專利名稱：電器設(shè)備和繼電器保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電器設(shè)備和繼電器保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
在很多電器設(shè)備中，為了控制其中用電設(shè)備(負(fù)載設(shè)備)的工作，通常設(shè)置有放電 回路，其中包含主繼電器，在主繼電器處于導(dǎo)通時(shí)，用電設(shè)備才可以工作。但是，在諸如電動(dòng)汽車等電器設(shè)備中，在主繼電器斷開時(shí)，繼電器觸點(diǎn)兩端的電壓 可能會(huì)達(dá)到數(shù)百伏甚至更大，如果此時(shí)主繼電器導(dǎo)通，則會(huì)在觸點(diǎn)閉合的瞬間產(chǎn)生很大的 電流，燒毀繼電器。為了避免上述問題，需要在放電回路控制繼電器(即主繼電器)兩端并聯(lián)預(yù)充電 回路。預(yù)充電回路用于在主繼電器觸點(diǎn)吸合前導(dǎo)通，使得主繼電器觸點(diǎn)兩端的電壓從較高 的電壓值降至安全電壓值(例如，安全電壓值通常是數(shù)十伏)，這樣，在主繼電器導(dǎo)通后就 不會(huì)突然產(chǎn)生很大的電流，避免繼電器被燒毀。通常，采用上述的預(yù)充電回路后，進(jìn)行繼電器保護(hù)的過程如下(1)導(dǎo)通預(yù)充電回 路；(2)延時(shí)數(shù)秒；(3)將主繼電器觸點(diǎn)閉合(使主繼電器導(dǎo)通)。但是，上述控制策略是開 環(huán)控制策略，如果預(yù)充電回路出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致預(yù)充電過程失效，也就是說，在預(yù)充電回 路故障的情況下，即使在導(dǎo)通預(yù)充電回路之后延遲了一段時(shí)間，一旦主繼電器觸點(diǎn)閉合，同 樣會(huì)導(dǎo)致主繼電器被大電流燒毀的問題出現(xiàn)。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中不能對(duì)電器設(shè)備中的主繼電器進(jìn)行有效保護(hù)的問題，目前尚未提 出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中不能對(duì)主繼電器進(jìn)行有效保護(hù)的問題，本發(fā)明提出一種電器設(shè)備 和繼電器保護(hù)裝置，能夠以簡(jiǎn)單的方式保護(hù)主繼電器不被燒毀。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了 一種電器設(shè)備，包括用電設(shè)備、電源以及第一繼電器，所述電源用于 對(duì)所述用電設(shè)備供電。其中，根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備進(jìn)一步包括第二繼電器、電阻器、電流傳感器、電容 器、以及處理器，其中，所述用電設(shè)備、所述電源、以及所述第一繼電器串聯(lián)形成第一回路， 所述用電設(shè)備、所述電源、所述第二繼電器、所述電阻器、以及所述電流傳感器串聯(lián)形成第 二回路，所述電容器與所述用電設(shè)備并聯(lián)；所述處理器用于在需要所述用電設(shè)備進(jìn)行工作的情況下將所述第一繼電器置為 斷開，將所述第二繼電器置為導(dǎo)通，并讀取所述電流傳感器采集的電流值；所述處理器還用 于在讀取的電流值滿足預(yù)定要求的情況下將所述第一繼電器置為導(dǎo)通，將所述第二繼電器 置為斷開。具體地，在讀取的電流值不滿足所述預(yù)定要求的情況下，所述處理器禁止將所述第一繼電器置為導(dǎo)通。并且，上述預(yù)定要求可以為0 < I < V/R，其中，I為所述電流傳感器采集的電流 值，V為所述第一繼電器導(dǎo)通時(shí)的預(yù)定安全電壓值，R為所述電阻器的電阻值。優(yōu)選地，在所述處理器將所述第一繼電器置為斷開并將所述第二繼電器置為導(dǎo)通 之后，如果讀取電流值的時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度且讀取的電流值始終不滿足所述預(yù)定要求 的情況下，所述處理器將所述第二繼電器置為斷開，并進(jìn)行告警?？蛇x地，所述處理器可以為單片機(jī)；所述電源可以為電池組。本發(fā)明還提供了一種繼電器保護(hù)裝置，用于對(duì)作為主繼電器的第一繼電器進(jìn)行保 護(hù)，其中，用電設(shè)備、電源、以及所述第一繼電器串聯(lián)形成第一回路，所述電源用于對(duì)所述用 電設(shè)備供電。