[发明专利]车载继电器低边驱动电路

说明书

本发明提供一种车载继电器低边驱动电路。其包括继电器、三极管镜像电路、时变电阻电路、二极管、可控开关、主控单元；继电器包括常开触点、线圈；三极管镜像电路包括输入端、第一输出端、第二输出端；输入端与常开触点电连接，第一输出端、二极管的负极与线圈的一端电连接；时变电阻电路的一端与第二输出端电连接；可控开关包括第一端、第二端和控制端；第一端与时变电阻电路的另一端电连接，第二端、二极管的正极与线圈的另一端电连接；主控单元与控制端电连接。本发明利用三极管镜像电路构成电流负反馈电路，减小继电器线圈电流随电压升高的幅度，降低线圈过热风险。

技术领域

本发明涉及车身控制技术领域，特别涉及一种车载继电器低边驱动电路。

背景技术

电磁继电器作为一种电子控制器件已得到广泛应用。它由控制系统(铁芯、线圈、簧片)和被控制系统(衔铁、常开触点、常闭触点、簧片触点)组成，具有用较小的电流去控制较大电流的功能。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。触点能否吸合通常取决于流过继电器线圈的电流。在汽车领域，车载继电器(电磁型继电器)被广泛应用于车身控制模块来驱动车门、车窗等电机。目前广泛采用的车载继电器低边驱动电路示意图参照图1所示：车身控制器(BCM)的电源端口(KL30)通过电源线(Rwire)连接整车电池(Battery)的正极，通过信号地线(SGND)回到整车电池(Battery)的负极。电源端口(KL30)一端连接到继电器(RELAY)的常开触点，另一端通过反向保护二极管(Diode)连到继电器的线圈。线圈的另一端连到达林顿三极管(Darlngtn)的集电极端；达林顿三极管的发射极端通过信号地线回到整车电池(Battery)的负极。达林顿三极管的基极端连到中央处理器(MCU)。

其工作原理为：当中央处理器(MCU)输出高电平(5V)，使达林顿三极管导通，进而线圈通电产生电磁力，使衔铁(OR)从常闭触点(PGND)切换到常开触点(KL30)。随后电机(M)开始工作。当中央处理器(MCU)输出低电平(0V)，使达林顿三极管截至，进而线圈断电失去电磁力，弹簧使衔铁(OR)从常开触点(KL30)拉回到常闭触点(PGND)，随后电机(M)停止工作。

上述驱动电路主要存在以下几个问题：

1、继电器的线圈电流随电压升高而增加，特别在高温(85℃)条件下，存在线圈过热的风险。比如：Vbattery＝16V；Vdiode＝0.7V；Vdarlngtn＝0.8V；Rcoil＝160*1.1；通过公式1可得Pcoil＝1.2W，大于线圈的额定功率0.9W。其中，Vbattery表征整车电池(Battery)的输出电压，Vdiode表征反向保护二极管(Diode)的导通电压，Vdarlngtn表征达林顿三极管(Darlngtn)的导通电压，Rcoil表征线圈的电阻，Pcoil表征线圈的功率。

2、在高温(85℃)低压(9V)条件下，因反向保护二极管(Diode)正向导通电压和达林顿三极管(Darlngtn)导通电压的存在，同时受线圈电阻值随温度升高而变大的影响，导致线圈电流变小，存在触点无法吸合的风险。比如：Vbattery＝9V；Vdiode＝0.7V；Vdarlngtn＝0.8V；Rcoil＝160*1.1；通过公式2可得Icoil＝43mA，小于继电器线圈吸合电流45mA。其中，Icoil表征线圈的电流。

3、随着科技的进步和降本增效压力，各类器件都在向小型化发展，小型化的车载继电器已陆续上市。目前已知最新的小型化。车载继电器为满足吸合电流，都提高了吸合电压值，与此同时由于封装的减小导致散热变差，因此线圈过热和高温低压无法吸合的风险势必增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种车载继电器低边驱动电路。