一种电容泄放电路及电机控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电容泄放电路及电机控制器，电容泄放电路包括：与待放电的电容电连接的变压器、将变压器变压后的电压整流的整流器、电阻、用于控制所述泄放电路是否开始放电的开关管、用于控制开关管的通断的控制器、场效应管、及用于驱动所述场效应管的电源芯片；其中，变压器的原边的同名端接所述电容的一端，其原边的异名端接场效应管的漏极；所述整流器、电阻及开关管依次连接于变压器的副边的同名端与异名端之间，所述控制器接所述开关管的控制端；所述场效应管的栅极及源极同时接所述电源芯片，电源芯片同时与电容的另一端电连接。本实用新型提供的电容泄放电路及电机控制器成本低且结构简单。
【专利说明】—种电容泄放电路及电机控制器
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种放电电路，尤其涉及一种电容泄放电路及电机控制器。
【背景技术】
[0002]目前，越来越多的电路中需要对大电容进行放电，例如，较多数的纯电动车其驱动功率至少都40KW以上，驱动电机控制器的输入电压基本都在300V以上，控制器所需要的动力滤波电容大部设计在400UF以上。
[0003]现有大电容泄放电路主要思路是高压直接进行泄放，例如，在高压侧电源并联一个PTC或高压功率电阻通过高压MOS管进行控制(如图2)或高压隔离直流继电器控制(如图1)，而高压功率电阻通过高压MOS管控制的电路中，其电阻在最高电压时承受的功率非常大，因此选择电阻时，其在体积和成本方面比较难于选择。而直流继电器目前市面上特别贵，其价格高达几百元，无论从体积成本上，直流继电器基本都是一般继电器的3陪以上。所以，现有技术中大电容泄放电路要么不便于选择元器件，要么其成本较高。
[0004]可以理解的是，本部分的陈述仅提供与本实用新型相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中大电容泄放电路成本较高、不便于选择元器件的缺陷，提供一种便于选择元器件且成本较低、结构简单的电容泄放电路。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种电容泄放电路，其包括:与待放电的电容电连接的变压器、将变压器变压后的电压整流的整流器、电阻、用于控制所述电容泄放电路是否开始放电的开关管、用于控制开关管的通断的控制器、场效应管、及用于驱动所述场效应管的电源芯片；其中，变压器的原边的同名端接所述电容的一端，其原边的异名端接场效应管的漏极；所述整流器、电阻及开关管依次连接于变压器的副边的同名端与异名端之间，所述控制器接所述开关管的控制端；所述场效应管的栅极及源极同时接所述电源芯片，电源芯片同时与电容的另一端电连接。
[0007]在上述电容泄放电路中，所述整流器为二极管，所述二极管的阳极接变压器的副边的同名端，二极管的阴极依次通过电阻及开关管接变压器的副边的异名端。
[0008]在上述电容泄放电路中，所述开关管为三极管或场效应管，所述开关管的栅极或基极连接所述控制器，开关管的源极或发射极通过所述电阻连接二极管的阴极，开关管的漏极或集电极接变压器的副边的异名端。
[0009]为了更好的解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种电机控制器，其包括待放电的电容及用于将所述电容进行能量泄放的电容泄放电路，所述电容泄放电路为上述电容泄放电路中任意一种。
[0010]本实用新型提供的电容泄放电路中，其通过电源芯片及从场效应管形成反激式开关电源后结合变压器可以将大电容两端的高压电降低为低压电，然后通过变压器副边所在的电阻消耗掉电容泄放的能量。其中，通过控制器控制开关管的通断，以控制电容泄放电路是否开始放电，由于变压器副边所在的回路中电压较低，所以该放电回路不需要进行隔离，且不需要选择耐高压的元器件，故其可以便于器件的选择，且可以选择普通的元器件，进而大大降低了整个泄放电路的成本、且其结构简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是现有技术中的一种电容泄放电路；
[0012]图2是现有技术中另外一种电容泄放电路；
[0013]图3是本实用新型提供的一实施例中电容泄放电路的原理结构图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0016]本实用新型提供的电容泄放电路主要针对容量较大的大电容的放电，参见图3所示，本实用新型提供的电容泄放电路主要包括:与待放电的电容电连接的变压器、将变压器变压后的电压整流的整流器、电阻、用于控制泄放电路是否开始放电的开关管、用于控制开关管的通断的控制器、场效应管、及用于驱动场效应管的电源芯片。其中，变压器的原边的同名端接电容的一端，其原边的异名端接场效应管的漏极；整流器、电阻及开关管依次连接于变压器的副边的同名端与异名端之间，控制器接开关管的控制端；场效应管的栅极及源极同时接电源芯片，电源芯片同时与电容的另一端电连接。大电容(即待放电的电容)两端的电压通常比较高，通过变压器可以将大电容两端的电压降压为低电压，即通过低压泄放来消耗电容的电压。具体的，通过电阻来消耗掉电容泄放的电能，且通过控制器控制开关管的导通与关断，以控制选择电容泄放电路是否开始放电。其中，由于电容通常是通过直流放电，故通过电源芯片输出脉冲驱动场效应管后，其可以形成反激式开关电源，进而变压器可以进行降压，以将大电容两端的电压降低为低压，然后，整流器将变压器副边输出的交流电整流为直流电，电阻将电容泄放的电能消耗掉。因此，变压器副边的整流器、电阻、开关管及控制器均可以不用选择需要耐高压的(选择低压器件即可)，其可以便于器件的选择，且选择低压器件时可以大大降低整个电容泄放电路的成本。
