CN103716025B - 一种汽车控制器的电源延时电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车控制器的电源延时电路，包括：电源保护模块、电源开关模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源开关模块分别连接电源保护模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源保护模块与外部电源连接，所述的软件延时模块与控制器MCU连接；所述的软件延时模块和硬件延时模块控制电源开关模块导通，从而控制控制器工作。与现有技术相比，本发明具有成本低廉、控制灵活、安全可靠等优点。

Description

一种汽车控制器的电源延时电路

技术领域

本发明涉及一种电源延时电路，尤其是涉及一种汽车控制器的电源延时电路。

背景技术

随车汽车电子技术的发展，越来越多的电子控制单元出现在汽车上，如发动机控制器，变速箱控制器，整车控制器等。而这些控制器电源往往都是由汽车钥匙控制的，但在很多情况下，当汽车钥匙开关关闭或者出现故障时，控制器电源电路仍需要继续工作，用于存储数据或者保证某些部件处于安全状态。因而，要想满足控制器的这种功能，就需要设计一种电源延时电路。

目前，电源延时电路一般都是通过硬件延时，这种方法延时时间的长短由硬件参数决定，一旦设计完成延时时间就不可调节了，但是汽车运行工况复杂，需要延时时间的长短需要根据实际情况进行调节，此时，硬件延时难以满足需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低廉、控制灵活和安全可靠的汽车控制器的电源延时电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种汽车控制器的电源延时电路，包括：电源保护模块、电源开关模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源开关模块分别连接电源保护模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源保护模块与外部电源连接，所述的软件延时模块与控制器MCU连接；所述的软件延时模块和硬件延时模块控制电源开关模块导通，从而控制控制器工作。

所述的电源保护模块包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第一P沟道MOSFET管、第一输入端和第二输入端，其中，

所述的第一输入端、第二输入端分别接外部电源的负极和正极；

所述的第一电容一端与第一输入端连接，另一端接地；

所述的第四电容一端与第二输入端连接，另一端接地；所述的第二电容、第三电容串联后连接在第一输入端和第二输入端之间；

所述的第一电阻一端与第一输入端连接，另一端与第一P沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第一P沟道MOSFET管的漏极与第二输入端连接，源极与电源开关模块连接。

所述的电源开关模块包括第二电阻、第五电容、第二P沟道MOSFET管、第一N沟道MOSFET管、第一输出端和第二输出端，其中，

所述的第一输出端、第二输出端分别为电源延时电路的负极和正极输出，所述的第一输出端与第一输入端连接；

所述的第二电阻一端与第一P沟道MOSFET管的源极连接，另一端与第二P沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第五电容一端与第一P沟道MOSFET管的源极连接，另一端接第二P沟道MOSFET管的栅极；

所述的第二P沟道MOSFET管的漏极与第二输出端连接，源极与第一P沟道MOSFET管的源极连接；

所述的第一N沟道MOSFET管的源极接地，漏极与第二电阻连接，栅极分别连接软件延时模块和硬件延时模块。

所述的软件延时模块包括第三电阻、第二N沟道MOSFET管、第四电阻、第三P沟道MOSFET管和第三输入端，其中，

所述的第三输入端与控制器MCU连接，接收软件延时信号；

所述的第三电阻一端与第一P沟道MOSFET管的源极连接，另一端与第二N沟道MOSFET管的漏极连接；

所述的第二N沟道MOSFET管的栅极与第三输入端连接，源极接地；

所述的第三P沟道MOSFET管的栅极与第二N沟道MOSFET管的漏极连接，源极与第一P沟道MOSFET管的源极，漏极与第四电阻一端连接，所述的第四电阻的另一端与第一N沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第三输入端为高电平时，驱动第二N沟道MOSFET管导通，进而驱动第三P沟道MOSFET管导通，第三P沟道MOSFET管驱动第一N沟道MOSFET管导通。

所述的硬件延时电路包括二极管、第五电阻、第六电容、第六电阻和第四输入端，其中，

所述的二极管阳极与第四输入端连接，阴极与第五电阻一端连接，所述的第五电阻另一端与第一N沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第六电容正极与第一N沟道MOSFET管的栅极，负极接地；

所述的第六电阻与第六电容并联；

所述的第四输入端为低电平时，二极管截止，第六电容放电，驱动第一N沟道MOSFET管持续导通。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、成本低廉：本发明的设计电路结构简单，依靠简单的电容、电阻、二极管、N沟道MOSFET管和MOSFET管就可以实现，制造成本低廉；