具體地，該繼電器保護(hù)裝置包括第二繼電器、電阻器、電流傳感器、電容器、以及處 理器，其中，所述用電設(shè)備、所述電源、所述第二繼電器、所述電阻器、以及所述電流傳感器 串聯(lián)形成第二回路，所述電容器與所述用電設(shè)備并聯(lián)；所述處理器用于在需要所述用電設(shè) 備進(jìn)行工作的情況下將所述第一繼電器置為斷開，將所述第二繼電器置為導(dǎo)通，并讀取所 述電流傳感器采集的電流值；所述處理器還用于在讀取的電流值滿足預(yù)定要求的情況下將 所述第一繼電器置為導(dǎo)通，將所述第二繼電器置為斷開。其中，在讀取的電流值不滿足所述預(yù)定要求的情況下，所述處理器禁止將所述第 一繼電器置為導(dǎo)通。另外，在所述處理器將所述第一繼電器置為斷開并將所述第二繼電器置為導(dǎo)通之 后，如果讀取電流值的時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度且讀取的電流值始終不滿足所述預(yù)定要求的 情況下，所述處理器將所述第二繼電器置為斷開，并進(jìn)行告警。此外，上述預(yù)定要求為0 < I < V/R，其中，I為所述電流傳感器采集的電流值，V 為所述第一繼電器導(dǎo)通時(shí)的預(yù)定安全電壓值，R為所述電阻器的電阻值。借助于上述技術(shù)方案，通過增加預(yù)充電回路繼電器(第二繼電器)，并根據(jù)對(duì)預(yù)充 電回路(第二回路)上電流的判斷結(jié)果確定是否使得主繼電器(第一繼電器)導(dǎo)通的過 程，能夠有效避免預(yù)充電回路出現(xiàn)問題的情況下盲目地使主繼電器導(dǎo)通而導(dǎo)致主繼電器被 燒毀的問題，從而為主繼電器提供了有效的保護(hù)，提高了電器設(shè)備的使用安全性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備中第二繼電器導(dǎo)通、第一繼電器斷開的情況下預(yù)充 電回路上電流隨時(shí)間變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式針對(duì)相關(guān)技術(shù)中不能對(duì)主繼電器進(jìn)行有效保護(hù)的問題，本發(fā)明增加了預(yù)充電回路 繼電器(第二繼電器)，并根據(jù)對(duì)預(yù)充電回路(第二回路)上電流的判斷結(jié)果確定是否使得 主繼電器(第一繼電器)導(dǎo)通的過程，能夠有效避免預(yù)充電回路出現(xiàn)問題的情況下盲目地 使主繼電器導(dǎo)通而導(dǎo)致主繼電器被燒毀的問題，從而為主繼電器提供了有效的保護(hù)，提高了電器設(shè)備的使用安全性。下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電器設(shè)備。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備 包括用電設(shè)備1、電源2以及第一繼電器3，電源2用于對(duì)用電設(shè)備1供電。根據(jù)本使用新 型的實(shí)施例，提供了一種電器設(shè)備。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備包括用電設(shè)備1、 電源2以及第一繼電器3，電源2用于對(duì)用電設(shè)備1供電。具體地，電器設(shè)備進(jìn)一步包括第 二繼電器4、電阻器5、電流傳感器6、電容器C、以及處理器7，其中，用電設(shè)備1、電源2、以 及第一繼電器3串聯(lián)形成第一回路(放電回路)，用電設(shè)備1、電源2、第二繼電器4、電阻器 5、以及電流傳感器6串聯(lián)形成第二回路(預(yù)充電回路)，電容器C與用電設(shè)備1并聯(lián)；處理器7用于在需要用電設(shè)備1進(jìn)行工作的情況下將第一繼電器3置為斷開(使 第一回路為斷路)，將第二繼電器4置為導(dǎo)通(使第二回路為通路)，并讀取電流傳感器6 采集的電流值；處理器7還用于在讀取的電流值滿足預(yù)定要求(電流值小于預(yù)定值)的情 況下將第一繼電器3置為導(dǎo)通(使第一回路為通路)，將第二繼電器4置為斷開(使第二回 路置為斷路)。而在電流傳感器6讀取的電流值不滿足預(yù)定要求的情況下，處理器7會(huì)禁止將第 一繼電器3置為導(dǎo)通。其中，處理器可以根據(jù)放電控制信號(hào)來判斷是否需要用電設(shè)備進(jìn)行工作。具體地，上述的預(yù)定要求可以為0 < I < V/R，其中，I為電流傳感器采集的電流 值，V為第一繼電器導(dǎo)通時(shí)的預(yù)定安全電壓值，R為電阻器的電阻值。應(yīng)當(dāng)注意，處于簡(jiǎn)潔的 目的，此處對(duì)于電流的表示忽略了預(yù)充電回路導(dǎo)通后第二繼電器本身具有的阻抗(其本身 的阻抗值較小)。