应急电源继电器灭弧控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应急电源继电器灭弧控制系统及方法，涉及到电源领域。其继电器作为控制应急电源的主开关电路，并通过电子开关管并接在继电器的两端，而快速承载继电器关断时的电压突变，避免继电器产生电弧火花，解决现有继电器常见的电弧损伤及内阻变大等的问题，实现利用成本更低、电流承受能力更高和无需额外增加散热器的继电器作为通断控制的器件，使车辆的应急启动电源更好的安全性、耐用程度和市场效益；同时，在面临车辆启动后，出现的大电流反充现象时，利用反充感应电路和反充反馈电路，使在发生来自负载对蓄电池的反充时，直接将反充电流反馈到电子开关管的控制端，实现快速关断电子开关管。速关断电子开关管。速关断电子开关管。

【技术实现步骤摘要】
应急电源继电器灭弧控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电源
，特别是涉及可应用车辆应急启动电源的应急电源继电器灭弧控制系统及方法。

技术介绍

[0002]车辆的启动时利用车载蓄电池提供启动电源，驱使启动电机运行，继而驱动发动机进行点火启动。同时，在车辆的发动机未启动时，该蓄电池可用于其他车载用电设备的供电。在一些场合，车载蓄电池可能因其损坏或电力消耗殆尽而没有办法启动车辆。譬如，蓄电池因停车后车灯为关闭而点亮消耗殆尽，需要利用车辆应急启动电源可替代车载蓄电池为发动机的启动供电。
[0003]目前，车辆的应急电源主要包括电池组、开关电路、控制模块和电池夹。其中，电池组通过相应的供电线路电力输出地连接至电池夹，并在供电线路中设置开关电路，利用控制模块控制连接在开关电路，以实现应急电源的启动供电。在实际使用时，将电池夹连接到车载蓄电池，进行相关操作可触发启动电机的运行。当印记电源启动成功后，启动电机将作为汽车发动机开始发电，并为车载蓄电池充电，以及也将为启动电源反向充电。该电压远高于应急电源内部蓄电池能够承受的电压，并形成较大的反充电流，进而损坏应急电源。如果没有立即断开电池夹，甚至可能产生火灾。因此，应急电源的控制模块需要配置相应的检测电路，并在检测到启动成功后驱使开关电路，快速关断启动电源的输出。即使如此，肯定仍存在大电流反充现象。
[0004]现有技术中，如公开号为CN104979857B的中国专利技术专利，公开了一种12V 汽车应急启动电源，其主要利用继电器作为主控开关，并利用旁路发热电路消耗大电流反充。该公开文献中，继电器本身能承受较大的电流，不需要额外增加散热器，但作为物理接触的机械开关，带载开启和关断将会产生电弧，并损伤继电器的触点，导致继电器吸合后接触内阻变大，最终影响到应急电源的使用。又如，公开号为CN204794038U的中国专利技术专利，公开了一种汽车应急启动电源的保护电路，其利用MOS型的电子开关管作为主控开关，其具备较快的导通和关断速度，但能够承受大电流的时间短，需额外增加散热器；并利用在供电线路上串联的单向二极管，防止大电流反充。此种情况下，对电子开关管和单项二极管的品质和数量要求较高，因而成本较高。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的主要目的在于提供一种应急电源继电器灭弧控制系统及方法，可实现利用成本更低、电流承受能力更高和无需额外增加散热器的继电器作为通断控制的器件，并利用电子开关管的快速响应特性在微妙级别延迟于继电器的导通和关断，使得由电子开关管承受继电器断开前的电压突变，使继电器不产生电弧。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]本专利技术在第一方面提供了一种应急电源继电器灭弧控制系统，包括：
