CN104124904B - 汽车超低静态工作电流的中控控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车超低静态工作电流的中控控制器,包括一个驱动主控电路;驱动主控电路通过驱动隔离电路连接门锁马达;驱动主控电路由供电电源供电,接受开闭门锁信号,输出相应的驱动电平,通过驱动隔离电路控制门锁的解锁和闭锁。驱动隔离电路包括两个相同的驱动隔离单元,每个驱动隔离单元包括一个电阻R1,电阻R1的一端作为驱动隔离单元的输入端,另一端接NPN三极管Q1的基极,NPN三极管Q1的发射极接地,集电极接继电器KA1线圈的一端和二极管D1的阳极,继电器KA1线圈的另一端和二极管D1的阴极接供电电源提供的输入电压+Vcc。驱动主控电路包括或非门电路HEF4001BT、以及积分电路、微分电路。该中控控制器具有静态电流低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车应用电子产品,尤其是一种超低静态工作电流的中控控制器。
背景技术
目前汽车车载系统越来越复杂,且越来越多,致使汽车供电的电池放电电流越来越大,对汽车线束以及接插件的要求越来越高,为降低车载电池的放电电流,提高电池的使用寿命,降低汽车线束和接插件的技术要求,提高产品的可靠性,通常汽车门锁中控控制器需具备宽工作电压(9V~15V)、低静态工作电流的特征;但目前市场上的的中控控制器其静态工作电流都在10mA以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车超低静态工作电流的中控控制器,静态电流可以降低至1mA以下,并且具备宽工作电压,主功能芯片使用逻辑门电路,大大降低了制造成本。本发明采用的技术方案是:
一种汽车超低静态工作电流的中控控制器,包括一个驱动主控电路;驱动主控电路通过驱动隔离电路连接门锁马达;驱动主控电路由供电电源供电,接受开闭门锁信号,输出相应的驱动电平,通过驱动隔离电路控制门锁的解锁和闭锁。
进一步地,在供电电源和驱动主控电路之间还接有一个过压保护电路。
进一步地,驱动隔离电路包括两个相同的驱动隔离单元,每个驱动隔离单元包括一个电阻R1,电阻R1的一端作为驱动隔离单元的输入端,另一端接NPN三极管Q1的基极,NPN三极管Q1的发射极接地,集电极接继电器KA1线圈的一端和二极管D1的阳极,继电器KA1线圈的另一端和二极管D1的阴极接供电电源提供的输入电压+Vcc。
进一步地,驱动主控电路包括或非门U1-1、或非门U1-2、或非门U1-3、或非门U1-4;电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8;电容C2、C3、C4、C5、C6、C7;
电阻R5的一端和电阻R6的一端接过压保护电路5输出的经过防反和限压保护的供电电压+V,电阻R5的另一端作为节点A,电阻R6的另一端作为节点B;电容C4接在节点A和地之间,电容C5接在节点B和地之间;
电容C7的一端接节点A,另一端接电阻R3的一端和或非门U1-1的第二输入脚,电阻R3的另一端接或非门U1-2的输出端;或非门U1-1的第一输入脚接电容C3的一端和或非门U1-4的输出端;
电容C6的一端接节点B,另一端接电阻R4的一端和或非门U1-4的第一输入脚,电阻R4的另一端接或非门U1-3的输出端;或非门U1-4的第二输入脚接电容C2的一端和或非门U1-1的输出端;
或非门U1-2的两个输入端连接在一起并连接电容C2的另一端和电阻R7的一端;或非门U1-3的两个输入端连接在一起并连接电容C3的另一端和电阻R8的一端;电阻R7的另一端和电阻R8的另一端接地;
或非门U1-1的输出端作为节点D连接驱动隔离电路中的一个驱动隔离单元的输入端;或非门U1-4的输出端作为节点E连接驱动隔离电路中的另一个驱动隔离单元的输入端。
进一步地,过压保护电路包括一个二极管D2,二极管D2的阳极接供电电源提供的输入电压+Vcc,二极管D2的阴极接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接电容C1的正极和稳压二极管D3的阴极,电容C1的负极和稳压二极管D3的阳极接地;从稳压二极管D3的阴极接出经过防反和限压保护的供电电压+V。
