CN102320275A - 一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路 - Google Patents

一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路，包括主控芯片MCU、比较电路、继电器驱动电路和工作电源处理电路；比较电路的输入端与第一继电器控制的电源输出端ACCON、钥匙ON档和主控芯片MCU的输出端连接，比较电路的输出端与继电器驱动电路的输入端连接，继电器驱动电路的输出端与第二继电器连接；第二继电器控制的电源端POWER(RUN)与工作电源处理电路的输入端连接，工作电源处理电路的输出电压为主控芯片MCU提供工作电源；主控芯片MCU与钥匙ON档连接，用于检测钥匙ON档的上电/断电状态。它能实现断电延时，防止主控芯片MCU中的数据丢失。

Description

一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路
技术领域
本发明属于汽车的整车控制器设计领域，具体涉及一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路。
背景技术
目前纯电动车是研究和开发的热门领域，而整车控制器（HCU）协调各子系统控制装置进行可靠、稳定、高效的工作，在电动汽车动力系统控制中发挥着重要作用。为了保证整车控制器能在整个工作周期中稳定的工作，良好的上电、断电是必不可少的。
一般情况下，上电时，整车钥匙打到ON档，给HCU供电的继电器吸合，HCU上电，做好启动的准备。断电时，钥匙打到OFF档，继电器断开，HCU断电，上述方式的上电、断电都由钥匙开关来控制。但在某些情况下，HCU的主控芯片MCU断电时需要一定的时间来自检及保存目前状态的数据，需要在断电时有一定的延时时间，然而上述方式不能满足断电延时。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路，它能实现断电延时，防止主控芯片MCU中的数据丢失。
本发明所述的电动汽车用整车控制器的断电延时电路，包括主控芯片MCU 、比较电路、继电器驱动电路和工作电源处理电路；比较电路的输入端与第一继电器控制的电源输出端ACCON、钥匙ON档和主控芯片MCU的输出端连接，比较电路的输出端与继电器驱动电路的输入端连接，继电器驱动电路的输出端与第二继电器连接；第二继电器控制的电源端POWER(RUN)与工作电源处理电路的输入端连接，工作电源处理电路的输出端与主控芯片MCU的输入端连接；主控芯片MCU与钥匙ON档连接，用于检测钥匙ON档的上电/断电状态。
进一步，所述比较电路包括比较器U1A、U1B，防反接二极管D1和外围电阻；电源输出端ACCON经防反接二极管D1、电阻R1、R3、R4连接比较器U1A的同相输入端，经防反接二极管D1、电阻R1、R2连接比较器U1A的反相输入端，经防反接二极管D1、电阻R7、R8连接比较器U1B的反相输入端；主控芯片MCU的输出端连接比较器U1A的反相输入端；钥匙ON档经电阻R5、R6连接比较器U1B的同相输入端。防反接二极管D1用于保护比较电路的输入端防止正负极反接。
进一步，所述继电器驱动电路包括MOS管Q1、电阻R11、R12和续流二极管D4；Q1的栅极通过电阻R11、R12与比较电路的输出端连接，源极接地，漏极与第二继电器和续流二极管D4的正极连接，续流二极管D4的负极接电源输出端ACCON；所述工作电源处理电路用于将电源端POWER(RUN)输入的电压处理转换为主控芯片MCU的工作电压。续流二极管D4用于减少Q1在关断时的电流冲击。
主控芯片MCU实时检测钥匙ON档状态。
当汽车未启动，钥匙ON档未上电时，比较电路输出低电平，Q1截止，第二继电器不吸合，HCU无工作电压，主控芯片MCU不工作。
当汽车启动，检测到钥匙ON档上电，比较电路输出高电平，Q1导通，第二继电器吸合，HCU上电，主控芯片MCU工作。
当正常工作后，主控芯片MCU将输出端输出的“电源控制信号”置为低电平。
当汽车熄火，检测到钥匙ON档断电时，比较电路仍输出高电平，主控芯片MCU仍正常工作。
当钥匙ON断电后主控芯片MCU处理好所有数据工作后，将输出端输出的“电源控制信号”置为高电平，比较电路输出低电平，Q1截止，第二继电器断开，HCU断电，主控芯片MCU停止工作。
本发明实时采集钥匙ON档状态信号，通过比较电路、继电器驱动电路、主控芯片MCU配合形成断电延时电路实现了HCU的断电延时，保证了主控芯片MCU中的数据不丢失，并且延时时间由主控芯片MCU决定，同时电路结构简单、实用、易于实施。
附图说明
图1是传统的整车控制器上电、断电示意图。
图2是本发明的示意框图。
图3是本发明的比较电路和继电器驱动电路连接的电路原理图。
图4 是本发明实施的流程图。
具体实施方式
    下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，HCU为整车控制器，当钥匙打到ACC档（12V高电平有效），继电器1吸合，输出为ACCON，为整车仪表等器件供电，但HCU未上电，HCU内的主控芯片MCU不工作。当钥匙打到ON档时，继电器2也吸合，输出VBATIN，此时HCU上电，主控芯片MCU工作。断电时ON档输出低电平，继电器2断开，HCU断电，主控芯片MCU停止工作，它没有延时的过程。
