專利名稱：寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能電路，特別涉及一種可用于電動(dòng)汽車主接觸器處不同電 壓范圍輸入時(shí)的節(jié)能控制電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的電動(dòng)車已經(jīng)不僅僅局限于電動(dòng)自行車，越來(lái)越多的電動(dòng)轎車，電動(dòng)公交車 走進(jìn)了我們的生活。電動(dòng)汽車動(dòng)力電源主接觸器是電動(dòng)車中必不可缺的組成部分，主接觸 器的選擇需要與電源系統(tǒng)相匹配，根據(jù)不同的電源系統(tǒng)來(lái)選擇相應(yīng)電壓范圍的主接觸器， 市場(chǎng)中的主接觸器無(wú)法同多種電源系統(tǒng)匹配，但在實(shí)際中則可能出現(xiàn)12V主接觸器需要使 用48V系統(tǒng)的情況，這樣主接觸器線圈極易損壞。目前大多主接觸器需要單獨(dú)匹配相應(yīng)的 控制系統(tǒng)電源，其存在如下缺陷1.傳統(tǒng)主接觸器電路應(yīng)用的電壓范圍較窄，不能實(shí)現(xiàn)寬范圍 的電壓輸入；2.傳統(tǒng)主接觸器一旦誤接入不合適的電源系統(tǒng)容易損壞主接觸器線圈；3.當(dāng)給定額定電壓時(shí)主接觸器將一直保持此電壓下吸合，不利于節(jié)能。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于電動(dòng)汽車主接觸器處不同電 壓范圍輸入時(shí)的節(jié)能控制電路。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路，其特征在于輸入電源正極接二極管 Dl正極，Dl負(fù)極接電阻Rl、R3、主接觸器線圈正極，R3另一端接電容Cl、穩(wěn)壓管Vl及MCU 電源端，Rl另一端接電阻R2，R1和R2的公共端接MCU的電壓采集點(diǎn)，主接觸器的另一端接 MOS管Ql漏極，Ql柵極接電阻R4，R4另一端接MCU的PWM輸出端，Ql的源極和R2的另一 端接地。本實(shí)用新型解決還可以采取以下方法上電時(shí)，MCU輸出的PWM占空比大小為主接 觸器額定電壓與輸入電源電壓的比值；PWM驅(qū)動(dòng)輸出端在一定的時(shí)間內(nèi)由小到大輸出占空 比，使主接觸器線圈兩端的電壓逐漸達(dá)到額定電壓；主接觸器吸合后MCU自動(dòng)調(diào)整PWM占空 比大小，使主接觸器兩端電壓降到其吸合電壓。輸入電壓經(jīng)D1、R3、C1降壓并經(jīng)Vl穩(wěn)壓后為MCU供電，Vl根據(jù)所選MCU而定，其 穩(wěn)壓值等于MCU的供電電壓。輸入電壓一路給MCU上電工作，另一路經(jīng)Rl、R2分壓采集后 送入MCU進(jìn)行處理。上電時(shí)MCU首先判斷輸入電壓，將計(jì)算得到的主接觸器額定電壓與輸入 電源電壓的比值作為控制MCU輸出PWM占空比大小。PWM驅(qū)動(dòng)輸出端從零開(kāi)始，在一定的時(shí) 間內(nèi)由小到大輸出占空比，使主接觸器線圈兩端的電壓逐漸達(dá)到額定電壓，這樣可以防止 主接觸器線圈因瞬間加大電流而損壞。主接觸器吸合后MCU自動(dòng)調(diào)整PWM占空比大小，使 主接觸器兩端的電壓降到其吸合電壓，由于電壓的降低，流過(guò)線圈兩端的電流下降，減少了 主接觸器線圈的發(fā)熱量，從而實(shí)現(xiàn)在保證主接觸器正常閉合工作的同時(shí)節(jié)能降耗的目的。[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1.無(wú)需專門為主接觸器匹配相應(yīng)電壓的電源系統(tǒng)。2.根據(jù)輸入電壓的范圍及主接觸器的額定電壓，可以調(diào)整PWM輸出占空比實(shí)現(xiàn)在不同輸入電壓下主接觸器均可正常工作，真正意義上實(shí)現(xiàn)了寬范圍電壓輸入。3.主接觸器吸合后MCU自動(dòng)調(diào)整PWM占空比大小，使主接觸器穩(wěn)定在吸合電壓下， 而吸合電壓小于額定電壓，達(dá)到節(jié)能的效果。

圖1為本實(shí)用新型的原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的主接觸器節(jié)能電路利用MCU采樣輸入電壓信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部處理后從 PWM輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制主接觸器兩端的電壓。
