一种电机控制器的备份电源供电电路、装置及设备的制作方法

1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电机控制器的备份电源供电电路、装置及设备。


背景技术：

2.在电动车辆的动力系统中，电机控制器起重要作用，电机控制器可根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态。但在具体使用中，需要给电机控制器进行持续的低压供电以维持其正常工作状态，一旦出现低压供电异常或者直接掉电时，电机控制器将没有电能继续工作，进一步便会直接造成车辆驱动异常，使整车失去动力。
3.因此，针对上述情况，在出现电机控制器低压供电异常或者掉电时，如何维持驱动电机控制器的正常工作状态，从而使整车正常运行，是当前急需要解决的问题。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种电机控制器的备份电源供电电路、装置及设备，旨在解决现有技术中，在电机控制器出现低压供电异常或者掉电时，电机控制器无法正常工作的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种电机控制器的备份电源供电电路，所述备份电源供电电路包括：供电单元、电压检测电路及备份电源启动电路；
7.所述电压检测电路的输入端与所述供电单元连接，所述电压检测电路的输出端与所述备份电源启动电路的输入端连接，所述备份电源启动电路的输出端连接备份电源；
8.所述电压检测电路，用于对所述供电单元输出的供电电压进行检测，并输出检测信号；
9.所述备份电源启动电路，用于在检测到所述检测信号为低电平信号时，控制所述备份电源向电机控制器供电。
10.可选地，所述备份电源启动电路包括：第四电阻、光电耦合器、第五电阻、第一芯片及第二芯片；
11.所述光电耦合器的第一引脚通过所述第四电阻接收所述检测信号，所述光电耦合器的第三引脚接地，所述光电耦合器的第六引脚与所述第二芯片的第六引脚连接，所述光电耦合器的第四引脚与所述第一芯片的第六引脚连接所述第一芯片的第六引脚通过所述第五电阻接地。
12.可选地，所述第一芯片，用于在所述第六引脚未接收到高电平信号时，向所述备份电源输出电源启动信号；
13.所述第二芯片，用于在检测到所述检测信号为高电平信号时，控制所述第一芯片
停止工作。
14.可选地，所述电压检测电路包括：第一电压输入单元、第二电压输入单元、第三电压输入单元、第一分压电路、第二分压电路、第三分压电路、电压比较单元及电压输出单元；
15.所述电压比较单元包括第一比较器和第二比较器。
16.可选地，所述第一分压电路的第一端与所述第一电压输入单元连接，所述第一分压电路的第二端与所述第一比较器的同相脚连接，所述第二分压电路的第一端与所述第二电压输入单元连接，所述第二电压输入单元与所述供电单元连接，所述第二分压电路的第一输出端与所述第一比较器的反相脚连接，所述第二分压电路的第二输出端与所述第二比较器的同相脚连接，所述第三分压电路的第一端与所述第三电压输入单元连接，所述第三分压电路的第二端与所述第二比较器的反相脚连接，所述第一比较器与所述第二比较器的输出端均与所述电压输出单元连接。
17.可选地，所述备份电源，用于在接收到所述备份电源启动电路输出的电源启动信号时，向低压处理电路输入标准工作电压，以维持所述电机控制器的正常工作状态。
18.可选地，所述第二分压电路包括：二极管、第一电阻、第二电阻及第一电容；
19.所述二极管的第一端与所述第二电压输入单元连接，所述二极管的第二端与所述第一电容的第一端及所述第一电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端还需接地，所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第二端相互连接，且均与所述电压比较单元连接。
20.可选地，所述第一分压电路，用于对所述第一电压输入单元提供的电压进行分压，以使输入到所述第一比较器同相脚的电压数值满足预设电压数值。
21.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种备份电源供电装置，所述备份电源供电装置包括如上文所述的电机控制器的备份电源供电电路。
22.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种备份电源供电设备，所述备份电源供电设备包括如上文所述的备份电源供电装置。