如图2、图3所示的电动汽车用整车控制器的断电延时电路，包括主控芯片MCU 3、比较电路4、继电器驱动电路5和工作电源处理电路6；主控芯片MCU 3的型号为MC9S12XDP512；比较电路4的输入端与第一继电器1控制的电源输出端ACCON、钥匙ON档和主控芯片MCU 3的输出端连接，比较电路4的输出端与继电器驱动电路5的输入端连接，继电器驱动电路5的输出端与第二继电器2连接；第二继电器2控制的电源端POWER(RUN)与工作电源处理电路6的输入端连接，工作电源处理电路6的输出端与主控芯片MCU 3的输入端连接；主控芯片MCU 3与钥匙ON档连接，用于检测钥匙ON档的上电/断电状态。
比较电路4包括比较器U1A、U1B，防反接二极管D1和外围电阻；电源输出端ACCON经防反接二极管D1、电阻R1、R3、R4连接比较器U1A的同相输入端，经防反接二极管D1、电阻R1、R2连接比较器U1A的反相输入端，经防反接二极管D1、电阻R7、R8连接比较器U1B的反相输入端；主控芯片MCU 3的输出端连接比较器U1A的反相输入端；钥匙ON档经电阻R5、R6连接比较器U1B的同相输入端；在比较器U1A的输出端与防反接二极管D1之间连接有第一上拉电阻R9，在第一上拉电阻R9与继电器驱动电路5输入端之间连接有导流二极管D2；在比较器U1B的输出端与防反接二极管D1之间连接有第二上拉电阻R10，在第二上拉电阻R10与继电器驱动电路5输入端之间连接有导流二极管D3。防反接二极管D1用于保护比较电路4的输入端防止正负极反接。
继电器驱动电路5包括MOS管Q1、电阻R11、R12和续流二极管D4；Q1的栅极通过电阻R11、R12与比较电路4的输出端连接，源极接地，漏极与第二继电器2和续流二极管D4的正极连接，续流二极管D4的负极接电源输出端ACCON；工作电源处理电路6用于将电源端POWER(RUN)输入的电压处理转换为主控芯片MCU 3的工作电压。续流二极管D4用于减少Q1在关断时的电流冲击。
如图4所示，本发明的工作过程如下：
主控芯片MCU 实时检测钥匙ON档状态。
初始状态：当汽车未启动，钥匙ON档未上电时，钥匙打到ACC档，第一继电器1吸合，ACCON为+12V，                                                
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE001
为0V。
比较器U1A:
Figure 805569DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 785026DEST_PATH_IMAGE004
比较器U1B:
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE005
  ，
Figure 627080DEST_PATH_IMAGE006
故比较器U1A与U1B反向输入端电压大于同向输入端电压，两比较器均输出低电平，Q1处于截止状态，第二继电器2不吸合，POWER(RUN)为0，HCU无工作电压，主控芯片MCU不工作。
上电状态：当汽车启动，检测到钥匙ON档上电， ACCON为+12V，
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE007
为+12V。
比较器U1A:
Figure 586071DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 462760DEST_PATH_IMAGE010
比较器U1B:
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE011
   ，
由于VON为12V输入，根据图3 所示的电阻取值和上式可知，此时V3>V4,比较器U1B同向输入端电压大于反向输入端电压，比较器U1B输出为高电平，Q1导通，第二继电器2吸合，POWER(RUN)为+12V,HCU上电，主控芯片MCU开始工作。而此时比较器U1A仍然保持低电平输出，在HCU上电主控芯片MCU复位开始工作后，主控芯片MCU将输出端输出的“电源控制信号”置为低电平，则此时V2=0<V1     ，比较器U1A也输出高电平，第二继电器2保持吸合状态，HCU可以持续工作。
上电后断电过程：当汽车熄火，检测到钥匙ON档断电时ACCON为+12V, 
Figure 676890DEST_PATH_IMAGE001
为0V。：
比较器U1A:
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 436642DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE015
比较器U1B:
Figure 167838DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 2011102988731100002DEST_PATH_IMAGE017
上式可知当钥匙ON断电后，比较器U1B反向输入端电压高于同向输入端电压，但由于比较器U1A输出仍为高电平，第二继电器2仍然保持吸合状态，主控芯片MCU读取到钥匙ON档断电，处理好所有数据工作后，将输出端输出的“电源控制信号”置为高电平，使得
Figure 223518DEST_PATH_IMAGE018
，这样比较器U1A输出回到低电平，Q1截止，从而使第二继电器2断开，POWER(RUN)为0，HCU断电，主控芯片MCU停止工作，实现断电延时功能。
尽管已经出示和描述的本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神下可以对这些实施例进行多种变化，修改，替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (3)

