起動機用電子起動繼電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種起動機用電子起動繼電器，涉及汽車電器領域。為解決大功率起動機在長時間拖動發動機、起動機主觸點不閉合(頂齒)、銑齒，以及起動機“反帶”、“誤動作”等外來故障出現時會導致起動繼電器、電磁開關或起動機損壞的問題而發明。本實用新型實施例公開的技術方案包括：數據采集分析電路、升壓電路和執行電路，以及Start端子、B+端子和Out端子；所述數據采集分析電路分別與所述Start端子、B+端子和Out端子相連；所述升壓電路分別與所述數據采集分析電路、所述執行電路、所述B+端子和Out端子相連；所述執行電路分別與所述B+端子和Out端子相連。
【專利說明】起動機用電子起動繼電器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車電器領域，尤其涉及一種起動機用電子起動繼電器。
【背景技術】
[0002]目前，起動機的控制裝置包括電磁開關、起動繼電器、起動開關等部件。現有技術中起動繼電器為電磁式起動繼電器，大功率起動機在長時間拖動發動機、起動機主觸點不閉合(頂齒)、銑齒，以及起動機“反帶”、“誤動作”等外來故障出現時會導致起動繼電器、電磁開關或起動機的損壞。
實用新型內容
[0003]本實用新型提供一種起動機用電子起動繼電器，能夠在出現長時間拖動發動機、起動機主觸點不閉合(頂齒)、銑齒，以及起動機“反帶”、“誤動作”等外來故障時自動保護，大大減輕甚至避免繼電器、電磁開關或起動機的損壞。
[0004]本實用新型解決技術問題采用如下技術方案:一種起動機用電子起動繼電器，包括:數據采集分析電路、升壓電路和執行電路，以及Start端子、B+端子和Out端子；
[0005]所述數據采集分析電路分別與所述Start端子、B+端子和Out端子相連；所述升壓電路分別與所述數據采集分析電路、所述執行電路、所述B+端子和Out端子相連；所述執行電路分別與所述B+端子和Out端子相連。
[0006]可選的，本實用新型實施例提供的起動機用電子起動繼電器中，所述數據采集分析電路包括:
[0007]電阻R2、電阻R3、電容C4、電阻R4、電阻R5、電容C3、電阻R8、電阻R9、電阻R1、穩壓二極管Dl和14腳單片機Ul ；
[0008]所述電阻R3的一端與所述Start端子相連；所述電阻R3的另一端分別與所述14腳單片機Ul的3腳和所述電阻R2的一端相連；所述電容C4并聯在所述電阻R2的兩端；所述電阻R4的一端與所述B+端子相連，所述電阻R4的另一端分別與所述14腳單片機Ul的13腳和所述電阻R5的一端相連；所述電容C3并聯在所述電阻R5的兩端；所述電阻R8的一端與所述Out端子相連，所述電阻R8的另一端分別與所述14腳單片機Ul的12腳和所述電阻R9的一端相連；所述14腳單片機Ul的2腳與所述升壓電路相連；所述穩壓二極管Dl的負極分別與所述電阻Rl的一端和所述14腳單片機Ul的I腳相連，所述電阻Rl的另一端與所述B+端子相連；所述電阻R2的另一端、所述電阻R5的另一端、所述電阻R9的另一端、所述穩壓二極管Dl的正極和所述14腳單片機Ul的14腳接地。
[0009]可選的，本實用新型實施例提供的起動機用電子起動繼電器中，所述升壓電路，包括:穩壓二極管D2、電阻R6、NPN型三極管Q2、電阻R30、電容C2、二極管D3、半橋驅動器U2和電容Cl ；
[0010]所述電阻R6的一端與所述B+端子相連，所述電阻R6的另一端分別與所述NPN型三極管Q2的基極和所述穩壓二極管D2的負極相連；所述NPN型三極管Q2的集電極與所述B+端子相連，所述NPN型三極管Q2的發射極與所述電阻R30的一端相連；所述電阻R30的另一端分別與所述半橋驅動器U2的I腳、所述二極管D3的正極和所述電容C2的一端相連；所述半橋驅動器U2的2腳與所述數據采集分析電路相連；所述二極管D3的負極分別與所述半橋驅動器U2的8腳、所述電容Cl的一端相連；所述電容Cl的另一端分別與所述半橋驅動器U2的6腳和所述Out端子相連；所述半橋驅動器U2的7腳與所述執行電路相連；所述穩壓二極管D2的正極、所述電容C2的另一端和所述半橋驅動器U2的4腳接地。[0011 ] 可選的，本實用新型實施例提供的起動機用電子起動繼電器中，所述執行電路，包括:電阻R7、功率場效應管Ql和二極管D4 ；
