本實(shí)用新型涉及電動車電機(jī)發(fā)電處理系統(tǒng)，尤其是電機(jī)控制器電容預(yù)充電系統(tǒng)、電源防反接系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著新能源電動汽車領(lǐng)域的不斷發(fā)展，電機(jī)控制器的電路設(shè)計(jì)要求逐漸提高，在保證電路可靠性、安全性、適用性的前提下，如何降低成本的問題尤為突出。

常規(guī)的電機(jī)控制器在上電時(shí)先通過一個NTC電阻對母線上的電容進(jìn)行充電，單片機(jī)會檢測電容的充電情況，當(dāng)電容兩端電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，單片機(jī)執(zhí)行動作，令電池直接接入電機(jī)驅(qū)動模塊。

在沒有防反接電路的情況下，如果控制器的電池正負(fù)極反接，會對控制器造成極大的傷害，甚至燒毀整個模塊。另外，電動車的電機(jī)偶爾會工作在發(fā)電狀態(tài)，如果不及時(shí)的將這部分電能傳導(dǎo)到電池，很可能會對控制器造成損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述背景技術(shù)的不足，提供成本低、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單的電動汽車用全固態(tài)預(yù)充電、電源防反接系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:

一種電動汽車用全固態(tài)預(yù)充電及電源防反接系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括沿著系統(tǒng)電流走向依序串接的第一分支，第二分支和第三分支；所述第一分支包括由電池與開關(guān)串接形成的第一支路，以及由第一電阻、發(fā)聲部件和第三二極管串接形成且與第一支路并聯(lián)相接的第二支路；所述第二分支包括由第二電阻和第三電阻串接形成的第三支路以及與第三支路并聯(lián)相接的電容，第二電阻與第三電阻之間的接線為AD信號采集點(diǎn)；

所述第三分支包括：

由第一防反接二極管與第一N溝道MOS管串接且電流方向與系統(tǒng)電流方向相同的第四支路、由第二防反接二極管與第二N溝道MOS管串接且電流方向與第四支路電流方向相反的第五支路以及采用熱敏電阻的第六支路，前述三個支路并聯(lián)相接；或者，

由第一防反接二極管與第一NPN三極管串接且電流方向與系統(tǒng)電流方向相同的第七支路、由第二防反接二極管與第二NPN三極管串接且電流方向與第七支路電流方向相反的第八支路以及采用熱敏電阻的第六支路，前述三個支路并聯(lián)相接；或者，

雙向可控硅以及熱敏電阻，前述二個部件并聯(lián)相接；或者，

第一單向可控硅、與第一單向可控硅接法相反的第二單向可控硅以及熱敏電阻，前述三個部件并聯(lián)相接。

所述第四支路依據(jù)電流走向依次由第一N溝道MOS管的漏極、第一N溝道MOS管的源極以及第一防反接二極管的正極串接形成；所述第五支路依據(jù)電流走向依次由第二N溝道MOS管的漏極、第二N溝道MOS管的源極以及第二防反接二極管的正極串接形成。

所述第七支路依據(jù)電流走向依次由第一NPN三極管的集電極、第一NPN三極管的發(fā)射電極以及第一防反接二極管的正極串接形成；所述第八支路依據(jù)電流走向依次由第二NPN三極管的集電極、第二NPN三極管的發(fā)射電極以及第二防反接二極管的正極串接形成。

所述第二支路依據(jù)電流走向依次由第一電阻、發(fā)聲部件以及按照系統(tǒng)電流走向正向接入的第三二極管串接形成。

所述發(fā)聲部件優(yōu)選蜂鳴器或喇叭。

本實(shí)用新型的有益效果是：與傳統(tǒng)使用繼電器的方案相比，本實(shí)用新型提高了電源防反接系統(tǒng)的保護(hù)能力，加強(qiáng)了預(yù)充電系統(tǒng)的安全性和適用性，并且對電機(jī)發(fā)電的情況進(jìn)行了處理，最為重要的是大大地降低了成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的具體電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的具體電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的具體電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例4的具體電路結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本實(shí)用新型的電機(jī)控制器電容預(yù)充電、電源防反接和電機(jī)發(fā)電處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不僅限于此。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供成本低、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單的電動汽車用全固態(tài)預(yù)充電、電源防反接系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，工作流程如圖5所示。

實(shí)施例1

所述的電機(jī)控制器電容預(yù)充電、電源防反接和電機(jī)發(fā)電處理的電路設(shè)計(jì)方案一(見圖1)包括：兩個N溝道MOS管(第一N溝道MOS管Q1、第二N溝道MOS管Q2)、兩個防反接二極管(第一防反接二極管D1、第二防反接二極管D2)、一個熱敏電阻NTC、開關(guān)S1、第三二極管D3、充電電容C1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和蜂鳴器。

