CN204809912U - 汽车控制器电源的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车控制器电源的保护电路。其中，该汽车控制器电源的保护电路包括：蓄电池；反接保护支路，与蓄电池连接，用于在蓄电池极性反接的情况下，保护汽车控制器的电源模块；浪涌吸收支路，与反接保护支路连接，用于对保护电路进行过电压保护；储能支路，与浪涌吸收支路连接，用于在蓄电池的供电电压跌落时，将储能支路存储的电能供给至电源模块。本实用新型解决了现有技术中由于汽车行驶环境复杂多变，导致汽车控制器内的电源模块无法对汽车控制器进行稳定供电的技术问题。

Description

汽车控制器电源的保护电路

技术领域

本实用新型涉及汽车控制器领域，具体而言，涉及一种汽车控制器电源的保护电路。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，包括混合动力汽车、纯电动汽车等类型。

汽车控制器是用来控制新能源汽车的启动、停止、运行、速度、进退以及新能源汽车中其它电子器件的核心控制器件，它就像是汽车的大脑，是汽车上非常重要的部件。通过汽车控制器内设置的电源模块为汽车控制器供电，使得汽车控制器可以控制新能源汽车执行启动、停止等动作。电源模块在为汽车控制器供电时，需要先连接到蓄电池的12V/24V电源上，再通过蓄电池提供的供电电压来为汽车控制器供电。由于汽车(包括新能源汽车)的行驶环境因路况、天气等原因较为复杂多变，蓄电池在给电源模块供电的过程中，可能因雷击、低温启动或者接入较大负载(例如，打开空调)等原因，使得蓄电池也就无法为电源模块提供较为稳定的电压供给，导致电源模块对汽车控制器的供电质量受到影响，使得汽车控制器的外部供电不稳定，从而影响汽车控制器的正常工作。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种汽车控制器电源的保护电路，以至少解决现有技术中由于汽车行驶环境复杂多变，导致汽车控制器内的电源模块无法对汽车控制器进行稳定供电的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种汽车控制器电源的保护电路，包括：蓄电池；反接保护支路，与所述蓄电池连接，用于在所述蓄电池极性反接的情况下，保护汽车控制器的电源模块；浪涌吸收支路，与所述反接保护支路连接，用于对所述保护电路进行过电压保护；以及储能支路，与所述浪涌吸收支路连接，用于在所述蓄电池的供电电压跌落时，将所述储能支路存储的电能供给至所述电源模块。

进一步地，所述保护电路还包括：共模吸收支路，设置在所述浪涌吸收支路与所述储能支路之间。

进一步地，所述反接保护支路包括：第一二极管，其中，所述第一二极管的第一端与所述蓄电池的正极连接。

进一步地，所述共模吸收支路包括：共模电感，其中，所述共模电感的第一线圈的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述共模电感的第二线圈的第一端与信号地连接。

进一步地，所述储能支路包括：第一电容，其中，所述第一电容的第一端与所述共模电感的第一线圈的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述共模电感的第二线圈的第二端连接；DC/DC转换器，其中，所述DC/DC转换器的第一端与所述共模电感的第一线圈的第二端连接；以及第二电容，其中，所述第二电容的第一端与所述DC/DC转换器的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述信号地连接，所述第二电容的容量大于所述第一电容的容量。

进一步地，所述浪涌吸收支路包括：第二二极管，其中，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管的第二端与信号地连接。

进一步地，所述保护电路还包括：滤波支路，与所述储能支路连接。

进一步地，所述滤波支路包括：第三电容，其中，所述第三电容的第一端与所述DC/DC转换器的第二端连接，所述第三电容的第二端与信号地连接；以及第四电容，与所述第三电容并联，其中，所述第三电容的容量大于所述第四电容的容量。

进一步地，所述第一二极管为肖特基二极管。

进一步地，所述第二二极管为瞬态电压抑制二极管。

在本实用新型实施例中，采用蓄电池；反接保护支路，与所述蓄电池连接，用于在所述蓄电池极性反接的情况下，保护汽车控制器的电压模块；浪涌吸收支路，与所述反接保护支路连接，用于对所述保护电路进行过电压保护；以及储能支路，与所述浪涌吸收支路连接，用于在所述蓄电池的供电电压跌落时，将所述储能支路存储的电能供给至所述电源模块。通过在保护电路中设置反接保护支路、浪涌吸收支路和储能支路，避免了电源模块受到蓄电池极性反接以及保护电路受到过电压的影响，并且当蓄电池的供电电压因低温启动或者接入较大负载等原因导致突然跌落时，储能支路可以通过其内存储的电能为电源模块提供蓄能，使得电源模块仍旧能够接收到稳定的供电电压，进而电源模块可以不受蓄电池供电电压跌落的影响，继续为汽车控制器提供较为稳定的供电电压，达到了保证电源模块能够对汽车控制器进行稳定供电的目的，从而实现了提高汽车控制器工作可靠性的效果，解决现有技术中由于汽车行驶环境复杂多变，导致汽车控制器内的电源模块无法对汽车控制器进行稳定供电的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种汽车控制器电源的保护电路的示意图；

