CN115995801A - 用于车身稳定系统的功率供电装置、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于车身稳定系统的功率供电装置，其特征在于，包括：控制器、功率开关控制电路、功率开关模块、主电源、慢充电路；主电源用于通过功率开关模块输出用于车身稳定系统的供电电压；控制器用于通过功率开关控制电路控制功率开关模块开启或关断，以分别将供电电压输出至车身稳定系统或者阻止供电电压输出至车身稳定系统；控制器还用于控制主电源输出供电电压至慢充电路，慢充电路用于限制供电电压导致的浪涌电流、以及在供电电压作用下通过预设的慢充方式为车身稳定系统进行辅助供电。本申请的功率供电装置、系统及车辆可抑制车辆上电瞬间的浪涌电流，保护内部器件，并且节省车辆上电时间，提高车身稳定系统的响应能力。

Description

用于车身稳定系统的功率供电装置、系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，具体涉及一种用于车身稳定系统的功率供电装置、系统及车辆。

背景技术

随着汽车电子化程度越来越高，整车对系统的安全性要求也越来越高，功率供电部分作为车身稳定系统的关键模块，对车身稳定的安全控制起到至为关键的作用。现阶段功率供电部分的控制一般采用背靠背的两个功率MOSFET来实现电源防反接以及异常大电流工况下关断功率器件供电。但由于功率MOSFET后端接有较大容值电容，或在极端情况下功率MOSFET后端用电器件短路到地，功率MOSFET开启瞬间将会产生极大的浪涌电流，极限条件下可能导致功率MOSFET失效，从而导致内部功率电路短路，存在安全缺陷。。

针对以上问题，本领域技术人员一直在寻求解决方法。

发明内容

本申请要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的缺陷，提供一种用于车身稳定系统的功率供电装置、系统及车辆，以实现减小车辆上电瞬间的浪涌电流的同时节省上电时间。

为了实现上述目的，本申请是通过如下的技术方案来实现：

一种用于车身稳定系统的功率供电装置，包括：控制器、功率开关控制电路、功率开关模块、主电源、慢充电路；

所述功率开关模块与所述主电源电性连接，所述主电源用于通过所述功率开关模块输出用于车身稳定系统的供电电压；所述控制器通过所述功率开关控制电路与所述功率开关模块电性连接，并用于通过所述功率开关控制电路控制所述功率开关模块开启或关断，以分别将所述供电电压输出至所述车身稳定系统或者阻止所述供电电压输出至所述车身稳定系统；

所述慢充电路与所述控制器及所述主电源电性连接，所述慢充电路还与所述功率开关模块的输出端连接，所述控制器还用于控制所述主电源输出所述供电电压至所述慢充电路，所述慢充电路用于限制所述供电电压导致的浪涌电流、以及在所述供电电压作用下通过预设的慢充方式为所述车身稳定系统进行辅助供电。

可选地，所述功率供电装置还包括诊断电路；所述诊断电路与所述控制器、所述慢充电路及所述功率开关模块的输入端及输出端连接，用于获取所述主电源输入到所述功率开关模块的电压值和所述功率开关模块输出的电压值，所述控制器还用于获取所述诊断模块获取的电压值并根据所述诊断模块获取的电压值控制所述慢充电路开启或关断。

可选地，所述功率开关模块包括第一场效应管和第二场效应管；所述第一场效应管和所述第二场效应管的控制端与所述功率开关控制电路连接，所述第一场效应管的漏极与所述主电源连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的的源极与所述功率开关模块的输出端相连。

可选地，所述功率开关控制电路包括高边驱动芯片；所述高边驱动芯片用于根据所述控制器输出的控制信号控制所述第一场效应管和所述第二场效应管开启或关断。

可选地，所述慢充电路包括慢充三极管、限流电阻和慢充电容；所述慢充三极管的控制端与所述控制器和所述主电源连接，所述慢充三极管的第一通路端与所述诊断电路电性连接，所述慢充三极管的第二通路端通过所述限流电阻与所述慢充电容连接，所述慢充电容与所述功率开关模块的输出端连接。

可选地，所述诊断电路还用于获取所述慢充电容的电压，所述控制器还用于当所述诊断电路获取的所述慢充电容的电压大于预设的充电电压阈值时，通过所述功率开关控制电路控制所述功率开关模块为所述慢充电容进行斩波充电。

可选地，所述控制器还用于根据所述诊断模块获取的电压值为所述功率供电装置进行故障检测。

可选地，所述主电源还与所述功率开关控制电路及诊断电路电性连接，用于对所述功率开关控制电路及诊断电路供电；所述功率供电装置还包括独立于所述主电源的辅助电源；所述辅助电源与所述控制器电性连接，用于对所述控制器供电。