23.在本发明中，提供一种电机控制器的备份电源供电电路，所述备份电源供电电路包括：供电单元、电压检测电路及备份电源启动电路，所述电压检测电路的输入端与所述供电单元连接，所述电压检测电路的输出端与所述备份电源启动电路的输入端连接，所述备份电源启动电路的输出端连接备份电源，所述电压检测电路，用于对所述供电单元输出的供电电压进行检测，并输出检测信号，所述备份电源启动电路，用于在检测到所述检测信号为低电平信号时，控制所述备份电源向电机控制器供电。通过引入电压检测电路，对电机控制器的供电电压进行检测，从而实现了在检测到电机控制器低压供电异常或者掉电时，通过电压检测电路向备份电源启动电路输出低电平检测信号，从而触发备份电源启动电路向备份电源输出电源启动信号，使得在出现低压供电异常或者掉电时，备份电源可继续为电机控制器供电，以维持电机控制器的正常工作状态，从而避免了在电机控制器失去动力时，整车失去动力，出现安全问题的情况，提高了电动车辆的系统可靠性与用车安全性。
附图说明
24.图1是本发明电机控制器的备份电源供电电路第一实施例的电路结构示意图；
25.图2为本发明电机控制器的备份电源供电电路第一实施例的电路连接示意图；
26.图3为本发明电机控制器的备份电源供电电路第二实施例的电路结构示意图；
27.图4为本发明电机控制器的备份电源供电电路第二实施例的电路连接示意图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称100供电单元200电压检测电路300备份电源启动电路302第二芯片301第一芯片t光敏三极管r1～r5第一至第五电阻d发光二极管201第一电压输入单元202第二电压输入单元203第三电压输入单元204第一分压电路205第二分压电路206第三电压分压电路207电压比较单元208电压输出单元d1二极管c2第二电容c1第一电容t1第一比较器t2第二比较器
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30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.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的一部分实施例，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。
33.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
35.参照图1及图2，图1是本发明电机控制器的备份电源供电电路第一实施例的电路结构示意图，图2为本发明电机控制器的备份电源供电电路第一实施例的电路连接示意图。
36.如图1所示，在本实施例中，电机控制器的备份电源供电电路包括供电单元100、电压检测电路200及备份电源启动电路300。
37.需要说明的是，在本实施例中，所述供电单元在原则上输出的是一标准范围内的直流电压，所述标准范围可根据具体实施场景具体设定，例如9
‑
16v或者9
‑
15v，本实施例对此不加以限制。
38.所述电压检测电路200的输入端与所述供电单元100连接，所述电压检测电路200的输出端与所述备份电源启动电路300的输入端连接，所述备份电源启动电路300的输出端连接备份电源；
39.需要说明的是，所述电压检测电路会对供电单元提供的供电电压进行检测，具体包括对电压是否异常的检测或者检测是否掉电，在检测到供电电压异常或者掉电时，会输出一低电平信号，在检测到供电电压正常时，会输出一高电平信号。
40.所述电压检测电路200，用于对所述供电单元输出的供电电压进行检测，并输出检测信号12v
‑
fault；
41.所述备份电源启动电路300，用于在检测到所述检测信号12v
‑
fault为低电平信号时，控制所述备份电源向电机控制器供电。
42.在具体实施中，参考图2，所述备份电源启动电路300包括：第四电阻r4、光电耦合器303、第五电阻r5、第一芯片301及第二芯片302；
43.所述第一芯片301，用于在所述第六引脚未接收到高电平信号时，向所述备份电源输出电源启动信号；
44.所述第二芯片302，用于在检测到所述检测信号为高电平信号时，控制所述第一芯片停止工作。
45.需要说明的是，所述第一芯片实质上为开关电源芯片，当第一芯片的第六引脚未接收到高电平信号时，通过芯片上的信号发送引脚向外输出电源启动信号(本质为电压)，例如电源启动信号输出端可连接一变压器，当变压器的原边绕组接收到电压时，可通过调整线圈匝数控制副边绕组输出标准电压以维持电机控制器的正常工作状态。当然，在具体实施中，用来实现备份电源功能的物件可以是一具体的工作电源，或者是其他能达到相同效果的电路，例如反激电路、正激电路或是llc电路等，本实施例对此不加以限定。
46.所述光电耦合器303的第一引脚通过所述第四电阻r4接收所述检测信号12v
