CN113013948B - 一种板载供电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板载供电控制电路，该板载供电控制电路包括：滤波电路、供电开关电路、自激振荡电路、多级推举升压电路、电压监控过压保护电路、信号采集电路和控制电路；滤波电路的输入端连接蓄电池；供电开关电路的第一端连接滤波电路的输出端，供电开关电路用于根据控制端的控制信号断开或者导通第一端和第二端之间的线路；自激振荡电路的输入端连接供电开关电路的第二端，自激振荡电路用于产生方波信号；多级推举升压电路用于抬升电压；控制电路用于控制供电开关电路。本发明提供一种板载供电控制电路在实现大电流供电的过程中保证了供电电路的安全和稳定。

Description

一种板载供电控制电路

技术领域

本发明实施例涉及车辆电子控制单元的供电技术，尤其涉及一种板载供电控制电路。

背景技术

汽车电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的传统供电控制电路如图1所示，这种传统供电控制电路集成了保险丝和控制继电器，当钥匙开关旋转到ON档时，ECU控制继电器闭合，此时蓄电池为ECU供电，如果电流过载，保险丝将会切断供电电路。

但随着车辆对于电控系统的集成化、可靠性、成本的要求不断提升，采用如图1所示的外部继电器进行供电控制的电路存在诸多弊端，继电器的寿命短及可靠性差、继电器的体积大、线束成本高等是现今车辆电控系统设计所亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种板载供电控制电路，实现板载供电控制电路的过压和恒压调整，在实现大电流供电的过程中保证了供电电路的安全和稳定。

本发明实施例提供了一种板载供电控制电路，该板载供电控制电路包括：滤波电路、供电开关电路、自激振荡电路、多级推举升压电路、电压监控过压保护电路、信号采集电路和控制电路；所述滤波电路包括输入端和输出端，所述滤波电路的输入端连接蓄电池；所述供电开关电路包括第一端、第二端和控制端，所述供电开关电路的第一端连接所述滤波电路的输出端，所述供电开关电路用于根据所述控制端的控制信号断开或者导通第一端和第二端之间的线路；所述自激振荡电路包括输入端和输出端，所述自激振荡电路的输入端连接所述供电开关电路的第二端，所述自激振荡电路用于产生方波信号；所述多级推举升压电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端连接所述供电开关电路的第二端，所述第二输入端连接所述自激振荡电路的输出端，所述多级推举升压电路用于抬升电压；所述电压监控过压保护电路包括输入端和输出端，所述电压监控过压保护电路的输入端连接所述供电开关电路的第二端；所述信号采集电路包括输入端和输出端，所述信号采集电路的输入端连接钥匙开关，所述信号采集电路用于采集供电信号；所述控制电路包括第一输入端、第一控制端、第二控制端和输出端，所述控制电路的第一输入端连接所述多级推举升压电路的输出端，所述控制电路的第二控制端连接所述电压监控过压保护电路的输出端，所述控制电路的第一控制端连接所述信号采集电路的输出端，所述控制电路的输出端连接所述供电开关电路的控制端，所述控制电路用于控制所述供电开关电路。

可选地，所述滤波电路包括π型滤波电路。

可选地，所述供电开关电路包括：反接保护单元，第一MOS管，第二MOS管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极电连接，连接点连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极接地，所述第二二极管和所述第一电阻并联在所述第一MOS管的源极和栅极之间，所述第三二极管和所述第二电阻分别并联在所述第二MOS管的源极和栅极之间，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极分别连接所述第四二极管的阴极和阳极，反接保护单元连接所述第四二极管的阴极，所述第一MOS管的源极作为所述供电开关电路的第一端，所述第二MOS管的栅极和所述第三电阻的第一端均连接所述第四二极管的阳极，所述第三电阻的第二端和所述第二MOS管的源极分别作为所述供电开关电路的控制端和第二端。

可选地，所述第一二极管为瞬态抑制二极管，第二二极管和第三二极管为稳压二极管。

可选地，所述自激振荡电路包括：储能滤波单元、稳压单元、限流单元、电压调整单元、反相器、第四电阻和第一电容；所述储能滤波单元的第一端作为所述自激振荡电路的输入端，所述储能滤波单元的第二端接地，所述储能滤波单元用于滤除MOS管开关带来的噪声和干扰；所述稳压单元的第一端连接所述储能滤波单元的第一端；所述限流单元的第一端连接所述稳压单元的第二端，所述限流单元的第二端接地；所述电压调整单元包括一个工作在放大区的三极管，所述电压调整单元的第一端和第二端分别连接所述限流单元的第二端和第一端；所述反相器包括第一端、第二端、输入端和输出端，所述反相器的第一端连接所述稳压单元的第一端，所述反相器的第二端连接所述电压调整单元的第三端，所述第四电阻和所述第一电容依次串联于所述反相器的输出端和第二端之间，所述第四电阻和所述第一电容的连接点与所述反相器的输入端电连接，所述反相器的输出端作为所述自激振荡电路的输出端。