通常情況下，處理器可以為單片機(jī)，電源可以為包含多個(gè)電池單元的電池組，電流 傳感器則可以采用霍爾電流傳感器，第一繼電器可以是高壓大電流繼電器，第二繼電器可 以是高壓小電流繼電器(也可以稱為預(yù)充繼電器)，電容器C可以是高壓電容。下面將以電動(dòng)汽車為例詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案。圖2示出了有關(guān)電動(dòng)汽車中電機(jī)以及相關(guān)的部件，其中，上述處理器采用單片機(jī) 來實(shí)現(xiàn)，第二繼電器可以如圖2所示并聯(lián)在第一繼電器的觸點(diǎn)兩端，用電設(shè)備可以包括電 機(jī)和電機(jī)控制器。在進(jìn)行工作時(shí)，當(dāng)單片機(jī)接到表示“主繼電器吸合”的放電控制信號(hào)時(shí)，在吸合主 繼電器前(在將第一繼電器置為導(dǎo)通前)，吸合預(yù)充電繼電器(將第二繼電器置為導(dǎo)通)， 由于存在高壓電容C，相當(dāng)于此時(shí)由電池通過電阻給電容充電，當(dāng)電容電壓升高時(shí)，主繼電 器觸點(diǎn)兩端電壓同步下降，對(duì)應(yīng)電阻兩端電壓下降，流過電阻的電流減小。設(shè)電源能夠提供 的電壓為VBat，此時(shí)，電流It呈指數(shù)衰減趨勢(shì)，例如，如圖3所示。假設(shè)，第一繼電器觸點(diǎn)吸合的安全電壓為Vth，電阻器的阻值為R，相對(duì)于電阻器 的阻值，預(yù)充繼電器(第二繼電器)的導(dǎo)通阻抗可以忽略，故當(dāng)流過電阻的電流0 < It < (Vth/R)時(shí)，說明主繼電器觸點(diǎn)兩端電壓已降至安全范圍內(nèi)，第一繼電器的觸點(diǎn)可以吸 合，單片機(jī)會(huì)啟動(dòng)“主繼電器閉合過程”，即，控制預(yù)充繼電器斷開，控制主繼電器吸合。如果電流It 一直沒有變小、或者雖然減小但是始終大于(Vth/R)，則說明高壓電 容C不能正常充電，而主繼電器的觸點(diǎn)兩端電壓始終高于觸點(diǎn)吸合的安全電壓Vth，表示回路存在異常，此時(shí)，為了保證主繼電器不被燒毀，單片機(jī)禁止使主繼電器導(dǎo)通，并且應(yīng)當(dāng)斷 開預(yù)充繼電器(第二繼電器)，同時(shí)報(bào)警，從而避免電阻器在大電流的長(zhǎng)時(shí)間作用下發(fā)熱進(jìn) 而被燒毀。如果It始終為0，說明預(yù)充電過程不能正常工作，此時(shí)一旦閉合主繼電器會(huì)使得 主繼電器觸點(diǎn)兩端承受電池組的高壓VBat，從而導(dǎo)致觸點(diǎn)被燒毀，此時(shí)單片機(jī)同樣不能夠 啟動(dòng)主繼電器閉合過程。另外，如果單片機(jī)接收的放電控制信號(hào)用于表示“控制主繼電器斷開”時(shí)，此時(shí)單 片機(jī)控制直接斷開主繼電器，預(yù)充繼電器不需動(dòng)作。在以上描述的電器設(shè)備中，可以認(rèn)為，第二繼電器、電阻器、電流傳感器、電容器、 以及處理器構(gòu)成了本發(fā)明提供的繼電器保護(hù)裝置，該裝置可以作為一個(gè)整體，附加在上述 第一回路上，達(dá)到對(duì)第一回路中的繼電器進(jìn)行保護(hù)的目的。綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過增加預(yù)充電回路繼電器(第二繼 電器)，并根據(jù)對(duì)預(yù)充電回路(第二回路)上電流的判斷結(jié)果確定是否使得主繼電器(第一 繼電器)導(dǎo)通的過程，能夠有效避免預(yù)充電回路出現(xiàn)問題的情況下盲目地使主繼電器導(dǎo)通 而導(dǎo)致主繼電器被燒毀的問題，從而為主繼電器提供了有效的保護(hù)，提高了電器設(shè)備的使 用安全性；另外，一旦長(zhǎng)時(shí)間無法采集到滿足要求的電流則斷開第二繼電器，能夠保證電阻 器不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間傳導(dǎo)大電流而發(fā)熱損毀。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電器設(shè)備，包括用電設(shè)備、電源以及第一繼電器，所述電源用于對(duì)所述用電設(shè)備供電，其特征在于，所述電器設(shè)備進(jìn)一步包括第二繼電器、電阻器、電流傳感器、電容器、以及處理器，其中，所述用電設(shè)備、所述電源、以及所述第一繼電器串聯(lián)形成第一回路，所述用電設(shè)備、所述電源、所述第二繼電器、所述電阻器、以及所述電流傳感器串聯(lián)形成第二回路，所述電容器與所述用電設(shè)備并聯(lián)；所述處理器用于在需要所述用電設(shè)備進(jìn)行工作的情況下將所述第一繼電器置為斷開，將所述第二繼電器置為導(dǎo)通，并讀取所述電流傳感器采集的電流值；所述處理器還用于在讀取的電流值滿足預(yù)定要求的情況下將所述第一繼電器置為導(dǎo)通，將所述第二繼電器置為斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電器設(shè)備，其特征在于，在讀取的電流值不滿足所述預(yù)定要 