一種汽車電壓穩壓系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種汽車電壓穩壓系統，包括電源端、地線、輸入電壓檢測電路、控制電源模塊、穩壓電路、旁路電路、穩壓驅動電路、旁路驅動電路和控制模塊；控制模塊包括輸入電壓判斷單元、穩壓模式控制單元和旁路模式控制單元。采用本發明的技術方案，能夠區分輸入電壓的不同電壓區間，并能依據不同的輸入電壓來選取穩壓、旁路等不同的工作模式，保證了汽車電氣設備的用電安全和車輛的安全。
【專利說明】一種汽車電壓穩壓系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種對汽車電源(蓄電池或發電機)電壓進行穩壓、保障車輛電氣設備用電安全的系統。
【背景技術】
[0002]隨著汽車工業的不斷發展，人們對車輛安全性有了更高的要求，這也是決定汽車能否向前推廣和大力發展的關鍵。作為車輛電源系統的核心零部件，一旦車輛的蓄電池或者發電機的電壓幅值出現失控或失效，特別是在車輛高速情況下，其后果是不堪設想的。因此對車輛的電壓穩壓裝置的設計要求嚴格，不僅具備良好的動態性能和穩定性，還要在遇到特殊情況下具備及時的保護策略。
【發明內容】
[0003]為解決目前汽車電源電壓幅值出現失控或失效對車輛帶來安全威脅的技術問題，本發明提供一種汽車電壓穩壓系統，包括電源端、地線、輸入電壓檢測電路、控制電源模塊、穩壓電路、旁路電路、穩壓驅動電路、旁路驅動電路和控制模塊；
輸入電壓檢測電路檢測電源端的輸入電壓并將檢測結果輸出至控制模塊；
電源端分別接控制電源模塊的輸入端、穩壓電路的輸入端和旁路電路的輸入端，控制電源模塊的接地端和穩壓電路的接地端匯接于地線；
控制電源模塊的使能端接控制模塊且受控制模塊使能控制，控制電源模塊的三個輸出端分別接控制模塊的供電端、穩壓驅動電路的供電端和旁路驅動電路的供電端；
穩壓驅動電路的輸入端和旁路驅動電路的輸入端分別接控制模塊且分別受控制模塊控制，穩壓驅動電路的輸出端接穩壓電路的控制端，旁路驅動電路的輸出端接旁路電路的控制端；
穩壓電路的輸出端和旁路電路的輸出端匯接后作為所述汽車電壓穩壓系統的輸出； 控制模塊包括輸入電壓判斷單元、穩壓模式控制單元和旁路模式控制單元；
輸入電壓判斷單元用于根據輸入電壓檢測電路的檢測結果判斷輸入電壓與穩壓模式上限電壓、旁路模式上限電壓的大小關系；
穩壓模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓不高于穩壓模式電壓上限時，通過控制穩壓驅動電路以控制穩壓電路工作，又通過控制旁路驅動電路以控制旁路電路關閉；
旁路模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓高于穩壓模式上限電壓、不高于旁路模式上限電壓時，通過控制穩壓驅動電路以控制穩壓電路關閉，又通過控制旁路驅動電路以控制旁路電路工作。
[0004]采用本發明的技術方案，能夠區分輸入電壓的不同電壓區間，并能依據不同的輸入電壓來選取穩壓、旁路等不同的工作模式，保證了汽車電氣設備的用電安全和車輛的安全。[0005]進一步的，
控制模塊還包括保護模式控制單元；
保護模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓高于旁路模式上限電壓時，通過控制穩壓驅動電路以控制穩壓電路關閉，又通過控制旁路驅動電路以控制旁路電路關閉。
[0006]采用上述技術方案，能夠在電源電壓過高時，停止汽車電壓穩壓系統的工作，從而保證系統和車輛的安全。
[0007]進一步的，
所述汽車電壓穩壓系統還包括ECU，控制模塊通過CAN總線與ECU通信；
輸入電壓判斷單元還用于根據輸入電壓檢測電路的檢測結果判斷輸入電壓與提示模式下限電壓的大小關系；