[0012]所述電阻R7的一端與所述升壓電路相連，所述電阻R7的另一端與所述功率場效應管Ql的柵極相連；所述功率場效應管Ql的源極與所述二極管D4的負極和所述Out端子相連；所述功率場效應管Ql的漏極與所述B+端子相連；所述二極管D4的正極接地。
[0013]本實用新型具有如下有益效果:用戶按下起動機的起動按鈕后，起動機用電子起動繼電器通過數據采集分析電路采集分析B+端子的電壓；當數據采集分析電路采集到的電壓波形符合起動機主觸點不閉合波形特征時，數據采集分析電路通過升壓電路向執行電路輸出低電平，使執行電路關斷，進而控制Out關斷；當電壓波形符合發動機起動的波形特征時，經過延時，Out關斷；且鎖定Out，即使Start斷電后再次接通，Out依然關斷；如果經過設定時間，電壓波形依然處于發動機未起動波形特征，Out關斷。本實用新型提供的技術方案解決了大功率起動機在長時間拖動發動機、起動機主觸點不閉合(頂齒)、銑齒，以及起動機“反帶”、“誤動作”等外來故障出現時會導致起動繼電器、電磁開關或起動機的損壞的的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例1提供的起動機用電子起動繼電器的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1所示的起動機用電子起動繼電器中數據采集分析電路的結構示意圖；
[0016]圖3為圖1所示的起動機用電子起動繼電器中升壓電路的結構示意圖；
[0017]圖4為圖1所示的起動機用電子起動繼電器中執行電路的結構示意圖；
[0018]圖5為本實用新型實施例1提供的起動機用電子起動繼電器的結構示意圖二 ；
[0019]圖6為圖1所示的起動機用電子起動繼電器中起動機的內部結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例及附圖對本實用新型的技術方案作進一步闡述。
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，本實施例提供了一種起動機用電子起動繼電器，包括:數據采集分析電路101、升壓電路102和執行電路103，以及Start端子、B+端子和Out端子；其中，所述數據采集分析電路分別與所述Start端子、B+端子和Out端子相連；所述升壓電路分別與所述數據采集分析電路、所述執行電路、所述B+端子和Out端子相連；所述執行電路分別與所述B+端子和Out端子相連。
[0023]在本實施例中，用戶使用起動機用電子起動繼電器時，Start端子連接起動按鈕，B+端子連接起動按鈕和電磁開關，Out端子連接電磁開關的線圈連接端，該線圈連接端為電磁開關吸合線圈和保持線圈的連接端。用戶按下起動機的起動按鈕后，起動機用電子起動繼電器通過數據采集分析電路采集分析B+端子的電壓；當數據采集分析電路采集到的電壓波形符合起動機主觸點不閉合波形特征時，數據采集分析電路通過升壓電路向執行電路輸出低電平，使執行電路關斷，進而控制Out關斷；當電壓波形符合發動機起動的波形特征時，經過延時，Out關斷；且鎖定Out，即使Start斷電后再次接通，Out依然關斷；如果經過設定時間，電壓波形依然處于發動機未起動波形特征，Out關斷。
[0024]進一步的，如圖2所示，本實施例提供的起動機用電子起動繼電器中數據采集分析電路，包括:電阻R2、電阻R3、電容C4、電阻R4、電阻R5、電容C3、電阻R8、電阻R9、電阻R1、穩壓二極管D1和14腳單片機U1 ；
[0025]所述電阻R3的一端與所述Start端子相連；所述電阻R3的另一端分別與所述14腳單片機U1的3腳和所述電阻R2的一端相連；所述電容C4并聯在所述電阻R2的兩端；所述電阻R4的一端與所述B+端子相連，所述電阻R4的另一端分別與所述14腳單片機U1的13腳和所述電阻R5的一端相連；所述電容C3并聯在所述電阻R5的兩端；所述電阻R8的一端與所述Out端子相連，所述電阻R8的另一端分別與所述14腳單片機U1的12腳和所述電阻R9的一端相連；所述14腳單片機U1的2腳與所述升壓電路相連；所述穩壓二極管D1的負極分別與所述電阻R1的一端和所述14腳單片機U1的1腳相連，所述電阻R1的另一端與所述B+端子相連；所述電阻R2的另一端、所述電阻R5的另一端、所述電阻R9的另一端、所述穩壓二極管D1的正極和所述14腳單片機U1的14腳接地。
