本發(fā)明屬于電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及車輛電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具體是一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路。

背景技術(shù)：

電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向?qū)蜓b置，應(yīng)用于重型商用車(例如卡車、公共汽車)以及電動(dòng)叉車、農(nóng)用車、混合動(dòng)力車等的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由電動(dòng)機(jī)與控制器組成，相比于傳統(tǒng)的機(jī)械液壓轉(zhuǎn)向或電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向有很大的優(yōu)越性。

但是目前的電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向?qū)蜓b置存在的不安全的問題，比如在轉(zhuǎn)向過程中突然失去正常的高壓主電源，容易導(dǎo)致車輛轉(zhuǎn)向失控，從而可能造成事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中車輛電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)突然失去高壓主電源供電所帶來的安全隱患，提供了一種電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向高低壓供電裝置，該裝置包括一種高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路，在車輛電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去正常高壓主電源供電時(shí)可以瞬間快速切換至直流12伏或24伏低壓電源提供臨時(shí)供電，以保證車輛不至于轉(zhuǎn)向失控。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路，主要包括高壓主電源、低壓電源、比較器芯片、電子開關(guān)管、直流升壓模塊、若干電阻和若干二極管。

比較器芯片為LM339，電子開關(guān)管包括三極管Q30和場效應(yīng)管Q31，若干電阻包括電阻R30-37，若干二極管包括二極管D1和D2。

高壓主電源經(jīng)分壓電阻R33和R34連接至比較器芯片LM339的反相輸入端。電阻R35、R30、R31串聯(lián)后作為比較器芯片LM339同相輸入端的分壓電阻。比較器芯片LM339的同相輸入端連接在電阻R30與R31之間。

場效應(yīng)管Q31連接在比較器芯片LM339與直流升壓模塊之間。

電阻R36作為保護(hù)電阻連接在Q31的柵極和源極之間。

R31為可調(diào)電阻，其未連接比較器芯片LM339的一端接地。

場效應(yīng)管Q31為P溝道MOS管。

二極管D30連接在高壓主電源的輸出端，二極管D31連接在直流升壓模塊的輸出端。二極管D30與二極管D31并聯(lián)連接。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的技術(shù)方案包含了低壓電源以及高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路，高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測高壓主電源的工作狀態(tài)，在車輛電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去正常高壓主電源供電時(shí)可以瞬間快速切換至低壓電源，以保證車輛不至于轉(zhuǎn)向失控。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是比較器芯片LM339的工作原理及封裝管腳示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖1-3對本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以便于對本發(fā)明技術(shù)方案的理解和實(shí)施。

如附圖1所示，本發(fā)明的一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)，用于車輛的輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其主要包括高壓主電源DC1、低壓電源DC2、高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路和控制器。其中，高壓主電源DC1同時(shí)連接高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路和控制器，低壓電源DC2經(jīng)高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路連接控制器。如圖，控制器用于驅(qū)動(dòng)輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)。

在本發(fā)明中，高壓主電源可以選擇100V至500V范圍內(nèi)的直流電源，低壓電源則選擇12V或24V的直流電源。

正常情況下，車輛上同時(shí)配置有高壓主電源(例如直流100伏或500伏)和低壓電源(例如直流12伏或24伏)，平時(shí)主要由高壓主電源向控制器供電，由控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

當(dāng)高壓主電源失去時(shí)，高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到高壓主電源已經(jīng)失去，并且瞬間立即切換到低壓電源通道，并將低壓電升壓至此前的功電壓水平，將該高電壓繼續(xù)向控制器供電，由控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以維持系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。

附圖2示出了本發(fā)明的高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖所示：高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路，主要包括比較器芯片LM339、三極管Q30、場效應(yīng)管Q31、直流升壓模塊、電阻R30-37、二極管D1和D2。具體接線圖如附圖2所示。高壓主電源經(jīng)分壓電阻R33和R34連接至比較器芯片LM339的反相輸入端，R30-32、R35、R37、Q30作為比較器芯片LM339的外圍電路。其中，R35、R30、R31串聯(lián)后作為比較器芯片LM339同相輸入端的分壓電阻。比較器芯片LM339的同相輸入端連接在R30與R31之間。R31可以選用可調(diào)電阻，其未連接比較器芯片LM339的一端接地。

場效應(yīng)管Q31連接在比較器芯片LM339與直流升壓模塊之間。電阻R36作為保護(hù)電阻連接在Q31的柵極和源極之間。在本實(shí)施例中，場效應(yīng)管Q31可以選用P溝道MOS管。

低壓電源經(jīng)直流升壓模塊連接控制器，也即低壓電源經(jīng)高低壓供電轉(zhuǎn)換功能電路中的直流升壓模塊連接控制器。

二極管D30連接在高壓主電源的輸出端，二極管D31連接在直流升壓模塊的輸出端。二極管D30與二極管D31并聯(lián)連接。

LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源VDD一般須接一只電阻R37(稱為上拉電阻，選3-15K)。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。

LM339比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓(也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn))，另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測等場合是比較理想的。

如圖3所示，LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。該電壓比較器的特點(diǎn)是：1)失調(diào)電壓小，典型值為2mV；2)電源電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；3)對比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬；4)共模范圍很大，為0～(Ucc-1.5V)Vo；5)差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6)輸出端電位可靈活方便地選用。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。

LM339與IR2339、ANI339、SF339等的參數(shù)基本一致，在本發(fā)明中可互換使用。

以下結(jié)合附圖以及前述的說明對本發(fā)明的工作過程和工作原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。

正常情況下，車輛上同時(shí)有高壓主電源(例如直流100伏或500伏，本文以380伏為例說明)和低壓電源(例如直流12伏或24伏，本文以12伏為例說明)，平時(shí)主要由高壓主電源向控制器供電，由控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

當(dāng)高壓主電源正常時(shí)，比較器芯片LM339的一路通道的負(fù)輸入端(4腳)電壓U4大于正輸入端(5腳)電壓U5，U5＝2.5V，輸出U2(2腳)低電平，直流升壓模塊沒有輸入，不工作，這時(shí)低壓電源是經(jīng)過Q31斷開的，后面的高壓電源由來自高壓主電源提供。

當(dāng)高壓主電源失去時(shí)，比較器芯片LM339的一路通道的負(fù)輸入端(4腳)電壓U4小于正輸入端(5腳)電壓U5，U5＝2.5V，輸出U2(2腳)高電平，此時(shí)Q30飽和使得電阻R35上的壓降降低接近為零，進(jìn)一步提高U5的電壓，使U4進(jìn)一步小于U5，保證了電源切換控制的穩(wěn)定性；這時(shí)U2高電平驅(qū)動(dòng)打開Q31接通低壓電源供給直流升壓模塊，直流升壓模塊輸出電壓瞬間升高經(jīng)過二極管D31輸出至高壓電源通道，此時(shí)由于高壓主電源的電壓低于直流升壓模塊輸出電壓，二者在二極管D30與D31組成的并聯(lián)節(jié)點(diǎn)處向高壓電源通道可靠地輸出高壓電源，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。