本发明的优点在于:该中控控制器的静态电流低,并且具备宽工作电压,主功能芯片使用逻辑门电路,大大降低了制造成本。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明的驱动隔离电路原理图。
图3为本发明的过压保护电路原理图。
图4为本发明的驱动主控电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明所提出的汽车超低静态工作电流的中控控制器,总体结构如图1所示,包括一个驱动主控电路1,驱动主控电路1内部包括积分电路、微分电路和或非门电路等。驱动主控电路1由供电电源4供电,为了防止电压过高造成驱动主控电路1中芯片的损坏,在供电电源4和驱动主控电路1之间还接有一个过压保护电路5。
驱动主控电路1通过驱动隔离电路2连接门锁马达3,驱动主控电路1接受开闭门锁信号,输出相应的驱动电平,通过驱动隔离电路2控制汽车门锁的解锁和闭锁。
下面详细说明各部分电路。
一.驱动隔离电路2的原理如图2所示,驱动隔离电路2包括两个相同的驱动隔离单元,图2中只画了一个驱动隔离单元,另一个因为结构相同省略未画出。每个驱动隔离单元包括一个电阻R1,电阻R1的一端作为驱动隔离单元的输入端,另一端接NPN三极管Q1的基极,NPN三极管Q1的发射极接地,集电极接继电器KA1线圈的一端和二极管D1的阳极,继电器KA1线圈的另一端和二极管D1的阴极接供电电源4提供的输入电压+Vcc。二极管D1在继电器线圈失电时起到续流作用以泄放线圈感应电。
在电阻R1的一端接高电平就可以使得继电器KA1吸合,从而去控制门锁的解锁或闭锁。
二.过压保护电路5的原理如图3所示,过压保护电路5包括一个二极管D2,二极管D2的阳极接供电电源4提供的输入电压+Vcc,二极管D2的阴极接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接电容C1的正极和稳压二极管D3的阴极,电容C1的负极和稳压二极管D3的阳极接地;从稳压二极管D3的阴极接出经过防反和限压保护的供电电压+V。其中二极管D2是为了防止输入端电源接反,起保护作用。
在下面介绍的电路中,驱动主控电路1中的核心芯片是NXP Semiconductors (恩智浦)生产SOP14封装的四组两输入或非门电路HEF4001BT,具有宽工作电压范围为:3V~15V,超低静态工作电流,典型值(Vdd=12V,Vin=12V时):≤0.5uA,且具有较宽的工作温度范围:-55℃~125℃。
因芯片HEF4001BT最高使用电压为DC15V,所以需要进行限压稳压,防止输入电压超过15v时,造成芯片损坏。当输入电压超过DC15V时,稳压二极管D3输出电压恒定为DC11.4V,保护芯片HEF4001BT的输入电压不超过芯片能承受的最高电压DC15V,从而防止芯片烧坏。电容C1为滤波电容,电阻R2起到一定的限流作用。
三.驱动主控电路1的原理如图4所示,驱动主控电路1包括或非门U1-1、或非门U1-2、或非门U1-3、或非门U1-4;电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8;电容C2、C3、C4、C5、C6、C7。其中,或非门U1-1、或非门U1-2、或非门U1-3、或非门U1-4采用四组两输入或非门电路HEF4001BT,由NXP Semiconductors (恩智浦)生产。
具体的连接关系为:
电阻R5的一端和电阻R6的一端接过压保护电路5输出的经过防反和限压保护的供电电压+V,电阻R5的另一端作为节点A,电阻R6的另一端作为节点B;电容C4接在节点A和地之间,电容C5接在节点B和地之间;
电容C7的一端接节点A,另一端接电阻R3的一端和或非门U1-1的第二输入脚,电阻R3的另一端接或非门U1-2的输出端;或非门U1-1的第一输入脚接电容C3的一端和或非门U1-4的输出端;
电容C6的一端接节点B,另一端接电阻R4的一端和或非门U1-4的第一输入脚,电阻R4的另一端接或非门U1-3的输出端;或非门U1-4的第二输入脚接电容C2的一端和或非门U1-1的输出端;
或非门U1-2的两个输入端连接在一起并连接电容C2的另一端和电阻R7的一端;或非门U1-3的两个输入端连接在一起并连接电容C3的另一端和电阻R8的一端;电阻R7的另一端和电阻R8的另一端接地;
或非门U1-1的输出端作为节点D连接驱动隔离电路2中的一个驱动隔离单元的输入端;或非门U1-4的输出端作为节点E连接驱动隔离电路2中的另一个驱动隔离单元的输入端。
