CN110588542A - 车载电源低功耗自唤醒的控制电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载电源低功耗自唤醒的控制电路及控制方法，其中，车载电源低功耗自唤醒的控制电路包括：高压电池包、高压转低压的LDO电路、电解电容、第一二极管、第二二极管、电源稳压电路、单片机、开关电路及辅助电源电路，在车载电源接入高压电池包时，若单片机接收到有效的外部唤醒信号，则控制开关电路导通，触发辅助电源电路工作，车载电源进入唤醒状态，若未接收到外部唤醒信号，则控制辅助电源电路停止工作，以使车载电源切换至待机状态，使得能够根据需求实现车载电源从待机状态到唤醒状态的自由切换，有效降低电池的能量消耗。

Description

车载电源低功耗自唤醒的控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及车载电源技术领域，具体而言，涉及一种车载电源低功耗自唤醒的控制电路和一种车载电源低功耗自唤醒的控制方法。

背景技术

电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS）是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。新型的车载BMS电源要求能够长期挂电池待机工作，应需要维持BMS待机的电量来源只能来自车载高压电池，即需求车载BMS电源在待机状态下需要从高压电池获取电能且能保持极低的功耗，同时也要求在BMS需要工作时有稳定的能量来源，对于这一需求，目前还没有有效的解决方案。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的车载电源低功耗自唤醒的控制方案，能够根据需求实现车载电源从待机状态到唤醒状态的自由切换，有效降低电池的能量消耗。

有鉴于此，本发明提出了一种新的车载电源低功耗自唤醒的控制电路，包括：高压电池包、高压转低压的LDO电路、电解电容、第一二极管、第二二极管、电源稳压电路、单片机、开关电路及辅助电源电路；所述高压电池包的正极连接至所述LDO电路的输入端，所述高压电池包的负极连接至所述电解电容的负极，所述LDO电路的输出端连接至所述电解电容的正极，所述电解电容的正极连接至所述第二二级管的正极，所述第二二极管的负极连接至所述电源稳压电路的输入端，所述第一二极管的正极连接至第一供电端，所述第一二极管的负极连接至所述电源稳压电路的输入端，所述电源稳压电路的输出端连接至所述单片机的供电端，所述单片机的第一信号端连接至所述开关电路的第一端，所述单片机的第二信号端连接至所述辅助电源电路的模拟输入端，所述单片机的第三信号端用于接收外部唤醒信号，所述开关电路的第二端连接至所述辅助电源电路的供电端，所述开关电路的第三端连接所述第一二极管的负极、且由第二供电端供电。

在上述技术方案中，优选地，所述电源稳压电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端连接至所述第二二极管的负极，所述第一电阻的另一端连接至稳压芯片的输入端；所述稳压芯片，所述稳压芯片的接地端连接至所述高压电池包的负极，所述稳压芯片的输出端连接至所述单片机的供电端；第一电容，所述第一电容的一端连接至所述稳压芯片的输入端，所述第一电容的另一端连接至所述高压电池包的负极；第二电容，所述第二电容的一端连接至所述稳压芯片的输出端，所述第二电容的另一端连接至所述高压电池包的负极。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述开关电路包括：第二电阻，所述第二电阻的第一端作为所述开关电路的第三端，所述第二电阻的第二端连接至三极管的发射极；第三电阻，所述第三电阻与所述第二电阻并联连接；第四电阻，所述第四电阻的一端连接至所述第二电阻的第一端，所述第四电阻的另一端连接至所述三极管的基极；所述三极管，所述三极管的集电极作为所述开关电路的第二端，所述三极管的基极连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接至MOS管的漏极；所述MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述第六电阻，所述第六电阻的另一端作为所述开关电路的第一端，所述MOS管的源级连接至所述高压电池包的负极；第七电阻，所述第七电阻的一端连接至所述MOS管的栅极，所述第七电阻的另一端连接至所述高压电池包的负极；第三电容，所述第三电容的一端连接至所述三极管的集电极，所述第三电容的另一端连接至所述高压电池包的负极。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述辅助电源电路包括辅助电源芯片、第三二极管和第四二极管，其中，所述第三二极管的正极连接至所述单片机的第二信号端，所述第三二极管的负极连接至所述辅助电源芯片的模拟输入端，所述第四二极管的正极连接至所述第一供电端，所述第四二极管的负极连接至所述辅助电源芯片的供电端。

根据本发明的第二方面，提出了一种车载电源低功耗自唤醒的控制方法，基于上述技术方案中任一项所述的车载电源功耗自唤醒的控制电路的方法，包括：在车载电源接入高压电池包时，基于单片机检测是否接收到有效的外部唤醒信号；在确定所述单片机接收到有效的外部唤醒信号时，通过所述单片机的第一信号端控制开关电路导通，以触发所述辅助电源电路工作，所述车载电源进入唤醒状态；在确定所述单片机未接收到外部唤醒信号，通过所述单片机的第二信号端控制所述辅助电源电路停止工作，以使所述车载电源切换至待机状态。