[0026]在本實施例中，電阻R4和電阻R5為分壓電阻，它們將B+端子輸入的電壓輸入數據采集分析電路，即14腳單片機U1的13腳；通過14腳單片機U1的2腳接收的B+端子提供的電壓；電阻R2和電阻R3為分壓電阻，它們將Start端子提供的電壓輸入到14腳單片機U1的3腳；電阻R8和電阻R9為分壓電阻，它們將Out端子輸入的電壓輸入數據采集分析電路，即14腳單片機U1的12腳。
[0027]進一步的，如圖3所示，本實施例提供的起動機用電子起動繼電器中升壓電路，包括:穩壓二極管D2、電阻R6、NPN型三極管Q2、電阻R30、電容C2、二極管D3、半橋驅動器U2和電容C1 ；
[0028]所述電阻R6的一端與所述B+端子相連，所述電阻R6的另一端分別與所述NPN型三極管Q2的基極和所述穩壓二極管D2的負極相連；所述NPN型三極管Q2的集電極與所述B+端子相連，所述NPN型三極管Q2的發射極與所述電阻R30的一端相連；所述電阻R30的另一端分別與所述半橋驅動器U2的1腳、所述二極管D3的正極和所述電容C2的一端相連；所述半橋驅動器U2的2腳與所述數據采集分析電路相連；所述二極管D3的負極分別與所述半橋驅動器U2的8腳、所述電容C1的一端相連；所述電容C1的另一端分別與所述半橋驅動器U2的6腳和所述Out端子相連；所述半橋驅動器U2的7腳與所述執行電路相連；所述穩壓二極管D2的正極、所述電容C2的另一端和所述半橋驅動器U2的4腳接地。
[0029]在本實施例中，穩壓二極管D2、電阻R6、NPN型三極管Q2、電阻R30和電容C2用于為半橋驅動器U2儲電。
[0030]進一步的，如圖4所示，本實施例提供的起動機用電子起動繼電器中執行電路，包括:電阻R7、功率場效應管Q1和二極管D4 ；
[0031]所述電阻R7的一端與所述升壓電路相連，所述電阻R7的另一端與所述功率場效應管Ql的柵極相連；所述功率場效應管Ql的源極與所述二極管D4的負極和所述Out端子相連；所述功率場效應管Ql的漏極與所述B+端子相連；所述二極管D4的正極接地。
[0032]在本實施例中，14腳單片機Ul收到Start端子輸入的高電平指令時，14腳單片機Ul的2腳輸出高電平至半橋驅動器U2的2腳，半橋驅動器U2的7腳輸出高電平，使功率場效應管Ql導通，Out端子輸出高電平；U1的計時器開始計時，如果達到預設時間，Start端子輸入仍為高電平，且沒有出現令14腳單片機Ul將其2腳降為低電平的條件，14腳單片機Ul的2腳輸出低電平至半橋驅動器U2的2腳，半橋驅動器U2的7腳輸出低電平，使功率場效應管Ql關斷，Out輸出低電平。
[0033]具體的，14腳單片機Ul的13腳先記錄初始電壓V0，14腳單片機Ul收到Start端子輸入高電平指令后，記錄第一段電壓下降的低點VI，經過最低點后，電壓繼續下降，記錄第二段電壓下降的低點V2，如果V2-V1>V1-V0，14腳單片機Ul的2腳輸出高電平；如果V2-V1〈V1-V0，經過設定時間Tl，14腳單片機Ul的2腳輸出低電平。通過上述方式能夠實現主觸點不閉合保護。
[0034]如果14腳單片機Ul的2腳輸出高電平，經過一定時間，14腳單片機Ul的13腳電壓如果大于V0-V10，則14腳單片機Ul的2腳輸出高電平；14腳單片機Ul的13腳電壓如果小于V0-V10，且持續時間>T2，14腳單片機Ul的2腳輸出低電平。通過上述方式能夠實現起動后自動關斷，其中VlO為設定數值。
[0035]當自動關斷或Start端子輸入為低電平后，14腳單片機Ul檢測B+電壓V，如果V升高并〉V0，此時即使Start端子輸入為高電平時，14腳單片機Ul的仍輸出低電平。只有當V下降或低于V0，14腳單片機Ul的才能輸出高電平。通過上述方式能夠實現發動機起動鎖定(輸出不能高電平)，其中半橋驅動器U2的作用是保證功率場效應管Ql處于飽和導通狀態。
[0036]在本實施例中，數據采集分析電路、升壓電路和執行電路分別包含上述元件時，起動機用電子起動繼電器的結構可以如圖5所示。具體的，起動機用電子起動繼電器連接的外圍器件的結構可以如圖6所示。
[0037]本實施例提供的技術方案，采用功率場效應管Ql代替電磁式起動繼電器，驅動功率較低且無線圈功耗，可以連續長時間工作；該方案提供的起動機用電子起動繼電器沒有觸點，故障率低。此外，該方案通過14腳單片機Ul進行控制，可以實現延時關斷，從而避免長時間拖動起動機；可以實現主觸點不閉合關斷，避免燒毀電磁開關；也可以實現發動機起動自動關斷，從而避免起動機“反帶”;還可以實現發動機起動后鎖定，避免起動機運行中起動造成銑齒。