可选地，所述多级推举升压电路包括：第一推举单元、第二推举单元、第三推举单元、第二电容、第三电容、第四电容和第五电阻；所述第一推举单元的第一端作为所述多级推举升压电路的第一输入端，所述第一推举单元的第二端连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端作为所述多级推举升压电路的第二输入端，所述第二电容连接于所述第一推举单元的第一端和第三端之间，所述第二推举单元和所述第三电容串联在所述第二电容的两端，所述第三推举单元和所述第四电容串联在所述第三电容的两端，所述第三推举单元和所述第四电容的连接点作为所述多级推举升压电路的输出端。

可选地，所述电压监控过压保护电路包括：电压采集单元、基准门限单元、比较器，第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一三极管和第二三极管；所述电压采集单元的第一端作为所述电压监控过压保护电路的输入端，所述比较器的第一端和第二端分别连接所述电压采集单元的第二端和所述基准门限单元，所述第六电阻连接于所述比较器的输出端和第一三极管的基极之间，所述第七电阻的两端分别连接所述第一三极管的发射极和基极之间，所述第一三极管的发射极接地，所述第八电阻连接于所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的基极之间，所述第九电阻连接于所述第二三极管的发射极和基极之间，所述第二三极管的发射极和集电极作为所述电压监控过压保护电路的输出端。

可选地，所述信号采集电路包括：静电防护单元，第三MOS管，第五电容、第五二极管、第六二极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻；所述静电防护单元的第一端作为所述信号采集电路的输入端，所述静电防护单元的第二端连接所述第五二极管的阳极，所述第十电阻的一端连接所述第五二极管的阴极，所述第十电阻的另一端接地，所述第十一电阻连接于所述第五二极管的阴极和所述第六二极管的阴极之间，所述第六二极管的阳极接地，所述第五电容连接于所述第六二极管的两端，所述第十二电阻和所述第十三电阻串联之后连接于所述第五电容两端，所述第三MOS管的栅极与所述第十二电阻和所述第十三电阻的连接点电连接，所述第三MOS管的源极与所述第五电容和所述第十三电阻的连接点电连接，所述第三MOS管的漏极作为所述信号采集电路的输出端。

可选地，所述控制电路包括：第三三极管、第四三极管、第六电容、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻；所述第三三极管的集电极连接所述第四三极管的基极，所述第十四电阻连接于所述第三三极管的集电极和基极之间，所述第七二极管的阴极和阳极分别连接所述第四三极管的基极和发射极，所述第十五电阻的一端连接所述第三三极管的基极，所述第十五电阻的另一端作为所述控制电路的第一控制端，所述第十六电阻连接于所述第四三极管的集电极和基极之间，所述第六电容连接于所述第四三极管的集电极和所述第三三极管的发射极之间，所述第八二极管的阳极和阴极分别连接所述第十七电阻的第一端和所述第三三极管的发射极，所述第九二极管的阳极和阴极分别连接所述第十八电阻的第一端和所述第三三极管的发射极，所述第三三极管的基极和发射极作为所述控制电路的第二控制端，所述第十七电阻的第二端连接所述供电开关电路中所述第一二极管的阴极，所述第四三极管的发射极作为所述控制电路的输出端，所述第十八电阻的第二端作为所述控制电路的第一输入端，所述第四三极管的集电极连接所述供电开关电路的第二端。

可选地，所述第六二极管为瞬态抑制二极管。

本发明提供的板载供电控制电路，采用滤波电路降低电源的噪声干扰，信号采集电路连接钥匙开关，采集发动机点火信号，自激振荡电路和多级推举升压电路为控制电路提供足够高的电压信号，控制电路根据发动机点火信号控制供电开关电路的初步导通，再利用多级推举升压电路提供的高电压完成供电开关电路的完全导通，以完成对电子控制单元内部的大电流供电，电压监控过压保护电路时刻监控供电电压的过压情况，实现板载供电控制电路的过压和恒压调整，在大电流供电的过程中保证了供电电路的安全和稳定。

附图说明

图1为现有技术中的一种供电控制电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种板载供电控制电路的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种供电开关电路的示意图；

