技术领域
[0001] 本
发明涉及纯电动
汽车的
电机控制领域，尤其涉及一种低压失效保护电路。
背景技术
[0002] 随着新
能源汽车的发展，尤其是纯电动汽车领域的技术不断进步，在纯电动汽车中电机
控制器的保护是重要的技术研发方向。
[0003] 现有的电机控制器中，控制器的低压侧(控制部分)的供电是由高压侧通过反激电源方式实现。在汽车的点火钥匙
信号下电时，高压侧暂时处于未掉电的状态，此时通过反激电路的作用使得低压侧任存在供电从而导致电机控制器保持一段时间的可控状态。上述方案实现了低压侧临时掉电时，进行低压失效保护。但是，要实现现有的上述方案需要将电机控制器与整车控制器的通讯组件、点火组件、
传感器进行隔离，设备系统装配复杂，设备生产成本较高，不利于大规模推广。
发明内容
[0004] 针对
现有技术中存在的上述问题，现提供一种低压失效保护电路。
[0005] 具体技术方案如下：
[0006] 一种低压失效保护电路，运用于对电机控制器的低压侧的供电保护，所述电机控制器的低压侧连接一低压供电
电池的输出端，所述低压失效保护电路包括：
[0007] 应急电路，分别连接所述低压供电电池的输出端和一应急电源的输出端，用于在所述低压供电电池输出的低压
电压欠压时，向所述电机控制器的低压侧输出应急电压；
[0008] 比较电路，输入端分别连接所述低压供电电池的输出端和所述应急电源的输出端，用于根据对所述控制电压处理分析获取
控制信号；
[0009] 所述应急电源，输入端连接高压电源，控制端连接所述比较电路的输出端，用于根据所述控制信号控制应急电压的输出状态。
[0010] 优选的，所述应急电路包括：
[0011] 第一二级管，正极连接所述低压供电电池的输出端，负极连接第一
节点；
[0012] 第一电容，两端分别连接所述第一节点和第二节点；
[0013] 第二电容，两端分别连接所述第二节点和所述应急电源的输出端；
[0014] 所述第一节点连接所述应急电源的输出端，所述第二节点接地。
[0015] 优选的，所述比较电路包括一比较器和辅助电路；
[0016] 所述辅助电路包括：
[0017] 第一
电阻，两端分别连接所述低压供电电池的输出端和第三节点；
[0018] 第二电阻，两端分别连接所述第三节点和第十五节点；
[0019] 第三电容，两端分别连接所述第三节点和所述第十五节点；
[0020] 第四电阻，两端分别连接所述第三节点和所述比较器的第二输出端；
[0021] 所述第三节点分别连接所述比较器的第一正向输入端和第二正向输入端，所述第十五节点连接一接地端；
[0022] 所述比较器的第一输出端连接第五节点，所述第五节点还连接一上拉电路和所述比较电路的输出端。
[0023] 优选的，所述辅助电路还包括：
[0024] 第三电阻，两端分别连接所述应急电源的输出端和第四节点；
[0025] 受控
整流器，负极所述连接所述第四节点，正极连接第十六节点，控制极连接所述第四节点；
[0026] 第四电容，两端分别连接所述第四节点和所述第十六节点；
[0027] 所述第四节点分别连接所述比较器的第一负向输入端和第二负向输入端，所述第十六节点连接所述接地端。
[0028] 优选的，所述辅助电路还包括：
[0029] 第五电容，两端分别连接所述比较器的正极电源输入端和负极电源输入端，所述比较器的正极电源输入端还连接所述应急电源的输出端，所述比较器的负极电源输入端接地。
[0030] 优选的，所述上拉电路包括：
[0031] 第五电阻，两端分别连接所述第五节点和第六节点；
[0032] 第六电容，两端分别连接所述第六节点和所述接地端；
[0033] 所述第六节点连接所述应急电源的输出端。
[0034] 优选的，所述应急电源包括：
[0035] 信号控制电路，信号输入端连接所述比较电路的输出端，用于获取所述控制电压，并通过控制电压控制应急电源的输出状态；
[0036] 电源输入电路，输入端连接所述高压电源，输出端连接所述信号控制电路的电源输入端，用于对所述高压电源进行稳压整流处理；
[0037] 负载控制电路，输入端连接所述信号控制电路，输出端连接所述应急电源的输出端，用于控制输出负载量，并进行
短路保护。
[0038] 优选的，所述信号控制电路包括：
[0039] 第六电阻，两端分别连接第七节点和第一N
沟道MOS管的栅极；
[0040] 第七电容，两端分别连接所述第七节点和第八节点；