以上部件組成了沿著系統(tǒng)電流走向依序串接的第一分支，第二分支和第三分支；所述第一分支包括由電池與開關(guān)S1串接形成的第一支路，以及由第一電阻R1、蜂鳴器和第三二極管D3串接形成且與第一支路并聯(lián)相接的第二支路；所述第二分支包括由第二電阻R2和第三電阻R3串接形成的第三支路以及與第三支路并聯(lián)相接的電容C1，第二電阻R2與第三電阻R3之間的接線為AD信號采集點(diǎn)；

所述第三分支包括：

由第一防反接二極管D1與第一N溝道MOS管Q1串接且電流方向與系統(tǒng)電流方向相同的第四支路、由第二防反接二極管D2與第二N溝道MOS管Q2串接且電流方向與第四支路電流方向相反的第五支路以及采用熱敏電阻NTC的第六支路，前述三個支路并聯(lián)相接；即：

D1的負(fù)極、Q2的漏極、NTC的負(fù)極和電池的負(fù)極連接；D1的正極與Q1的源極連接，Q2的源極和D2的正極連接；Q1的漏極、D2的負(fù)極、NTC的正極連接與電容C1的負(fù)極相連。電池正極連接開關(guān)S1正極，開關(guān)S1負(fù)極、D3負(fù)極、R2正極和充電電容C1正極相連，D3正極與蜂鳴器負(fù)極相連，蜂鳴器正極與R1負(fù)極相連，R1正極與電池負(fù)極相連，R2負(fù)極與R3正極相連，R3負(fù)極與充電電容C1負(fù)極相連，C1正負(fù)極與控制器系統(tǒng)的正負(fù)極并聯(lián)。

工作原理是：當(dāng)電源反接時(shí)，接通開關(guān)S1，二極管D3導(dǎo)通，D1截止，充電電容C1通過NTC充電，整個控制器系統(tǒng)不工作，AD采集結(jié)果無動作，out1和out2保持低電平狀態(tài)，Q1,Q2不導(dǎo)通，蜂鳴器所在回路導(dǎo)通，蜂鳴器工作，提醒操作人員電池正負(fù)極接反，請及時(shí)調(diào)換。

當(dāng)電源正確接入時(shí)，接通開關(guān)S1，D3和D2截至，充電電容C1通過NTC充電，控制器系統(tǒng)工作，當(dāng)AD采集達(dá)到預(yù)設(shè)值，out1被拉高，Q1和D1導(dǎo)通，NTC被短路，電池通過Q1和D1直接供電，減小損耗，整個預(yù)充電過程結(jié)束。

當(dāng)電源正確接入，并完成預(yù)充電過程，電動車電機(jī)轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)C1兩端的電壓會大于電池兩端電壓，控制器會拉高out2的電平，拉低out1的電平，促使Q2和D2導(dǎo)通，Q1、D1、D3截止，電機(jī)所產(chǎn)生電能通過Q2和D2反饋給電池。

實(shí)施例2

本實(shí)施例(見圖2)與實(shí)施例1基本相同，區(qū)別僅是用兩個NPN三極管(第一NPN三極管Q3、第二NPN三極管Q4)取代了兩個N溝道MOS管。因此，第一分支、第二分支結(jié)構(gòu)不變，第三分支稍有變化；即：

D1的負(fù)極、Q4的集電極、NTC的負(fù)極與電池相連；D1的正極和Q3的發(fā)射極相連、Q4的發(fā)射極與D2的正極相連；Q3的集電極、D2的負(fù)極、NTC的正極和充電電容C1的負(fù)極相連。電池正極連接開關(guān)S1正極，開關(guān)S1負(fù)極、D3負(fù)極、R2正極和充電電容C1正極相連，D3正極與蜂鳴器負(fù)極相連，蜂鳴器正極與R1負(fù)極相連，R1正極與電池負(fù)極相連，R2負(fù)極與R3正極相連，R3負(fù)極與充電電容C1負(fù)極相連，C1正負(fù)極與控制器系統(tǒng)的正負(fù)極并聯(lián)。

工作原理是：當(dāng)電源反接時(shí)，接通開關(guān)S1，二極管D3導(dǎo)通，D1截止，充電電容C1通過NTC充電，整個控制器系統(tǒng)不工作，AD采集結(jié)果無動作，out1和out2保持低電平狀態(tài)，Q3,Q4不導(dǎo)通，蜂鳴器所在回路導(dǎo)通，蜂鳴器工作，提醒操作人員電池正負(fù)極接反，請及時(shí)調(diào)換。

當(dāng)電源正確接入時(shí)，接通開關(guān)S1，D3和D2截至，充電電容C1通過NTC充電，控制器系統(tǒng)工作，當(dāng)AD采集達(dá)到預(yù)設(shè)值，out1被拉高，Q3和D1導(dǎo)通，NTC被短路，電池通過Q3和D1直接供電，減小損耗，整個預(yù)充電過程結(jié)束。