图4为本发明实施里提供的一种自激振荡电路的示意图；

图5为本发明实施提供的一种自激振荡电路的输出信号波形；

图6为本发明实施例提供的一种多级推举升压电路的示意图

图7为本发明实施例提供的一种多级推举升压电路的输出端电压波形图；

图8为本发明实施里提供的一种电压监控过压保护电路的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种信号采集电路的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种控制电路105的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种板载供电控制电路100。图2为本发明实施例提供的一种板载供电控制电路的示意图，参见图2，该板载供电控制电路100包括：滤波电路101、供电开关电路102、自激振荡电路103、多级推举升压电路104、电压监控过压保护电路106、信号采集电路107和控制电路105；滤波电路101包括输入端和输出端，滤波电路101的输入端连接蓄电池；供电开关电路102包括第一端、第二端和控制端，供电开关电路102的第一端连接滤波电路101的输出端，供电开关电路102用于根据控制端的控制信号断开或者导通第一端和第二端之间的线路；自激振荡电路103包括输入端和输出端，自激振荡电路103的输入端连接供电开关电路102的第二端，自激振荡电路103用于产生方波信号；多级推举升压电路104包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端连接供电开关电路102的第二端，第二输入端连接自激振荡电路103的输出端，多级推举升压电路104用于抬升电压；电压监控过压保护电路106包括输入端和输出端，电压监控过压保护电路106的输入端连接供电开关电路102的第二端；信号采集电路107包括输入端和输出端，信号采集电路107的输入端连接钥匙开关，信号采集电路107用于采集供电信号；控制电路105包括第一输入端、第一控制端、第二控制端和输出端，控制电路105的第一输入端连接多级推举升压电路104的输出端，控制电路105的第二控制端连接电压监控过压保护电路106的输出端，控制电路105的第一控制端连接信号采集电路107的输出端，控制电路105的输出端连接供电开关电路102的控制端，控制电路105用于控制供电开关电路102。

其中，滤波电路101连接于外设蓄电池与供电开关电路102之间，可以通过滤波的方式降低输入电源中的电磁干扰；供电开关电路102的导通或者关断状态受控制电路105的控制；自激振荡电路103为多级推举升压电路104提供方波电压信号；多级推举升压电路104用于根据方波电压信号抬升电压并将处理后的电压信号传输至控制电路105；电压监控过压保护电路106是对供电开关电路102的第二端电压进行监控的电路，电压监控过压保护电路106可以防止供电开关电路102的第二端电压过高，并将电压保持在稳定的范围内；信号采集电路107连接于钥匙开关和控制电路105之间，用于采集钥匙开关的发动机点火信号传输至控制电路105；控制电路105可以根据信号采集电路107采集到的供电信号控制供电开关电路102的导通或者关断状态。

示例性地，当车辆的钥匙开关导通发出供电信号，则供电信号经由信号采集电路107的输入端进入信号采集电路107，信号采集电路107过滤掉供电信号中的静电脉冲，保证后级电路的残压较低，信号采集电路107的输出端将采集到的供电信号传输至控制电路105的第一控制端，此时，控制电路105发送第一供电信号至供电开关电路102，控制供电开关电路102初步导通，蓄电池提供的电源经滤波电路101降低了噪声干扰，再经初步导通的供电开关电路102为自激震荡电路、多级推举升压电路104、电压监控过压保护电路106和控制电路105供电；自激震荡电路利用电压调整单元和反相器输出方波电压信号，该方波电压信号作为多级推举升压电路104的一个输入信号，多级推举升压电路104的另一个输入信号为控制开关电路的输出端信号，多级推举升压电路104输出的自举电压至控制电路105，该自举电压大于供电开关电路102的初步导通时的第一供电信号的电压，控制电路105可以将自举电压作为第二供电信号发送至供电开关电路102，使供电开关电路102完全导通，此时，蓄电池输入的电源可为车辆的电子控制单元供电。另一方面，在供电开关电路102初步导通之后，电压监控过压保护电路106时刻监测供电开关电路102的输出电压，当电压监控过压保护电路106监测到供电开关电路102的输出电压高于过压门限上限阈值时，将向控制电路105发送信号，控制电路105则控制供电开关电路102关断，当电压监控过压保护电路106监测到供电开关电路102的输出电压降低到过压门限下限阈值时，将向控制电路105发送信号，控制电路105则控制供电开关电路102恢复导通。

本实施例提供的板载供电控制电路，采用滤波电路降低电源的噪声干扰，信号采集电路连接钥匙开关，可以采集发动机点火信号，自激振荡电路和多级推举升压电路为控制电路提供足够高的电压信号，控制电路根据发动机点火信号控制供电开关电路的初步导通，再利用多级推举升压电路提供的高电压完成供电开关电路的完全导通，以完成对电子控制单元内部的大电流供电，电压监控过压保护电路时刻监控供电电压的过压情况，实现板载供电控制电路的过压和恒压调整，在大电流供电的过程中保证了供电电路的安全和稳定。