[0041] 所述第一N沟道MOS管，源极连接
串联二级管的正极；
[0042] 第七电阻，两端分别连接所述第一N沟道MOS管的漏极和第九节点；
[0043] 所述串联二级管的负极连接所述第八节点；
[0044] 第八电容，两端分别连接所述第八节点和所述第九节点；
[0045] 第八电阻，两端分别连接所述第九节点和第十节点；
[0046] 阶跃恢复
二极管，正极连接所述第八节点，负极连接所述第十节点；
[0047] 第一
三极管，发射极连接所述第十节点，集
电极连接所述第九节点；
[0048] 第九电阻，两端分别连接所述第一三极管的基极和第十一节点；
[0049] 第二N沟道MOS管，源极连接所述第十一节点，漏极连接所述电源输入电路的输出端，栅极连接所述第九节点；
[0050] 所述第七节点还连接所述比较电路的输出端，所述第八节点还连接接地端和所述负载控制电路，所述第十一节点连接所述负载控制电路。
[0051] 优选的，所述电源输入电路包括：
[0052] 第十电阻，两端分别连接所述高压电源和第十二节点；
[0053] 第九电容，两端分别连接所述第十二节点和所述接地端；
[0054] 第十一电阻，两端分别连接所述第十二节点和所述第九节点；
[0055] 所述第十二节点还连接所述第二N沟道MOS管的漏极。
[0056] 优选的，所述负载控制电路包括：
[0057] 第三N沟道MOS管，漏极连接所述第八节点，栅极连接第十三节点；
[0058] 第二三极管，集电极连接第十四节点；
[0059] 第十二电阻，两端分别连接所述第十一节点和所述第二三极管的发射极，所述第十二电阻为一可调电阻；
[0060] 第十三电阻，两端分别连接所述第三N沟道MOS管的源极和所述第二三极管的基极；
[0061] 第十四电阻，两端分别连接所述第十三节点和所述第十四节点；
[0062] 第十五电阻，两端分别连接所述第十三节点和所述第八节点；
[0063] 所述第十四节点连接所述应急电源的输出端。
[0064] 上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0065] 优化了电机控制器的电气架构，使得电机控制器的低压侧部分通过低压电池供电，并在低压电池欠压时通过应急电路从
母线上取电以
驱动电机控制器，使整个电机控制器处于可控状态，并在低压电池电压恢复后断开应急电路，实现了对电机控制器低压失效保护的效果，且电路成本较低。
附图说明
[0066] 参考所附附图，以更加充分的描述本发明的
实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
[0067] 图1为本发明低压失效保护电路实施例中应急电路的电路结构示意图；
[0068] 图2为本发明低压失效保护电路实施例中比较电路的电路结构示意图；
[0069] 图3为本发明低压失效保护电路实施例中应急电源的电路结构示意图。
具体实施方式
[0070] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0071] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0072] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0073] 本发明一种较佳的实施例中，一种低压失效保护电路，运用于对电机控制器的低压侧的供电保护，电机控制器的低压侧连接一低压供电电池的输出端，低压失效保护电路包括：
[0074] 应急电路，分别连接低压供电电池的输出端和一应急电源的输出端，用于在低压供电电池输出的低压电压欠压时，向电机控制器的低压侧输出应急电压；
[0075] 比较电路，输入端分别连接低压供电电池的输出端和应急电源的输出端，用于根据对控制电压处理分析获取控制信号；
[0076] 应急电源，输入端连接高压电源，控制端连接比较电路的输出端，用于根据控制信号控制应急电压的输出状态。
[0077] 具体地，本实施例中，应急电路的通过将低压供电电池与应急电源输出端进行连接，实现了将低压供电电池的电压和应急电源输出的电压均能通过应急电路输出至电机控制器的低压侧。
[0078] 采用比较电路将低压供电电池的输出的电压进行基于电路的信号分析处理，获取到控制信号，通过控制信号进一步控制应急电源是否
输出电压，使得电机控制器在异常掉电情况下，通过将高压电源转化为应急电压，从而实现低压失效保护的效果。
