BMS中的繼電器驅(qū)動電路總述

這段時間降溫了,真的冷,是時候展現(xiàn)真正的技術(shù)了,棉衣棉褲都整起來;一冷就不適合加班,下班后直接往家跑,領(lǐng)導(dǎo)這真的是條件不允許啊,我內(nèi)心還是挺想加班的。

今天換個內(nèi)容,說說繼電器驅(qū)動電路的全貌。這一塊的知識點,可以總結(jié)成下面這三塊:控制電路、驅(qū)動電路以及繼電器?？刂齐娐?

這個部分大家比較熟知。IO驅(qū)動就是指單片機的控制IO,當(dāng)然如果后面選擇的是數(shù)字通信接口的IO擴展、驅(qū)動芯片,單片機也會配置成通信接口,例如SPI、IIC。鎖存最常見的鎖存芯片是595芯片,例如TI的74HC595;一個功能是擴展IO數(shù)量,另外一個功能就是對輸出的狀態(tài)進行了鎖存;當(dāng)單片機程序跑飛后,595輸出被鎖定而不受影響。關(guān)于鎖存的必要性也有爭執(zhí),目前也存在不鎖存的設(shè)計方案。

線圈驅(qū)動故障檢測故障檢測分為線圈驅(qū)動端的故障檢測以及觸點端的狀態(tài)檢測;針對線圈端,需要在驅(qū)動前、驅(qū)動過程中針對一些故障模式進行判斷,例如線圈短路到地、短路到電源、斷路、過流、過溫等故障;檢測方法一部分寄希望于驅(qū)動芯片自身集成的故障輸出,另外就是自己搭建診斷電路就來判斷;這個功能是一定要有的。觸點狀態(tài)檢測主要針對觸點是否粘連進行檢測,去年總結(jié)過觸點粘連的相關(guān)知識點,文章鏈接在此;判斷粘連的主要方法有兩種,一直通過高壓檢測來判斷,二是通過集成在繼電器上面的輔助觸點反饋判斷(圖片來源于松下官網(wǎng))。

驅(qū)動電路:高低邊驅(qū)動驅(qū)動電路之前也少許介紹過,存在下圖中的幾種驅(qū)動方法:針對BMS來講,主要為高邊驅(qū)動與低邊驅(qū)動兩種,而且目前主要由集成芯片來實現(xiàn)。

比較常見的驅(qū)動芯片廠家有ST英飛凌TI,其中ST尤其常見;某款ST低邊驅(qū)動芯片的功能框圖如下(來源于ST官網(wǎng)),除了正常的開關(guān)功能外,還有故障狀態(tài)反饋以及保護功能。

保護電路這個指線圈端的保護,防止線圈電感的反向感應(yīng)電壓;不多說,之前有寫過,文章鏈接在此。繼電器:繼電器在之前的粘連檢測一文中詳細介紹過內(nèi)部結(jié)構(gòu),尤其是觸點部分的滅弧方式,例如充惰性氣體、磁吹滅弧,還有一種方式是機械滅弧,這里不贅述。(下圖來源TDK官網(wǎng))

這里想說的是它的線圈,分為單線圈與雙線圈兩種形式;單線圈如下圖所示(來源TDK官網(wǎng)),這個是我們常見的形式。

另外還有一種雙線圈的類型(下圖來源TDK官網(wǎng)),一個叫吸合線圈,一個叫保持線圈;雙線圈存在的目的是為了降低功耗,理論基礎(chǔ)是線圈吸合時需要的電流要大于線圈保持時的電流,這樣當(dāng)繼電器吸合后,就只讓保持線圈工作即可。

下圖為具體的工作波形圖(下圖來源TDK官網(wǎng)):當(dāng)線圈吸合時,兩個線圈同時流過電流,等平穩(wěn)后,就斷開吸合線圈,只剩下保持線圈;示波器圖中可以看到線圈功率大幅度降低了。

總結(jié):本文有點水文的嫌疑,但它是一個前置文,后面針對其中的技術(shù)細節(jié)再展開,先做一個鋪墊;以上所有,僅供參考。

審核編輯：符乾江