本申请还提供一种车身稳定系统，包括上述的功率供电装置，和车身稳定控制器；所述功率供电装置用于对所述车身稳定控制器进行供电。

本申请还提供一种车辆，包括上述的车身稳定系统。

本申请提供了一种用于车身稳定系统的功率供电装置、系统及车辆，通过慢充电路为慢充电容充电，可抑制车辆上电瞬间的浪涌电流，保护内部器件；并且，通过功率开关为慢充电容斩波充电和通过慢充电路直接为慢充电容充电，可减小车辆上电时间，提高车身稳定系统的响应能力。

为让本申请的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本申请；

图1是本申请一实施例提供的功率供电装置的结构框图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1是本申请一实施例提供的功率供电装置的结构框图，请参阅图1，本申请提供一种用于车身稳定系统的功率供电装置，包括：控制器10、功率开关控制电路20、功率开关模块30、主电源VBAT、慢充电路40。

功率开关模块30与主电源VBAT电性连接，控制器10通过功率开关控制电路20与功率开关模块30电性连接，慢充电路40与控制器10及主电源VBAT电性连接，慢充电路40还与功率开关模块30的输出端Power in连接。

主电源VBAT用于通过功率开关模块30输出用于车身稳定系统的供电电压。

控制器10用于通过功率开关控制电路20控制功率开关模块30开启或关断，以分别将供电电压输出至车身稳定系统或者阻止供电电压输出至车身稳定系统。

控制器10还用于控制主电源VBAT输出供电电压至慢充电路40，慢充电路40用于限制供电电压导致的浪涌电流、以及在供电电压作用下通过预设的慢充方式为车身稳定系统进行辅助供电。

可选地，功率供电装置还包括诊断电路50；诊断电路50与控制器10、慢充电路40及功率开关模块30的输入端及输出端Power in连接，用于获取主电源VBAT输入到功率开关模块30的电压值和功率开关模块30输出的电压值，控制器10还用于获取诊断模块获取的电压值并根据诊断模块获取的电压值控制慢充电路40开启或关断。

一实施例中，诊断电路50包括至少一个采样电阻，采样电阻用于获取目标电压监测点的电压值。

如图1所示，功率供电装置具有三个电压监测点TP1、TP2、TP3，电压监测点TP1位于主电源VBAT和第一场效应管Q1之间，电压监测点TP2位于第一场效应管Q1和第二场效应管Q2之间，电压监测点TP3位于第二场效应管Q2和功率开关模块30的输出端Power in之间。诊断电路50获取电压监测点TP1、TP2、TP3的电压值后将此三个位置的电压值输出至控制器10，控制器10根据接收的电压值控制功率开关模块30开启或关断，和/或控制慢充电路40开启或关断。

可选地，功率开关模块30包括第一场效应管Q1和第二场效应管Q2；第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的控制端与功率开关控制电路20连接，第一场效应管Q1的漏极与主电源VBAT连接，第一场效应管Q1的源极与第二场效应管Q2的漏极连接，第二场效应管Q2的的源极与功率开关模块30的输出端Power in相连。

一实施例中，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2为背靠背N型MOSFET，利用第一场效应管Q1和第二场效应管Q2可实现主电源VBAT输出至功率开关模块30的输出端Power in的电流通路以及对电流通路的防反接保护；并且，当主电源VBAT输出异常大电流时控制器10可通过功率开关控制电路20控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2关断以保护电路。

可选地，功率开关控制电路20包括高边驱动芯片(图中未示出)；高边驱动芯片用于根据控制器10输出的控制信号控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2开启或关断。

一实施例中，功率开关控制电路20由控制器10来控制高边驱动芯片来实现第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的开关。具体地，当控制器10输出高电平信号至高边驱动芯片时，高边驱动芯片驱动第一场效应管Q1和第二场效应管Q2打开，当控制器10输出低电平信号至高边驱动芯片时，高边驱动芯片驱动第一场效应管Q1和第二场效应管Q2关闭。

可选地，慢充电路40包括慢充三极管、限流电阻和慢充电容(图中未示出)。慢充三极管的控制端与控制器10和主电源VBAT连接，慢充三极管的第一通路端与诊断电路50电性连接，慢充三极管的第二通路端通过限流电阻与慢充电容连接，慢充电容与功率开关模块30的输出端Power in连接。

本实施例中，当控制器10被唤醒时(例如接收到整车控制器输出的上电指令)，慢充三极管被自动打开，主电源VBAT输出供电电压给慢充电容充电，当慢充电容的累积电压达到一定电压值时，控制器10将输出关断控制信号至慢充三极管以使得慢充三极管关断，进而结束对慢充电容的充电。一般地，上述的一定电压值小于或等于慢充电容的额定电压。

可选地，诊断电路50还用于获取慢充电容的电压，控制器10还用于当诊断电路50获取的慢充电容的电压大于预设的充电电压阈值时，通过功率开关控制电路20控制功率开关模块30为慢充电容进行斩波充电。

