CN115060449A - 一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，采用小信号NMOS管驱动控制PMOS作为电源防反电路，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；采用LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。有效解决了由于各种原因电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的问题。本发明还提供一种防止电源跌落脉冲实验导致黑屏花屏的系统。

Description

一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法
技术领域
本发明涉及车辆蓄电池电源检测技术，具体涉及一种防止电源跌落导致的黑屏花屏及系统数据丢失的方法及其系统，属于电源技术领域。
背景技术
随着汽车电子技术的飞速发展，一个车机搭载多个大屏的方案技术被广泛采用，导致车机的整体功耗剧增，因此需要对车机的电源进行检测。根据车厂相关技术标准，需要对车机进行各种电源脉冲等相关实验。在电源跌落脉冲实验特别是模拟发动机crank实验中，存在电源瞬间跌落至车机允许的最小电压要求范围之外，导致车机瞬间断电，在瞬起之后出现黑屏花屏等问题，甚至会导致系统数据丢失，车机无法正常启动。
目前，现技术通常采用的方法是在电源输入端直接连接一个大电流的二极管进行防反，但是二极管随着域控制器电流的增加二极管内部的压降也会随之增大，会影响后面电路电源的采集精度，影响系统的稳定性。CN202021000877.8公开了一种满足电源跌落性能要求的电源电路，包括依次电性连接的电源输入模块、隔离储能模块、滤波储能模块、电压转换模块和输出模块，其中，所述滤波储能模块包括1个以上串接的第一滤波储能单元，所述滤波储能单元包括共模电感和一个以上的满足一定时长负载供电的电容，所述共模电感的输入端与隔离储能模块输出端相连，所述电容的两端并接在所述共模电感的两个输出端。其中，使用的隔离模块为二极管，域控制器本身电流很大，由于二极管本身的特性，从而导致二极管内部的压降也会随之增大，会影响后面电路电源的采集精度，影响系统的稳定性。
因此，如何解决车辆蓄电池电源检测在电源跌落脉冲实验中，车机前级的电源影响黑屏花屏及系统数据丢失的问题，是本领域技术人员有待解决的问题。
发明内容
针对现有现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提出一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法。
进一步，本发明还提供实现所述方法的防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统。
实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，采用小信号NMOS管驱动控制PMOS作为电源防反电路，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；采用LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。所述负载包括车机搭载的SOC及各种外围芯片。
进一步，当电源检测芯片电路检测到输入电压低于设定值时，机车保护休眠状态；
当电源检测芯片电路检测到输入电压高于设定值时，机车正常工作；
做电源跌落脉冲实验时，当电源检测芯片电路检测到输入电压高于设定值时，并联的PMOS管和小信号NMOS管均导通，车机上电并继续正常工作；当电源检测芯片电路检测到输入电压低于设定值时，电源检测芯片电路关断小信号NMOS管，NMOS管此时快速关断PMOS管；电源检测芯片电路同时通过转换电路输出中断信号到MCU，MCU发送给SOC发送信息，SOC开始备份数据；MCU开始启动掉电时序流程，使机车进入休眠状态。其中，所述输入电压的设定值为车机标准中要求6V正常工作的阈值。
本发明还提供一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，包括PMOS电源防反电路、LC振荡电路、电源监控芯片电路和电源异常中断信息电路；所述PMOS电源防反电路采用小信号NMOS管驱动控制PMOS作为电源防反电路，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。
进一步，在PMOS前级增加小电容和二极管作为缓启电路，防止瞬间大电流对后级芯片和器件的瞬间冲击。在PMOS后级增加大电容以维持电源瞬间跌落状态下的电源，确保有足够的时间使车机正常完成掉电时序以及系统文件备份。所述电源监控芯片电路后端还连接有电路MCU，该电路MCU与SOC连接。
所述电源监控芯片电路采用BD48E35G-MTR检测芯片及其外围电路。