上述电路中,为方便起见,图4中各或非门上输入脚都称作为第一输入脚,下输入脚都称作为第二输入脚。
驱动主控电路1的工作原理说明:节点A和节点B为门锁手动开关门信号(即开闭门锁信号)输入端,常态时节点D和节点E输出为低电平,或非门U1-2和U1-3的输出脚均为高电平,当节点A和节点C(地)接通(节点B和节点C不接通)的瞬间,电阻R3和电容C7构成了积分电路,瞬间使或非门U1-1的下输入脚(第二输入脚)为低电平,则节点D输出高电平,经过电容C2和电阻R7所组成的微分电路,再经或非门U1-2所构成的反相器输出低电平,使或非门U1-1的下输入脚(第二输入脚)维持为低电平,节点D维持输出高电平,且节点D的高电平时间由微分电路的时间常数τ=RC=C2*R7决定,节点D的高电平再驱动“驱动隔离电路2”从而控制门锁的解锁。解锁后,相隔一个时间,微分电路会输出一个低电平,使得或非门U1-2输出一个高电平,从而复位或非门U1-1的输出端为低电平。
同理,当节点B和节点C(地)接通时,可以控制门锁的闭锁,不再赘述。
本发明与目前市场上的中控控制器相比,其静态工作电流非常小,可以降低至1mA以下,且采用门电路组成,使用电压范围比较宽,抗干扰能力强,制造成本低。
Claims (4)
1.一种汽车超低静态工作电流的中控控制器,其特征在于,包括一个驱动主控电路(1);驱动主控电路(1)通过驱动隔离电路(2)连接门锁马达(3);驱动主控电路(1)由供电电源(4)供电,接受开闭门锁信号,输出相应的驱动电平,通过驱动隔离电路(2)控制门锁的解锁和闭锁;在供电电源(4)和驱动主控电路(1)之间还接有一个过压保护电路(5);
所述驱动主控电路(1)包括或非门U1-1、或非门U1-2、或非门U1-3、或非门U1-4;电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8;电容C2、C3、C4、C5、C6、C7;
电阻R5的一端和电阻R6的一端接过压保护电路(5)输出的经过防反和限压保护的供电电压+V,电阻R5的另一端作为节点A,电阻R6的另一端作为节点B;电容C4接在节点A和地之间,电容C5接在节点B和地之间;
电容C7的一端接节点A,另一端接电阻R3的一端和或非门U1-1的第二输入脚,电阻R3的另一端接或非门U1-2的输出端;或非门U1-1的第一输入脚接电容C3的一端和或非门U1-4的输出端;
电容C6的一端接节点B,另一端接电阻R4的一端和或非门U1-4的第一输入脚,电阻R4的另一端接或非门U1-3的输出端;或非门U1-4的第二输入脚接电容C2的一端和或非门U1-1的输出端;
或非门U1-2的两个输入端连接在一起并连接电容C2的另一端和电阻R7的一端;或非门U1-3的两个输入端连接在一起并连接电容C3的另一端和电阻R8的一端;电阻R7的另一端和电阻R8的另一端接地;
或非门U1-1的输出端作为节点D连接驱动隔离电路(2)中的一个驱动隔离单元的输入端;或非门U1-4的输出端作为节点E连接驱动隔离电路(2)中的另一个驱动隔离单元的输入端。
2.如权利要求1所述的汽车超低静态工作电流的中控控制器,其特征在于:
驱动隔离电路(2)包括两个相同的驱动隔离单元,每个驱动隔离单元包括一个电阻R1,电阻R1的一端作为驱动隔离单元的输入端,另一端接NPN三极管Q1的基极,NPN三极管Q1的发射极接地,集电极接继电器KA1线圈的一端和二极管D1的阳极,继电器KA1线圈的另一端和二极管D1的阴极接供电电源(4)提供的输入电压+Vcc。
3.如权利要求1所述的汽车超低静态工作电流的中控控制器,其特征在于:
所述或非门U1-1、或非门U1-2、或非门U1-3、或非门U1-4采用四组两输入或非门电路HEF4001BT。
4.如权利要求1所述的汽车超低静态工作电流的中控控制器,其特征在于:
过压保护电路(5)包括一个二极管D2,二极管D2的阳极接供电电源(4)提供的输入电压+Vcc,二极管D2的阴极接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接电容C1的正极和稳压二极管D3的阴极,电容C1的负极和稳压二极管D3的阳极接地;从稳压二极管D3的阴极接出经过防反和限压保护的供电电压+V。
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