繼電器的簡介

設計繼電器驅動電路之前，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，兩個觸電之間就導通了。

(相關資料圖)

常用驅動方式

對于驅動方式，常用的驅動電路有高邊驅動（HSD），低邊驅動（LSD），H橋驅動，半橋驅動，混合驅動。對于繼電器驅動電路來說，常用的驅動電路有HSD驅動、LSD驅動以及混合方式驅動。H橋也可以用來驅動繼電器，不過在達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，我們在設計驅動電路的時候。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)流導致繼電器關斷時間太長，引起繼電器觸點斷開時間較長從而導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動電路中應用最為廣泛的兩種繼電器低邊驅動保護電路（高驅方式類似），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)對繼電器驅動電路的保護，當繼電器關斷時，繼電器線圈的下方會產(chǎn)生正電壓的感應電動勢，感應電動勢沿著二極管正向導通，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，這樣過高的感應電動勢就無法對驅動電路的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。

第二種是直接在驅動電路側并聯(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，從而保護繼電器驅動口不被高電壓損壞。

新繼電器驅動電路

以上兩種是目前實際BMS應用領域經(jīng)常使用并且驗證切實有效的兩種繼電器驅動電路。目前在設計驅動電路的時候為了兼容診斷的需求，經(jīng)常會直接使用驅動芯片來實現(xiàn)我們的目的，而ST公司的驅動芯片目前在業(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)了驅動電路的保護（參考《ApplicacionNote-VIPower OMNIFET III hardware design guide》），從而減小了驅動電路的復雜程度，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動電路，當BMS使能繼電器驅動斷開時，Control由高拉低，C點電壓變?yōu)榈碗娖剑?u>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，導致Roff上端的電壓升高，C點電壓升高導致MOSFET重新導通，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，繼電器關斷的時間遠小于續(xù)流二極管電路的電路。

上圖是以高邊驅動為例的繼電器驅動電路，用法同低邊驅動，當繼電器關斷的時候，D點的會產(chǎn)生峰值的負電壓，當A點與D點的壓差超過齊納二極管之后，C點的電壓會重新導致MOSFET導通，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

繼電器驅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習而來，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。