高压互锁(HVIL)电路实现方案与专利分析(下)---电流源激励方案

承接上文，这次介绍高压互锁方案中的电流源方案。

恒流源方案

在东软的专利CN109664841A中描述了这样一种方案，具体如下图：400为恒定电流源（例如10mA），外部的互锁接口等效于一个电阻，它与R4串联后再与R3并联；这样恒流源的一部分电流就会流经互锁的等效电阻，MCU通过采集输入输出端的电压就可以计算出互锁电阻。

这种恒流源方案也可以诊断出各种故障模式，如下图；这种电流源方案还是比较主流的选择。

再看上海国轩专利CN113899966A中的方案如下图所示：也是电流源方案，不过是双向电流源，即注入的电流源可以正反两个方向流经外部的互锁回路，检测原理与上相同。

恒流源PWM方案

在CATL的专利CN110261712A中描述了这样一种方案，具体如下图：也是电流源检测，但变化点是PWM+H桥驱动，与之前的电压型方案架构差不多，让恒流源正反两个方向流过外部的互锁电阻，最后通过与预设的阈值进行比较输出数字信号到MCU。

同样地，在深圳比克的专利CN109017317A中，也是一种双向电流源+PWM方案，不过它不是H桥驱动，使用了两个电流源，最终也是通过数字量反馈给MCU；这两种方案现实中见到的比较少，主要是实现复杂。

高压互锁连接器位置特殊处理

在宝能汽车的专利CN110531249A中，也是电流源激励，不过在每个互锁连接器处并联了一个电阻，并且每个电阻的阻值各不相同，这样当某一个位置的互锁连接器断开后，检测模块的采样电压是不同的，进而准确定位；这个方案也与上文中的电压型激励的某种方案类似，但实际也比较少采用。

其他方案

在蜂巢能源的专利CN112213573A中，介绍的方案比较有意思：对电容C1进行充放电，电路中电阻RS与互锁回路电阻r并联；这样有两条路可以走，一是定时的对电容进行充放电，然后采集每个时刻的电压值，计算出互锁电阻r，二是可以充放电到某个阈值，然后通过MCU捕捉充放电的时间，然后计算出互锁电阻r；这种方法比较新颖，让我联想到绝缘检测的一种快检方案，即通过RC充放电曲线来预测绝缘电阻。

最后，在华为的专利CN114312318A中，谈到了这样一种方法：即通过实时获取各个高压部件的输入电压，并与电池的总电压进行对比，来确认是否高压连接器可靠连接；这样就可以省掉高压互锁检测电路；不过这种方案有些局限性，例如在主继电器未闭合的情况下，高压部件是不能检测到电压的，此时对互锁的诊断就会存在盲区。