通过以上技术方案，能够根据需求实现车载电源从待机状态到唤醒状态的自由切换，有效降低电池的能量消耗。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的车载电源低功耗自唤醒的控制电路的结构图；

图2示出了根据本发明的另一个实施例的车载电源低功耗自唤醒的控制电路的结构图；

图3示出了根据本发明的实施例的车载电源低功耗自唤醒的控制方法的示意流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

以下结合图1至图3对本发明的技术方案做进一步说明：

如图1所示，车载电源低功耗自唤醒的控制电路10，包括：高压电池包11、高压转低压的LDO电路12、电解电容13、第一二极管14、第二二极15管、电源稳压电路16、单片机17、开关电路18及辅助电源电路19。

其中，高压电池包11的正极连接至LDO电路12的输入端，高压电池包11的负极连接至电解电容13的负极，LDO电路12的输出端连接至电解电容13的正极，电解电容13的正极连接至第二二级管15（图1所示的D2）的正极，第二二极管15的负极连接至电源稳压电路16的输入端，第一二极管（14图1所示的D1）的正极连接至第一供电端，第一二极管14的负极连接至电源稳压电路16的输入端，电源稳压电路16的输出端连接至单片机17的供电端，单片机17的第一信号端连接至开关电路18的第一端，单片机17的第二信号端连接至辅助电源电路19的模拟输入端，单片机17的第三信号端用于接收外部唤醒信号，开关电路18的第二端连接至辅助电源电路19的供电端，开关电路18的第三端连接第一二极管14的负极、且由第二供电端供电。

以下结合图2对控制电路进行详细说明：

电源稳压电路16包括：第一电阻（R1），第一电阻（R1）的一端连接至第二二极管（D2）的负极，第一电阻（R1）的另一端连接至稳压芯片（U2）的输入端，稳压芯片（U2）的接地端连接至高压电池包11的负极，稳压芯片（U2）的输出端连接至单片机（U3）的供电端；第一电容（C3）的一端连接至稳压芯片（U2）的输入端，第一电容（C3）的另一端连接至高压电池包11的负极；第二电容（C2）的一端连接至稳压芯片（U2）的输出端，第二电容（C2）的另一端连接至高压电池包11的负极。

开关电路18（图1所示K1）包括：第二电阻（R2），第二电阻（R2）的第一端作为开关电路的第三端，由第二供电端（VCC1）供电，第二电阻（R2）的第二端连接至三极管（Q2）的发射极；第三电阻（R3），第三电阻（R3）与第二电阻（R2）并联连接；第四电阻（R4），第四电阻（R4）的一端连接至第二电阻（R2）的第一端，第四电阻（R4）的另一端连接至三极管（Q2）的基极；三极管（Q2）的集电极作为开关电路的第二端，三极管（Q2）的基极连接至第五电阻（R5）的一端，第五电阻（R5）的另一端连接至MOS管（Q3）的漏极； MOS管（Q3）的栅极连接至第六电阻（R6），第六电阻（R6）的另一端作为开关电路的第一端，MOS管（Q3）的源级连接至高压电池包11的负极；第七电阻（R7）的一端连接至MOS管（Q3）的栅极，第七电阻（R7）的另一端连接至高压电池包11的负极；第三电容（C4）的一端连接至三极管（Q2）的集电极，第三电容（C4）的另一端连接至高压电池包11的负极。

辅助电源电路19包括辅助电源芯片（U4）、第三二极管（D3）和第四二极管（D4），其中，第三二极管（D3）的正极连接至单片机17的第二信号端，第三二极管（D3）的负极连接至辅助电源芯片（U4）的模拟输入端（Isense），第四二极管（D4）的正极连接至第一供电端（VCC2），第四二极管（D4）的负极连接至辅助电源芯片（U4）的供电端（VI）。