[0008]供电线路，其一侧设置有用于连接蓄电池的第一端口，以及其另一侧设置有用于连接负载的第二端口；
[0009]继电器，以其输入端连接于第一端口，以其输出端连接于第二端口，用于导通和断开所述供电线路；
[0010]电子开关管，其并联连接于继电器的输入端和输出端之间；以及，
[0011]控制模块，用于分别控制连接于所述继电器的控制端和电子开关管的控制端，以使电子开关管承受继电器关断的电压变化；
[0012]上述控制系统，可选的，还包括：
[0013]反充感应电路，用于感应从继电器从输出端施加至输入端的反向电压，
[0014]反充反馈电路，用于将感应到的反向电压经降压反馈至电子开关管的控制端，以使在反向电流发生时控制电子开关管关断。
[0015]上述控制系统，可选的，所述反充反馈电路包括第一电阻、第一晶体管、第二电阻和第二晶体管；所述第一电阻的两端并联连接于继电器的输入端和输出端之间，所述第一晶体管的发射极和基极分别连接于第一电阻的两端，所述第一晶体管的集电极连接于第二晶体管的基极，所述第一晶体管的基极连接于第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的基极和发射级分别连接于第二电阻的两端，所述第二晶体管的发射级连接于所述电子开关管的控制端，所述第一电阻在流通反向电流而对第一晶体管的发射极和基极间施加导通电压，所述第一晶体管的导通使第二电阻流通电流而对第二晶体管的基极和发射极施加导通电压，以使所述电子开关管切换为关断。
[0016]上述控制系统，可选的，所述反充感应电路包括第四电阻和第二续流二极管，所述第一电阻的一端连接于继电器的输出端，所述第一电阻的另一端连接于第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接于第二续流二极管的阳极，所述第二续流二极管的阴极连接于继电器的输入端，以使反向电流流经第一电阻和第四电阻的串联电路将在第一电阻形成配合导通第一晶体管的电压。
[0017]上述控制系统，可选的，还包括第一续流二极管和第三电阻，所述电子开关管为场效应管，其漏极连接于继电器的输出端，其源极连接于第一续流二极管的阳极，其栅极连接于第二晶体管的发射极，所述电子开关管的漏极和栅极分别连接第三电阻的两端；所述第二晶体管发射极和继电器输出端在第三电阻形成致使反充时电子开关管关断；所述第一续流二极管的阴极连接于继电器的输入端。
[0018]上述控制系统，可选的，所述反充反馈电路设置有第二储能件，以使反向电压在驱使电子开关管关断前具有为第二储能件充电的导通时间。
[0019]上述控制系统，可选的，所述控制模块，其以第一控制信号连接于继电器的控制端，并以延迟于第一控制信号的第二控制信号连接于电子开关管的控制端。
[0020]上述控制系统，可选的，所述控制模块包括第一驱动电路、第二驱动电路、第一储能件和总控端口，所述总控端口以第一控制信号连接于第一驱动电路的控制端，所述第一驱动电路驱动连接于继电器的控制端，所述总控端口以第一控制信号借助第一储能件变换的第二控制信号连接于第二驱动电路的控制端，所述第二驱动电路驱动连接于电子开关管的控制端，以使总控端口对电子开关管的导通控制延迟于所述控制模块对继电器的导通控制，总控端口对电子开关管的关断控制延迟于所述控制模块对继电器的关断控制。
[0021]上述控制系统，可选的，所述第一驱动电路包括第三晶体管和在第三晶体管形成导通压降的第五电阻，所述第三晶体管的基极连接于总控端口，所述第三晶体管集电极连接于继电器电磁铁的一端，所述继电器的电磁铁的另一端连接于第一端口，所述第三晶体管的发射极连接于共地端；所述第二驱动电路包括第四晶体管、及在第四晶体管形成导通压降的第六电阻、及在电子开关管形成导通压降的第七电阻，所述第四晶体管的基极连接于总控端口，所述第四晶体管的发射极连接于共地端，所述第七电阻的一端连接于第四晶体管的集电极，所述第七电阻的另一端连接于电子开关管的控制端，所述第六电阻并接有作为第一储能件的第二电容，以使总控端口输出的指示导通的第一控制信号经对第二电容的充电延迟后，控制电子开关管导通，并使总控端口输出指示关断的第一控制信号经第二电容的放电延迟后，控制电子开关管关断。