‑
fault，所述光电耦合器303的第三引脚接地，所述光电耦合器303的第六引脚与所述第二芯片302的第六引脚连接，所述光电耦合器303的第四引脚与所述第一芯片301的第六引脚连接,所述第一芯片301的第六引脚通过所述第五电阻r5接地。
47.需要说明的是，供电单元向电压检测电路输入供电电压后，电压检测电路会对实施供电电压进行检测，并输出检测信号12v
‑
fault，当电机控制器低压供电正常时，所述12v
‑
fault信号为高电平信号，此时光电耦合器中的发光二极管d被导通，进而光敏三极管被导通，此时第一芯片的第六引脚与第二芯片的第六引脚导通，需要注意的是，当第一芯片的第六引脚与第二芯片的第六引脚(即vcc)连接时，此时第一芯片的第六引脚检测到持续的高电平，第一芯片将停止工作，即不会向备份电源输出电源启动信号，此时备份电源未接收到启动信号，因此不会输出电压。当电机控制器低压供电异常时，所述12v
‑
fault信号为低电平信号，此时光电耦合器中的发光二极管不会导通，进而光敏三极管也不会被导通，此时第一芯片的第六引脚未检测到持续的高电平，检测到的为低电平信号，第一芯片开始工作，通过其他引脚(图中未标出)向备份电源输出电源启动信号，当备份电源接收到启动信号时，向电机控制器输出标准电压供所述电机控制器正常运行。
48.需要说明的是，当12v
‑
fault信号为低电平信号时，此时备份电源启动电路在实质上是无法接收到12v
‑
fault检测信号的，由于第一芯片的第六引脚接地，又因为第六引脚没
有接收到持续的高电平输入，因此检测到的是低电平信号。
49.在本实施例中，通过调整第四电阻r4的阻值，可控制输入到发光二极管的具体电流大小，以保护所述发光二极管不被损坏。
50.在本实施例中，所述备份电源供电电路包括：供电单元、电压检测电路及备份电源启动电路，所述电压检测电路的输入端与所述供电单元连接，所述电压检测电路的输出端与所述备份电源启动电路的输入端连接，所述备份电源启动电路的输出端连接备份电源，所述电压检测电路，用于对所述供电单元输出的供电电压进行检测，并输出检测信号，所述备份电源启动电路，用于在检测到所述检测信号为低电平信号时，控制所述备份电源向电机控制器供电。通过引入备份电源启动电路，实现了在检测到电机控制器低压供电异常或者掉电时，通过备份电源启动电路控制备份电源输出电压，以维持电机控制器的正常工作状态，从而避免了整车动力中断的情况。
51.参考图3及图4，图3为本发明电机控制器的备份电源供电电路第二实施例的电路结构示意图，图4为本发明电机控制器的备份电源供电电路第二实施例的电路连接示意图。基于上述第一实施例，提出电机控制器的备份电源供电电路第二实施例。
52.在第二实施例中，所述电压检测电路200包括：第一电压输入单元201、第二电压输入单元202、第三电压输入单元203、第一分压电路204、第二分压电路205、第三分压电路206、电压比较单元207及电压输出单元208；
53.所述电压比较单元207包括第一比较器t1和第二比较器t2。
54.需要说明的是，所述第二电压输入单元，用于对供电单元输入的电压进行预处理，例如滤波处理，所述第一电压输入单元及所述第三电压输入单元，用于辅助第一比较器和第二比较器对供电电压进行电压范围检测，当然，同第二电压输入单元，所述第一电压输入单元及所述第三电压输入单元也包括对辅助检测电压进行预处理的过程，例如滤波、防反等。在具体实施中，所述第一电压输入单元及所述第三电压输入单元输出的电压可通过设置对应电阻的阻值，在具体场景具体设定，本实施例对此不加以限定。
55.所述第一分压电路204，用于对所述第一电压输入单元201提供的电压进行分压，以使输入到所述第一比较器同相脚的电压数值满足预设电压数值。
56.所述第一分压电路204的第一端与所述第一电压输入单元201连接，所述第一分压电路204的第二端与所述第一比较器t1的同相脚连接，所述第二分压电路205的第一端与所述第二电压输入单元202连接，所述第二电压输入单元202与所述供电单元100连接，所述第二分压电路205的第一输出端与所述第一比较器t1的反相脚连接，所述第二分压电路205的第二输出端与所述第二比较器t2的同相脚连接，所述第三分压电路206的第一端与所述第三电压输入单元203连接，所述第三分压电路206的第二端与所述第二比较器t2的反相脚连接，所述第一比较器t1与所述第二比较器t2的输出端均与所述电压输出单元208连接。
57.需要说明的是，所述第一比较器的及所述第二比较器，用于检测所述供电单元输出的电压是否处于标准电压范围，例如，若在某场景下，通过第一分压电路，控制输入到第一比较器同相脚的电压为2v，通过第三分压电路，控制输入到第二比较器反相脚的电压为3.5v，若第二分压电路输入到第一比较器反相脚的电压及输入到第二比较器同相脚的电压均为3v，此时第一比较器输出低电平信号，第二比较器输出低电平信号，因此12v
