一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒论文和设计-井党林

全文摘要

本实用新型涉及一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，包括主盒体，所述主盒体内设有PCB控制板，所述PCB控制板上集成有继电器双电源切换电路，通过对两个继电器线圈连接方式的定时延时改变，使两个在继电器线圈在控制电源V接通初期并联连接，此时，两个继电器线圈连接电压为电源电压VCC，保证了两个继电器都满足应有的启动电压。当定时延时时间到后，两个继电器线圈通过电路自动切换为串联连接。此时，两个继电器线圈加载电压各为V\/2，所以，通过两个继电器线圈加载电压各为V\/2，通过电流为并联连接时的1\/4。与现有技术相比，本实用新型具有可靠性高，延长继电器寿命，温升低等优点。

主设计要求

1.一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，其特征在于，包括主盒体，所述主盒体内设有PCB控制板，所述PCB控制板上集成有继电器双电源切换电路，所述继电器双电源切换电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第一MOSFET管(Q3)、第一继电器(K1)、第二继电器(K2)、第一开关(S1)和第一电源(Vcc)，所述第一电源(Vcc)与所述第一开关(S1)的一端相连，所述第一开关(S1)的另一端与按顺序依次连接的由所述第二电阻(R2)、所述第三电阻(R3)、所述第一MOSFET管(Q3)的漏极、所述第一MOSFET管(Q3)的源极、所述第四电阻(R4)、所述第二继电器(K2)的一端、所述第三二极管(D3)的正极、所述第三二极管(D3)的负极、所述第一继电器(K1)的一端所组成的闭环电路相连接，接地端设置于所述第二继电器(K2)的一端与所述第四电阻(R4)之间，所述第二二极管(D2)连接于所述第一继电器(K1)和所述第二继电器(K2)各自的另一端之间，所述第一继电器(K1)和所述第二继电器(K2)各自的另一端还分别与所述第二三极管(Q2)和所述第一三极管(Q1)各自的集电极对应连接，所述第一三极管(Q1)和所述第二三极管(Q2)各自的发射极分别与所述第一开关(S1)的另一端和所述接地端连接，所述第一三极管(Q1)的基极连接于所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)之间，所述第二三极管(Q2)的基极连接于所述第一MOSFET管(Q3)的源极和所述第四电阻(R4)之间，所述第一MOSFET管(Q3)的栅极经第一电容(C1)后与所述第一开关(S1)的另一端相连，其还经由正负极反向的所述第一二极管(D1)与所述第一电阻(R1)并联组成的支路后与所述接地端相连。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，其特征在于，所述第一开关(S1)的另一端连接于所述闭环电路中的第一继电器(K1)的一端与第二电阻(R2)之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，其特征在于，所述第二二极管(D2)以与所述第三二极管(D3)正负极相反的连接顺序连接于所述第一继电器(K1)和所述第二继电器(K2)各自的另一端之间。

4.根据权利要求1所述的一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，其特征在于，所述第一三极管(Q1)为PNP型三极管，所述第二三极管(Q2)为NPN型三极管，所述第一电阻(R1)的阻值为300KΩ～350KΩ，所述第二电阻(R2)的阻值为2.5KΩ～3KΩ，所述第三电阻(R3)的阻值为20KΩ～30KΩ，所述第四电阻(R4)的阻值为2.5KΩ～4KΩ。

5.根据权利要求1所述的一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，其特征在于，所述第一MOSFET管(Q3)为增强型N沟道MOSFET管。

6.根据权利要求1所述的一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，其特征在于，所述第一二极管(D1)、所述第二二极管(D2)和所述第三二极管(D3)的型号均为1N4148或1N5408。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路控制盒，尤其是涉及一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒。

