(jié) 省了能源，避免了系統(tǒng)不必要的溫升；3. 本實用新型中的溫度控制電路和限流基準電路同時工作，避免了引起溫升過高而限流電路還未動作造成功率元器件損壞或系統(tǒng)功能喪失；
4.本實用新型將溫度控制電路和限流基準電路巧妙的集成在一起，簡化了 電路，又方便了系統(tǒng)得高可靠電流與溫度協(xié)調(diào)控制。


圖l為本實用新型原理框圖； 圖2為本實用新型電路原理圖；具體實施方式
以下結合附圖中所給出的具體電路來對技術方案進行詳述。 參見圖1、 2所示
本實用新型包括用于給整個系統(tǒng)供電的電源、信號檢測部分、電機控制 電路、大功率場效應管、驅(qū)動部分、電機，所述電源給所述信號檢測部分、所 述驅(qū)動部分、所述大功率場效應管供電，所述電機控制電路與所述大功率場效 應管相連，所述大功率場效應管與所述電機相連，其特征是所述的電動車控 制電路還包括溫度控制電路和限流基準電路，所述溫度控制電路與所述限流基 準電路相連，所述限流基準電路與所述大功率場效應管相連；所述限流基準電 路受控于所述溫度控制電路，當系統(tǒng)溫升超過正常工作范圍時，所述溫度控制 電路將使限流基準值線性減小，從而線性減小輸出的最大電流值，使系統(tǒng)溫度 降低；當系統(tǒng)環(huán)境溫度低于正常工作范圍時，所述溫度控制電路將限流基準值 拉低至很小的范圍來限制系統(tǒng)輸出，從而進行溫度補償。
所述溫度控制電路包括三個比較器U1D、U2A、U2B， 一個溫度傳感器TH1， 一個二極管D2， 一個電容C2， 6個電阻R5、 R6、 R7、 R8、 9R、 RIO，所述比 較器U1D的負極與比較器U2B的負極相連，比較器U1D的正極接基準電壓 Vref2，比較器U1D輸出端接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電阻R6的一 端和所述限流基準電路中的電阻Rll的一端，電阻R6的另一端接比較器U2A 的輸出端，比較器U2A的正極接基準電壓Vrefl，電阻R7跨接在比較器U2A 的負極和輸出端,、比較器U2B的輸出端接二極管D2的陽極，、電阻R8的兩端分 別接比較器U2A的負極和二極管D2的陰極，電阻R10跨接在比較器U2B的負極和二極管D2的陰極，比較器U2B的正極接基準電壓Vref3,電阻R9的一端 接比較器U2B的負極，另一端接溫度傳感器TH1的一端，電容C2與溫度傳感 器TH1并聯(lián)，溫度傳感器TH1的另一端和電容C2的另一端分別接地。
其技術方案還可以包括一個限流基準電路，其連接方式是所述限流基準 電路包括四個比較器U1A、 U1B、 UIC、 U3A，兩個二極管D1、 D3,兩個電容 Cl、 C3， 5個電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R12， 2個滑動變阻器Rll、 R13，比較 器U1A的正極接比較器U1C的正極，比較器U1A的負極接比較器U1C的負極， 比較器U1A的輸出端接比較器U1B的正極、電阻Rl的一端和電容Cl的一端， 電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端接基準電壓Vref，比較器U1B的負極 接基準電壓Vrefl，比較器U1B的輸出端接比較器U3A的負極，驅(qū)動電路接在 比較器U1C和電阻R3之間，電阻R3的另一端接所述大功率場效應管Ql的柵 極，大功率場效應管Ql的源極接地，大功率場效應管Ql的漏極分別接二極管 Dl陰極和阻R2的一端，二極管Dl的陽極接電阻R4的一端和比較器U3A的 負極，電容C3—端接滑動電阻器R11的一端，另一端接電源負極，滑動電阻器 Rll、滑動電阻器R13、 二極管D3串聯(lián)，二極管D3的陰極與電源負極相連， 比較器U3A的正極與滑動電阻器Rll的滑動觸頭相連，比較器U3A的輸出端 接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接比較器U1A的正極，比較器U1A和 比較器U3A的負極均接地。
本實用新型中，基準點壓Vref為10.11V， Vrefl為6.14V， Vref2為5.93V， Vref3為2.89V;基準限流值為275A，整個系統(tǒng)工作的正常范圍為270A-280A。
本實用新型電路工作原理功率MOSFET如果工作在開關狀態(tài)下，則必須 經(jīng)過采樣選通電路將功率MOSFET中通過的有效電流即功率MOSFET完全導通 時的溝道電阻上的分壓采集出來，送到比較器等待并和限流基準進行比較，通 過功率M0SFET溝道電阻上的分壓值大小與限流基準進行比較來判斷系統(tǒng)是否 過流。限流基準又受控于溫度控制電路，當系統(tǒng)正常工作時，功率MOSFET的 散熱器將產(chǎn)生溫升，由于功率M0SFET溝道電阻的正溫度系數(shù)特性當溫度改變時，功率MOSFET溝道電阻值的變化將造成電流采樣的不準確，這時溫度補償 電路可以精確的修正限流基準值以跟隨功率MOSFET溝道電阻值的變化，以達 到在正常溫度范圍內(nèi)精確的恒定電流限幅。如果系統(tǒng)散熱器溫升超過過溫值時， 過溫電路將線性減小限流基準，使系統(tǒng)過溫時線性減小輸出的最大電流值。如 果系統(tǒng)環(huán)境溫度低于正常工作范圍內(nèi)時，欠溫電路將限流基準拉低至很小的范 圍以限制系統(tǒng)輸出。