继续参照图2，可选地，滤波电路101包括π型滤波电路101。

本实施例提供的板载供电控制电路，采用π型滤波电路降低蓄电池电源的电磁干扰量，实现在大电流供电的同时进一步保证了供电电路的安全性和可靠性。

图3为本发明实施例提供的一种供电开关电路的示意图，参见图3，可选地，供电开关电路102包括：反接保护单元201，第一MOS管T1，第二MOS管T2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；第一MOS管T1的漏极和第二MOS管T2的漏极电连接，连接点连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极接地，第二二极管D2和第一电阻R1并联在第一MOS管T1的源极和栅极之间，第三二极管D3和第二电阻R2分别并联在第二MOS管T2的源极和栅极之间，第一MOS管T1的栅极和第二MOS管T2的栅极分别连接第四二极管D4的阴极和阳极，反接保护单元201连接第四二极管D4的阴极，第一MOS管T1的源极作为供电开关电路102的第一端，第二MOS管T2的栅极和第三电阻R1的第一端均连接第四二极管D4的阳极，第三电阻R3的第二端和第二MOS管T2的源极分别作为供电开关电路102的控制端和第二端。

其中，反接保护单元201用于外接蓄电池极性接反时，控制第一MOS管T1保持关断，对板载供电控制电路100起到反接保护的作用；第一MOS管T1和第二MOS管T2均为N型MOS管，且第一MOS管T1和第二MOS管T2的源漏极之间均连接一个寄生二极管，寄生二极管起到防止MOS管击穿的作用；第一二极管D1为瞬态抑制二极管，第一二极管D1的阴极连接控制电路105，当第一二极管D1两极受到反向瞬态高能量冲击时，第一二极管D1可以以10的负12次方秒量级的极快速度将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于预定值，有效地保护车辆的电子控制单元免受瞬变电压干扰，起到浪涌吸收作用；第一MOS管T1和第二MOS管T2均为N型MOS管；第二二极管D2和第三二极管D3为稳压二极管，分别为第一MOS管T1和第二MOS管T2的栅极提供过压保护功能；第一MOS管T1和第二MOS管T2关断时，第一电阻R1和第二电阻R2分别为第一MOS管T1和第二MOS管T2提供电荷泄放路径。

示例性地，当车辆的钥匙开关导通发出供电信号，控制电路105发送第一供电信号至第三电阻R3的第二端，供电信号传输至第一MOS管T1和第二MOS管T2的栅极，使得第一MOS管T1和第二MOS管T2初步导通，初步导通状态是板载供电控制电路100的调整状态，此时第一MOS管T1和第二MOS管T2的源漏极之间存在电压降和功耗，通过的电流较小，第二端为自激震荡电路、多级推举升压电路104、电压监控过压保护电路106和控制电路105供电；当控制电路105发送第二供电信号至第三电阻R3的第二端，第二供电信号的电压级别高于第一供电信号，可以使第一MOS管T1和第二MOS管T2完全导通，完全导通状态是板载供电控制电路100的供电状态，此时第一MOS管T1和第二MOS管T2的源漏极之间几乎没有电压降和功耗，可以通过的大电流，供电开关电路102第二段输出的大电流为车辆的电子控制单元供电；另一方面，若蓄电池出现反接错误，即蓄电池的负极连接滤波电路101的输入端，反接保护单元201将控制第一MOS管T1关断，起到保护板载供电控制电路100的其他元件以及汽车的电子控制单元不受反接电源损坏的作用。

本实施例提供的板载供电控制电路，两个MOS管提供具有低功耗大电流开关功能，反接单元用于反接保护，供电开关电路的MOS管源极和栅极之间连接的电阻为MOS管提供电荷泄放路径，稳压二极管为MOS管的栅极提供过压保护，瞬态抑制二极管起到浪涌吸收作用，该板载供电控制电路可以实现低功耗的大电流供电控制，保证供电电路的稳定供电功能的同时，可以达到可靠性高、寿命长的效果。

图4为本发明实施里提供的一种自激振荡电路的示意图，参见图4，可选地，自激振荡电路103包括：储能滤波单元301、稳压单元302、限流单元303、电压调整单元304、反相器U1、第四电阻R4和第一电容C1；储能滤波单元301的第一端作为自激振荡电路103的输入端，储能滤波单元301的第二端接地，储能滤波单元301用于滤除MOS管开关带来的噪声和干扰；稳压单元302的第一端连接储能滤波单元301的第一端；限流单元303的第一端连接稳压单元302的第二端，限流单元303的第二端接地；电压调整单元304包括一个工作在放大区的三极管，电压调整单元304的第一端和第二端分别连接限流单元303的第二端和第一端；反相器U1包括第一端、第二端、输入端和输出端，反相器U1的第一端连接稳压单元302的第一端，反相器U1的第二端连接电压调整单元304的第三端，第四电阻R4和第一电容C1依次串联于反相器U1的输出端和第二端之间，第四电阻R4和第一电容C1的连接点与反相器U1的输入端电连接，反相器U1的输出端作为自激振荡电路103的输出端。

