繼電器的簡介

設(shè)計繼電器驅(qū)動電路之前，先簡單的描述一下繼電器，繼電器的簡圖如下所示（圖片從公眾號“新能源BMS”處引用），當(dāng)線圈通電后，鐵芯就變成了一個電磁鐵，于是鐵片吸引鐵芯向上運動，連接片接觸觸點，兩個觸電之間就導(dǎo)通了。

常用驅(qū)動方式

對于驅(qū)動方式，常用的驅(qū)動電路有高邊驅(qū)動（HSD），低邊驅(qū)動（LSD），H橋驅(qū)動，半橋驅(qū)動，混合驅(qū)動。對于繼電器驅(qū)動電路來說，常用的驅(qū)動電路有HSD驅(qū)動、LSD驅(qū)動以及混合方式驅(qū)動。H橋也可以用來驅(qū)動繼電器，不過在達(dá)到同樣效果的情況下H橋肯定會更貴一點，一般沒有實際產(chǎn)品會選用這種方式。

出于保護BMS和保護繼電器的目的，我們在設(shè)計驅(qū)動電路的時候。一是需要在繼電器斷開的時候有續(xù)流的電路保障感生電動勢不至于損壞BMS的繼電器驅(qū)動口；二是需要因為感生電動勢產(chǎn)生的續(xù)流時間不要太長，以免因為續(xù)流導(dǎo)致繼電器關(guān)斷時間太長，引起繼電器觸點斷開時間較長從而導(dǎo)致繼電器觸點拉弧粘連。

常規(guī)繼電器保護電路

如下圖中是目前繼電器驅(qū)動電路中應(yīng)用最為廣泛的兩種繼電器低邊驅(qū)動保護電路（高驅(qū)方式類似），第一種是利用在繼電器線圈上并聯(lián)一個二極管的組合（一個肖特基二極管、一個齊納二極管）來實現(xiàn)對繼電器驅(qū)動電路的保護，當(dāng)繼電器關(guān)斷時，繼電器線圈的下方會產(chǎn)生正電壓的感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢沿著二極管正向?qū)?，超過齊納管反向擊穿電壓的部分會形成續(xù)流繼續(xù)通過齊納二極管，這樣過高的感應(yīng)電動勢就無法對驅(qū)動電路的MOS管造成損壞。低于齊納二極管擊穿電壓的部分無法通過此回路，而從一些寄生電容和漏電流以較慢的速度消耗掉。

第二種是直接在驅(qū)動電路側(cè)并聯(lián)一個齊納管，超過二極管反向擊穿電壓的感生電動勢就會通過齊納管泄放掉，從而保護繼電器驅(qū)動口不被高電壓損壞。

新繼電器驅(qū)動電路

以上兩種是目前實際BMS應(yīng)用領(lǐng)域經(jīng)常使用并且驗證切實有效的兩種繼電器驅(qū)動電路。目前在設(shè)計驅(qū)動電路的時候為了兼容診斷的需求，經(jīng)常會直接使用驅(qū)動芯片來實現(xiàn)我們的目的，而ST公司的驅(qū)動芯片目前在業(yè)內(nèi)不管是價格還是性能都是不錯的。他們給出了另外一種方式實現(xiàn)了驅(qū)動電路的保護（參考《ApplicacionNote-VIPower OMNIFET III hardware design guide》），從而減小了驅(qū)動電路的復(fù)雜程度，也直接的降低了總體的實現(xiàn)成本。

以上圖為例是以低邊控制為實例的繼電器驅(qū)動電路，當(dāng)BMS使能繼電器驅(qū)動斷開時，Control由高拉低，C點電壓變?yōu)榈碗娖剑?a href="http://m.makelele.cn/tags/mosfet/" target="_blank">MOSFET斷開，然后繼電器中電感產(chǎn)生尖峰的感生電勢，由于MOSFET已經(jīng)斷開，電流流經(jīng)方向為從B點流向C點，然后從C點流向D點，導(dǎo)致Roff上端的電壓升高，C點電壓升高導(dǎo)致MOSFET重新導(dǎo)通，因此尖峰超過齊納二極管總擊穿電壓部分的電流會直接通過MOSFET消耗掉。這種用法的作用同外接續(xù)流二極管的作用類似，但是由于二極管陣列的擊穿電壓更高一些，繼電器關(guān)斷的時間遠(yuǎn)小于續(xù)流二極管電路的電路。

上圖是以高邊驅(qū)動為例的繼電器驅(qū)動電路，用法同低邊驅(qū)動，當(dāng)繼電器關(guān)斷的時候，D點的會產(chǎn)生峰值的負(fù)電壓，當(dāng)A點與D點的壓差超過齊納二極管之后，C點的電壓會重新導(dǎo)致MOSFET導(dǎo)通，因此尖峰超過這些齊納二極管總擊穿電壓的這部分電流就會通過MOSFET泄放掉。

總結(jié)

繼電器驅(qū)動電路的逐步改進和優(yōu)化，都離不開國內(nèi)龐大的電動車開發(fā)人員，本文中的內(nèi)容也是從其他工程師處學(xué)習(xí)而來，但是在目前一些較為公開的地方都找不到類似的電路，特此分享給大家。