本发明还提供所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失系统的应用，用于车辆蓄电池电源状态检测。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，采用小信号NMOS管驱动控制PMOS作为电源防反电路，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；采用LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。有效解决了由于各种原因电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的问题。所述负载包括车机搭载的SOC及各种外围芯片。采用并联两颗PMOS管的方法作为电源防反设计并增加带负载能力。PMOS的特性是内阻小，在大电流的状态下PMOS的压降较低，对于后级的电源电压采集更加精准。由于PMOS的特性是双向导通，在电源瞬间跌落脉冲实验中只是使用PMOS进行防反不能进行有效保护，因此增加电源检测芯片对电源进行监控。本发明中采用ROHM的BD48E35G-MTR检测芯片和一颗NMOS来瞬间关断PMOS，以保护车机的供电。
2、本发明还提供一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，在PMOS前级增加小电容和二极管作为缓启电路，防止瞬间大电流对后级芯片和器件的瞬间冲击；在PMOS后级增加大电容以维持电源瞬间跌落状态下的电源，确保有足够的时间使车机正常完成掉电时序以及系统文件备份。
3、本发明中电源监控芯片电路采用BD48E35G-MTR检测芯片检测电压是3.5V，VDD引脚电压在3.5V以下时，VOUT被拉低；VDD引脚电压在3.5V以上时，VOUT处于开漏输出。由于VDD和VOUT引脚最大耐压为10V，故需要增加稳压管对引脚进行保护。并且，在启动之后电池电压达到6V状态以上才能正常启动车机。
附图说明
图1是本发明电路原理方框图；
图2是本发明电路原理控制流程图；
图3是本发明一具体实施方式电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和本发明实施例组合可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中，相关技术术语定义：
序号 符号/英文 中文 功能或含义
1 CRANK 启动 此处表示发动机启动的电源模拟实验
2 MCU 微控制单元 控制芯片
3 SOC 系统级芯片 运行操作系统和数据处理芯片
4 ROHM 罗姆 芯片厂商
参见图1和图2，本发明提供一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，采用并联的PMOS管和NMOS管作为电源防反电路，由小信号NMOS管驱动控制PMOS，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；同时，增加电源检测芯片对电源进行监控。
当电源检测芯片检测到输入电压低于设定值时，机车保护休眠状态；
当电源检测芯片检测到输入电压高于设定值时，机车正常工作；
做电源跌落脉冲实验时，当电源检测芯片检测到输入电压高于设定值时，并联的PMOS管和NMOS管均导通，车机上电并继续正常工作；当电源检测芯片检测到输入电压低于设定值时，电源检测芯片关断NMOS管并由NMOS管关断PMOS管；同时由MCU给SOC发送信息，SOC开始备份数据；MCU开始启动掉电时序流程，使机车进入休眠状态。
如图1所示，本发明提供一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，包括PMOS电源防反电路、LC振荡电路、电源监控芯片电路和电源异常中断信息电路；所述PMOS电源防反电路采用小信号NMOS管驱动控制PMOS作为电源防反电路，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。PMOS电源防反电路包括并联的PMOS管和NMOS管及其外围电路，其并联的输入端连接电源输入模块，输出端连接负载；所述NMOS管还并联有电源检测芯片对输入电源进行监控，以控制NMOS管和PMOS管的开断。采用小信号NMOS管驱动控制PMOS，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；所述负载包括车机搭载的SOC及各种外围芯片。
进一步，在PMOS前级增加小电容和二极管作为缓启电路，防止瞬间大电流对后级芯片和器件的瞬间冲击。在PMOS后级增加大电容以维持电源瞬间跌落状态下的电源，确保有足够的时间使车机正常完成掉电时序以及系统文件备份。所述电源监控芯片电路后端还连接有电路MCU，该电路MCU与SOC连接。
参见图3，为本发明防止电源跌落脉冲实验导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法的一种具体实施方式；其中，所述电源监控芯片电路采用BD48E35G-MTR检测芯片及其外围电路。