其中，储能滤波单元301可以是电容器，用于滤除输入信号中由MOS管开关产生的噪声干扰；稳压单元302可以是稳压二极管，限流单元303可以是电阻，稳压单元302和限流单元303为电压调整单元304中的三极管提供合适的偏置条件，使电压调整单元304中的三极管工作于放大区；当反相器U1输出高电平时，第一电容C1和第四电阻R4所组成的RC电路充电，当反相器U1输出低电平时，第一电容C1和第四电阻R4所组成的RC电路放电；图5为本发明实施提供的一种自激振荡电路103的输出信号波形，参见图5，反相器U1的输出端输出量为方波电压信号；自激振荡电路103输出的方波电压信号为多级推举升压电路104的第一输入端的输入信号。

本实施例提供的板载供电控制电路，自激振荡电路通过滤波储能单元滤除输入信号中因MOS管开关产生的干扰，稳压单元和限流单元为电压调整单元中的三极管提供合适的偏置条件，反相器的输出端输出方波电压信号为多级推举升压电路的第一输入端的输入信号，实现了板载供电控制电路的稳定控制，达到了稳定性高的效果。

图6为本发明实施例提供的一种多级推举升压电路的示意图，参见图6，多级推举升压电路104包括：第一推举单元401、第二推举单元402、第三推举单元403、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电阻R5；第一推举单元401的第一端作为多级推举升压电路104的第一输入端，第一推举单元401的第二端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端作为多级推举升压电路104的第二输入端，第二电容C2连接于第一推举单元401的第一端和第三端之间，第二推举单元402和第三电容C3串联在第二电容C2的两端，第三推举单元403和第四电容C4串联在第三电容C3的两端，第三推举单元403和第四电容C4的连接点作为多级推举升压电路104的输出端。

其中，第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403中均包括一个电容元件。

示例性地，当供电开关电路102初步导通之后，供电开关的第二端分别连接自激振荡电路103的第一端和多级推举升压电路104的第一输入端，自激振荡电路103的输出端连接多级推举升压电路104的第二输入端，为多级推举升压电路104提供方波信号，在方波信号的第一个周期，自激振荡电路103的输出端输出低电平V-Vz时，第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403均充电，第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403两端电压为Vz，当自激振荡电路103的输出端输出高电平V时，由于第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403中的电容元件两端的电压不能突变，电压抬升V+Vz，故将第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4两端电压充电至V+Vz；在方波信号的下一个周期，自激振荡电路103的输出端输出低电平V-Vz时，第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403均充电，第一推举单元401两端电压为Vz，第二推举单元402和第三推举单元403两端电压为2Vz，当自激振荡电路103的输出端输出高电平V时，由于第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403中电容元件两端的电压不能突变，故将第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4两端电压充电至V+Vz、V+2Vz和V+2Vz；在方波信号的第三个周期，自激振荡电路103的输出端输出低电平V-Vz时，第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403均充电，第一推举单元401两端电压为Vz，第二推举单元402两端电压为2Vz，第三推举单元403两端电压为3Vz，当自激振荡电路103的输出端输出高电平V时，由于第一推举单元401、第二推举单元402和第三推举单元403中电容元件两端的电压不能突变，故将第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4两端电压充电至V+Vz、V+2Vz和V+3Vz，此时多级推举升压电路104的输出端输出的自举电压为V+3Vz，可以使供电开关电路102完全导通，图7为本发明实施例提供的一种多级推举升压电路的输出端电压波形图，参见图7，随着方波信号三个周期的电压变化，多级推举升压电路104的输出端输出的自举电压的变化如图7所示。

本实施例提供的板载供电控制电路，利用多级推举升压电路的三个推举单元完成电压的抬升，输出的自举电压可以作为导通供电开关电路的控制信号，完全导通供电开关电路，实现大电流供电，达到了供电电流大和可靠性高的效果。

图8为本发明实施里提供的一种电压监控过压保护电路的示意图，参见图8，可选地，电压监控过压保护电路106包括：电压采集单元501、基准门限单元502、比较器U2，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一三极管Q1和第二三极管Q2；电压采集单元501的第一端作为电压监控过压保护电路106的输入端，比较器U2的第一端和第二端分别连接电压采集单元501的第二端和基准门限单元502，第六电阻R6连接于比较器U2的输出端和第一三极管Q1的基极之间，第七电阻R7的两端分别连接第一三极管Q1的发射极和基极之间，第一三极管Q1的发射极接地，第八电阻R8连接于第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的基极之间，第九电阻R9连接于第二三极管Q2的发射极和基极之间，第二三极管Q2的发射极和集电极作为电压监控过压保护电路106的输出端。