控制模塊還包括提示單元，提示單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓不低于提示模式下限電壓時，提示單元通過CAN總線向ECU發送提示信號；
ECU用于根據提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
[0008]更進一步的，
控制模塊包括輸入功率計算單元和輸入功率判斷單元；
輸入電壓檢測電路包括采樣電阻R0、第一電壓采樣器和第二電壓采樣器，采樣電阻RO接于電源端和控制電源模塊的輸入端之間，第一電壓采樣器采集采樣電阻RO靠近電源端一側的電壓，第二電壓米樣器米集米樣電阻RO靠近控制電源模塊一側的電壓；
輸入功率計算單元根據第一電壓采樣器測得的電壓和第二電壓采樣器測得的電壓之差以及采樣電阻RO的值計算輸入功率；
輸入功率判斷單元根據輸入功率計算單元的計算結果判斷輸入功率與整車最大負載功率的大小關系；
提示單元還用于當輸入功率判斷單元判斷輸入功率達到整車最大負載功率時，提示單元通過CAN總線向E⑶發送提示信號；
ECU用于根據提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
[0009]采用上述技術方案，通過將電源電壓信息及時向車載E⑶提示，讓E⑶在第一時間了解電源電壓情況，ECU進而可根據需要，控制部分電氣設備暫停工作，降低汽車電氣設備損壞的可能性。
[0010]進一步的，
所述汽車電壓穩壓系統還包括地線電流檢測電路，地線電流檢測電路檢測地線電流并將檢測結果輸出至控制模塊；
控制模塊還包括地線電流判斷單元和保護模式控制單元；
地線電流判斷單元用于根據地線電流檢測電路的檢測結果判斷地線電流與過流臨界值的大小關系；
保護模式控制單元用于當地線電流判斷單元判斷地線電流達到過流臨界值時，通過控制穩壓驅動電路以控制穩壓電路關閉，又通過控制旁路驅動電路以控制旁路電路關閉。
[0011]采用上述技術方案，通過對系統地線的電流檢測，判斷系統是否發生地線電流過流故障，一旦判定發生故障，及時關閉系統，提高系統的安全性。[0012]進一步的，
所述汽車電壓穩壓系統還包括ECU和地線電流檢測電路，控制模塊通過CAN總線與ECU通信，地線電流檢測電路檢測地線電流并將檢測結果輸出至控制模塊；
控制模塊還包括地線電流判斷單元和提示單元；
地線電流判斷單元用于根據地線電流檢測電路的檢測結果判斷地線電流與過流臨界值的大小關系；
提示單元用于當地線電流判斷單元判斷地線電流達到過流臨界值時，提示單元通過CAN總線向E⑶發送提示信號；
ECU用于根據提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
[0013]采樣上述技術方案，能夠在發生地線電流過流時，及時整車E⑶通報，由E⑶根據電源情況和車用電氣設備的情況，控制部分車用電氣設備關閉，以保護這些車用電氣設備。
[0014]進一步的，
穩壓電路包括至少兩個穩壓子電路，穩壓子電路包括電阻Rl、電感L1、第一 N-MOS管和第二 N-MOS 管；
穩壓電路的輸入端經電阻Rl與電感LI 一端串接，電感LI的另一端分別接第一 N-MOS管的源級和第二 N-MOS管的漏極，第一 N-MOS管的漏極接穩壓電路的輸出端，第二 N-MOS管的源級接穩壓電路的接地端，第一 N-MOS管的柵極和第二 N-MOS管的柵極分別接穩壓驅動電路的輸出端。
[0015]采用上述技術方案，系統中Boost穩壓電路選用的電源控制芯片，它可以控制多路，可以同時輸出多路分時獨立的多路電源，減小電源輸出的紋波電壓，提高電壓穩壓系統的電磁兼容能力，極大提高了電源的可靠性。
[0016]進一步的，