[0022]本专利技术的第二方面还提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应急电源继电器灭弧控制系统，其特征在于包括：供电线路(10)，其一侧设置有用于连接蓄电池的第一端口(11)，以及其另一侧设置有用于连接负载的第二端口(12)；继电器(20)，以其输入端连接于第一端口(11)，以其输出端连接于第二端口(12)，用于导通和断开所述供电线路(10)；电子开关管(30)，其并联连接于继电器(20)的输入端和输出端之间；以及控制模块(40)，用于分别控制连接于所述继电器(20)的控制端和电子开关管(30)的控制端以使电子开关管(30)承受继电器(20)关断的电压变化。2.根据权利要求1所述的应急电源继电器灭弧控制系统，其特征在于，还包括：反充感应电路(51)，用于感应从继电器(20)从输出端施加至输入端的反向电压，反充反馈电路(52)，用于将感应到的反向电压经降压反馈至电子开关管(30)的控制端，以使在反向电流发生时控制电子开关管(30)关断。3.根据权利要求2所述的应急电源继电器灭弧控制系统，其特征在于，所述反充反馈电路(52)包括第一电阻(R1)、第一晶体管(Q1)、第二电阻(R2)和第二晶体管(Q2)；所述第一电阻(R1)的两端并联连接于继电器(20)的输入端和输出端之间，所述第一晶体管(Q1)的发射极和基极分别连接于第一电阻(R1)的两端，所述第一晶体管(Q1)的集电极连接于第二晶体管(Q2)的基极，所述第一晶体管(Q1)的基极连接于第二晶体管(Q2)的集电极，所述第二晶体管(Q2)的基极和发射级分别连接于第二电阻(R2)的两端，所述第二晶体管(Q2)的发射级连接于所述电子开关管(30)的控制端，所述第一电阻(R1)在流通反向电流而对第一晶体管(Q1)的发射极和基极间施加导通电压，所述第一晶体管(Q1)的导通使第二电阻(R2)流通电流而对第二晶体管(Q2)的基极和发射极施加导通电压，以使所述电子开关管(30)切换为关断。4.根据权利要求3所述的应急电源继电器灭弧控制系统，其特征在于，所述反充感应电路(51)包括第四电阻(R4)和第二续流二极管(D2)，所述第一电阻(R1)的一端连接于继电器(20)的输出端，所述第一电阻(R1)的另一端连接于第四电阻(R4)的一端，所述第四电阻(R4)的另一端连接于第二续流二极管(D2)的阳极，所述第二续流二极管(D2)的阴极连接于继电器(20)的输入端，以使反向电流流经第一电阻(R1)和第四电阻(R4)的串联电路将在第一电阻(R1)形成配合导通第一晶体管(Q1)的电压。5.根据权利要求3所述的应急电源继电器灭弧控制系统，其特征在于，还包括第一续流二极管(D1)和第三电阻(R3)，所述电子开关管(30)为场效应管，其漏极连接于继电器(20)的输出端，其源极连接于第一续流二极管(D1)的阳极，其栅极连接于第二晶体管(Q2)的发射极，所述电子开关管(30)的漏极和栅极分别连接第三电阻(R3)的两端；所述第二晶体管(Q2)发射极和继电器(20)输出端在第三电阻(R3)形成致使反充时电子开关管(30)关断；所述第一续流二极管(D1)的阴极连接于继电器(20)的输入端。6.根据权利要求3所述的应急电源继电器灭弧控制系统，其特征在于，所述反充反...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淼，刘冰，陶功蛟，胡兵华，黎曾权，
申请(专利权)人：深圳市格瑞普电池有限公司，
类型：发明
国别省市：