其中，电压采集单元501用于采集供电开关电路102的输出端的电压值，基准门限单元502是产生基准门限电压的电路，基准门限电压是供电开关电路102的输出端电压正常范围的上限，供电开关电路102的输出端电压超过基准门限电压将会造成设备损坏等后果；比较器U2用于比较基准门限电压和供电开关电路102的输出端电压的相对关系，若供电开关电路102的输出端电压大于基准门限电压，比较器U2的输出端输出高电平，经第六电阻R6和第七电阻R7分压后为第一三极管Q1提供基极偏置，第一三极管Q1导通，进而第二三极管Q2也导通，第二三极管Q2的发射极和集电极连接控制电路105的第二控制端，将过压信号传输至控制电路105，使控制电路105控制供电开关电路102关断。

示例性地，在供电开关电路102的输出端的电压过高时，电压采集单元501采集供电开关电路102的输出端的电压值传输至比较器U2的第一端，基准门限单元502是产生基准门限电压传输至比较器U2的第二端，比较器U2将供电开关电路102的输出端的电压值经过采样、分压处理后，与基准门限电压进行对比，若供电开关电路102的输出端的电压值高于基准门限电压，则供电开关电路102的输出端的电压值处于过压状态，比较器U2的输出端输出高电平经第六电阻R6和第七电阻R7分压后为第一三极管Q1提供基极偏置，第一三极管Q1导通，进而第二三极管Q2也导通，第二三极管Q2的发射极和集电极连接控制电路105的第二控制端，将过压信号传输至控制电路105，使控制电路105控制供电开关电路102关断，此时，板载供电控制电路100连接的后级负载将对板内电容存储的电荷进行消耗，供电开关电路102的输出端的电压值将会降低，当降低到小于基准门限电压时，比较器U2的输出端输出低电平，经第六电阻R6和第七电阻R7分压后为第一三极管Q1提供基极偏置，第一三极管Q1关断，控制电路105控制供电开关电路102重新导通。

本实施例提供的板载供电控制电路，利用比较器比较供电开关电路的输出端电压和基准门限电压的相对关系，判断供电开关电路的输出端电压是否过压，进而传输过压信号至控制电路，控制电路根据过压信号控制供电开关电路的导通或者关断，实现对板载供电控制电路的过压保护，提高了板载供电控制电路的安全性和稳定性。

图9为本发明实施例提供的一种信号采集电路的示意图，参见图9，可选地，信号采集电路107包括：静电防护单元601，第三MOS管T3，第五电容C5、第五二极管D5、第六二极管D6、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13；静电防护单元601的第一端作为信号采集电路107的输入端，静电防护单元601的第二端连接第五二极管D5的阳极，第十电阻R10的一端连接第五二极管D5的阴极，第十电阻R10的另一端接地，第十一电阻R11连接于第五二极管D5的阴极和第六二极管D6的阴极之间，第六二极管D6的阳极接地，第五电容C5连接于第六二极管D6的两端，第十二电阻R12和第十三电阻R13串联之后连接于第五电容C5两端，第三MOS管T3的栅极与第十二电阻R12和第十三电阻R13的连接点电连接，第三MOS管T3的源极与第五电容C5和第十三电阻R13的连接点电连接，第三MOS管T3的漏极作为信号采集电路107的输出端。

其中，静电防护单元601连接外设的钥匙开关，用于防止外界的静电对板载供电控制电路100中电信号的干扰；第六二极管D6为瞬态抑制二极管，起到浪涌吸收的作用；第三MOS管T3为N型MOS管，和P型MOS管相比具有较小的功耗，第三MOS管T3的源漏极之间连接一个寄生二极管。

示例性地，当钥匙开关导通时，静电防护单元601的第一端接收到供电信号并去除供电信号中的静电干扰，经电阻和电容的分压之后输送至第三MOS管T3的栅极，第三MOS管T3导通，第三MOS管T3的漏极电压下降，第三MOS管T3的漏极连接的控制电路105的第一控制端则接收到电压下降的信号，进而控制供电开关电路102导通。

本实施例提供的板载供电控制电路，静电防护单元滤除供电信号中的静电干扰，MOS管的漏极传输供电信号至控制电路，瞬态抑制二极管起到浪涌吸收的作用，实现了供电信号的采集和传输，达到了提高可靠性效果。