1.一种电动汽车用整车控制器的断电延时电路，其特征是：包括主控芯片MCU（3）、比较电路（4）、继电器驱动电路（5）和工作电源处理电路（6）；比较电路的输入端与第一继电器（1）控制的电源输出端ACCON、钥匙ON档和主控芯片MCU的输出端连接，比较电路的输出端与继电器驱动电路的输入端连接，继电器驱动电路的输出端与第二继电器（2）连接；第二继电器控制的电源端POWER(RUN)与工作电源处理电路的输入端连接，工作电源处理电路的输出端为主控芯片MCU提供工作电源；主控芯片MCU与钥匙ON档连接，用于检测钥匙ON档的上电/断电状态。
2. 根据权利要求1所述的电动汽车用整车控制器的断电延时电路，其特征是：所述比较电路（4）包括比较器U1A、U1B，防反接二极管D1和外围电阻；电源输出端ACCON经防反接二极管D1、电阻R1、R3、R4连接比较器U1A的同相输入端，经防反接二极管D1、电阻R1、R2连接比较器U1A的反相输入端，经防反接二极管D1、电阻R7、R8连接比较器U1B的反相输入端；主控芯片MCU（3）的输出端连接比较器U1A的反相输入端；钥匙ON档经电阻R5、R6连接比较器U1B的同相输入端。
3.根据权利要求2所述的电动汽车用整车控制器的断电延时电路，其特征是：所述继电器驱动电路（5）包括MOS管Q1、电阻R11、R12和续流二极管D4；Q1的栅极通过电阻R11、R12与比较电路（4）的输出端连接，源极接地，漏极与第二继电器（2）和续流二极管D4的正极连接，续流二极管D4的负极接电源输出端ACCON；所述工作电源处理电路（6）用于将电源端POWER(RUN)输入的电压处理转换为主控芯片MCU（3）的工作电压。
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Assignor: Chongqing Changan Automobile Co.,Ltd.|CHONGQING CHANG'AN NEW ENERGY AUTOMOBILE Co.,Ltd.

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Denomination of invention: Power-off delay circuit of hybrid control unit for electric automobile

Granted publication date: 20130911

License type: Exclusive License

Record date: 20181121

TR01 Transfer of patent right
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