旁路電路包括至少兩個旁路子電路，旁路子電路包括第三N-MOS管，第三MOS管的源級接電源端，其漏極接于所述汽車電壓穩壓系統的輸出端，其柵極接旁路驅動電路的輸出端。
[0017]采用上述技術方案，在系統中采用了雙功率器件的旁路電路，任何一路的功率器件的通道，都可以承受車輛絕大部分用電設備的電氣負荷，而且采用雙功率器件并聯的方式，還可以有效的減小這個bypass通道的導通阻抗，減小損耗，提高效率。
[0018]進一步的，
控制模塊包括主控制子模塊和輔控制子模塊；
輸入電壓檢測電路的輸出信號分別輸出至主控制子模塊和輔控制子模塊，控制電源模塊的輸出端分別接主控制子模塊的供電端和輔控制子模塊的供電端，穩壓驅動電路的輸入端分別接主控制子模塊的輸出端和輔控制子模塊的輸出端，旁路驅動電路的輸入端分別接主控制子模塊的輸出端和輔控制子模塊的輸出端；
主控制子模塊和輔控制子模塊均包括電壓判斷單元、穩壓模式控制單元、旁路模式控制單元和保護模式控制單元；
輔控制子模塊還包括監控單元和啟動單元；
監控單元用于判斷主控制子模塊是否失效；
啟動單元用于當監控單元判斷主控制子模塊失效時，啟動單元啟動輔控制子模塊其他單元工作。[0019]采用上述技術方案，一個控制器用于主控，另外一個用于監控和備用，二者相互校驗，確保當主控制子模塊失效后，輔控制子模塊立即投入正式工作，確保Bypass旁路電路可靠運行，達到功能安全等級的要求。
[0020]更進一步的，
控制電源模塊包括至少兩個控制電源子模塊；電源端分別接每個控制電源子模塊的輸入端，每個控制電源子模塊的接地端接地線；
其中一個控制電源子模塊的使能端接主控制子模塊且受主控制子模塊使能控制，該控制電源子模塊的三個輸出端分別接主控制子模塊的供電端、穩壓驅動電路的供電端和旁路驅動電路的供電端；
其中另一個控制電源子模塊的使能端接輔控制子模塊且受輔控制子模塊使能控制，該控制電源子模塊的三個輸出端分別接輔控制子模塊的供電端、穩壓驅動電路的供電端和旁路驅動電路的供電端。
[0021]采用上述技術方案，為控制模塊設計了多路供電電源電路，當其中的一路失效或者負載突然加重的時候，另外一路的電源就可以自動切換過去，或者另外一個控制單元立刻工作，確保整個汽車電壓穩壓系統的正常工作，這樣，通過簡單的多路電源設計，就可以得到穩定可靠的電源，保證控制模塊可靠工作。
[0022]本發明具有以下有益效果:采用車用電壓穩壓裝置，把該裝置安裝在蓄電池或者發電機后面，給整車電源系統供電，可以有效的避免電源系統(蓄電池或者發電機)的電壓變化，使其工作在合理的電壓范圍內；當電源系統的電壓出現異常的時候，關閉電壓穩定系統以對其進行保護，或者，電壓穩壓系統把電源系統的狀態，通過通訊系統告知整車車輛控制器(ECU)，讓其通知車輛其他用電設備予以部分功能關閉，確保車輛的安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的汽車電壓穩壓系統在汽車中的布置位置圖；
圖2為本發明實施例汽車電壓穩壓系統的電路結構示意圖；
圖3為圖2所示的汽車電壓穩壓系統處于穩壓模式時的電路簡化示意圖；
圖4為圖2所示的汽車電壓穩壓系統處于旁路模式時的電路簡化示意圖；
圖5為圖2所示的汽車電壓穩壓系統中主控制子模塊、輔控制子模塊和兩個控制電源子模塊的供電結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0025]如圖1所示的是本發明實施例的汽車電壓穩壓系統在汽車供電系統中的布置位置圖，該汽車供電系統包括汽車電壓穩壓系統100、車載蓄電池200、車載發電機300和車載電氣設備400，汽車電壓穩壓系統100的輸入端分別接車載蓄電池200和車載發電機300，其輸出端接車載電氣設備400。