背景技术

随着新能源汽车的保有量逐年上升，固定式充电桩的使用和用户需求差距越来越大，所以便携式电动汽车充电控制盒已经事实上成为了电动汽车的必须配件。

当前市场上便携式汽车充电器AC电源开关控制继电器控制电源一般采用接通单一电源加载继电器负载。继电器控制线圈长时间接通电源后，有以下缺陷：一是引起继电器线圈温度升高较大，影响继电器使用寿命。二是控制电源功耗较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种为了改善AC开关继电器工作环境，通过对两个继电器线圈连接方式的延时改变，减小了AC开关继电器线圈的工作电流及线圈温度升高的影响，延长继电器的使用寿命和总系统的可靠性的用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，包括主盒体，所述主盒体内设有PCB控制板，所述PCB控制板上集成有继电器双电源切换电路，所述继电器双电源切换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一三极管、第二三极管、第一MOSFET管、第一继电器、第二继电器、第一开关和第一电源，所述第一电源与所述第一开关的一端相连，所述第一开关的另一端与按顺序依次连接的由所述第二电阻、所述第三电阻、所述第一MOSFET管的漏极、所述第一MOSFET管的源极、所述第四电阻、所述第二继电器的一端、所述第三二极管的正极、所述第三二极管的负极、所述第一继电器的一端所组成的闭环电路相连接，接地端设置于所述第二继电器的一端与所述第四电阻之间，所述第二二极管连接于所述第一继电器和所述第二继电器各自的另一端之间，所述第一继电器和所述第二继电器各自的另一端还分别与所述第二三极管和所述第一三极管各自的集电极对应连接，所述第一三极管和所述第二三极管各自的发射极分别与所述第一开关的另一端和所述接地端连接，所述第一三极管的基极连接于所述第二电阻和所述第三电阻之间，所述第二三极管的基极连接于所述第一MOSFET管的源极和所述第四电阻之间，所述第一MOSFET管的栅极经第一电容后与所述第一开关的另一端相连，其还经由正负极反向的所述第一二极管与所述第一电阻并联组成的支路后与所述接地端相连。

进一步地，所述第一开关的另一端连接于所述闭环电路中的第一继电器的一端与第二电阻之间。

进一步地，所述第二二极管以与所述第三二极管正负极相反的连接顺序连接于所述第一继电器和所述第二继电器各自的另一端之间。

进一步地，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管，所述第一电阻的阻值为300KΩ～350KΩ，所述第二电阻的阻值为2.5KΩ～3KΩ，所述第三电阻的阻值为20KΩ～30KΩ，所述第四电阻的阻值为2.5KΩ～4KΩ。

进一步地，所述第一MOSFET管为增强型N沟道MOSFET管。

进一步地，所述第一二极管、所述第二二极管和所述第三二极管的型号均为1N4148或1N5408。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)可靠性高，本实用新型中通过对两个继电器线圈连接方式并通过三极管和MOSFET管的配合控制的定时延时改变，使两个在继电器线圈在控制电源V接通初期并联连接，此时，两个继电器线圈连接电压为电源电压VCC，保证了两个继电器都满足应有的启动电压。当定时延时时间到后，两个继电器线圈通过电路自动切换为串联连接。此时，两个继电器线圈加载电压各为V\/2，所以，通过两个继电器线圈加载电压各为V\/2，通过电流为并联连接时的1\/4，从而，减小了控制电源的工作电流及正常加载电流下线圈温度升高的影响，延长继电器的使用寿命和总系统的可靠性。

(2)成本低廉，本实用新型中通过对两个继电器线圈连接方式并通过三极管和MOSFET管的配合控制的定时延时改变，使两个在继电器线圈在控制电源V接通初期并联连接，采用的第一MOSFET管为增强型N沟道MOSFET管，第一二极管、第二二极管和第三二极管的型号均为1N4148或1N5408，采用的针对继电器的控制开关均为价格低廉的开关器件，组合控制效果佳，温升小。

附图说明

为了进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。并且，附图中示出的各个部分的相对位置和大小是示例性的，而不应当被理解成各个部分之间唯一确定的位置或尺寸关系。

图1为本实用新型中的继电器双电源切换控制电路示意图；

图2为本实用新型中的主盒体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例

本实用新型一种用于三相充电枪的继电器双电源切换电路控制盒，包括主盒体，如图2所示为主盒体的结构示意图，其形状结构为长方体结构，主盒体内设有PCB控制板，PCB控制板上集成有继电器双电源切换电路，其接口设置于主盒体的侧壁上，用于连接。