图2是根据本实用新型实施例可选的一种汽车控制器电源的保护电路的示意图；以及

图3是根据本实用新型实施例可选的另一种汽车控制器电源的保护电路的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种汽车控制器电源的保护电路。

图1是根据本实用新型实施例的一种汽车控制器电源的保护电路的示意图，如图1所示，该汽车控制器电源的保护电路主要包括蓄电池10、反接保护支路21、浪涌吸收支路22和储能支路23，其中，反接保护支路21、浪涌吸收支路22和储能支路23均设置在汽车控制器40内，具体地：

反接保护支路21与蓄电池10连接，反接保护支路21用于在蓄电池极性反接的情况下，即，当蓄电池的正负极安装颠倒时，保护汽车控制器的电源模块不被损坏。

浪涌吸收支路22与反接保护支路连接，浪涌吸收支路22用于对保护电路进行过电压保护，使其避免因受到雷击、感应负载开关和静电放电等原因引起的电气过压的损害。

储能支路23与浪涌吸收支路22连接，储能支路23用于在蓄电池的供电电压跌落时，将储能支路存储的电能供给至电源模块30，为汽车控制器内的电源模块30提供蓄能维持，使得电源模块30仍可以正常的对汽车控制器进行供电。具体地，导致蓄电池的供电电压突然跌落的原因可能是接入大负载(例如，打开空调)、或者低温启动等。

本实用新型实施例中，通过在保护电路中设置反接保护支路、浪涌吸收支路和储能支路，避免了电源模块受到蓄电池极性反接以及保护电路受到过电压的影响，并且当蓄电池的供电电压因低温启动或者接入较大负载等原因导致突然跌落时，储能支路可以通过其内存储的电能为电源模块提供蓄能，使得电源模块仍旧能够接收到稳定的供电电压，进而电源模块可以不受蓄电池供电电压跌落的影响，继续为汽车控制器提供较为稳定的供电电压，达到了保证电源模块能够对汽车控制器进行稳定供电的目的，从而实现了提高汽车控制器工作可靠性的效果，解决现有技术中由于汽车行驶环境复杂多变，导致汽车控制器内的电源模块无法对汽车控制器进行稳定供电的技术问题。

低温启动是指在低温条件下，通过启动电机，利用蓄电池给发动机引擎供电时，启动电机会产生短而大的电流，并且低温条件下发动机机件阻力较大；加之蓄电池因低温化学反应活性下降，会造成蓄电池的供电电压在很短时间内明显下降。

可选地，如图2所示，在本实用新型实施例中，保护电路还包括共模吸收支路25，共模吸收支路25设置在浪涌吸收支路22与储能支路23之间，共模吸收支路25用于滤除共模的电磁干扰信号。

可选地，如图2所示，在本实用新型实施例中，保护电路还包括滤波支路24，其中，滤波支路24与储能支路23和电源模块30均相连接，滤波支路24用于滤除保护电路中的噪声。

图3是根据本实用新型实施例可选的另一种汽车控制器电源的保护电路的示意图。

如图3所示，反接保护支路21包括第一二极管D1，其中，第一二极管D1的第一端与蓄电池的正极连接，当蓄电池的正负极反接时，第一二极管D1处于反向截止状态，使得蓄电池无法为汽车控制器内的电源模块提供电压供给，达到了保护汽车控制器不被损坏的效果。由于第一二极管D1在导通时的正向压降会使蓄电池的供电电压跌落，为了降低正向压降，可选地，第一二极管D1为肖特基二极管。由于肖特基二极管在导通时，正向压降相对较小，可以使得蓄电池的供电电压跌落范围相对较小。

可选地，如图3所示，浪涌吸收支路22包括第二二极管D2，其中，第二二极管D2的第一端与第一二极管D2的第二端连接，第二二极管D2的第二端与信号地连接。可选地，第二二极管D2为瞬态电压抑制二极管(简称：TVS)。

可选地，如图3所示，共模吸收支路25包括共模电感L，其中，共模电感L的第一线圈的第一端与第一二极管的第二端连接，共模电感L的第二线圈的第一端与信号地连接。

可选地，储能支路23包括第一电容C1、DC/DC转换器231和第二电容C2，其中，第一电容C1的第一端与共模电感L的第一线圈的第二端连接，第一电容C1的第二端与共模电感L的第二线圈的第二端连接；DC/DC转换器231的第一端与共模电感L的第一线圈的第二端连接；第二电容C2的第一端与DC/DC转换器231的第二端连接，第二电容C2的第二端与信号地连接，第二电容的容量大于第一电容的容量，其中，EN为DC/DC转换器231使能端。

可选地，如图3所示，第一电容C1和第二电容C2均为极性电容，第一电容C1的第一端即为该电容的正极，第一电容C1的第二端即为该电容的负极。同样的，第二电容C2的第一端即为该电容的正极，第二电容C2的第二端即为该电容的负极。

