CN201405807Y - 一种混合动力大客车整车控制器用电源电路 - Google Patents

一种混合动力大客车整车控制器用电源电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，包括浪涌保护电路、共模电流滤波电路、电压转换电路，所述的浪涌保护电路一端连接整车控制器的输入端，另一端依次连接共模电流滤波电路和电压转换电路。与现有技术相比，本实用新型符合电磁兼容及可靠性设计的电源电路，保证各级电压输出波形的稳定平滑，电路有很好的抗干扰、浪涌保护和防反接能力。

Description

一种混合动力大客车整车控制器用电源电路
技术领域
本实用新型涉及一种电源电路，特别涉及一种用于混合动力大客车整车控制器的符合电磁兼容及可靠性设计的电源电路。
背景技术
电源电路是向电子设备提供功率和可靠电压电流的装置，它提供整车控制器中所需要的电能。电源功率的大小，电压和电流是否稳定，将影响整车控制器的工作性能和使用寿命，而且对于各种噪声和浪涌的抑制保护不当将可能直接导致控制器的损坏和系统的崩溃。现今整车控制器中电路的集成度很高，对电源电路的电磁兼容和可靠性设计有较高的要求。在提供稳定的电压电流的同时，又要考虑到各种可能发生在电源电路中的传导和辐射干扰现象，还必须保证不会因为浪涌冲击、电源反接等致使器件受损。这些都提高了电源电路设计上的难度。而且，最终的设计必须通过各种严格的测试，还要考虑到一定的成本问题和使用的灵活度。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种符合电磁兼容及可靠性设计的电源电路，保证各级电压输出波形的稳定平滑，电路有很好的抗干扰、浪涌保护和防反接能力的混合动力大客车整车控制器用电源电路。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于：浪涌保护电路、共模电流滤波电路、电压转换电路，所述的浪涌保护电路一端连接整车控制器的输入端，另一端依次连接共模电流滤波电路和电压转换电路。
所述的浪涌保护电路包括一个压敏电阻W1和TVS1。
所述的浪涌保护电路和共模电流滤波电路之间设有防止电源反接的二极管D12和滤除电路中差模电流的X型电容4。
所述的共模电流滤波电路包括两个电容构成的Y型滤波器3和共模扼流圈5。
所述的共模电流滤波电路与电压转换电路之间设有两个表贴式铝电解电容(低ESR)6和稳压二极管7，两个表贴式铝电解电容(低ESR)6连接12V直流电压输出端。
所述的电压转换电路包括斩波式开关电压调节器和其外围电路，斩波式开关电压调节器的管脚IN连接一个电解电容，管脚OUT连接一个整流管，并且并联一个由储能电感和两个电解电容构成的串并联型低通滤波器，管脚GND接地，管脚ON/OFF置低电平接地，管脚FEEDBACK连接输出端；
所述的电压转换电路连接两个去耦电容C9和C10，去耦电容C9和C10连接5V直流电压输出端。
所述的5V直流电压输入端通过一电压转换电路连接3.3V电压输出端，该转换电路包括低压差线性稳压器GM6605-3.3，其管脚GND接地，管脚IN和管脚OUT分别连接一个π型滤波器，π型滤波器由一个磁珠和两个电容器组成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，本电路经传导发射测试、辐射发射测试、辐射抗干扰测试、静电放电测试和ISO7637中的电源线电瞬变测试证明，能有效滤除电路中可能出现的共模电流和差模电流，有很好的抗干扰、浪涌保护和防电源反接能力。其用途广泛、供电稳定，适合作为各种电子控制器设备的电源电路。
附图说明
图1为本实用新型混合动力大客车整车控制器用电源电路原理图中12V到5V的转换电路图；
图2为本实用新型混合动力大客车整车控制器用电源电路原理图中5V到3.3V的转换电路图；
其中，1-瞬态电压抑制器TVS(Transient Voltage Suppressor)，2-二极管D1，3-Y型滤波器，4-X型电容，5-共模扼流圈，6-铝电解电容，7-稳压二极管，8-电压转换电路，9-去耦电路，10-π型滤波器，11-低压差线性稳压器，12-π型滤波器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例1
如图1所示，一种符合电磁兼容及可靠性设计的混合动力大客车整车控制器用电源电路，包括浪涌保护电路、共模电流滤波电路、电压转换电路，所述的浪涌保护电路一端连接整车控制器的输入端，另一端依次连接共模电流滤波电路和电压转换电路。浪涌保护电路包括一个压敏电阻W1和TVS1；二极管D1 2用来防止电源反接；X型电容4的作用是滤除电路中的差模电流；共模电流滤波电路包括两个电容构成的Y型滤波器3和共模扼流圈5，共模扼流圈5主要用来滤除共模电流的高频部分，Y型滤波器3则主要用来滤除共模电流的低频部分；12V直流电压输出端连接两个表贴式铝电解电容(低ESR)6，用来减少供电网络中的电压波纹；稳压二极管7的作用是作为保护装置，防止开关电压调节器的输入电压过压；12V至5V电压转换电路包括斩波式开关电压调节器GM7130-5.0和其外围电路，依据GM7130-5.0的产品说明书，管脚IN连接一个电解电容，用来减小输入电压波纹，管脚OUT连接一个整流管，并且并联一个由储能电感和两个电解电容构成的串并联型低通滤波器，管脚GND接地，管脚ON/OFF置低电平接地，管脚FEEDBACK连接输出端；5V输出端连接去耦电路9，该去耦电路9由两个去耦电容C9和C10组成；
如图2所示，5V至3.3V电压转换电路π型滤波器10，低压差线性稳压器11，π型滤波器12。低压差线形稳压器GM6605-3.3，其管脚GND接地，管脚IN和管脚OUT分别连接π型滤波器10和π型滤波器12，π型滤波器由一个磁珠和两个电容器组成，磁珠用来去除高频噪声，滤波电容用来降低磁珠上的di/dt。
电源电路输入端连接浪涌保护电路和防反接二极管，通过X型电容和共模电流滤波电路滤除电路中的共模电流和差模电流，输出12V直流电压，其中X型电容采用一个0805封装、耐压为100V、容值为10uF的陶瓷电容；12V输出端的钽电容用来减小电压波纹；稳压二极管7的限定电压是15V，而斩波式开关电压调节器GM7130-5.0的输入允许电压是7～40V，这样可防止过压；GM7130-5.0的作用是输出5V直流电压，其斩波频率是52KHz，输入端和输出端连接的电解电容用来减小电压波纹，整流管D2用来对开关式调节器的输出进行整流；低压差线形稳压器GM6605-3.3用于输出3.3V直流电压。通过传导发射测试、辐射发射测试、辐射抗干扰测试、静电放电测试和ISO7637中的电源线电瞬变测试等证明，该电源电路能有效滤除电路中可能出现的共模电流和差模电流，有很好的抗干扰、浪涌保护和防电源反接能力。其用途广泛、供电稳定，适合作为各种电子控制器设备的电源电路。
特别要说明的是，电路板上的12V供电电源由共模扼流圈5输出端引出，共模扼流圈选用的是TDK的ACM1211；增加了由两个电容组成的Y型滤波器3，对于电源线上的共模电流，共模扼流圈5和Y型电容3构成LC滤波，利用TDK提供的仿真软件可以发现，单纯使用共模扼流圈只是滤除掉了共模电流中的高频部分，因为共模扼流圈的阻抗只在频率较高时比较高，而由两个电容组成的Y型滤波器则可以滤除低频部分的共模电流；电源电路所有钽电容均使用低ESR型，在电源电路的输出端，变化的电流di/dt主要是由输出端放置的电容来提供的，其中钽电容提供比较低频的di/dt，钽电容的串联等效电阻(ESR)直接决定由这个di/dt引起的电源网络电压波纹dv/dt，一般使用的钽电容ESR可以达到几百欧姆(100KHz时)，而低ESR型的钽电容的ESR则只有零点几个欧姆，因此由其提供的供电网络电压波纹将会小很多；在5V至3.3V电压转换电路的输入和输出端均增加了一个有两个电容和一个磁珠组成的π型滤波器，通过使用电压探头发现磁珠输出端的高频干扰电平要比输入端高很多，使用电磁诊断设备发现，L3、L4短路会发现电压波动增加，因为L3、L4所处的供电网络中，低频的di/dt已经被LDO芯片及其前面的去耦电容滤掉，其主要承担滤除高频噪声的任务，而这时阻抗特性比较小，磁珠的两侧又均放置了一个滤波电容，这是为避免di/dt在L3、L4上产生电压降从而导致电压波动。

