CN106452064B - 一种车用可控电源输出电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用可控电源输出电路及其控制方法，包括与过流保护电路相连的电源VCC，过流保护电路并联三极管Q1的发射极和基极；Q1的基极连接三极管Q2的集电极，Q2的基极连接电阻R5、R6和R10，R10连接基准电压端VDD，R5与Q2的发射极相连，Q2的发射极还连接二极管D1的A极，D1的K极通过电阻R15连接二极管D5的K极和D6的A极，D6的K极连接输出电压控制端VIC‑Con；Q1的集电极连接三极管Q3的集电极；Q3的基极连接电阻R7和R8，R8同时连接供电输出端Vout与电阻R16，R6、D5的A极和R16接地；R7与Q3的发射极相连，Q3的发射极还连接二极管D7的A极，D7的K极连接D1的K极。本发明能够控制电压输出，功耗低。
Description
【技术领域】
本发明涉及电路领域，具体涉及一种车用可控电源输出电路及其控制方法。
【背景技术】
在现在社会汽车智能化越来越高，电子控制也越来越多，相对应的控制器越来越多，而很多传感器和执行器，需要控制器供电，实现各种操作。
则相对应需要对控制器的端口部分提出越来越多的要求，首先是功耗问题，目前随着电子产品功能的多样化，各种各样需求导致其电路更加的复杂和多样化，电路复杂性势必增加其耗电，但目前产品要求体积小、功能多、低功耗等，所以整个电路的功耗就必须是关注问题点。其次是可控性问题，功能的多样性就需要对其关键功能进行调控，需要时打开，不需要时关闭；最后是安全问题。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种车用可控电源输出电路及其控制方法，能够控制对外供电和供电时的自我保护。
为了达到上述目的，本发明电路采用如下技术方案：
包括电源VCC和供电输出端Vout，电源VCC与过流保护电路相连，
过流保护电路上并联三极管Q1的发射极和基极；
三极管Q1的基极还连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接电阻R5、电阻R6和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接基准电压端VDD，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的发射极还连接二极管D1的A极，二极管D1的K极连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端同时连接二极管D5的K极和二极管D6的A极，二极管D5的A极接地，二极管D6的K极连接输出电压控制端VIC-Con；电压控制端VIC-Con连接MCU；
三极管Q1的集电极连接三极管Q3的集电极；
三极管Q3的基极连接电阻R7和电阻R8的一端，电阻R8的另一端同时连接供电输出端Vout与电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地；电阻R7的另一端与三极管Q3的发射极相连，三极管Q3的发射极还连接二极管D7的A极，二极管D7的K极连接二极管D1的K极。
进一步地，电源VCC为车载24V系统电源。
进一步地，三极管Q1为PNP型；三极管Q2和三极管Q3均为NPN型。
进一步地，过流保护电路包括电阻R1至R4，其中电阻R1和电阻R2并联，且并联后的一端与三极管Q1的发射极相连，另一端与三极管Q1的基极相连；电阻R3和电阻R4并联，且并联后的一端与三极管Q1的发射极相连，另一端与电源VCC相连。
进一步地，供电输出端Vout还连接电压反馈电路，电压反馈电路包括二极管D2、二极管D3以及一端与供电输出端Vout相连的电阻R11；
二极管D2和二极管D3的A极同时连接三极管Q1的集电极，二极管D2和二极管D3的K极均连接供电输出端Vout；供电输出端Vout还连接二极管D4的K极，二极管D4的A极接地；电阻R11的另一端同时连接电阻R12和电阻R14的一端，电阻R14的另一端同时连接电阻R13的一端和电压反馈端VFB；电阻R12和电阻R13的另一端相连且接地；电压反馈端VFB连接MCU。
本发明控制方法的技术方案是：通过控制电压控制端VIC-Con的电压在U1，开启供电输出端Vout，输出电压；通过控制电压控制端VIC-Con的电压在U2，关闭供电输出端Vout，其中0＜U1≤1V，4V≤U2≤6V。
