一種車輛的控制電路、車載開關電源調整器及汽車的制作方法

本發明涉及控制電路，特別涉及一種車輛的控制電路、車載開關電源調整器及汽車。

背景技術：

在電動汽車上，車載開關電源調整器DC/DC是用于控制主牽引電源與低壓電源之間能量傳輸的裝置，其中，車載DC/DC輔助電源大都采用反激結構閉環控制輸出，通過采集輸出電壓和電流調節脈沖寬度調制PWM頻率得到穩定的輸出電壓。現有的車載DC/DC使能控制是由整車直接控制DC/DC輔助電源的輸入端，通過驅動繼電器或金氧半場效晶體管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的開關閉合實現輸入的開通關斷，整車使能信號和輔助電源原邊電路沒有隔離，電磁兼容性(EMC，Electro Magnetic Compatibility)性能較差，且輸入電流需先經過開關管，功耗較大，電源效率降低。

技術實現要素：

本發明實施例要解決的技術問題是提供一種車輛的控制電路、車載開關電源調整器及汽車，用以實現降低功耗的同時實現車載開關電源調整器與整車之間的隔離控制。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種車輛的控制電路，包括：

接收第一使能信號，并輸出第二使能信號的濾波電路；

與所述濾波電路的輸出端連接的光耦隔離電路，當所述光耦隔離電路接收到所述第二使能信號時，所述光耦隔離電路導通，并輸出電信號；

控制電源接通和斷開的電源控制電路，所述電源控制電路與所述光耦隔離電路的輸出端和低壓電源輸出端連接，當所述電源控制電路接收到所述電信號時，所述電源控制電路導通；

與所述電源控制電路的輸出端連接的電源輸入端。

進一步的，所述濾波電路包括：第一電阻和第一電容；

其中，所述第一電阻的輸入端與使能信號引腳連接，所述第一電阻的輸出端與所述第一電容的輸入端連接；

所述第一電容的輸出端接地，所述第一電阻的輸出端和第一電容的輸出端還分別與是光耦合隔離電路的輸入端連接。

進一步的，所述光耦隔離電路包括：光電耦合器；

其中，所述光電耦合器的第一引腳與所述第一電阻的輸出端和第一電容的輸出端連接，所述光電耦合器的第二引腳與所述第一電容的輸出端連接，所述光電耦合器的第四引腳接收與所述低壓電源輸出端連接，所述光電耦合器的第三引腳和第四引腳分別與所述電源控制電路的輸入端連接。

進一步的，所述電源控制電路包括：

與所述低壓電源輸出端連接的電壓接收端、第二電容、第三電容、第四電容、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一開關管和第二開關管；

其中，所述第二電容的輸入端與所述光電耦合器的第四引腳和電壓接收端連接，所述第二電容的輸出端與所述光電耦合器的第三引腳和第二電阻的輸入端連接；

所述第二電阻的輸入端與所述光電耦合器的第三引腳連接，所述第二電阻的輸出端與所述第三電容的輸入端連接；

所述第三電容的輸出端接地；

所述第三電阻的輸入端與所述第二電阻的輸出端和第三電容的輸入端連接，所述第三電阻的輸出端與所述第三電容的輸出端連接；

所述第一開關管的G極與所述第二電阻的輸出端、第三電容的輸入端和第三電阻的輸入端連接，所述第一開關管的S極與所述第三電容的輸出端和第三電阻的輸出端連接，所述第一開關管的D極與所述第四電阻的輸出端和第二開關管的G極連接；

所述第四電阻的輸入端與所述電壓接收端、光電耦合器的第四引腳、第二電容的輸入端和第二開關管的D極連接；

所述第二開關管的S極與所述第五電阻的輸入端連接；

所述第五電阻的輸出端與所述電源輸入端和第四電容的輸入端連接；

所述第四電容的輸入端與所述電源輸入端連接，所述第四電容的輸出端與第三電容的輸出端、第三電阻的輸出端和第一開關管的S極連接。

進一步的，所述第一開關管為N溝道增強型MOS管，所述第二開關管為P溝道增強型MOS管。

進一步的，所述第二電阻、第四電阻和第五電阻均為限流電阻。

進一步的，所述第三電阻為下拉電阻。

進一步的，低壓電源為低壓14V電源。

本發明實施例還提供了一種車載開關電源調整器，包括車載開關電源調整器輔助電源和脈沖寬度調制PWM發生器電源，還包括如上所述的車輛的控制電路，所述車輛的控制電路的電源輸入端與所述脈沖寬度調制PWM發生器電源連接。

