BMS中的继电器驱动电路总述

旺材汽车电子 昨天

以下文章来源于新能源BMS ，作者胡摇扇

来源：新能源BMS

今天说说继电器驱动电路的全貌。

这一块的知识点，可以总结成下面这三块：控制电路、驱动电路以及继电器。

控制电路：

这个部分大家比较熟知。

IO驱动

就是指单片机的控制IO，当然如果后面选择的是数字通信接口的IO扩展、驱动芯片，单片机也会配置成通信接口，例如SPI、IIC。

锁存

最常见的锁存芯片是595芯片，例如TI的74HC595；一个功能是扩展IO数量，另外一个功能就是对输出的状态进行了锁存；当单片机程序跑飞后，595输出被锁定而不受影响。关于锁存的必要性也有争执，目前也存在不锁存的设计方案。

线圈驱动故障检测

故障检测分为线圈驱动端的故障检测以及触点端的状态检测；针对线圈端，需要在驱动前、驱动过程中针对一些故障模式进行判断，例如线圈短路到地、短路到电源、断路、过流、过温等故障；检测方法一部分寄希望于驱动芯片自身集成的故障输出，另外就是自己搭建诊断电路就来判断；这个功能是一定要有的。

触点状态检测

主要针对触点是否粘连进行检测，去年总结过触点粘连的相关知识点，文章链接在此；判断粘连的主要方法有两种，一直通过高压检测来判断，二是通过集成在继电器上面的辅助触点反馈判断（图片来源于松下官网）。

驱动电路：

高低边驱动

驱动电路之前也少许介绍过，存在下图中的几种驱动方法：针对BMS来讲，主要为高边驱动与低边驱动两种，而且目前主要由集成芯片来实现。

比较常见的驱动芯片厂家有ST\英飞凌\TI，其中ST尤其常见；某款ST低边驱动芯片的功能框图如下（来源于ST官网），除了正常的开关功能外，还有故障状态反馈以及保护功能。

保护电路

这个指线圈端的保护，防止线圈电感的反向感应电压；不多说，之前有写过，文章链接在此。

继电器：

继电器在之前的粘连检测一文中详细介绍过内部结构，尤其是触点部分的灭弧方式，例如充惰性气体、磁吹灭弧，还有一种方式是机械灭弧，这里不赘述。（下图来源TDK官网）

这里想说的是它的线圈，分为单线圈与双线圈两种形式；单线圈如下图所示（来源TDK官网），这个是我们常见的形式。

另外还有一种双线圈的类型（下图来源TDK官网），一个叫吸合线圈，一个叫保持线圈；双线圈存在的目的是为了降低功耗，理论基础是线圈吸合时需要的电流要大于线圈保持时的电流，这样当继电器吸合后，就只让保持线圈工作即可。

下图为具体的工作波形图（下图来源TDK官网）：当线圈吸合时，两个线圈同时流过电流，等平稳后，就断开吸合线圈，只剩下保持线圈；示波器图中可以看到线圈功率大幅度降低了。

（本文完）

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