进一步地，0＜U1≤0.1V。
进一步地，U2＝5V。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
1、端口电压可控与低功耗功能；Vout为电压输出端，VIC-Con为控制端，由主MCU来进行控制，当不需要Vout输出时，由MCU输出指令来控制VIC-Con为输出高电平，此时Vout输出则为0V，其后端电路也就无法工作，从而达到降低功耗的作用；
2、过流保护，当Vout对地短路，Q3截止，其输出端无电压，可起到对整个电路的保护，防止其他器件烧毁；
因此本发明对端口是否输出电压能够进行控制，在不需要此功能时关闭，降低功耗；增加相关保护电路，在短路到地和电源时，避免损坏MCU；本发明可以在接错线及现场操作不当时，避免控制器的损坏，大大降低成本。
进一步地，本发明通过设置电压反馈电路，通过对端口输出的电压进行检测，对超出规定范围的进行故障反馈；本发明在实现控制器的功耗控制，及控制对外供电时分别对电源和地短路时的自我保护功能的同时，还能够实现目前车用控制的对外供电的故障检测。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
参见图1，本发明Vout为供电输出端，VIC-Con连接主MCU，为控制Vout是否输出电压的输出电压控制端，VFB为Vout的电压反馈端，VCC为车载24V系统电压，VDD为MCU的基准电压。MCU供电是主路供电回路来供电。
本发明包括电源VCC和供电输出端Vout，电源VCC与第一保护电路相连。
过流保护电路包括电阻R1至R4，其中电阻R1和电阻R2并联，且并联后的一端与三极管Q1的发射极相连，另一端与三极管Q1的基极相连；电阻R3和电阻R4并联，且并联后的一端与三极管Q1的发射极相连，另一端与电源VCC相连。
三极管Q1的基极还连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接电阻R5、电阻R6和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接基准电压端VDD，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的发射极还连接二极管D1的A极，二极管D1的K极连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端同时连接二极管D5的K极和二极管D6的A极，二极管D5的A极接地，二极管D6的K极连接输出电压控制端VIC-Con。
三极管Q1的集电极同时连接二极管D2的A极、二极管D3的A极和三极管Q3的集电极；二极管D2和二极管D3的K极均连接供电输出端Vout。
三极管Q3的基极连接电阻R7和电阻R8的一端，电阻R7的另一端与三极管Q3的发射极相连，三极管Q3的发射极还连接二极管D7的A极，二极管D7的K极连接二极管D1的K极；电阻R8的另一端同时连接供电输出端Vout与电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地。
供电输出端Vout还连接电阻R11的一端和二极管D4的K极，电阻R11的另一端同时连接电阻R12和电阻R14的一端，电阻R14的另一端同时连接电阻R13的一端和电压反馈端VFB；电阻R12和电阻R13的另一端均接地；二极管D4的A极接地。
三极管Q1为PNP型；三极管Q2和三极管Q3均为NPN型。
本发明主要的原理：Vout输出的电压为恒定，可以适应VCC的电压变化，具体调整相关参数。
1、保护功能，当Vout短接到地时，VCC电压全部在R1,R2,R3,R4上，可以保护主供电回路电路不会电流过大烧坏；当Vout短接到供电电源时，电压一路落在R11,R12,R13,R14上，另外一路落在R7,R8,R15,R16上，保护控制器不被外界电源干扰。
2、故障检测功能，通过VFB端口来检测Vout的电压输出电压，把Vout的实际电压反馈给MCU，通过MCU内置的理论电压输出值进行对比，来判定供电电压是否正常。