[0017]优选的，整流器为二极管，所述二极管的阳极接变压器的副边的同名端，二极管的阴极依次通过电阻及开关管接变压器的副边的异名端。这样既可以快速的进行整流且其结构简单、成本较低。上述电源芯片驱动的场效应管为N型，其与电源芯片一起形成反激式开关电源，以使变压器可以对电容两端的电压进行变压。上述变压器副边所连接的开关管可以为三极管或场效应管，以快速的控制电容泄放电路是否开始放电。开关管的栅极或基极连接所述控制器，开关管的源极或发射极通过所述电阻连接二极管的阴极，开关管的漏极或集电极接变压器的副边的异名端。值得说明的是，用于驱动场效应管的电源芯片为本领域技术人员所熟知，(例如，电源芯片输出脉冲以驱动场效应管)，所以电源芯片的结构在此不再赘述。
[0018]本实用新型提供的电容泄放电路的工作原理结合图3所示实施例说明如下:
[0019]在图3所示优选实施例中，开关管为MOS管Q2，整流器为二极管Dl。电源芯片与场效应管Ql形成反激式开关电源，则通过变压器、电源芯片及场效应管Ql可以将电容Cl两端较高的直流电降低为低压，故变压器Tl副边输出的交流电的电压较低，然后，二极管Dl将该交流电整流为直流电，电阻将所述直流电的能量消耗掉，即实现了将电容两端的能量泄放掉。且这样可以快速的将大电容两端的较高的电能泄放掉。具体的，本实用新型还通过控制器输出控制信号以控制开关管是否导通，进而控制电阻所在的回路是否闭合，也即控制电容泄放电路是否可以开始放电，如果开关管闭合，则电阻开始将电容泄放的能量消耗掉。在本实用新型提供的电容泄放电路中，由于变压器副边输出的是较低的电压，故整流器、电阻及开关管均可选择普通的电子元器件，进而可以避免选择耐高压的器件带来的成本较高及难以选择器件的麻烦。
[0020]例如，电容两端输入电压为600V的额定电压，变压器及开电源芯片在功能上为60疒600V的，进而使变压器的(依据不同情况可调整)次级输出恒定的12V电压(依据不同情况可调整);该12V电压还可以给控制器供电，从而得到控制信号以控制开关管的通断，控制器可以为普通的单片机，控制开关管通断的控制器为本领域技术人员熟知，在此不再赘述。
[0021]本实用新型提供的电容泄放电路中，可以使变压器副边输出的电压为恒定电压(当然也可以调节副边输出的电压值的大小)，因为U是固定的低压电源(可以调节);故该电容泄放电路中的泄放功率可以是恒定的(P=U*U/R)，同时电阻和开关管都为低压，体积和成本上都比较小。其中，电子元器件选择比较容易，且只要高压有电就能保证整个电容泄放电路正常工作。而且，其在电路失效时候，电阻和开关管承受的功率较小，整个电路工作比较安全。本实用新型提供的电容泄放电路可以应用于各种需要对大电容进行放电的电路中，例如，变频器、电动汽车上的电机控制器。
[0022]本实用新型还提供了一种电机控制器，其包括:待放电的电容及用于将所述电容进行能量泄放的电容泄放电路，所述电容泄放电路为上述的电容泄放电路中的任意一种。例如，目前电动汽车中驱动电机控制器的供电基本都为“高压”电，而电机控制器里面都采用大容量的电容作为动力滤波作用；但由于电容的容值比较大，泄放时间比较慢，其不便于维护且不够安全，而且，当汽车里电池与电机控制器间的接触器断开时，必须在一定时间内将电容两端的电压值泄放到安全电压以下。而本实用新型中的电机控制器可以通过其内的电容泄放电路实现主动泄放，故其使用及维护方便且安全可靠。
[0023]在本说明书的描述中，参考术语“ 一个实施例”、“ 一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0024]在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电容泄放电路，其特征在于，包括:与待放电的电容电连接的变压器、将变压器变压后的电压整流的整流器、电阻、用于控制所述电容泄放电路是否开始放电的开关管、用于控制开关管的通断的控制器、场效应管、及用于驱动所述场效应管的电源芯片； 其中，变压器的原边的同名端接所述电容的一端，其原边的异名端接场效应管的漏极； 所述整流器、电阻及开关管依次连接于变压器的副边的同名端与异名端之间，所述控制器接所述开关管的控制端； 所述场效应管的栅极及源极同时接所述电源芯片，电源芯片同时与电容的另一端电连接。
2.如权利要求1所述的电容泄放电路，其特征在于，所述整流器为二极管，所述二极管的阳极接变压器的副边的同名端，二极管的阴极依次通过电阻及开关管接变压器的副边的异名端。
3.如权利要求2所述的电容泄放电路，其特征在于，所述开关管为三极管或场效应管，所述开关管的栅极或基极连接所述控制器，开关管的源极或发射极通过所述电阻连接二极管的阴极，开关管的漏极或集电极接变压器的副边的异名端。
4.如权利要求1所述的电容泄放电路，其特征在于，所述场效应管为N型。
5.一种电机控制器，其特征在于，包括:待放电的电容及用于将所述电容进行能量泄放的电容泄放电路，所述电容泄放电路为所述权利要求1至4中任一项所述的电容泄放电路。
【文档编号】H02P29/00GK204103530SQ201420427553
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】齐阿喜, 周涛 申请人:比亚迪股份有限公司