求的情況下，所述處理器禁止將所述第一繼電器置為導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電器設(shè)備，其特征在于，在所述處理器將所述第一繼電器置 為斷開并將所述第二繼電器置為導(dǎo)通之后，如果讀取電流值的時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度且讀 取的電流值始終不滿足所述預(yù)定要求的情況下，所述處理器將所述第二繼電器置為斷開， 并進(jìn)行告警。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電器設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)定要求為.0< I < V/R，其中，I為所述電流傳感器采集的電流值，V為所述第一繼電器導(dǎo)通時(shí)的 預(yù)定安全電壓值，R為所述電阻器的電阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電器設(shè)備，其特征在于，所述處理器為單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電器設(shè)備，其特征在于，所述電源為電池組。
7.—種繼電器保護(hù)裝置，用于對(duì)作為主繼電器的第一繼電器進(jìn)行保護(hù)，其中，用電設(shè) 備、電源、以及所述第一繼電器串聯(lián)形成第一回路，所述電源用于對(duì)所述用電設(shè)備供電，其 特征在于，所述裝置包括第二繼電器、電阻器、電流傳感器、電容器、以及處理器，其中，所述 用電設(shè)備、所述電源、所述第二繼電器、所述電阻器、以及所述電流傳感器串聯(lián)形成第二回 路，所述電容器與所述用電設(shè)備并聯(lián)；所述處理器用于在需要所述用電設(shè)備進(jìn)行工作的情況下將所述第一繼電器置為斷開， 將所述第二繼電器置為導(dǎo)通，并讀取所述電流傳感器采集的電流值；所述處理器還用于在 讀取的電流值滿足預(yù)定要求的情況下將所述第一繼電器置為導(dǎo)通，將所述第二繼電器置為 斷開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的繼電器保護(hù)裝置，其特征在于，在讀取的電流值不滿足所述 預(yù)定要求的情況下，所述處理器禁止將所述第一繼電器置為導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的繼電器保護(hù)裝置，其特征在于，在所述處理器將所述第一繼 電器置為斷開并將所述第二繼電器置為導(dǎo)通之后，如果讀取電流值的時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間長(zhǎng) 度且讀取的電流值始終不滿足所述預(yù)定要求的情況下，所述處理器將所述第二繼電器置為 斷開，并進(jìn)行告警。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的繼電器保護(hù)裝置，其特征在于，所述預(yù)定要求為.0 < I < V/R，其中，I為所述電流傳感器采集的電流值，V為所述第一繼電器導(dǎo)通時(shí)的 預(yù)定安全電壓值，R為所述電阻器的電阻值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電器設(shè)備和繼電器保護(hù)裝置，其中，該電器設(shè)備包括用電設(shè)備、電源、第一繼電器、第二繼電器、電阻器、電流傳感器、電容器、以及處理器，其中，用電設(shè)備、電源、以及第一繼電器串聯(lián)形成第一回路，用電設(shè)備、電源、第二繼電器、電阻器、以及電流傳感器串聯(lián)形成第二回路，電容器與用電設(shè)備并聯(lián)；處理器用于在需要用電設(shè)備進(jìn)行工作的情況下將第一繼電器置為斷開，將第二繼電器置為導(dǎo)通，并讀取電流傳感器采集的電流值；處理器還用于在讀取的電流值滿足預(yù)定要求的情況下將第一繼電器置為導(dǎo)通，將第二繼電器置為斷開。本發(fā)明能夠有效保護(hù)主繼電器，避免其被燒毀。
文檔編號(hào)H02H3/08GK101986491SQ201010572110
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者劉新天, 姚高亮, 楊志華, 柳海龍 申請(qǐng)人:安徽力高新能源技術(shù)有限公司