2、控制灵活：不同于以后只具备延迟时间不可调的硬件延时的电源延时电路，本发明在具备硬件延时的同时具备软件延时，可以根据实际情况通过软件延时自由调节延时时间；

3、安全可靠：当汽车钥匙开关关闭或者出现故障时，控制器电源电路仍可以在设定的时间内保持继续工作，用于存储数据或者保证某些部件处于安全状态。

附图说明

图1为本发明的电路图。

图中标号所示：C1、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，C4、第四电容，R1、第一电阻，QP1、第一P沟道MOSFET管，In1、第一输入端，In2、第二输入端，R2、第二电阻，C5、第五电容，QP2、第二P沟道MOSFET管，QN1、第一N沟道MOSFET管，Out1、第一输出端，Out2、第二输出端，R3、第三电阻，QN2、第二N沟道MOSFET管，R4、第四电阻，QP3、第三P沟道MOSFET管，In3、第三输入端，D、二极管，R5、第五电阻，C6、第六电容，R6、第六电阻，In4、第四输入端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种汽车控制器的电源延时电路，包括电源保护模块、电源开关模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源开关模块分别连接电源保护模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源保护模块与外部电源连接，所述的软件延时模块与控制器MCU连接；所述的软件延时模块和硬件延时模块控制电源开关模块导通，从而控制控制器工作。

所述的电源保护模块包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第一P沟道MOSFET管QP1、第一输入端In1和第二输入端In2，所述的第一输入端In1、第二输入端In2分别接外部电源的负极和正极；所述的第一电容C1一端与第一输入端In1连接，另一端接地；所述的第四电容C4一端与第二输入端In2连接，另一端接地；所述的第二电容C2、第三电容C3串联后连接在第一输入端In1和第二输入端In2之间；所述的第一电阻R1一端与第一输入端In1连接，另一端与第一P沟道MOSFET管QP1的栅极连接；所述的第一P沟道MOSFET管QP1的漏极与第二输入端In2连接，源极与电源开关模块连接。

所述的电源开关模块包括第二电阻R2、第五电容C5、第二P沟道MOSFET管QP2、第一N沟道MOSFET管QN1、第一输出端Out1和第二输出端Out2，所述的第一输出端Out1、第二输出端Out2分别为电源延时电路的负极和正极输出，所述的第一输出端Out1与第一输入端In1连接；所述的第二电阻R2一端与第一P沟道MOSFET管QP1的源极连接，另一端与第二P沟道MOSFET管QP2的栅极连接；所述的第五电容C5一端与第一P沟道MOSFET管QP1的源极连接，另一端接第二P沟道MOSFET管QP2的栅极；所述的第二P沟道MOSFET管QP2的漏极与第二输出端Out2连接，源极与第一P沟道MOSFET管QP1的源极连接；所述的第一N沟道MOSFET管QN1的源极接地，漏极与第二电阻R2连接，栅极分别连接软件延时模块和硬件延时模块。

所述的软件延时模块包括第三电阻R3、第二N沟道MOSFET管QN2、第四电阻R4、第三P沟道MOSFET管QP3和第三输入端In3，所述的第三输入端In3与控制器MCU连接，接收软件延时信号；所述的第三电阻R3一端与第一P沟道MOSFET管QP1的源极连接，另一端与第二N沟道MOSFET管QN2的漏极连接；所述的第二N沟道MOSFET管QN2的栅极与第三输入端In3连接，源极接地；所述的第三P沟道MOSFET管QP3的栅极与第二N沟道MOSFET管QN2的漏极连接，源极与第一P沟道MOSFET管QP1的源极，漏极与第四电阻R4一端连接，所述的第四电阻R4的另一端与第一N沟道MOSFET管QN1的栅极连接；所述的第三输入端In3为高电平时，驱动第二N沟道MOSFET管QN2导通，进而驱动第三P沟道MOSFET管QP3导通，第三P沟道MOSFET管QP3驱动第一N沟道MOSFET管QN1导通。

所述的硬件延时电路包括二极管D、第五电阻R5、第六电容C6、第六电阻R6和第四输入端In4；所述的二极管D阳极与第四输入端In4连接，阴极与第五电阻R5一端连接，所述的第五电阻R5另一端与第一N沟道MOSFET管QN1的栅极连接；所述的第六电容C6正极与第一N沟道MOSFET管QN1的栅极，负极接地；所述的第六电阻R6与第六电容C6并联；所述的第四输入端In4接收汽车钥匙上电信号，为低电平时，二极管D截止，第六电容C6放电，驱动第一N沟道MOSFET管QN1持续导通。

当第一输入端In1和第二输入端In2分别接上外部电源负极和正极，而第四输入端In4未输入汽车钥匙上电信号时，第一P沟道MOSFET管QP1导通，二极管D不导通。由于第三输入端In3的输入信号由控制器MCU发出，在控制器未工作时，In3无输入信号为低电平，因而第二N沟道MOSFET管QN2的栅极为低电平不导通，第三P沟道MOSFET管QP3的栅极和源极电压相等，QP3不导通，因而第一N沟道MOSFET管QN1的栅极为低电平不导通，此时第二电阻R2无电流，R2两端无压降，即第二P沟道MOSFET管QP2的栅极和源极电压相同，因而QP2不导通，此时控制器不工作。