[0026]如圖2所示，本發明實施例的汽車電壓穩壓系統，包括與車載蓄電池或發電機連接的電源端1、地線、輸入電壓檢測電路2、控制電源模塊3、穩壓電路4、旁路電路5、穩壓驅動電路6、旁路驅動電路7、控制模塊8、地線電流檢測電路9和ECU ； 輸入電壓檢測電路2檢測電源端I的輸入電壓并將檢測結果輸出至控制模塊8，地線電流檢測電路9檢測地線電流并將檢測結果輸出至控制模塊8，控制模塊8通過CAN總線與車載E⑶通信；
電源端I分別接控制電源模塊3的輸入端、穩壓電路4的輸入端和旁路電路5的輸入端，蓄電池或或發電機的接地端、控制電源模塊3的接地端、穩壓電路輸入端4的接地端、穩壓電路4的接地端匯接于地線；
控制電源模塊3的使能端接控制模塊8且受控制模塊8使能控制，控制電源模塊3的三個輸出端分別接控制模塊8的供電端、穩壓驅動電路6的供電端和旁路驅動電路7的供電端；
穩壓驅動電路6的輸入端和旁路驅動電路7的輸入端分別接控制模塊8且分別受控制模塊8控制，穩壓驅動電路6的輸出端接穩壓電路4的控制端，旁路驅動電路7的輸出端接芳路電路5的控制端；
穩壓電路4的輸出端和旁路電路5的輸出端匯接后接汽車電壓穩壓系統的輸出端，輸出電壓給車載電氣設備；
控制模塊8包括輸入電壓判斷單元、地線電流判斷單元、穩壓模式控制單元、旁路模式控制單元、保護模式控制單元和提示單元；
輸入電壓判斷單元用于根據輸入電壓檢測電路2的檢測結果判斷輸入電壓與穩壓模式上限電壓、旁路模式上限電壓、提示模式下限電壓的大小關系；
地線電流判斷單元用于根據地線電流檢測電路9的檢測結果判斷地線電流與過流臨界值的大小關系；
穩壓模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓不高于穩壓模式電壓上限時，通過控制穩壓驅動電路6以控制穩壓電路4工作，又通過控制旁路驅動電路7以控制旁路電路5關閉；
旁路模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓高于穩壓模式上限電壓、不高于旁路模式上限電壓時，通過控制穩壓驅動電路6以控制穩壓電路4關閉，又通過控制旁路驅動電路7以控制旁路電路5工作；
保護模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓高于旁路模式上限電壓時或當地線電流判斷單元判斷地線電流達到過流臨界值時，通過控制穩壓驅動電路6以控制穩壓電路4關閉，又通過控制旁路驅動電路7以控制旁路電路5關閉；
提示單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓不低于提示模式下限電壓時或當地線電流判斷單元判斷地線電流達到過流臨界值時，提示單元通過CAN總線向ECU發送提示信號;
ECU用于根據提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號；如圖2所示，汽車電壓穩壓系統內部采集的各種信號可以通過CAN通信電路上傳至車載ECU，實現實時監測系統工作狀態的目的，提高系統的可靠性。
[0027]控制模塊8根據輸入電壓范圍確定汽車電壓穩壓系統的工作模式，實時檢測bypass旁路電路5的阻抗,并且任何時候,旁路模式的優先級最高，bypass旁路電路5必須滿足安全等級C的要求，確保任何時刻，車輛的電氣回路功能正常。以車輛上最通用的各種電壓參數為例，汽車電壓穩壓系統額定工作電壓為12V，完整功能的汽車電壓穩壓系統的電壓輸入范圍必然在5.4V到24V之間，在不同輸入電壓下電壓穩壓系統有如下工作模式。
[0028]穩壓模式&提示模式:當輸入電壓為5.4?11.5V (即穩壓模式電壓上限的值取