图10为本发明实施例提供的一种控制电路105的示意图，参见图10，可选地，控制电路105包括：第三三极管Q3、第四三极管Q4、第六电容C6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18；第三三极管Q3的集电极连接第四三极管Q4的基极，第十四电阻R14连接于第三三极管Q3的集电极和基极之间，第七二极管D7的阴极和阳极分别连接第四三极管Q4的基极和发射极，第十五电阻R15的一端连接第三三极管Q3的基极，第十五电阻R15的另一端作为控制电路105的第一控制端，第十六电阻R16连接于第四三极管Q4的集电极和基极之间，第六电容C6连接于第四三极管Q4的集电极和第三三极管Q3的发射极之间，第八二极管D8的阳极和阴极分别连接第十七电阻R17的第一端和第三三极管Q3的发射极，第九二极管D9的阳极和阴极分别连接第十八电阻R18的第一端和第三三极管Q3的发射极，第三三极管Q3的基极和发射极作为控制电路105的第二控制端，第十七电阻R17的第二端连接供电开关电路102中所述第一二极管D1的阴极，第四三极管Q4的发射极作为控制电路105的输出端，第十八电阻R18的第二端作为控制电路105的第一输入端，第四三极管Q4的集电极连接供电开关电路102的第二端。

其中，在供电开关电路102初步导通的情况下，第十七电阻R17的第二端作为控制电路105的一个输入端，连接供电开关电路102中第一二极管D1的阴极。

示例性地，当控制电路105的第一控制端接收到供电信号，即控制电路105的第一控制端的电压降低，第十四电阻R14和第十五电阻R15为第三三极管Q3提供基极偏置配合第十七电阻R17使第三三极管Q3工作于饱和状态，第七二极管D7的阴极将高电平输出至供电开关电路102的控制端，控制供电开关电路102初步导通；当多级推举升压电路104的输出端将抬升后的自举电压传输至控制电路105的第一输入端时，第十八电阻R18的第二端的电压为自举电压，该自举电压使第三三极管Q3导通并将经少量分压后的自举电压输出至供电开关电路102的控制端，控制供电开关电路102完全导通，可以通过大电流，此时供电开关的输出端为为车辆的电子控制单元供电。

本实施例提供的板载供电控制电路，控制电路根据信号采集电路的供电信号控制供电开关电路的初步导通，根据多级推举升压电路输出的自举电压控制供电开关电路的完全导通，在供电的过程中，电压监控过压保护电路还会监测供电电压是否过压，控制电路根据监测结果控制供电开关电路的导通和关断，电路中所有的MOS管均采用低能耗的N型MOS管，实现大电流供电，还达到了供电可靠性高，能耗低的效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种板载供电控制电路，其特征在于，包括：

滤波电路，所述滤波电路包括输入端和输出端，所述滤波电路的输入端连接蓄电池；

供电开关电路，所述供电开关电路包括第一端、第二端和控制端，所述供电开关电路的第一端连接所述滤波电路的输出端，所述供电开关电路用于根据所述控制端的控制信号断开或者导通第一端和第二端之间的线路；

自激振荡电路，所述自激振荡电路包括输入端和输出端，所述自激振荡电路的输入端连接所述供电开关电路的第二端，所述自激振荡电路用于产生方波信号；

多级推举升压电路，所述多级推举升压电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端连接所述供电开关电路的第二端，所述第二输入端连接所述自激振荡电路的输出端，所述多级推举升压电路用于抬升电压；

电压监控过压保护电路，所述电压监控过压保护电路包括输入端和输出端，所述电压监控过压保护电路的输入端连接所述供电开关电路的第二端；

信号采集电路，所述信号采集电路包括输入端和输出端，所述信号采集电路的输入端连接钥匙开关，所述信号采集电路用于采集供电信号；

控制电路，所述控制电路包括第一输入端、第一控制端、第二控制端和输出端，所述控制电路的第一输入端连接所述多级推举升压电路的输出端，所述控制电路的第二控制端连接所述电压监控过压保护电路的输出端，所述控制电路的第一控制端连接所述信号采集电路的输出端，所述控制电路的输出端连接所述供电开关电路的控制端，所述控制电路用于控制所述供电开关电路。

2.根据权利要求1所述的板载供电控制电路，其特征在于，所述滤波电路包括π型滤波电路。

3.根据权利要求1所述的板载供电控制电路，其特征在于，所述供电开关电路包括：反接保护单元，第一MOS管，第二MOS管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极电连接，连接点连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极接地，所述第二二极管和所述第一电阻并联在所述第一MOS管的源极和栅极之间，所述第三二极管和所述第二电阻分别并联在所述第二MOS管的源极和栅极之间，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极分别连接所述第四二极管的阴极和阳极，反接保护单元连接所述第四二极管的阴极，所述第一MOS管的源极作为所述供电开关电路的第一端，所述第二MOS管的栅极和所述第三电阻的第一端均连接所述第四二极管的阳极，所述第三电阻的第二端和所述第二MOS管的源极分别作为所述供电开关电路的控制端和第二端。

