CN201523211U - 一种电动汽车整车控制器的电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动汽车整车控制器的电源电路，所述的该电源电路接蓄电池的正极，蓄电池的负极接地，所述的电源电路采用芯片LT4356。本实用新型在控制器电源输入端应用了功能强大的芯片LT4356，该芯片具有过流保护，浪涌电压限制能力。芯片LT4356对保障安全至关重要的下游组件提供了牢固的前端保护，其4V至80V的宽输入电压范围在冷车启动时可实现连续工作，将输出调节到用户定义的电压上。此外，芯片LT4356还具有电源输入反接保护能力，保护重要的电路负载免受损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子领域，尤其是一种电动汽车整车控制器的电源电路。
背景技术
目前，汽车上应用的电子产品越来越复杂，车载蓄电池有浪涌和尖峰电流，必须保护车载控制器免受这些瞬态影响，否则控制器可能会发生故障，造成巨大损失。由于电动汽车的电子复杂程度更高，上述问题在电动汽车上更加突出，整车控制器的可靠性对汽车的行车安全至关重要，而电源电路的稳定性和可靠性又往往是控制器工作可靠性的基础。
电源模块要求具有防浪涌和尖峰电流、电源反接保护、电源过压保护、噪声抑制和散热要求能力。现有的技术存在的缺陷如下：(1)防电源反接的串联整流二极管功率损耗大；(2)防止浪涌电流旁路箝位二极管的反应速度慢，无法经受长时间的尖峰脉冲，箝位能力低；(3)当钥匙开关打到OFF位置时，有些控制器为了维持控制器持续得电，在控制器外面增加自保继电器，这种方案提高了成本，降低了系统的可靠性。此外，由于电动车上电子功率器件较多，电磁干扰是一个很难解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够抑制浪涌和尖峰电流、具有电源反接保护和电源过压保护功能的电动汽车整车控制器的电源电路。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种电动汽车整车控制器的电源电路，该电源电路接在整车控制器的电源输入端，电源电路与蓄电池的正极相连，蓄电池的负极接地，所述的电源电路采用芯片LT4356。
由上述技术方案可知，本实用新型在控制器电源输入端应用了功能强大的芯片LT4356，该芯片具有过流保护，浪涌电压限制能力。芯片LT4356对保障安全至关重要的下游组件提供了牢固的前端保护，其4V至80V的宽输入电压范围在冷车启动时可实现连续工作，将输出调节到用户定义的电压上。此外，芯片LT4356还具有电源输入反接保护能力，保护重要的电路负载免受损坏。
附图说明
图1、2是本实用新型的电路图；
图3是图1中芯片LT4356的内部电路图。
具体实施方式
一种电动汽车整车控制器的电源电路，该电源电路接在整车控制器的电源输入端，电源电路与蓄电池1的正极相连，蓄电池1的负极接地，所述的电源电路采用芯片LT4356，如图1所示。
结合图1，所述的芯片LT4356包括低值电阻R0，低值电阻R0的一端接蓄电池1的正极，另一端接P型场效应管Q1的漏极，低值电阻R0的两端还分别接芯片LT4356的VCC和SNS引脚，所述的P型场效应管Q1的栅极分别接电阻R1的一端、稳压二极管D1的正极，电阻R1的另一端接地，稳压二极管D1的负极与P型场效应管的源极相连，P型场效应管Q1的源极接N型场效应管的漏极，N型场效应管Q2的栅极通过电阻R2接芯片LT4356的GATE引脚，N型场效应管Q2的源极与电阻R3的一端相连，电阻R3分别与芯片LT4356的FB引脚以及电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地。
结合图1，蓄电池1的负极与车身上的地连接，整车控制器与蓄电池1的正极相连。蓄电池1的电流首先经过整车控制器电源电路的电流检测电路，它是通过检测低值电阻R0的压降从而间接测出输入电流，低值电阻R0的压降是经过芯片LT4356的两个PIN脚-VCC引脚与SNS引脚检测得到的。在正常的情况下，即在蓄电池1的正负极没有反接，电路没有过压、过流现象产生的情况下，电流要流经P型场效应管Q1、N型场效应管Q2。蓄电池1的低电平信号通过电阻R1加到P型场效应管Q1的栅极，P型场效应管Q1导通。在电路没有过压，过流的情况下，芯片LT4356的GATE引脚输出高电平经过电阻R2加在N型场效应管Q2的栅极端，N型场效应管Q2导通。蓄电池1的电流流通经过N型的场效应管Q2。N型场效应管Q2源极端的电压通过电阻R3和电阻R4的分压电路被芯片LT4356的FB引脚采集得到。
结合图1、3，芯片LT4356具有以下功能：
第一，过压保护功能。稳定电压由连接到芯片LT4356的FB引脚的两个电阻R3、R4的阻值的比例决定，在本实用新型中，电阻R3、R4的阻值分别为110K和5.6K，稳定电压计算如下：1.25V×115.6/5.6＝25.8V。通常的选择是设置为稍低于下游组件的额定电压。电动车整车控制器最高输入电压上限值为允许双蓄电池电源输入值，即27V。如果输入的电源电压稍微高于25.8V时，定时器的电容器电压就会斜坡上升。如果输出限制情况持续时间足够长，定时器引脚即TMR引脚达到了第一个电压门限1.25V，那么FLT引脚变低，向下游电路发出早期报警，表明即将有功率损耗，一旦达到1.35V(第二个故障门限)，定时器就关断场效应管Q2。