11.5V，提示模式下限電壓的值取5.4V，提示模式上限電壓的值取11.5V)時，汽車電壓穩壓系統工作在Boost穩壓模式，輸出電壓穩定在11.5V ;控制模塊8使能控制電源模塊3芯片，控制電源模塊3控制其后的Boost穩壓電路4(即將小于12V的電源穩壓到12V的電壓)，得到穩定的輸出電壓11.5V，此時需要通知車載ECU，ECU根據電源的特性，可能需要適當關閉部分設備，也就是需要限制電池或者發電機的功率輸出。系統中Boost穩壓驅動電路6與其外圍的Boost穩壓電路4構成控制環路，得到穩定的輸出電壓，輸出負載電流最大為160A ；同時，控制模塊8根據檢測到的輸入電壓范圍，對Boost穩壓電路4的輸出電流、輸出功率進行控制，把控制信號給到穩壓驅動電路6進行最后實際控制。
[0029]旁路模式:當輸入電壓高于11.5V時，主要由Boost穩壓驅動電路6和穩壓電路4構成的升壓電路停止工作，旁路電路5工作并且進入Bypass旁路模式，最大輸出負載電流為160A。當輸入電壓為11.5V-14.9V時，汽車電壓穩壓系統工作在Bypass旁路模式，最大輸出電流為160A，控制模塊8發出使能信號通過功率器件，讓其工作在旁路模式；當輸入電壓為14.9V-18V(即旁路模式上限電壓的值取18V，提示模式下限電壓的值取14.9V，提示模式上限電壓的值取18V)時，汽車電壓穩壓系統工作在Bypass旁路模式，此時通知車載E⑶，車載ECU根據負載的特點，適當關閉部分設備，也就是需要限制功率輸出。
[0030]過壓保護模式:當輸入電壓為18?24V，汽車電壓穩壓系統工作在保護模式，進行過壓保護，穩壓模式關閉，旁路模式也可以關閉，不讓汽車電壓穩壓系統工作。
[0031]此外，控制模塊8還根據地線電流確定系統是否出現故障，當控制模塊8根據地線電流檢測電路9檢測到信號判斷地線電流超過一定的限值(或達到過流臨界值)，就認定系統故障，進入過流保護模式:穩壓模式關閉，旁路模式也可以關閉，不讓汽車電壓穩壓系統工作。
[0032]作為一種更優改進，如圖2、圖3所示，本實施例的汽車電壓穩壓系統中，穩壓電路4包括至少兩個穩壓子電路，穩壓子電路包括電阻R1、電感L1、第一 N-MOS管Ml和第二N-MOS管M2，穩壓電路4的輸入端經電阻與電感LI 一端串接，電感LI的另一端分別接第一 N-MOS管Ml的源級和第二 N-MOS管M2的漏極，第一 N-MOS管Ml的漏極接穩壓電路4的輸出端，第二 N-MOS管M2的源級接穩壓電路4的接地端，第一 N-MOS管Ml的柵極和第二N-MOS管M2的柵極分別接穩壓驅動電路6的輸出端。系統中Boost穩壓電路4選用的電源控制芯片，它可以控制多路，可以同時輸出多路分時獨立的多路電源，減小電源輸出的紋波電壓，提高電壓穩壓系統的電磁兼容能力，極大提高了電源的可靠性。
[0033]作為一種更優改進，如圖2、圖4所示，本實施例的汽車電壓穩壓系統中，旁路電路5包括至少兩個旁路子電路，旁路子電路包括第三N-MOS管M3，第三MOS管M3的源級接電源端1，其漏極接于所述汽車電壓穩壓系統的輸出端，其柵極接旁路驅動電路7的輸出端。
[0034]作為一種更優改進，如圖2所示，本實施例的汽車電壓穩壓系統中，控制模塊8包括主控制子模塊81和輔控制子模塊82 ；
輸入電壓檢測電路2的輸出信號分別輸出至主控制子模塊81和輔控制子模塊82，控制電源模塊3的輸出端分別接主控制子模塊81的供電端和輔控制子模塊82的供電端，穩壓驅動電路6的輸入端分別接主控制子模塊81的輸出端和輔控制子模塊82的輸出端，旁路驅動電路7的輸入端分別接主控制子模塊81的輸出端和輔控制子模塊82的輸出端；主控制子模塊81和輔控制子模塊82均包括電壓判斷單元、穩壓模式控制單元、旁路模式控制單元和保護模式控制單元；
輔控制子模塊82還包括監控單元和啟動單元；
監控單元用于判斷主控制子模塊81是否失效；
啟動單元用于當監控單元判斷主控制子模塊81失效時，啟動單元啟動輔控制子模塊82其他單元工作。