在PMOS后级增加大电容以维持电源瞬间跌落状态下的电源，确保有足够的时间使车机正常完成掉电时序以及系统文件备份。所述电源监控芯片电路后端还连接有电路MCU，该电路MCU与SOC连接。所述大电容一般根据后级的负载电流进行计算后选取，本发明中选择3300uF电容。
将其用于车辆蓄电池电源状态检测，通过VDD引脚增加分压电阻可以设计电池临界检测电压为6V，在电池电压低于6V，VOUT引脚瞬间拉低；电池电压为6V以上时，VOUT处于开漏输出，此时车机才能工作和被唤醒。所以，此时VOUT引脚的输出状态可以作为电池检测状态，检测信号输入到MCU作为电池监控信号。
在电源跌落脉冲实验或者发动机CRANK实验的时候，电池电压瞬间被拉低，此时通过分压电阻分压后的VDD电压低于3.5V后，VOUT引脚瞬间拉低，关闭NMOS，从而关断PMOS防止电流倒灌，此时后级的大电容提供电源以保证负载有足够的时间关闭和备份系统数据。在电源跌落之后电源瞬起（中间跌落时间很短）在电源起到6V以上的时候，VOUT引脚再次开漏输出，打开NMOS，从而打开PMOS继续给后级负载芯片供电。
需要在VDD引脚增加3.3V的常电，避免电源瞬间掉电之后BD48E35G-MTR芯片失效导致整个供电网络失效。选择上拉3.3V常电的原因是3.3V低于芯片的检测电压3.5V并且MCU一般的电源都有3.3V，比较常规。如果只是瞬间掉电后恢复，可以适当增加MCU电池检测中断口的电容值，避免车机误关机。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，其特征在于，采用小信号NMOS管驱动控制PMOS作为电源防反电路，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；采用LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。
2.根据权利要求1所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，其特征在于，
当电源检测芯片电路检测到输入电压低于设定值时，机车保护休眠状态；
当电源检测芯片电路检测到输入电压高于设定值时，机车正常工作；
做电源跌落脉冲实验时，当电源检测芯片电路检测到输入电压高于设定值时，并联的PMOS管和小信号NMOS管均导通，车机上电并继续正常工作；当电源检测芯片电路检测到输入电压低于设定值时，电源检测芯片电路关断小信号NMOS管，NMOS管此时快速关断PMOS管；电源检测芯片电路同时通过转换电路输出中断信号到MCU，MCU发送给SOC发送信息，SOC开始备份数据；MCU开始启动掉电时序流程，使机车进入休眠状态。
3.根据权利要求2所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的方法，其特征在于，所述输入电压的设定值为车机标准中要求6V正常工作的阈值。
4.一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，包括PMOS电源防反电路、LC振荡电路、电源监控芯片电路和电源异常中断信息电路；所述PMOS电源防反电路采用小信号NMOS管驱动控制PMOS，避免电池掉电电流倒灌到电池并增加带负载能力；LC振荡电路用于储存电路振荡时的能量；电源监控芯片电路控制PMOS电源防反电路的开断，同时给电源异常中断信息电路发出指令。
5.根据权利要求4所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，在PMOS前级增加小电容和二极管作为缓启电路。
6.根据权利要求4所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，在PMOS后级增加大电容以维持电源瞬间跌落状态下的电源。
7.根据权利要求4所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，所述电源监控芯片电路后端还连接有电路MCU，该电路MCU与SOC连接。
8.根据权利要求4所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，所述电源监控芯片电路电路采用BD48E35G-MTR检测芯片及其外围电路。
9.根据权利要求4所述防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，所述负载包括车机搭载的SOC及各种外围芯片。
10.根据权利要求4至9任一防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失的系统，其特征在于，按权利要求2的方法防止电源跌落导致的黑屏花屏及系统数据丢失事件。
11.一种防止电源跌落导致黑屏花屏及系统数据丢失系统的应用，其特征在于，采用权利要求4至10任一所述防止电源跌落导致的黑屏花屏及系统数据丢失系统，用于车辆蓄电池电源状态检测。
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