4.根据权利要求3所述的板载供电控制电路，其特征在于，所述第一二极管为瞬态抑制二极管，第二二极管和第三二极管为稳压二极管。

5.根据权利要求1所述的板载供电控制电路，其特征在于，所述自激振荡电路包括：

储能滤波单元，所述储能滤波单元的第一端作为所述自激振荡电路的输入端，所述储能滤波单元的第二端接地，所述储能滤波单元用于滤除MOS管开关带来的噪声和干扰；

稳压单元，所述稳压单元的第一端连接所述储能滤波单元的第一端；

限流单元，所述限流单元的第一端连接所述稳压单元的第二端，所述限流单元的第二端接地；

电压调整单元，所述电压调整单元包括一个工作在放大区的三极管，所述电压调整单元的第一端和第二端分别连接所述限流单元的第二端和第一端；

反相器、第四电阻和第一电容，所述反相器包括第一端、第二端、输入端和输出端，所述反相器的第一端连接所述稳压单元的第一端，所述反相器的第二端连接所述电压调整单元的第三端，所述第四电阻和所述第一电容依次串联于所述反相器的输出端和第二端之间，所述第四电阻和所述第一电容的连接点与所述反相器的输入端电连接，所述反相器的输出端作为所述自激振荡电路的输出端。

6.根据权利要求1所述的板载供电控制电路，其特征在于，所述多级推举升压电路包括：第一推举单元、第二推举单元、第三推举单元、第二电容、第三电容、第四电容和第五电阻；所述第一推举单元的第一端作为所述多级推举升压电路的第一输入端，所述第一推举单元的第二端连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端作为所述多级推举升压电路的第二输入端，所述第二电容连接于所述第一推举单元的第一端和第三端之间，所述第二推举单元和所述第三电容串联在所述第二电容的两端，所述第三推举单元和所述第四电容串联在所述第三电容的两端，所述第三推举单元和所述第四电容的连接点作为所述多级推举升压电路的输出端。

7.根据权利要求3所述的板载供电控制电路，其特征在于，电压监控过压保护电路包括：电压采集单元、基准门限单元、比较器，第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一三极管和第二三极管；所述电压采集单元的第一端作为所述电压监控过压保护电路的输入端，所述比较器的第一端和第二端分别连接所述电压采集单元的第二端和所述基准门限单元，所述第六电阻连接于所述比较器的输出端和第一三极管的基极之间，所述第七电阻的两端分别连接所述第一三极管的发射极和基极之间，所述第一三极管的发射极接地，所述第八电阻连接于所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的基极之间，所述第九电阻连接于所述第二三极管的发射极和基极之间，所述第二三极管的发射极和集电极作为所述电压监控过压保护电路的输出端。

8.根据权利要求7所述的板载供电控制电路，其特征在于，信号采集电路包括：静电防护单元，第三MOS管，第五电容、第五二极管、第六二极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻；所述静电防护单元的第一端作为所述信号采集电路的输入端，所述静电防护单元的第二端连接所述第五二极管的阳极，所述第十电阻的一端连接所述第五二极管的阴极，所述第十电阻的另一端接地，所述第十一电阻连接于所述第五二极管的阴极和所述第六二极管的阴极之间，所述第六二极管的阳极接地，所述第五电容连接于所述第六二极管的两端，所述第十二电阻和所述第十三电阻串联之后连接于所述第五电容两端，所述第三MOS管的栅极与所述第十二电阻和所述第十三电阻的连接点电连接，所述第三MOS管的源极与所述第五电容和所述第十三电阻的连接点电连接，所述第三MOS管的漏极作为所述信号采集电路的输出端。

9.根据权利要求7所述的板载供电控制电路，其特征在于，控制电路包括：第三三极管、第四三极管、第六电容、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻；所述第三三极管的集电极连接所述第四三极管的基极，所述第十四电阻连接于所述第三三极管的集电极和基极之间，所述第七二极管的阴极和阳极分别连接所述第四三极管的基极和发射极，所述第十五电阻的一端连接所述第三三极管的基极，所述第十五电阻的另一端作为所述控制电路的第一控制端，所述第十六电阻连接于所述第四三极管的集电极和基极之间，所述第六电容连接于所述第四三极管的集电极和所述第三三极管的发射极之间，所述第八二极管的阳极和阴极分别连接所述第十七电阻的第一端和所述第三三极管的发射极，所述第九二极管的阳极和阴极分别连接所述第十八电阻的第一端和所述第三三极管的发射极，所述第三三极管的基极和发射极作为所述控制电路的第二控制端，所述第十七电阻的第二端连接所述供电开关电路中所述第一二极管的阴极，所述第四三极管的发射极作为所述控制电路的输出端，所述第十八电阻的第二端作为所述控制电路的第一输入端，所述第四三极管的集电极连接所述供电开关电路的第二端。

10.根据权利要求8所述的板载供电控制电路，其特征在于，所述第六二极管为瞬态抑制二极管。

Images