如图1所示为本实用新型中的继电器双电源切换控制电路示意图，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一MOSFET管Q3、第一继电器K1、第二继电器K2、第一开关S1和第一电源Vcc，第一电源Vcc与第一开关S1的一端相连，第一开关S1的另一端与按顺序依次连接的由第二电阻R2、第三电阻R3、第一MOSFET管Q3的漏极、第一MOSFET管Q3的源极、第四电阻R4、第二继电器K2的一端、第三二极管D3的正极、第三二极管D3的负极、第一继电器K1的一端所组成的闭环电路相连接，第一开关S1的另一端具体连接于闭环电路中的第一继电器K1的一端与第二电阻R2之间，接地端设置于第二继电器K2的一端与第四电阻R4之间，第二二极管D2以与第三二极管D3正负极相反的连接顺序连接于第一继电器K1和第二继电器K2各自的另一端之间，第一继电器K1和第二继电器K2各自的另一端还分别与第二三极管Q2和第一三极管Q1各自的集电极对应连接，第一三极管Q1和第二三极管Q2各自的发射极分别与第一开关S1的另一端和接地端连接，第一三极管Q1的基极连接于第二电阻R2和第三电阻R3之间，第二三极管Q2的基极连接于第一MOSFET管Q3的源极和第四电阻R4之间，第一MOSFET管Q3的栅极经第一电容C1后与第一开关S1的另一端相连，其还经由正负极反向的第一二极管D1与第一电阻R1并联组成的支路后与接地端相连。

以上控制电路中，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2为NPN型三极管，第一电阻R1的阻值为300KΩ～350KΩ，本实施例选定为300KΩ，第二电阻R2的阻值为2.5KΩ～3KΩ，本实施例选定为2.5KΩ，第三电阻R3的阻值为20KΩ～30KΩ，本实施例选定为20KΩ，第四电阻R4的阻值为2.5KΩ～4KΩ，本实施例选定为2.5KΩ，第一MOSFET管Q3为增强型N沟道MOSFET管，第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3的型号均为1N4148或1N5408，本实施例中选定为1N4148。

本实用新型中的继电器双电源切换电路的具体控制原理为：

当继电器控制开关S1闭合后，S1输出控制电压通过定时电阻R1给定时电容C1充电，电容C1电压降缓慢增大，MOSFET管Q3栅极电压缓慢降低，源极与漏极导通，这时流经电阻R3上的电流IR3＝Vcc\/R3，三极管Q1、Q2基极电流为(IR3-0.7\/2.5K)，三极管Q1、Q2同时导通，继电器K1控制线圈下端通过三极管Q2集电极连接到电源Vcc与接地端GND，继电器K2控制线圈上端通过三极管Q1集电极连接到电源Vcc，于是，继电器K1控制线圈与继电器K2控制线圈并联连接到电源Vcc与接地端GND。当电容C1经ΔT时间的充电，MOSFET管Q3栅极门限电压开通时，Q3关断，这时流经电阻R1、R2、R3上的电流IR1＝IR2＝IR3＝0A，三极管Q1、Q2基极电流为零。三极管Q1、Q2同时关断，继电器K1控制线圈下端因Q2关断与电源接地端和接地端GND断开，继电器K2控制线圈上端因Q1关断与电源Vcc断开，K1控制线圈与K2控制线圈的并联回路失效，Vcc经S1加到继电器K1控制线圈的电流经与K1控制线圈下端连接的二极管D2流向继电器K2控制线圈到电源Vcc与接地端GND，于是，继电器K1控制线圈与继电器K2控制线圈经二极管D2串联连接到电源Vcc与接地端GND，当控制开关S1关断时，电容C1上的能量通过协防二极管D1、继电器K1控制线圈与继电器K2控制线圈、二极管D2的串联回路迅速放电，随后，继电器K1与继电器K2关断，进入下一次工作准备循环。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

设计图

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主设计要求

设计方案

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