利用本實用新型所述的技術方案，或本領域的技術人員在本實用新型技術 方案的啟發(fā)下，設計出類似的技術方案，而達到上述的技術效果的，均是落入 本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種電動車控制電路，包括用于給整個系統(tǒng)供電的電源、信號檢測部分、電機控制電路、大功率場效應管、驅(qū)動部分、電機，所述電源給所述信號檢測部分、所述驅(qū)動部分、所述大功率場效應管供電，所述電機控制電路與所述大功率場效應管相連，所述大功率場效應管與所述電機相連，其特征是所述的電動車控制電路還包括溫度控制電路和限流基準電路，所述溫度控制電路與所述限流基準電路相連，所述限流基準電路與所述大功率場效應管相連；所述限流基準電路受控于所述溫度控制電路，當系統(tǒng)溫升超過正常工作范圍時，所述溫度控制電路將使限流基準值線性減小，從而線性減小輸出的最大電流值，使系統(tǒng)溫度降低；當系統(tǒng)環(huán)境溫度低于正常工作范圍時，所述溫度控制電路將限流基準值拉低至很小的范圍來限制系統(tǒng)輸出，從而進行溫度補償。
2. 如權利要求1所述的電動車控制電路，其特征在于所述溫度控制電路包 括三個比較器U1D、 U2A、 U2B， 一個溫度傳感器TH1， 一個二極管D2， 一個 電容C2， 6個電阻R5、 R6、 R7、 R8、 9R、 RIO，所述比較器U1D的負極與比 較器U2B的負極相連，比較器U1D的正極接基準電壓Vref2，比較器U1D輸出 端接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電阻R6的一端和所述限流基準電路 中的電阻R11的一端，電阻R6的另一端接比較器U2A的輸出端，比較器U2A 的正極接基準電壓Vrefl，電阻R7跨接在比較器U2A的負極和輸出端，比較器 U2B的輸出端接二極管D2的陽極，電阻R8的兩端分別接比較器U2A的負極 和二極管D2的陰極，電阻R10跨接在比較器U2B的負極和二極管D2的陰極， 比較器U2B的正極接基準電壓Vref3，電阻R9的一端接比較器U2B的負極， 另一端接溫度傳感器TH1的一端，電容C2與溫度傳感器TH1并聯(lián)，溫度傳感 器TH1的另一端和電容C2的另一端分別接地。
3. 如權利要求1所述的電動車控制電路，其特征在于所述限流基準電路 包括四個比較器U1A、 U1B、 UIC、 U3A，兩個二極管D1、 D3,兩個電容C1、 C3， 5個電阻R1、 R2、 R3、 R4、 JU2， 2個滑動變阻器R11、 R13，比較器ULA 的正極接比較器U1C的正極，比較器U1A的負極接比較器U1C的負極，比較器U1A的輸出端接比較器U1B的正極、電阻Rl的一端和電容Cl的一端，電 容C1的另一端接地，電阻R1的另一端接基準電壓Vref，比較器U1B的負極接 基準電壓Vrefl，比較器U1B的輸出端接比較器U3A的負極，驅(qū)動電路接在比 較器U1C和電阻R3之間，電阻R3的另一端接所述大功率場效應管Q1的柵極， 大功率場效應管Ql的源極接地，大功率場效應管Ql的漏極分別接二極管Dl 陰極和電阻R2的一端，二極管D1的陽極接電阻R4的一端和比較器U3A的負 極，電容C3 —端接滑動電阻器Rll的一端，另一端接電源負極，滑動電阻器 Rll、滑動電阻器R13、 二極管D3串聯(lián)，二極管D3的陰極與電源負極相連， 比較器U3A的正極與滑動電阻器Rll的滑動觸頭相連，比較器U3A的輸出端 接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接比較器U1A的正極，比較器U1A和 比較器U3A的負極均接地。
專利摘要本實用新型公開了一種電動車控制電路，包括用于給整個系統(tǒng)供電的電源、信號檢測部分、電機控制電路、大功率場效應管、驅(qū)動部分、電機，電源給信號檢測部分、驅(qū)動部分、大功率場效應管供電，電機控制電路與大功率場效應管相連，大功率場效應管與電機相連，電動車控制電路還包括溫度控制電路和限流基準電路，溫度控制電路與限流基準電路相連，限流基準電路與大功率場效應管相連；限流基準電路受控于溫度控制電路，當系統(tǒng)溫升超過正常工作范圍時，溫度控制電路將使限流基準值線性減小，從而線性減小輸出的最大電流值，使系統(tǒng)溫度降低；當系統(tǒng)環(huán)境溫度低于正常工作范圍時，溫度控制電路將限流基準值拉低至很小的范圍來限制系統(tǒng)輸出，從而進行溫度補償。
文檔編號B60L15/20GK201132498SQ20072009815
公開日2008年10月15日 申請日期2007年11月25日 優(yōu)先權日2007年11月25日
發(fā)明者孔昭松, 杜承潤 申請人:天津市松正電動科技有限公司