以下結(jié)合附圖中所給出的具體電路來(lái)對(duì)本技 術(shù)方案的具體實(shí)施例進(jìn)行詳述。本實(shí)施例中，主接觸線圈的額定工作電壓為12V，其吸合電壓在8 9V，根據(jù)選用 的MCU配合使用5V穩(wěn)壓管VI，電阻Rl為20K，R2為1K。若此時(shí)接入輸入電源電壓為80V， 則經(jīng)R1、R2分壓送入MCU，MCU將采集電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到輸出PWM占空比大小為12/80 即15%，這樣主接觸器兩端就得到80VX15%= 12V的工作電壓。PWM驅(qū)動(dòng)輸出端從零開(kāi) 始，由小到大輸出占空比，使主接觸器線圈兩端的電壓逐漸達(dá)到12V，防止其因瞬間加大電 流而損壞。當(dāng)主接觸器吸合后，若此時(shí)的電源電壓仍為80V，MCU會(huì)根據(jù)輸入電壓的大小將 PWM的占空比調(diào)整為11. 25%，使線圈兩端的電壓降到24VX11. 25%= 9V,即主接觸器的 吸合電壓范圍內(nèi)，之后便穩(wěn)定在此電壓下保持主接觸器吸合狀態(tài)。若電源電壓降到75V，則 PWM輸出占空比為12%。假設(shè)主接觸器在其額定工作電壓下的工作電流為120mA，而處于吸 合電壓下的工作電流僅為80mA，這就節(jié)約了三分之一的電能，并且由于工作電壓降低，流過(guò) 線圈兩端的電流減小，主接觸器線圈的發(fā)熱量也減少，實(shí)現(xiàn)了在保證主接觸器正常閉合工 作的同時(shí)節(jié)能降耗。綜上所述，本實(shí)用新型主接觸器節(jié)能電路通過(guò)對(duì)輸入電源電壓的檢測(cè)，經(jīng)MCU內(nèi) 部處理后得到合適的PWM輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了不同電源電壓系統(tǒng)和主接觸器的配合使 用，真正意義上實(shí)現(xiàn)了電壓寬范圍輸入。而MCU對(duì)PWM的控制輸出則提高了主接觸器的節(jié) 能效果。利用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案的 啟發(fā)下，設(shè)計(jì)出類似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述的技術(shù)效果的，均是落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路，其特征在于輸入電源正極接二極管D1正極，D1負(fù)極接電阻R1、R3、主接觸器線圈正極，R3另一端接電容C1、穩(wěn)壓管V1及MCU電源端，R1另一端接電阻R2，R1和R2的公共端接MCU的電壓采集點(diǎn)，主接觸器的另一端接MOS管Q1漏極，Q1柵極接電阻R4，R4另一端接MCU的PWM輸出端，Q1的源極和R2的另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路，其特征在于上電時(shí)， MCU輸出的PWM占空比大小為主接觸器額定電壓與輸入電源電壓的比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路，其特征在于主接觸 器吸合后MCU自動(dòng)調(diào)整PWM占空比大小，使主接觸器兩端電壓降到其吸合電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路，其特征在于PWM驅(qū)動(dòng) 輸出端在一定的時(shí)間內(nèi)由小到大輸出占空比，使主接觸器線圈兩端的電壓逐漸達(dá)到額定電 壓。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種寬范圍電壓輸入的主接觸器節(jié)能電路，其特征在于輸入電源正極接二極管D1正極，D1負(fù)極接電阻R1、R3、主接觸器線圈正極，R3另一端接電容C1、穩(wěn)壓管V1及MCU電源端，R1另一端接電阻R2，R1和R2的公共端接MCU的電壓采集點(diǎn)，主接觸器的另一端接MOS管Q1漏極，Q1柵極接電阻R4，R4另一端接MCU的PWM輸出端，Q1的源極和R2的另一端接地。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性好，可以根據(jù)輸入電源電壓的范圍和主接觸器的電壓值調(diào)整PWM輸出占空比，實(shí)現(xiàn)主接觸器對(duì)不同輸入電壓的自動(dòng)匹配，真正意義上實(shí)現(xiàn)了寬范圍電壓輸入。
文檔編號(hào)H01H47/02GK201570444SQ20092025071
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者陳偉, 陳鵬, 霍從崇 申請(qǐng)人:天津市松正電動(dòng)科技有限公司