本实施例中，由于限流电阻及慢充三极管的通流能力较小，一般慢充电路充电时间都比较长，若仅通过慢充电路为慢充电容充电，车辆上电时间仍然比较长。本实施例中，当慢充电容的电压大于预设的充电电压阈值时，控制器10控制高边驱动芯片以PWM的形式驱动第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，则主电源VBAT可以斩波形式给慢充电容充电，具体地，PWM的占空比可控制为慢充电容充电的电流大小。当电压监测点TP1与电压监测点TP3的电压值小于预设电压值时，控制器10控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2完全打开，且控制慢充电路关闭。可选地，预设的充电电压阈值设置为3V，预设电压值设置为4V。

可选地，控制器10还用于根据诊断模块获取的电压值为功率供电装置进行故障检测。具体地，诊断电路50获取电压监测点TP1、TP2、TP3的电压值后输出至控制器10，控制器10根据此三个位置的电压值对电路或电路中的电子元件进行故障判定。

可选地，主电源VBAT还与功率开关控制电路20及诊断电路50电性连接，用于对功率开关控制电路20及诊断电路50供电；功率供电装置还包括独立于主电源VBAT的辅助电源VCC；辅助电源VCC与控制器10电性连接，用于对控制器10供电。

本申请还提供一种车身稳定系统，包括上述的功率供电装置，和车身稳定控制器；功率供电装置用于对车身稳定控制器进行供电。

本申请还提供一种车辆，包括上述的车身稳定系统。

本申请的功率供电装置，利用功率开关电路30实现主电源VBAT为车身稳定系统供电的开启预关闭，异常情况下可及时切断供电；通过慢充电路为慢充电容充电，可抑制车辆上电瞬间的浪涌电流，保护内部器件；并且，利用功率开关(两个场效应管)以斩波充电的形式为慢充电容充电和直接利用慢充电路为慢充电容充电，两种慢充方式结合可减小车辆上电时间，提高车身稳定系统的响应能力。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。取决于语境，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车身稳定系统的功率供电装置，其特征在于，包括：控制器、功率开关控制电路、功率开关模块、主电源、慢充电路；

所述功率开关模块与所述主电源电性连接，所述主电源用于通过所述功率开关模块输出用于车身稳定系统的供电电压；所述控制器通过所述功率开关控制电路与所述功率开关模块电性连接，并用于通过所述功率开关控制电路控制所述功率开关模块开启或关断，以分别将所述供电电压输出至所述车身稳定系统或者阻止所述供电电压输出至所述车身稳定系统；

所述慢充电路与所述控制器及所述主电源电性连接，所述慢充电路还与所述功率开关模块的输出端连接，所述控制器还用于控制所述主电源输出所述供电电压至所述慢充电路，所述慢充电路用于限制所述供电电压导致的浪涌电流、以及在所述供电电压作用下通过预设的慢充方式为所述车身稳定系统进行辅助供电。

2.如权利要求1所述的功率供电装置，其特征在于，所述功率供电装置还包括诊断电路；所述诊断电路与所述控制器、所述慢充电路及所述功率开关模块的输入端及输出端连接，用于获取所述主电源输入到所述功率开关模块的电压值和所述功率开关模块输出的电压值，所述控制器还用于获取所述诊断模块获取的电压值并根据所述诊断模块获取的电压值控制所述慢充电路开启或关断。

3.如权利要求1所述的功率供电装置，其特征在于，所述功率开关模块包括第一场效应管和第二场效应管；所述第一场效应管和所述第二场效应管的控制端与所述功率开关控制电路连接，所述第一场效应管的漏极与所述主电源连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管的的源极与所述功率开关模块的输出端相连。

4.如权利要求3所述的功率供电装置，其特征在于，所述功率开关控制电路包括高边驱动芯片；所述高边驱动芯片用于根据所述控制器输出的控制信号控制所述第一场效应管和所述第二场效应管开启或关断。

5.如权利要求2所述的功率供电装置，其特征在于，所述慢充电路包括慢充三极管、限流电阻和慢充电容；

所述慢充三极管的控制端与所述控制器和所述主电源连接，所述慢充三极管的第一通路端与所述诊断电路电性连接，所述慢充三极管的第二通路端通过所述限流电阻与所述慢充电容连接，所述慢充电容与所述功率开关模块的输出端连接。

6.如权利要求5所述的功率供电装置，其特征在于，所述诊断电路还用于获取所述慢充电容的电压，所述控制器还用于当所述诊断电路获取的所述慢充电容的电压大于预设的充电电压阈值时，通过所述功率开关控制电路控制所述功率开关模块为所述慢充电容进行斩波充电。

7.如权利要求6所述的功率供电装置，其特征在于，所述控制器还用于根据所述诊断模块获取的电压值为所述功率供电装置进行故障检测。

8.如权利要求3所述的功率供电装置，其特征在于，所述主电源还与所述功率开关控制电路及诊断电路电性连接，用于对所述功率开关控制电路及诊断电路供电；

所述功率供电装置还包括独立于所述主电源的辅助电源；所述辅助电源与所述控制器电性连接，用于对所述控制器供电。

9.一种车身稳定系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的功率供电装置，和车身稳定控制器；

所述功率供电装置用于对所述车身稳定控制器进行供电。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的车身稳定系统。

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