第二，过流保护功能。过流限制由一个阻值为12毫欧的低值电阻R0和芯片LT4356内部的50mV电流检测放大器组成，限制的电流计算公式如下所示：50mv/12m Q＝4.1A，因此电流限值为4安培。在出现过流情况时，有源限流环路将低值电阻R0上的电压稳定在50毫伏，同时启动定时器。如果过载情况持续，则关断场效应管Q2，让其冷却一段时间再接通。芯片LT4356不仅控制电流，还监视漏源电压Vds，定时器间隔由漏源电压Vds调节，压差越高，定时器间隔越短。这样就可保持场效应管Q2中的总的能量损耗在故障期间几乎恒定，并保持场效应管在安全工作区内工作，限流不仅保护场效应管，还保护上游保险丝，电路就能自动从过载状态恢复。
第三，电源输入反向保护功能。如果输入到整车控制器的电源极性颠倒，在没有反向电压保护时，会对整车控制器器件造成极大损害。芯片LT4356的输入可承受高达-30V的电压，而且它可以驱动N型场效应管，N型场效应管内部的二级管可以阻断反向电压回路，从而避免损害器件的情况发生。与在主回路中串联隔离二级管方案相比，本实用新型的优势：整车控制器正常工作时，场效应管的功率损耗比二级管小很多。
结合图1、2，所述的芯片LT4356的OUT引脚通过节点A接能够双向滤除高频干扰信号的LC滤波电路的输入端，LC滤波电路参照现有技术，LC滤波电路的输出端通过节点B接P型场效应管Q5的漏极，稳压二极管D2跨接在P型场效应管Q5的漏极和栅极之间，稳压二极管D2的正、负极分别接P型场效应管Q5栅极、漏极，P型场效应管Q5的源极作为电源电路的输出端，即通过节点C向外部设备如整车控制器等供电或经过变压后供电。电阻R5的一端接点火开关，电阻R5的另一端接三极管Q3的基极，电阻R6与电容C1并联后跨接在三极管Q3的基极和发射极之间，三极管Q3的集电极接三极管Q4的集电极，电阻R7的一端接P型场效应管Q5的栅极，电阻R7的另一端接在三极管Q3、Q4的集电极之间，三极管Q3、Q4的发射极接地，电阻R8、电容C2并联后跨接在三极管Q2的基极和发射极之间，三极管Q2的基极接电阻R9的一端，电阻R9接单片机的一个管脚，电阻R9输出单片机保持信号，所述的单片机为整车控制器主芯片。
结合图1、2蓄电池1的电流经过LC滤波电路滤波后，流入节点B，图3所示电路的功能是可以通过控制单片机来实现控制整车控制器的上电和掉电。首先蓄电池1的电流若想要流通经过P型场效应管Q5的话，必须要使P型场效应管Q5的栅极处得低电平的信号。在整车第一次启动时，点火开关打到点火位置时，高电平信号经过电阻R5加载到三极管Q3的基极，从而使三极管Q3导通，三极管Q3导通后，低电平信号经过电阻R7加载到P型场效应管Q5的栅极，从而使P型场效应管Q5导通，电流流过，单片机以及其外围电路开始得电。同时，单片机的一个脚输出高电平信号将三极管Q4打开，低电平信号经过三极管Q4，电阻R7也加载在P型场效应管Q5的栅极，即使这时驾驶员把点火开关打倒OFF档的位置，P型场效应管Q5仍然可以导通，从而使整车控制器的掉电功能可由单片机的程序来控制。
综上所述，本实用新型的核心是在电源的输入采用芯片LT4356及外围电路，有浪涌电压产生时，芯片LT4356的FB引脚检测到电压后，由芯片LT4356来关断正向导通的场效应管；有过流现象发生时，电流传感器检测到电流，也由芯片LT4356来关断场效应管。电路正常工作状态下，场效应管的内阻很小，功率损耗比整流二极管低很多。
Claims (4)
1.一种电动汽车整车控制器的电源电路，其特征在于：该电源电路接在整车控制器的电源输入端，电源电路与蓄电池(1)的正极相连，蓄电池(1)的负极接地，所述的电源电路采用芯片LT4356。
2.根据权利要求1所述的电动汽车整车控制器的电源电路，其特征在于：所述的芯片LT4356包括低值电阻R0，低值电阻R0的一端接蓄电池的正极，另一端接P型场效应管Q1的漏极，低值电阻R0的两端还分别接芯片LT4356的VCC和SNS引脚，所述的P型场效应管Q1的栅极分别接电阻R1的一端、稳压二极管D1的正极，电阻R1的另一端接地，稳压二极管D1的负极与P型场效应管的源极相连，P型场效应管Q1的源极接N型场效应管的漏极，N型场效应管Q2的栅极通过电阻R2接芯片LT4356的GATE引脚，N型场效应管Q2的源极与电阻R3的一端相连，电阻R3分别与芯片LT4356的FB引脚以及电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的电动汽车整车控制器的电源电路，其特征在于：所述的芯片LT4356的OUT引脚接LC滤波电路的输入端，LC滤波电路的输出端接P型场效应管Q5的漏极，稳压二极管D2跨接在P型场效应管Q5的漏极和栅极之间，稳压二极管D2的正、负极分别接P型场效应管Q5栅极、漏极，P型场效应管Q5的源极作为电源电路的输出端，电阻R5的一端接点火开关，电阻R5的另一端接三极管Q3的基极，电阻R6与电容C1并联后跨接在三极管Q3的基极和发射极之间，三极管Q3的集电极接三极管Q4的集电极，电阻R7的一端接P型场效应管Q5的栅极，电阻R7的另一端接在三极管Q3、Q4的集电极之间，三极管Q3、Q4的发射极接地，电阻R8、电容C2并联后跨接在三极管Q2的基极和发射极之间，三极管Q2的基极接电阻R9的一端，电阻R9输出单片机保持信号。
4.根据权利要求3所述的电动汽车整车控制器的电源电路，其特征在于：所述的单片机为整车控制器主芯片。
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