本發明實施例還提供了一種汽車，包括如上所述的車載開關電源調整器，所述汽車的使能輸出端與車輛的控制電路連接。

與現有技術相比，本發明實施例提供的一種車輛的控制電路、車載開關電源調整器及汽車，至少具有以下有益效果：通過本發明實施例的控制電路將原整車控制DC/DC的使能信號由直接控制低壓輔電的主回路調整為隔離控制反饋回路脈沖寬度調制PWM發生器IC的電源，實現車載開關電源調整器DC/DC與整車之間的隔離控制，保證行車安全，分離控制為故障發生時整車處理故障機制提供了便利條件。且本發明實施例的控制電路由于光電耦合器副邊導通電流很小，脈沖寬度調制PWM發生器IC的電源供電電流很小，開關管的功耗相比現在技術大大降低，電源效率提高，增加續航里程。

附圖說明

圖1為本發明實施例的車輛的控制電路的電路圖；

圖2為本發明實施例的車載開關電源調整器中變壓器原邊電路圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。在下面的描述中，提供諸如具體的配置和組件的特定細節僅僅是為了幫助全面理解本發明的實施例。因此，本領域技術人員應該清楚，可以對這里描述的實施例進行各種改變和修改而不脫離本發明的范圍和精神。另外，為了清楚和簡潔，省略了對已知功能和構造的描述。

應理解，說明書通篇中提到的“一個實施例”或“一實施例”意味著與實施例有關的特定特征、結構或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個說明書各處出現的“在一個實施例中”或“在一實施例中”未必一定指相同的實施例。此外，這些特定的特征、結構或特性可以任意適合的方式結合在一個或多個實施例中。

參見圖1，本發明實施例提供了一種車輛的控制電路，包括：

接收第一使能信號，并輸出第二使能信號的濾波電路；

與所述濾波電路的輸出端連接的光耦隔離電路，當所述光耦隔離電路接收到所述第二使能信號時，所述光耦隔離電路導通，并輸出電信號；

控制電源接通和斷開的電源控制電路，所述電源控制電路與所述光耦隔離電路的輸出端和低壓電源輸出端連接，當所述電源控制電路接收到所述電信號時，所述電源控制電路導通；

與所述電源控制電路的輸出端連接的電源輸入端。

參見圖2，原電路使能信號輸入至圖2所述的變壓器原邊電路，通過驅動繼電器或MOSFET的開關閉合實現輸入的開通關斷，整車使能信號和輔助電源原邊電路沒有隔離，EMC性能較差，輸入電流(1～2A)先經過開關管，功耗較大，電源效率低。通過本發明實施例的車輛的控制電路，應用于車載開關電源調整器(DC/DC)，將使能控制進行調整，將原整車控制DC/DC的使能信號由直接控制低壓輔電的主回路調整為隔離控制反饋回路脈沖寬度調制PWM發生器IC的電源，實現車載DC/DC與整車之間的隔離控制，保證行車安全，分離控制為故障發生時整車處理故障機制提供了便利條件。

在本發明實施例的車輛的控制電路中，設有濾波電路，可以清除第一使能信號輸入后產生的尖峰等，提高EMC性能，第一使能信號經濾波處理后輸出第二使能信號，當光耦隔離電路接收到第二使能信號時(即使能信號控制光耦原邊)，第二使能信號使得光耦隔離電路導通(使能信號加在光耦副邊)。其中，當使能信號EN_DC/DC高電平時，光耦隔離電路導通工作，當EN_DC/DC低電平時，光耦隔離電路停止工作(斷開)。當光耦隔離電路導通后，電源控制電路導通，光耦隔離電路斷開后，電源控制電路無法導通。對于電源控制電路，其起到控制電源接通和斷開的功能。其中，在本發明實施例的車輛的控制電路中，由于光耦隔離電路副邊導通電流很小，脈沖寬度調制PWM發生器IC的電源供電電流很小，開關管的功耗相比現在技術大大降低，電源效率提高，可增加續航里程。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，所述濾波電路包括：第一電阻R1和第一電容C1；

其中，所述第一電阻R1的輸入端與使能信號引腳連接，所述第一電阻R1的輸出端與所述第一電容C1的輸入端連接；

所述第一電容C1的輸出端接地，所述第一電阻R1的輸出端和第一電容C1的輸出端還分別與是光耦合隔離電路的輸入端連接。

在本實施例中，使能信號經第一電阻R1的輸入端進入本發明實施例的車輛的控制電路，需要注意的是，在實際使用時第一電阻R1的輸入端與使能信號引腳(圖中未示出)連接，但是使能引腳并不是本發明實施例的車輛的控制電路中的部件，且使能信號的輸入并不限于引腳連接的形式。使能信號首先經過濾波電路，可以清除使能信號中的尖峰等，提高EMC性能。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，所述光耦隔離電路包括：光電耦合器U；

其中，所述光電耦合器U的第一引腳與所述第一電阻R1的輸出端和第一電容C1的輸出端連接，所述光電耦合器U的第二引腳與所述第一電容C1的輸出端連接，所述光電耦合器U的第四引腳接收與所述低壓電源輸出端連接，所述光電耦合器U的第三引腳和第四引腳分別與所述電源控制電路的輸入端連接。