当第四输入端In4输入汽车钥匙上电信号时，电流通过二极管D，第六电容C6迅速充满电，第一N沟道MOSFET管QN1栅源极电压差大于开启电压，QN1导通，第二电阻R2产生电流，并且R2压降大于第二P沟道MOSFET管QP2的开启电压，QP2导通，控制器开始工作。

当第四输入端In4断开汽车钥匙上电信号后，二极管D截止，第六电容C6与第六电阻R6形成放电回路开始放电，由于C6有充电快放电慢的特性，因而C6的两端电压在一段时间内高于第一N沟道MOSFET管QN1的开启电压，这段时间里QN1一直是导通的，控制器也是一直工作的，因而在断开汽车钥匙上电信号后，控制器能延时工作，起到了电源的延时作用，此时实现硬件延时功能。

当第四输入端In4断开汽车钥匙上电信号后，此时由于硬件延时起作用，控制器仍在工作，控制器MCU检测到汽车钥匙上电信号已断开，如果控制器根据实际情况判断到需要更长延时的时间，此时控制器发出一个高电平的软件延时信号到第三输入端In3，软件延时模块的第二N沟道MOSFET管QN2栅源极电压高于开启电压，QN2导通，导致第三P沟道MOSFET管QP3的栅极接地，由于QP3的源极电压为高电压，此时QP3的源极栅极电压差大于QP3的开启电压，因而QP3导通，C6开始充电，QN1持续导通，控制器持续工作，持续工作的时间跟软件延时信号的高电平时间有关，此时实现电源的软件延时功能。

Claims (1)

1.一种汽车控制器的电源延时电路，其特征在于，包括：电源保护模块、电源开关模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源开关模块分别连接电源保护模块、软件延时模块和硬件延时模块，所述的电源保护模块与外部电源连接，所述的软件延时模块与控制器MCU连接；所述的软件延时模块和硬件延时模块控制电源开关模块导通，从而控制控制器工作；

所述的电源保护模块包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第一P沟道MOSFET管、第一输入端和第二输入端，其中，

所述的第一输入端、第二输入端分别接外部电源的负极和正极；

所述的第一电容一端与第一输入端连接，另一端接地；

所述的第四电容一端与第二输入端连接，另一端接地；所述的第二电容、第三电容串联后连接在第一输入端和第二输入端之间；

所述的第一电阻一端与第一输入端连接，另一端与第一P沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第一P沟道MOSFET管的漏极与第二输入端连接，源极与电源开关模块连接；

所述的电源开关模块包括第二电阻、第五电容、第二P沟道MOSFET管、第一N沟道MOSFET管、第一输出端和第二输出端，其中，

所述的第一输出端、第二输出端分别为电源延时电路的负极和正极输出，所述的第一输出端与第一输入端连接；

所述的第二电阻一端与第一P沟道MOSFET管的源极连接，另一端与第二P沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第五电容一端与第一P沟道MOSFET管的源极连接，另一端接第二P沟道MOSFET管的栅极；

所述的第二P沟道MOSFET管的漏极与第二输出端连接，源极与第一P沟道MOSFET管的源极连接；

所述的第一N沟道MOSFET管的源极接地，漏极与第二电阻连接，栅极分别连接软件延时模块和硬件延时模块；

所述的软件延时模块包括第三电阻、第二N沟道MOSFET管、第四电阻、第三P沟道MOSFET管和第三输入端，其中，

所述的第三输入端与控制器MCU连接，接收软件延时信号；

所述的第三电阻一端与第一P沟道MOSFET管的源极连接，另一端与第二N沟道MOSFET管的漏极连接；

所述的第二N沟道MOSFET管的栅极与第三输入端连接，源极接地；

所述的第三P沟道MOSFET管的栅极与第二N沟道MOSFET管的漏极连接，源极与第一P沟道MOSFET管的源极，漏极与第四电阻一端连接，所述的第四电阻的另一端与第一N沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第三输入端为高电平时，驱动第二N沟道MOSFET管导通，进而驱动第三P沟道MOSFET管导通，第三P沟道MOSFET管驱动第一N沟道MOSFET管导通；

所述的硬件延时模块包括二极管、第五电阻、第六电容、第六电阻和第四输入端，其中，

所述的二极管阳极与第四输入端连接，阴极与第五电阻一端连接，所述的第五电阻另一端与第一N沟道MOSFET管的栅极连接；

所述的第六电容正极与第一N沟道MOSFET管的栅极，负极接地；

所述的第六电阻与第六电容并联；

所述的第四输入端为低电平时，二极管截止，第六电容放电，驱动第一N沟道MOSFET管持续导通。