當(dāng)電源正確接入，并完成預(yù)充電過程，電動車電機(jī)轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)C1兩端的電壓會大于電池兩端電壓，控制器會拉高out2的電平，拉低out1的電平，促使Q4和D2導(dǎo)通，Q3、D1、D3截止，電機(jī)所產(chǎn)生電能通過Q4和D2反饋給電池。

實(shí)施例3

本實(shí)施例(見圖3)與實(shí)施例1基本相同，區(qū)別僅是用一個雙向可控硅Q5取代了兩個N溝道MOS管。因此，第一分支、第二分支結(jié)構(gòu)不變，第三分支稍有變化；即：

雙向可控硅的陽極A1、NTC的正極和開關(guān)S1的負(fù)極連接；雙向可控硅的陽極A2、NTC的負(fù)極與電容C1的正極相連。電池正極連接開關(guān)S1正極，開關(guān)S1負(fù)極、D3負(fù)極、R2正極和充電電容C1正極相連，D3正極與蜂鳴器負(fù)極相連，蜂鳴器正極與R1負(fù)極相連，R1正極與電池負(fù)極相連，R2負(fù)極與R3正極相連，R3負(fù)極與充電電容C1負(fù)極相連，C1正負(fù)極與控制器系統(tǒng)的正負(fù)極并聯(lián)。

工作原理是：當(dāng)電源反接時(shí)，接通開關(guān)S1，二極管D3導(dǎo)通，充電電容C1通過NTC充電，整個控制器系統(tǒng)不工作，AD采集結(jié)果無動作，雙向可控硅無觸發(fā)狀態(tài)(out低電平)，Q5不導(dǎo)通，蜂鳴器所在回路導(dǎo)通，蜂鳴器工作，提醒操作人員電池正負(fù)極接反，請及時(shí)調(diào)換。

當(dāng)電源正確接入時(shí)，接通開關(guān)S1，充電電容C1通過NTC充電，控制器系統(tǒng)工作，當(dāng)AD采集達(dá)到預(yù)設(shè)值，雙向可控硅有觸發(fā)狀態(tài)(out高電平)，Q5導(dǎo)通，NTC被短路，電池通過Q5直接供電，減小損耗，整個預(yù)充電過程結(jié)束。

當(dāng)電源正確接入時(shí)，并完成預(yù)充電過程，電動車電機(jī)轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)C1兩端的電壓會大于電池兩端電壓，電機(jī)所產(chǎn)生電能通過Q5反饋給電池。

實(shí)施例4

本實(shí)施例(見圖4)與實(shí)施例1基本相同，區(qū)別僅是用：兩個單向可控硅(第一單向可控硅Q6、第二單向可控硅Q7)取代了兩個N溝道MOS管。因此，第一分支、第二分支結(jié)構(gòu)不變，第三分支稍有變化；即：

第一單向可控硅Q6的陽極、第二單向可控硅Q7的陰極、NTC的正極和開關(guān)S1的負(fù)極連接；第一單向可控硅的陰極、第二單向可控硅的陽極、NTC的負(fù)極連接與電容C1的正極相連。電池正極連接開關(guān)S1正極，開關(guān)S1負(fù)極、D3負(fù)極、R2正極和充電電容C1正極相連，D3正極與蜂鳴器負(fù)極相連，蜂鳴器正極與R1負(fù)極相連，R1正極與電池負(fù)極相連，R2負(fù)極與R3正極相連，R3負(fù)極與充電電容C1負(fù)極相連，C1正負(fù)極與控制器系統(tǒng)的正負(fù)極并聯(lián)。

工作原理是:當(dāng)電源反接時(shí)，接通開關(guān)S1，二極管D3導(dǎo)通，充電電容C1通過NTC充電，整個控制器系統(tǒng)不工作，AD采集結(jié)果無動作，兩個單向可控硅無觸發(fā)狀態(tài)(out1低電平、out2低電平)，Q6、Q7不導(dǎo)通，蜂鳴器所在回路導(dǎo)通，蜂鳴器工作，提醒操作人員電池正負(fù)極接反，請及時(shí)調(diào)換。

當(dāng)電源正確接入時(shí)，接通開關(guān)S1，充電電容C1通過NTC充電，控制器系統(tǒng)工作，當(dāng)AD采集達(dá)到預(yù)設(shè)值，第一單向可控硅Q6有觸發(fā)狀態(tài)(out1高電平)，Q6導(dǎo)通，NTC被短路，電池通過Q6直接供電，減小損耗，整個預(yù)充電過程結(jié)束。

當(dāng)電源正確接入時(shí)，并完成預(yù)充電過程，電動車電機(jī)轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)C1兩端的電壓會大于電池兩端電壓，第二單向可控硅Q7有觸發(fā)狀態(tài)(out2高電平)，電機(jī)所產(chǎn)生電能通過Q7反饋給電池。