[0038]本實用新型具有如下有益效果:用戶按下起動機的起動按鈕后，起動機用電子起動繼電器通過數據采集分析電路采集分析B+端子的電壓；當數據采集分析電路采集到的電壓波形符合起動機主觸點不閉合波形特征時，數據采集分析電路通過升壓電路向執行電路輸出低電平，使執行電路關斷，進而控制Out關斷；當電壓波形符合發動機起動的波形特征時，經過延時，Out關斷；且鎖定Out，即使Start斷電后再次接通，Out依然關斷；如果經過設定時間，電壓波形依然處于發動機未起動波形特征，Out關斷。本實用新型提供的技術方案解決了大功率起動機在長時間拖動發動機、起動機主觸點不閉合(頂齒)、銑齒，以及起動機“反帶”、“誤動作”等外來故障出現時會導致起動繼電器、電磁開關或起動機的損壞的的問題。
[0039]以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優劣。
[0040]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種起動機用電子起動繼電器，其特征在于，包括: 數據采集分析電路、升壓電路和執行電路，以及start端子、B+端子和Out端子； 所述數據采集分析電路分別與所述Start端子、B+端子和Out端子相連；所述升壓電路分別與所述數據采集分析電路、所述執行電路、所述B+端子和Out端子相連；所述執行電路分別與所述B+端子和Out端子相連。
2.根據權利要求1所述的起動機用電子起動繼電器，其特征在于，所述數據采集分析電路包括: 電阻R2、電阻R3、電容C4、電阻R4、電阻R5、電容C3、電阻R8、電阻R9、電阻R1、穩壓二極管Dl和14腳單片機Ul ； 所述電阻R3的一端與所述Start端子相連；所述電阻R3的另一端分別與所述14腳單片機Ul的3腳和所述電阻R2的一端相連；所述電容C4并聯在所述電阻R2的兩端；所述電阻R4的一端與所述B+端子相連，所述電阻R4的另一端分別與所述14腳單片機Ul的13腳和所述電阻R5的一端相連；所述電容C3并聯在所述電阻R5的兩端；所述電阻R8的一端與所述Out端子相連，所述電阻R8的另一端分別與所述14腳單片機Ul的12腳和所述電阻R9的一端相連；所述14腳單片機Ul的2腳與所述升壓電路相連；所述穩壓二極管Dl的負極分別與所述電阻Rl的一端和所述14腳單片機Ul的I腳相連，所述電阻Rl的另一端與所述B+端子相連；所述電阻R2的另一端、所述電阻R5的另一端、所述電阻R9的另一端、所述穩壓二極管Dl的正極和所述14腳單片機Ul的14腳接地。
3.根據權利要求1所述的起動機用電子起動繼電器，其特征在于，所述升壓電路，包括: 穩壓二極管D2、電阻R6、NPN型三極管Q2、電阻R30、電容C2、二極管D3、半橋驅動器U2和電容Cl ； 所述電阻R6的一端與所述B+端子相連，所述電阻R6的另一端分別與所述NPN型三極管Q2的基極和所述穩壓二極管D2的負極相連；所述NPN型三極管Q2的集電極與所述B+端子相連，所述NPN型三極管Q2的發射極與所述電阻R30的一端相連；所述電阻R30的另一端分別與所述半橋驅動器U2的I腳、所述二極管D3的正極和所述電容C2的一端相連；所述半橋驅動器U2的2腳與所述數據采集分析電路相連；所述二極管D3的負極分別與所述半橋驅動器U2的8腳、所述電容Cl的一端相連；所述電容Cl的另一端分別與所述半橋驅動器U2的6腳和所述Out端子相連；所述半橋驅動器U2的7腳與所述執行電路相連；所述穩壓二極管D2的正極、所述電容C2的另一端和所述半橋驅動器U2的4腳接地。
4.根據權利要求1所述的起動機用電子起動繼電器，其特征在于，所述執行電路，包括: 電阻R7、功率場效應管Ql和二極管D4 ； 所述電阻R7的一端與所述升壓電路相連，所述電阻R7的另一端與所述功率場效應管Ql的柵極相連；所述功率場效應管Ql的源極與所述二極管D4的負極和所述Out端子相連；所述功率場效應管Ql的漏極與所述B+端子相連；所述二極管D4的正極接地。
【文檔編號】H01H47/00GK204204749SQ201420754598
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】李振華, 高杰, 程剛, 高君龍 申請人:北京中紡恒遠汽車電器有限公司