当蓄电池的供电电压突然跌落时，可以采用存储有电能的电容为电源模块提供储能，以使得电源模块可以正常为汽车控制器进行供电，从而保证汽车控制器可以正常工作。在本实用新型实施例中，采用两个电容和一个DC/DC转换器231，两个电容分别是第一电容C1和第二电容C2，其中，第一电容C1只需提供DC/DC转换器231的工作维持电流，所以要求第一电容C1的容量较小，耐压值高。要求第一电容C1的耐压值高，是因为如果蓄电池的电压是24V，那么在设计保护电路时电子元器件(即C1)的耐压值一般选择60V，因还需考虑降额使用和老化等因素，所以第一电容C1的耐压程度一般为100V左右，最低为80V。DC/DC转换器用于对蓄电池的工作电压进行升压或者降压处理，在蓄电池的供电电压达不到DC/DC转换器的输出电压(即，预设电压)时，DC/DC转换器将跌落后的供电电压调整到预设电压，并通过第二电容C2中存储的电能尽可能按照上述预设电压为后续保护电路和电源模块供电。当蓄电池的供电电压超出DC/DC转换器的输出电压(即，预设电压)时，DC/DC转换器将供电电压调整到预设电压，并通过第二电容C2中存储的电能按照上述预设电压为后续保护电路和电源模块供电，需要说明的是，预设电压的大小可以根据用户需求确定，也即，DC/DC转换器的型号可以根据用户需求选择，例如：12V。由于，DC/DC转换器的输出电压小于蓄电池的供电电压，所以第二电容C2的耐压值可以稍低，但是容量要大于第一电容C1的容量，因为第二电容C2需要为后续保护电路(例如，滤波支路)和电源模块提供维持电流。

在本实用新型实施例中，储能支路由两个容量较小的电容和一个DC/DC转换器组成，相比直接采用一个较大容量的电容的方式而言，容量较小的电容的容量随着使用寿命的缩短容量减少较少，并且由于容量较小，电容的体积也较小，不易从保护电路对应的印制电路板(Printedcircuitboard，简称PCB板)上脱落，所以，采用两个容量相对较小的电容，可以提高汽车控制器工作的可靠性。

可选地，如图3所示，滤波支路24包括第三电容C3和以及与第三电容C3并联的第四电容C4。噪声包括高频噪声和低频噪声，其中，第三电容C3用于滤除保护电路中的低频噪声，第三电容C3的第一端与DC/DC转换器的第二端连接，第三电容C3的第二端与信号地连接；第四电容C4用于滤除保护电路中的高频噪声，第四电容C4的第一端与DC/DC转换器的第二端连接，第四电容C4的第二端与信号地连接，其中，第三电容的容量大于第四电容的容量。可选地，第三电容C3的容量可以是微法级，第四电容C4的容量可以是纳法级。

通过上述描述可知，本实用新型所提供的汽车控制器电源的保护电路结构简单、易于实现，并且具有反接保护、浪涌吸收、储能、共模吸收和滤波五个功能，达到了提高汽车控制器工作可靠性的效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车控制器电源的保护电路，其特征在于，包括：

蓄电池；

反接保护支路，与所述蓄电池连接，用于在所述蓄电池极性反接的情况下，保护汽车控制器的电源模块；

浪涌吸收支路，与所述反接保护支路连接，用于对所述保护电路进行过电压保护；以及

储能支路，与所述浪涌吸收支路连接，用于在所述蓄电池的供电电压跌落时，将所述储能支路存储的电能供给至所述电源模块。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括：

共模吸收支路，设置在所述浪涌吸收支路与所述储能支路之间。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述反接保护支路包括：

第一二极管，其中，所述第一二极管的第一端与所述蓄电池的正极连接。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述共模吸收支路包括：

共模电感，其中，所述共模电感的第一线圈的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述共模电感的第二线圈的第一端与信号地连接。

5.根据权利要求4所述的保护电路，其特征在于，所述储能支路包括：

第一电容，其中，所述第一电容的第一端与所述共模电感的第一线圈的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述共模电感的第二线圈的第二端连接；

DC/DC转换器，其中，所述DC/DC转换器的第一端与所述共模电感的第一线圈的第二端连接；以及

第二电容，其中，所述第二电容的第一端与所述DC/DC转换器的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述信号地连接，所述第二电容的容量大于所述第一电容的容量。

6.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述浪涌吸收支路包括：

第二二极管，其中，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管的第二端与信号地连接。

7.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括：

滤波支路，与所述储能支路连接。

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述滤波支路包括：

第三电容，其中，所述第三电容的第一端与所述DC/DC转换器的第二端连接，所述第三电容的第二端与信号地连接；以及

第四电容，与所述第三电容并联，其中，所述第三电容的容量大于所述第四电容的容量。

9.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述第一二极管为肖特基二极管。

10.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述第二二极管为瞬态电压抑制二极管。