在本實施例中，當光電耦合器U(通過第一引腳和第二引腳)接收到第二使能信號時(即使能信號控制光耦原邊)，第二使能信號使得光電耦合器U導通(使能信號加在光電耦合器U副邊)。其中，當使能信號EN_DC/DC為高電平時，光電耦合器U導通工作，當EN_DC/DC為低電平時，光電耦合器U停止工作(斷開)。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，所述電源控制電路包括：

與所述低壓電源輸出端連接的電壓接收端、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一開關管Q1和第二開關管Q2；

其中，所述第二電容C2的輸入端與所述光電耦合器U的第四引腳和電壓接收端連接，所述第二電容C2的輸出端與所述光電耦合器U的第三引腳和第二電阻R2的輸入端連接；

所述第二電阻R2的輸入端與所述光電耦合器U的第三引腳連接，所述第二電阻R2的輸出端與所述第三電容C3的輸入端連接；

所述第三電容C3的輸出端接地；

所述第三電阻R3的輸入端與所述第二電阻R2的輸出端和第三電容C3的輸入端連接，所述第三電阻R3的輸出端與所述第三電容C3的輸出端連接；

所述第一開關管Q1的G極與所述第二電阻R2的輸出端、第三電容C3的輸入端和第三電阻R3的輸入端連接，所述第一開關管Q1的S極與所述第三電容C3的輸出端和第三電阻R3的輸出端連接，所述第一開關管Q1的D極與所述第四電阻R4的輸出端和第二開關管Q2的G極連接；

所述第四電阻R4的輸入端與所述電壓接收端、光電耦合器U的第四引腳、第二電容C2的輸入端和第二開關管的D極連接；

所述第二開關管Q2的S極與所述第五電阻R5的輸入端連接；

所述第五電阻R5的輸出端與所述電源輸入端和第四電容C4的輸入端連接；

所述第四電容C4的輸入端與所述電源輸入端連接，所述第四電容C4的輸出端與第三電容C3的輸出端、第三電阻R3的輸出端和第一開關管Q1的S極連接。

在本實施例中，當EN_DC/DC(控制DC/DC的使能信號)為高電平時，光電耦合器U導通工作，副邊開關管導通，控制第一開關管Q1導通，將第二開關管Q2的G極拉低，第二開關管Q2導通，可正常供電至PWM發生器IC的電源，此時車載DC/DC輔助電源正常工作，整機啟動；當EN_DC/DC低電平時，光電耦合器U停止工作，副邊開關管截止，第一開關管Q1關斷，第二開關管Q2截止導通，可使得PWM發生器IC的電源關斷。上述電源控制電路可起到開關的作用，通過上述的電源控制電路可控制PWM發生器IC的電源的開啟和關斷。其中，第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4可起到濾波穩壓的作用。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，所述第一開關管Q1為N溝道增強型MOS管，所述第二開關管Q2為P溝道增強型MOS管。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，所述第二電阻R2、第四電阻R4和第五電阻R5均為限流電阻。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，所述第三電阻R3為下拉電阻。在本實施例中，第三電阻R3下拉提供低電平。

在本發明一實施例的車輛的控制電路中，低壓電源為低壓14V電源。

本發明實施例還提供了一種車載開關電源調整器，包括車載開關電源調整器輔助電源和脈沖寬度調制PWM發生器電源，還包括如上所述的車輛的控制電路，所述車輛的控制電路的電源輸入端與所述脈沖寬度調制PWM發生器電源連接。

本發明實施例還提供了一種汽車，包括如上所述的車載開關電源調整器，所述汽車的使能輸出端與車輛的控制電路連接。

參見圖2，通過將原有的汽車發出使能信號直接經由圖2所示的變壓器原邊電路，直接控制車載開關電源調整器DC/DC輔助電源，改為隔離控制反饋回路PWM發生器IC的電源，降低功耗的同時實現車載DC/DC與整車之間的隔離控制，保證行車安全，增加續航里程。且隔離控制在發生故障時便于檢測，可有效縮短故障檢測時間。

綜上，通過本發明實施例的控制電路將原整車控制車載開關電源調整器DC/DC的使能信號由直接控制低壓輔電的主回路調整為隔離控制反饋回路脈沖寬度調制PWM發生器IC的電源，實現車載DC/DC與整車之間的隔離控制，保證行車安全，分離控制為故障發生時整車處理故障機制提供了便利條件。且本發明實施例的控制電路由于光電耦合器副邊導通電流很小，脈沖寬度調制PWM發生器IC的電源供電電流很小，開關管的功耗相比現在技術大大降低，電源效率提高，增加續航里程。

還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含。同時，為了描述的簡潔，部分情況下僅使用通用的英文簡稱用于描述，例如本文中的DC/DC，即車載開關電源調整器。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。