‑
fault信号为低电平信号，即输入到备份电源启动电路的信号为低电平信号，此时第一芯片未检测
到高电平，进一步向备份电源输出电源启动信号。
58.所述备份电源，用于在接收到所述备份电源启动电路输出的电源启动信号时，向低压处理电路输入标准工作电压，以维持所述电机控制器的正常工作状态。
59.需要说明的是，在实际操作中，备份电源输出的电压使电机控制器正常工作之前，还需要经低压处理电路对备份电源输出的电压进行处理，处理之后才会进一步通过其他设施输出一路或者多路所需电源，例如可通过变压器。
60.所述第二分压电路205包括：二极管d1、第一电阻r1、第二电阻r2及第一电容c1；
61.所述二极管d1的第一端与所述第二电压输入单元202连接，所述二极管d1的第二端与所述第一电容c1的第一端及所述第一电阻r1的第一端连接，所述第一电容c1的第二端与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第一电容c1的第二端还需接地，所述第一电阻r1的第二端及所述第二电阻r2的第二端相互连接，且均与所述电压比较单元207连接。
62.需要说明的是，所述第二电压输入单元输入的电压为供电单元的实时输出电压，只要检测到所述供电电压未处于标准电压范围内，12v
‑
fault信号即为低电平信号。
63.需要补充说明的是，在本实施例中，当电压检测电路中的两比较器的输出信号都为高时，12v
‑
fault信号才能为高电平信号，当有一个比较器的输出信号为低时，12v
‑
fault信号即为低电平信号。
64.在具体实施中，例如，可设定9
‑
16v为标准电压范围，即电机控制器供电正常，当检测到第二电压输入单元输出的电压未处于标准范围时，即电机控制器供电异常，此时需要切断原供电电压，启动备份电源为电机控制器继续供电。
65.为便于理解，结合图4对本实施例进行具体说明。
66.例如，若设置第一电阻阻值为30k，第二电阻阻值为10k，第二电压输入单元输入的电压为9
‑
16v之间的一具体数值(供电正常时)，此时第一比较器反相脚及第二比较器的同相脚检测到的电压范围为2.25
‑
4v，若此时通过设置第一分压电路中的电阻阻值控制第一分压电路的输出电压为大于4v的一具体数值，例如4.01v，设置第三分压电路中的电阻阻值控制第三分压电路的输出电压为小于2.25v的一具体数值，例如2.24v，此时，两比较器输出的信号都为高电平，使12v
‑
fault信号为高电平信号，检测得到电机控制器供电正常，不会触发备份电源启动工作。若当电机控制器供电异常时，例如供电电压为17v，此时第一比较器的反相脚与第二比较器的同相脚的电压为4.25v，由于第一比较器的同相脚电压为4.01v，第二比较器反相脚电压为2.24v，此时第一比较器输出低电平，第二比较器输出高电平，此时12v
‑
fault信号为低电平信号，会启动备份电源输出电压。同理，若供电电压为0v，即掉电时，此时第一比较器的反相脚与第二比较器的同相脚的电压均为0v，此时第一比较器输出高电平，第二比较器输出低电平，此时12v
‑
fault信号为低电平信号，会启动备份电源输出电压。同理可得，若供电电压小于9v，也会使12v
‑
fault信号为低电平信号，会启动备份电源输出电压，此处不再赘述。
67.需要说明的是，所述电压输出单元208包括第三电阻r3及第二电容c2，第三电阻与所述第二电容依次连接，第三电阻第一端外接电源，所述第二电容的第二端接地，此结构用于对电压比较单元输出的电压进行滤波。
68.在第二实施例中，通过电压检测电路实现了对电机控制器的供电电压进行检测，还可通过设置电压检测电路中的电阻值来控制具体检测的电压范围，操作简单、易于实现、
灵活性较高，进一步实现了在检测到供电电压未处于标准电压范围或掉电时，通过备份电源启动电路向备份电源输出电源启动信号的过程，极大地提高了用户体验感。
69.为实现上述目的，本发明还提出一种备份电源供电装置，备份电源供电装置包括如上文所述的电机控制器的备份电源供电电路。由于本装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
70.为实现上述目的，本发明还提出一种备份电源供电设备，备份电源供电设备包括如上文所述的备份电源供电装置。由于本设备采用了上述全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
71.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。