[0079] 上述方案，在比较电路检测出低压测异常掉电时，使得电机控制器处于可控状态，并在低压侧供电恢复正常时，控制应急电源自动关闭，不消耗
能量，提高效率。同时，上述方案再需要将电机控制器和整车控制器隔离，极大降低了成本。
[0080] 本发明一种较佳的实施例中，当低压侧供电电压掉电至10.3V时，低压失效保护电路输出应急电压控制电机控制器处于可控的状态。当低压侧供电恢复到12.9V时，自动关闭应急电源，不再消化高压电源的能量。
[0081] 本发明一种较佳的实施例中，根据图1所示，应急电路包括：
[0082] 第一二级管D1，正极连接低压供电电池的输出端Vgd，负极连接第一节点N1；
[0083] 第一电容C1，两端分别连接第一节点N1和第二节点N2；
[0084] 第二电容C2，两端分别连接第二节点N2和应急电源的输出端VDD；
[0085] 第一节点N1连接应急电源的输出端VDD，第二节点N2接地。
[0086] 本发明一种较佳的实施例中，根据图2所示，比较电路包括一比较器和辅助电路；
[0087] 辅助电路包括：
[0088] 第一电阻R1，两端分别连接低压供电电池的输出端Vgd和第三节点N3；
[0089] 第二电阻R2，两端分别连接第三节点N3和第十五节点N15；
[0090] 第三电容C3，两端分别连接第三节点N3和第十五节点N15；
[0091] 第四电阻R4，两端分别连接第三节点N3和比较器的第二输出端OUT2；
[0092] 第三节点N3分别连接比较器的第一正向输入端IN1+和第二正向输入端IN2+，第十五节点N15连接一接地端GND；
[0093] 比较器的第一输出端OUT1连接第五节点N5，第五节点N5还连接一上拉电路和比较电路的输出端S1。
[0094] 具体地，本实施例中，上述辅助电路将低压供电电池的输出端Vgd输出的电压进行稳压处理后导入至比较器进行判断，并通过比较器的第一输出端OUT1输出控制信号，控制应急电源的输出状态。
[0095] 采用比较器的第二输出端OUT2与比较器的第一正向输入端IN1+和第二正向输入端IN2+进行连接，实现了滞回作用。具体地，在第一正向输入端IN1+和第二正向输入端IN2+输入的电压低于第一负向输入端IN1-和第二负向输入端IN2-输入的基准电压，此时第二输出端OUT2输出为低电平，第一正向输入端IN1+和第二正向输入端IN2+的电压会被进一步拉低，从而稳定比较电路输出的控制信号。
[0096] 本发明一种较佳的实施例中，根据图2所示，辅助电路还包括：
[0097] 第三电阻R3，两端分别连接应急电源的输出端VDD和第四节点N4；
[0098] 受控整流器D2，负极连接第四节点N4，正极连接第十六节点N16，控制极连接第四节点N4；
[0099] 第四电容C4，两端分别连接第四节点N4和第十六节点N16；
[0100] 第四节点N4分别连接比较器的第一负向输入端IN1-和第二负向输入端IN2-，第十六节点N16连接接地端GND。
[0101] 具体地，本实施例中，上述的辅助电路用于向比较器的第一负向输入端IN1-和第二负向输入端IN2-输入稳定的基准电压，进而通过对基准电压和低压供电电池的输出电压进行比较判断，从而使得比较器能够分析输出控制信号。
[0102] 本发明一种较佳的实施例中，根据图2所示，辅助电路还包括：第五电容C5，两端分别连接比较器的正极电源输入端和负极电源输入端，比较器的正极电源输入端还连接应急电源的输出端VDD，比较器的负极电源输入端接地。
[0103] 具体地，本实施例中，上述的辅助电路用于向比较器进行供电。
[0104] 本发明一种较佳的实施例中，根据图2所示，上拉电路包括：
[0105] 第五电阻R5，两端分别连接第五节点N5和第六节点N6；
[0106] 第六电容C6，两端分别连接第六节点N6和接地端GND；
[0107] 第六节点N6连接应急电源的输出端VDD。
[0108] 具体地，本实施例中，上拉电路用于对所述控制信号进行放大。
[0109] 本发明一种较佳的实施例中，应急电源包括：
[0110] 信号控制电路，信号输入端连接比较电路的输出端S1，用于获取控制电压，并通过控制电压控制应急电源的输出状态；
[0111] 电源输入电路，输入端连接高压电源VDC，输出端连接信号控制电路的电源输入端，用于对高压电源VDC进行稳压整流处理；