[0035]本實施例的汽車電壓穩壓系統原理示意圖如附圖2所示，主控制子模塊81在電路中為系統的主控芯片，采集Boost穩壓模式和Bypass旁路模式電路的電壓、電流等信號，經過內部運算后，控制Boost穩壓模式和Bypass旁路模式的切換，同時采集監測系統的工作狀態。又專門設置監控控制部件——輔控制子模塊82——用于監控主控制子模塊81和輔助控制，當主控制子模塊81失效的時候，輔控制子模塊82立即切換到工作模式，務必保證bypass模式正常工作，此刻可以讓穩壓模式不工作。
[0036]作為一種更優改進，如圖2、圖5所示，本實施例的汽車電壓穩壓系統中，控制電源模塊3包括至少兩個控制電源子模塊30，電源端I分別接每個控制電源子模塊30的輸入端，每個控制電源子模塊30的接地端接地線；其中一個控制電源子模塊30的使能端接主控制子模塊81且受主控制子模塊81使能控制，該控制電源子模塊30的三個輸出端分別接主控制子模塊81的供電端、穩壓驅動電路6的供電端和旁路驅動電路7的供電端；其中另一個控制電源子模塊30的使能端接輔控制子模塊82且受輔控制子模塊82使能控制，該控制電源子模塊30的三個輸出端分別接輔控制子模塊82的供電端、穩壓驅動電路6的供電端和旁路驅動電路7的供電端。電路中使用兩路獨立的控制電源子電路30分別為主控制子模塊81和輔控制子模塊82供電，確保控制模塊8的安全可靠。同時主控制子模塊81和輔控制子模塊82都具有CAN通訊功能，增加產品可靠性。采用此方案，可以確保電壓穩壓系統的控制模塊8的供電，確保系統穩定可靠，達到高安全等級。
[0037]作為一種更優改進，本實施例的汽車電壓穩壓系統中，如圖2所示，輸入電壓檢測電路2包括采樣電阻R0、第一電壓采樣器(圖中未示出)和第二電壓采樣器(圖中未示出)，采樣電阻RO接于電源端I和控制電源模塊3的輸入端之間，第一電壓采樣器采集采樣電阻RO靠近電源端I 一側的電壓，第二電壓采樣器采集采樣電阻RO靠近控制電源模塊3 —側的電壓。
[0038]控制模塊包括輸入功率計算單元和輸入功率判斷單元；
輸入電壓檢測電路包括采樣電阻R0、第一電壓采樣器和第二電壓采樣器，采樣電阻RO接于電源端和控制電源模塊的輸入端之間，第一電壓采樣器采集采樣電阻RO靠近電源端一側的電壓，第二電壓米樣器米集米樣電阻RO靠近控制電源模塊一側的電壓；
輸入功率計算單元先根據第一電壓采樣器測得的電壓和第二電壓采樣器測得的電壓之差以及采樣電阻RO的值計算輸入電流的值，再根據第一電壓采樣器測得的電壓和輸入電流計算輸入功率；
輸入功率判斷單元根據輸入功率計算單元的計算結果判斷輸入功率與整車最大負載功率的大小關系；
提示單元還用于當輸入功率判斷單元判斷輸入功率達到整車最大負載功率時，提示單元通過CAN總線向EOT發送提示信號；
ECU用于根據該提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
[0039] 如上所云是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思和內涵的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種汽車電壓穩壓系統，其特征在于:包括電源端(I)、地線、輸入電壓檢測電路(2 )、控制電源模塊(3 )、穩壓電路(4 )、旁路電路(5 )、穩壓驅動電路(6 )、旁路驅動電路(7 )和控制t吳塊(8)； 輸入電壓檢測電路(2 )檢測電源端(I)的輸入電壓并將檢測結果輸出至控制模塊(8 );電源端(1)分別接控制電源模塊(3)的輸入端、穩壓電路(4)的輸入端和旁路電路(5)的輸入端，控制電源模塊(3)的接地端和穩壓電路(4)的接地端匯接于地線； 控制電源模塊(3 )的使能端接控制模塊(8 )且受控制模塊(8 )使能控制，控制電源模塊(3)的三個輸出端分別接控制模塊(8)的供電端、穩壓驅動電路(6)的供電端和旁路驅動電路(7)的供電端； 穩壓驅動電路(6)的輸入端和旁路驅動電路(7)的輸入端分別接控制模塊(8)且分別受控制模塊(8)控制，穩壓驅動電路(6)的輸出端接穩壓電路(4)的控制端，旁路驅動電路(7)的輸出端接芳路電路(5)的控制端； 穩壓電路(4)的輸出端和旁路電路(5)的輸出端匯接后作為所述汽車電壓穩壓系統的輸出； 控制模塊(8)包括輸入電壓判斷單元、穩壓模式控制單元和旁路模式控制單元； 輸入電壓判斷單元用于根據輸入電壓檢測電路(2 )的檢測結果判斷輸入電壓與穩壓模式上限電壓、旁路模式上限電壓的大小關系； 穩壓模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓不高于穩壓模式電壓上限時，通過控制穩壓驅動電路(6)以控制穩壓電路(4)工作，又通過控制旁路驅動電路(7)以控制芳路電路(5)關閉； 旁路模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓高于穩壓模式上限電壓、不高于旁路模式上限電壓時，通過控制穩壓驅動電路(6)以控制穩壓電路(4)關閉，又通過控制旁路驅動電路(7)以控制旁路電路(5)工作。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于: 控制模塊(8)還包括保護模式控制單元； 保護模式控制單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓高于旁路模式上限電壓時，通過控制穩壓驅動電路(6 )以控制穩壓電路(4 )關閉，又通過控制旁路驅動電路(7 )以控制芳路電路(5 )關閉。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于: 還包括E⑶，控制模塊(8)通過CAN總線與E⑶通信； 輸入電壓判斷單元還用于根據輸入電壓檢測電路(2 )的檢測結果判斷輸入電壓與提示模式下限電壓的大小關系； 控制模塊(8)還包括提示單元，提示單元用于當輸入電壓判斷單元判斷輸入電壓不低于提示模式下限電壓時，提示單元通過CAN總線向ECU發送提示信號； ECU用于根據該提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于: 控制模塊(8)包括輸入功率計算單元和輸入功率判斷單元； 輸入電壓檢測電路(2)包括米樣電阻R0、第一電壓米樣器和第二電壓米樣器,米樣電阻RO接于電源端(I)和控制電源模塊(3)的輸入端之間，第一電壓采樣器采集采樣電阻RO靠近電源端(I) 一側的電壓，第二電壓采樣器采集采樣電阻RO靠近控制電源模塊(3) 一側的電壓； 輸入功率計算單元根據第一電壓采樣器測得的電壓和第二電壓采樣器測得的電壓之差以及采樣電阻RO的值計算輸入功率； 輸入功率判斷單元根據輸入功率計算單元的計算結果判斷輸入功率與整車最大負載功率的大小關系； 提示單元還用于當輸入功率判斷單元判斷輸入功率達到整車最大負載功率時，提示單元通過CAN總線向E⑶發送提示信號； ECU用于根據該提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于: 還包括地線電流檢測電路(9)，地線電流檢測電路(9)檢測地線電流并將檢測結果輸出至控制模塊(8); 控制模塊(8)還包括地線電流判斷單元和保護模式控制單元； 地線電流判斷單元用于根據地線電流檢測電路(9)的檢測結果判斷地線電流與過流臨界值的大小關系； 保護模式控制單元用于 當地線電流判斷單元判斷地線電流達到過流臨界值時，通過控制穩壓驅動電路(6 )以控制穩壓電路(4 )關閉，又通過控制旁路驅動電路(7 )以控制旁路電路(5 )關閉。