结合图3对基于图1和图2所示电路的控制方法进行说明，具体包括以下包括：

步骤S302，在车载电源接入高压电池包时，基于单片机检测是否接收到有效的外部唤醒信号。

步骤S304，在确定单片机接收到有效的外部唤醒信号时，通过单片机的第一信号端控制开关电路导通，以触发辅助电源电路工作，车载电源进入唤醒状态。

步骤S306，在确定单片机未接收到外部唤醒信号，通过单片机的第二信号端控制辅助电源电路停止工作，以使车载电源切换至待机状态。

具体地，当车载电源接入高压电池包上以后，外部唤醒信号无效时，整个电路工作在休眠态，此时VCC1处于高电平，VCC2为低电平，车载电源功耗极低，约只有55mW；当单片机U3的I/O3信号口接收到外部唤醒信号时，通过I/O1信号口传输一个高电平，控制开关电路K1中的电路动作，将VCC1与辅助电源芯片U4的供电脚7脚连通，辅助电源芯片开始工作，由6脚控制辅助电源芯片进行输出，此时VCC2变为高电平。VCC2的电压要高于C1两端的电压，此时D1导通，D2截止，整个电路的供电由VCC2提供，DCDC进入唤醒态；当车载电源需要再次进入待机状态时，会由单片机的I/O2信号口传输一个高电平，使U4停止工作；如此，重复以上的逻辑，实现从待机状态到唤醒态的自由切换，有效降低电池的能量消耗。需要注意的是D1正极的电压在设计时要比D2正极的电压高，在辅助电源启动后，U4和U3的供电都由D1回路提供，以此来避免过多的消耗C1中的能量，为下次自唤醒做准备。

上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车载电源低功耗自唤醒的控制电路，其特征在于，包括：

高压电池包、高压转低压的LDO电路、电解电容、第一二极管、第二二极管、电源稳压电路、单片机、开关电路及辅助电源电路；

所述高压电池包的正极连接至所述LDO电路的输入端，所述高压电池包的负极连接至所述电解电容的负极，所述LDO电路的输出端连接至所述电解电容的正极，所述电解电容的正极连接至所述第二二级管的正极，所述第二二极管的负极连接至所述电源稳压电路的输入端，所述第一二极管的正极连接至第一供电端，所述第一二极管的负极连接至所述电源稳压电路的输入端，所述电源稳压电路的输出端连接至所述单片机的供电端，所述单片机的第一信号端连接至所述开关电路的第一端，所述单片机的第二信号端连接至所述辅助电源电路的模拟输入端，所述单片机的第三信号端用于接收外部唤醒信号，所述开关电路的第二端连接至所述辅助电源电路的供电端，所述开关电路的第三端连接所述第一二极管的负极、且由第二供电端供电。

2.根据权利要求1所述的车载电源低功耗自唤醒的控制电路，其特征在于，所述电源稳压电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端连接至所述第二二极管的负极，所述第一电阻的另一端连接至稳压芯片的输入端；

所述稳压芯片，所述稳压芯片的接地端连接至所述高压电池包的负极，所述稳压芯片的输出端连接至所述单片机的供电端；

第一电容，所述第一电容的一端连接至所述稳压芯片的输入端，所述第一电容的另一端连接至所述高压电池包的负极；

第二电容，所述第二电容的一端连接至所述稳压芯片的输出端，所述第二电容的另一端连接至所述高压电池包的负极。

3.根据权利要求1所述的车载电源低功耗自唤醒的控制电路，其特征在于，所述开关电路包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端作为所述开关电路的第三端，所述第二电阻的第二端连接至三极管的发射极；

第三电阻，所述第三电阻与所述第二电阻并联连接；

第四电阻，所述第四电阻的一端连接至所述第二电阻的第一端，所述第四电阻的另一端连接至所述三极管的基极；

所述三极管，所述三极管的集电极作为所述开关电路的第二端，所述三极管的基极连接至第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接至MOS管的漏极；

所述MOS管，所述MOS管的栅极连接至所述第六电阻，所述第六电阻的另一端作为所述开关电路的第一端，所述MOS管的源级连接至所述高压电池包的负极；

第七电阻，所述第七电阻的一端连接至所述MOS管的栅极，所述第七电阻的另一端连接至所述高压电池包的负极；

第三电容，所述第三电容的一端连接至所述三极管的集电极，所述第三电容的另一端连接至所述高压电池包的负极。

4.根据权利要求1所述的车载电源低功耗自唤醒的控制电路，其特征在于，所述辅助电源电路包括辅助电源芯片、第三二极管和第四二极管，其中，所述第三二极管的正极连接至所述单片机的第二信号端，所述第三二极管的负极连接至所述辅助电源芯片的模拟输入端，所述第四二极管的正极连接至所述第一供电端，所述第四二极管的负极连接至所述辅助电源芯片的供电端。

5.一种车载电源低功耗自唤醒的控制方法，基于权利要求1至4中任一项所述的车载电源功耗自唤醒的控制电路的方法，其特征在于，包括：

在车载电源接入高压电池包时，基于单片机检测是否接收到有效的外部唤醒信号；

在确定所述单片机接收到有效的外部唤醒信号时，通过所述单片机的第一信号端控制开关电路导通，以触发辅助电源电路工作，所述车载电源进入唤醒状态；

在确定所述单片机未接收到外部唤醒信号，通过所述单片机的第二信号端控制所述辅助电源电路停止工作，以使所述车载电源切换至待机状态。