[0112] 负载控制电路，输入端连接信号控制电路，输出端连接应急电源的输出端VDD，用于控制输出负载量，并进行短路保护。
[0113] 具体地，本实施例中，采用控制电路根据控制信号，控制内部器件的通断从而控制应急电源的输出状态，采用电源输入电路进行稳压恒流处理，使得，输出的应急电压更为稳定，采用负载控制电路进行带载能
力调节和短路保护。
[0114] 本发明一种较佳的实施例中，根据图3所示，信号控制电路包括：
[0115] 第六电阻R6，两端分别连接第七节点N7和第一N沟道MOS管T1的栅极；
[0116] 第七电容C7，两端分别连接第七节点N7和第八节点N8；
[0117] 第一N沟道MOS管T1，源极连接串联二级管D3的正极；
[0118] 第七电阻R7，两端分别连接第一N沟道MOS管T1的漏极和第九节点N9；
[0119] 串联二级管D3的负极连接第八节点N8；
[0120] 第八电容C8，两端分别连接第八节点N8和第九节点N9；
[0121] 第八电阻R8，两端分别连接第九节点N9和第十节点N10；
[0122]
阶跃恢复二极管D4，正极连接第八节点N8，负极连接第十节点N10；
[0123] 第一三极管T2，发射极连接第十节点N10，集电极连接第九节点N9；
[0124] 第九电阻R9，两端分别连接第一三极管T2的基极和第十一节点N11；
[0125] 第二N沟道MOS管T3，源极连接第十一节点N11，漏极连接电源输入电路的输出端，栅极连接第九节点N9；
[0126] 第七节点N7还连接比较电路的输出端S1，第八节点N8还连接接地端GND和负载控制电路，第十一节点N11连接负载控制电路。
[0127] 具体地，本实施例中，比较器在判断出低压供电电池的输出电压欠压时，输出低电平的控制信号，第二N沟道MOS管T3被导通，应急电源的输出端VDD的电压高于低压供电电池的输出端Vgd的电压，再过应急电路将应急电源的输出电压代替低压供电电池进行供电。比较器在判断出低压供电电池的输出电压正常时，输出的控制信号使得第二N沟道MOS管T3处于关断状态，应急电压不供电。
[0128] 本发明一种较佳的实施例中，根据图3所示，电源输入电路包括：
[0129] 第十电阻R10，两端分别连接高压电源VDC和第十二节点N12；
[0130] 第九电容C9，两端分别连接第十二节点N12和接地端GND；
[0131] 第十一电阻R11，两端分别连接第十二节点N12和第九节点N9；
[0132] 第十二节点N12还连接第二N沟道MOS管T3的漏极。
[0133] 具体地，本实施例中，电源输入电路进行对高压电源VDC预处理，保证电路的
稳定性。
[0134] 本发明一种较佳的实施例中，根据图3所示，负载控制电路包括：
[0135] 第三N沟道MOS管T4，漏极连接第八节点N8，栅极连接第十三节点N13；
[0136] 第二三极管T5，集电极连接第十四节点N14；
[0137] 第十二电阻R12，两端分别连接第十一节点N11和第二三极管T5的发射极，第十二电阻R12为一可调电阻；
[0138] 第十三电阻R13，两端分别连接第三N沟道MOS管T4的源极和第二三极管T5的基极；
[0139] 第十四电阻R14，两端分别连接第十三节点N13和第十四节点N14；
[0140] 第十五电阻R15，两端分别连接第十三节点N13和第八节点N8；
[0141] 第十四节点N14连接应急电源的输出端VDD。
[0142] 具体地，本实施例中，通过对第十二电阻R12进行阻值调整实现对带载能力的控制。第十二电阻R12阻值增大，相同的负载
电流在第十二电阻R12增大上的压降就会增大，导致应急电源的输出端VDD的输出电压降低，使得带负载能力下降；反之，将第十二电阻R12阻值减小，带负载能力提高。
[0143] 上述的负载控制电路在发现负载短路时，可以实现自动关闭应急电源，保护应急电路不会被烧毁，避免电机控制器出现损毁。具体地，在负载短路时应急电源的输出端VDD的电压瞬间下降，导致第三N沟道MOS管T4由于栅极电压过低而关断，进一步地，第二三极管T5由于基极被断开而不工作，从而切断整个回路，实现上述的短路保护效果。
[0144] 以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明
说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