3、需要某部分执行机构工作时，需要对其控制电路进行供电，此时由MCU控制Vout输出，当VIC-Con为低电平U1时，如0＜U1≤1V，优选0＜U1≤0.1V，Vout有电压输出，此时就可对其电路进行供电，使其正常工作；当需要关闭此执行机构时，需要MCU进行设置VIC-Con为高电平U2就可关闭Vout输出，4V≤U2≤6V，优选5V。
本发明可以在接错线及现场操作不当时，避免控制器的损坏，大大降低成本；控制器可以适用于多个产品，大大降低开发周期及开发成本，同时对不需要此功能时，降低功耗，节省整车油耗；可以检测此端口故障，售后人员可以快速准确的检测到故障点，大大的缩短的售后时间及成本；本发明还具有以下优点：
一、故障检测功能，可以检测此电路及相关的外部设备供电情况，把故障现象反馈驾驶员和售后人员。
二、具有电源输出可控制性，越来越多同公司同类产品上控制器具有通用性，在单个产品上有些不需要电源输出可控的功能，另外在本发明电路的外部设备故障的情况下关闭此端口，降低整套系统的功耗，同时也是对端口的保护。
三、具有保护功能，在现场经常会出现接错线，端口接地或者接到电源，线束损坏短路的情况下，有很大概率会烧坏控制器，需要控制器在上述情况下能够自我保护，不被破坏。
Claims (8)
1.一种车用可控电源输出电路，其特征在于：包括电源VCC和供电输出端Vout，电源VCC与过流保护电路相连，
过流保护电路上并联三极管Q1的发射极和基极；
三极管Q1的基极还连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接电阻R5、电阻R6和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接基准电压端VDD，电阻R6的另一端接地，电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的发射极还连接二极管D1的A极，二极管D1的K极连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端同时连接二极管D5的K极和二极管D6的A极，二极管D5的A极接地，二极管D6的K极连接输出电压控制端VIC-Con；电压控制端VIC-Con连接MCU；
三极管Q1的集电极连接三极管Q3的集电极；
三极管Q3的基极连接电阻R7和电阻R8的一端，电阻R8的另一端同时连接供电输出端Vout与电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地；电阻R7的另一端与三极管Q3的发射极相连，三极管Q3的发射极还连接二极管D7的A极，二极管D7的K极连接二极管D1的K极。
2.根据权利要求1所述的一种车用可控电源输出电路，其特征在于：电源VCC为车载24V系统电源。
3.根据权利要求1所述的一种车用可控电源输出电路，其特征在于：三极管Q1为PNP型；三极管Q2和三极管Q3均为NPN型。
4.根据权利要求1所述的一种车用可控电源输出电路，其特征在于：过流保护电路包括电阻R1至R4，其中电阻R1和电阻R2并联，且并联后的一端与三极管Q1的发射极相连，另一端与三极管Q1的基极相连；电阻R3和电阻R4并联，且并联后的一端与三极管Q1的发射极相连，另一端与电源VCC相连。
5.根据权利要求1所述的一种车用可控电源输出电路，其特征在于：供电输出端Vout还连接电压反馈电路，电压反馈电路包括二极管D2、二极管D3以及一端与供电输出端Vout相连的电阻R11；
二极管D2和二极管D3的A极同时连接三极管Q1的集电极，二极管D2和二极管D3的K极均连接供电输出端Vout；供电输出端Vout还连接二极管D4的K极，二极管D4的A极接地；电阻R11的另一端同时连接电阻R12和电阻R14的一端，电阻R14的另一端同时连接电阻R13的一端和电压反馈端VFB；电阻R12和电阻R13的另一端相连且接地；电压反馈端VFB连接MCU。
6.如权利要求1所述车用可控电源输出电路的控制方法，其特征在于：通过控制电压控制端VIC-Con的电压在U1，开启供电输出端Vout，输出电压；通过控制电压控制端VIC-Con的电压在U2，关闭供电输出端Vout，其中0＜U1≤1V，4V≤U2≤6V。
7.根据权利要求6所述的车用可控电源输出电路的控制方法，其特征在于：0＜U1≤0.1V。
8.根据权利要求6所述的车用可控电源输出电路的控制方法，其特征在于：U2＝5V。
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