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于: 還包括E⑶和地線電流檢測電路(9)，控制模塊(8)通過CAN總線與E⑶通信，地線電流檢測電路(9)檢測地線電流并將檢測結果輸出至控制模塊(8)； 控制模塊(8)還包括地線電流判斷單元和提示單元； 地線電流判斷單元用于根據地線電流檢測電路(9)的檢測結果判斷地線電流與過流臨界值的大小關系； 提示單元用于當地線電流判斷單元判斷地線電流達到過流臨界值時，提示單元通過CAN總線向E⑶發送提示信號； ECU用于根據提示信號發出控制部分車用電氣設備負載關閉的信號。
7.根據權利要求1、2、5或6所述的系統，其特征在于: 穩壓電路(4)包括至少兩個穩壓子電路，穩壓子電路包括電阻R1、電感L1、第一 N-MOS管(Ml)和第二 N-MOS 管(M2)； 穩壓電路(4)的輸入端經電阻Rl與電感LI 一端串接，電感LI的另一端分別接第一N-MOS管(Ml)的源級和第二 N-MOS管(M2)的漏極，第一 N-MOS管(Ml)的漏極接穩壓電路(4)的輸出端，第二 N-MOS管(M2)的源級接穩壓電路(4)的接地端，第一 N-MOS管(Ml)的柵極和第二 N-MOS管(M2)的柵極分別接穩壓驅動電路(6)的輸出端。
8.根據權利要求1、2、5或6所述的系統，其特征在于:旁路電路(5)包括至少兩個旁路子電路，旁路子電路包括第三N-MOS管(M3)，第三MOS管(M3)的源級接電源端(I )，其漏極接于所述汽車電壓穩壓系統的輸出端，其柵極接旁路驅動電路(7)的輸出端。
9.根據權利要求1、2、5或6所述的系統，其特征在于: 控制模塊(8)包括主控制子模塊(81)和輔控制子模塊(82)；輸入電壓檢測電路(2)的輸出信號分別輸出至主控制子模塊(81)和輔控制子模塊(82)，控制電源模塊(3)的輸出端分別接主控制子模塊(81)的供電端和輔控制子模塊(82)的供電端，穩壓驅動電路(6)的輸入端分別接主控制子模塊(81)的輸出端和輔控制子模塊(82)的輸出端，旁路驅動電路(7)的輸入端分別接主控制子模塊(81)的輸出端和輔控制子模塊(82)的輸出端； 主控制子模塊(81)和輔控制子模塊(82)均包括電壓判斷單元、穩壓模式控制單元、旁路模式控制單元和保護模式控制單元； 輔控制子模塊(82)還包括監控單元和啟動單元； 監控單元用于判斷主控制子模塊(81)是否失效； 啟動單元用于當監控單元判斷主控制子模塊(81)失效時，啟動單元啟動輔控制子模塊(82)其他單元工作。
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于: 控制電源模塊(3 )包括至少兩個控制單元子模塊(30 );電源端(I)分別接每個控制電源子模塊(30)的輸入端，每個控制電源子模塊(30)的接地端接地線； 其中一個控制電源子模塊(30 )的使能端接主控制子模塊(81)且受主控制子模塊(81)使能控制，該控制電源子模塊(30)的三個輸出端分別接主控制子模塊(81)的供電端、穩壓驅動電路(6 )的供電端和旁路驅動電路(7 )的供電端； 其中另一個控制電源子模塊(30)的使能端接輔控制子模塊(83)且受輔控制子模塊(82)使能控制,該控制電源子模塊(30)的三個輸出端分別接輔控制子模塊(82)的供電端、穩壓驅動電路(6)的供電端和旁路驅動電路(7)的供電端。
【文檔編號】H02J7/00GK103647325SQ201310696742
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】馬先紅, 劉愛華, 李漢平, 鄭春陽 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司