Claims (8)

1.一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于：包括浪涌保护电路、共模电流滤波电路、电压转换电路，所述的浪涌保护电路一端连接整车控制器的输入端，另一端依次连接共模电流滤波电路和电压转换电路。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的浪涌保护电路包括一个压敏电阻W1和TVS(1)。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的浪涌保护电路和共模电流滤波电路之间设有防止电源反接的二极管D1(2)和滤除电路中差模电流的X型电容(4)。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的共模电流滤波电路包括两个电容构成的Y型滤波器(3)和共模扼流圈(5)。
5.根据权利要求1所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的共模电流滤波电路与电压转换电路之间设有两个表贴式铝电解电容(6)和稳压二极管(7)，两个表贴式铝电解电容(6)连接12V直流电压输出端。
6.根据权利要求1所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的电压转换电路包括斩波式开关电压调节器和其外围电路，斩波式开关电压调节器的管脚IN连接一个电解电容，管脚OUT连接一个整流管，并且并联一个由储能电感和两个电解电容构成的串并联型低通滤波器，管脚GND接地，管脚ON/OFF置低电平接地，管脚FEEDBACK连接输出端。
7.根据权利要求1所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的电压转换电路连接两个去耦电容C9和C10，去耦电容C9和C10连接5V直流电压输出端。
8.根据权利要求7所述的一种混合动力大客车整车控制器用电源电路，其特征在于，所述的5V直流电压输入端通过一电压转换电路连接3.3V电压输出端，该转换电路包括低压差线性稳压器GM6605-3.3，其管脚GND接地，管脚IN和管脚OUT分别连接一个π型滤波器，π型滤波器由一个磁珠和两个电容器组成。
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