CN204870835U - 一种hud待机静态电流控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种HUD待机静态电流控制电路，包括：电池连接端、电路唤醒装置、开关电路、开机控制端和电源输出端；所述电路唤醒装置的输出端与所述开机控制端连接；所述电路唤醒装置的输入端、所述开关电路的输入端分别与所述电池连接端连接；所述开关电路的输出端作为所述电源输出端，向HUD装置进行供电；所述开机控制端还与所述开关电路的控制端连接。本实用新型提供的HUD待机静态电流控制电路在HUD待机时有效降低静态电流，提高了汽车蓄电池的使用寿命，降低HUD的待机功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种HUD待机静态电流控制电路。
背景技术
HUD是英文“HeadUpDisplay”的缩写，中文直译为“抬头显示”，又称为平视显示系统。HUD最初应用在战斗机上，是由电子组件、显示组件、控制器以及高压电源等组成的综合电子显示设备。该设备能将飞行参数、瞄准攻击和自检测等信息以图像、字符的形式，通过光学部件投射到座舱正前方组合玻璃上的显示装置表面。因此，驾驶员不必低头查看仪表盘就可清晰了解相关信息，提高了驾驶安全度；另外，驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛的疲劳。
随着电子信息技术的发展，HUD技术逐步被应用在民用汽车上。
为了保证HUD等汽车系统的正常运行，汽车电子系统中长时间存在着静态电流。静态电流(QuiescentCurrent)又称为暗电流(DarkCurrent)。静态电流主要分为整车静态电流和电子控制单元静态电流。顾名思义，整车静态电流就是由车身电子控制单元的静态电流组成的。整车静态电流是指车辆在被动锁车而且没有客户功能的时候整车的电流消耗。此时挂在汽车电池正极上的电子控制单元处于深度休眠状态，即消耗的电流非常小。而电子控制单元之所以有静态电流主要是出于两方面的需要：第一，功能的需要。比如，对HUD显示屏位置的记忆、汽车座椅位置的记忆等等。第二，故障诊断的需要。譬如，为了快速解决车辆故障现在的车辆都具有诊断功能，即控制器能识别故障的原因并以代码的形式存储于控制器内。电子控制单元的静态电流的消耗主要包括记忆功能的电流消耗，MCU(微处理器)的电流消耗以及电流或者功率芯片的消耗等。其中记忆功能的需要及MCU的消耗占80％以上。
可见，静态电流越大则蓄电池能量消耗越快。蓄电池作为车辆冷起动的唯一能量提供者，如果静态电流能量消耗过多则可能导致无法正常起动车辆。由上可知静态电流对车辆的影响可见一斑。
目前HUD产品为解决静态电流问题，大都采用低静态电流的电子元器件，但是，由于一个产品系统里包含有很多个电子元器件，每个电子元器件的静态电流加在一起，总的静态电流仍然较大，这样对产品整体的静态电流控制并不理想。汽车电子系统关机以后HUD产品内部的关键模块电子元件仍然长期供电，由于有供电就必须有电流消耗，所以就产生了静态电流，且目前静态电流很难控制在1mA(毫安)以内。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种HUD待机静态电流控制电路，降低在HUD设备待机时的整车静态电流。
为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种HUD待机静态电流控制电路，包括：电池连接端、电路唤醒装置、开关电路、开机控制端和电源输出端；
所述电路唤醒装置的输出端与所述开机控制端连接；所述电路唤醒装置的输入端、所述开关电路的输入端分别与所述电池连接端连接；所述开关电路的输出端作为所述电源输出端，向HUD装置进行供电；
所述开机控制端还与所述开关电路的控制端连接。
在一种可实现的方式中，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管；所述第一开关管包括第一二极管；
所述第一二极管的负极连接在所述第一开关管的源极上；所述第一二极管的正极连接在所述第一开关管的漏极上；所述第一开关管的漏极作为所述电源输出端；所述第二开关管与所述第一开关管的栅极连接。
优选地，所述第一开关管为P沟道增强型MOS管；所述第二开关管为NPN型三极管。
进一步地，所述开关电路还包括第一电阻和第一电容；
所述第一电阻和所述第一电容组成并联电路；所述并联电路的一端连接在所述P沟道增强型MOS管的栅极上，所述并联电路的另一端连接在所述P沟道增强型MOS管的源极上。
再进一步地，所述开关电路还包括第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与所述开机控制端连接，另一端与所述NPN型三极管的基极连接；所述第三电阻的一端与所述NPN型三极管的基极连接，另一端接地；所述NPN型三极管的发射极接地；所述NPN型三极管的集电极与所述P沟道增强型MOS管的栅极连接。
优选地，所述电池连接端与所述开关电路之间还设有浪涌反接保护装置。
可选地，所述电路唤醒装置为CAN总线唤醒电路。
可选地，所述电路唤醒装置为LIN总线唤醒电路。
本实用新型实施例提供的HUD待机静态电流控制电路，可以通过开机控制端，在汽车电子系统关机时，控制开关电路的开关状态而改变电源输出端的电压值，从而切断HUD内部各电子模块的供电电源；在汽车电子系统开机时，通过电路唤醒装置切换开关电路至导通状态，从而使得电压信号从电源输出端正常输出，为HUD内部各电子模块提供电源，使得HUD产品正常开机。由于本实用新型实施例可以直接控制HUD的供电电源，从而控制HUD的开关机状态，因此可以控制HUD在待机状态下的静态电流值为最小值，有效降低HUD待机的静态电流和功耗。经实际应用测试，本实用新型提供的技术方案可以控制HUD产品在待机状态的静态电流小于1mA。
附图说明
图1是本实用新型提供的HUD待机静态电流控制电路的第一实施例的结构示意图。
图2是本实用新型提供的HUD待机静态电流控制电路的第二实施例的结构示意图。
图3是本实用新型提供的开关电路的一个实施例的电路原理图。
具体实施方式
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。
参见图1，是本实用新型提供的HUD待机静态电流控制电路的第一实施例的结构示意图。
在本实施例中，所述的HUD待机静态电流控制电路，主要包括：电池连接端B+、电路唤醒装置100、开关电路200、开机控制端Ctrl1和电源输出端Vout。其中，所述电路唤醒装置100的输出端OUT1与所述开机控制端Ctrl1连接；所述电路唤醒装置100的输入端IN1、所述开关电路200的输入端IN2分别与所述电池连接端B+连接；所述开关电路200的输出端OUT2作为所述电源输出端Vout，向HUD装置进行供电；所述开机控制端Ctrl1还与所述开关电路200的控制端Ctrl2连接。
具体地，电池连接端B+用于连接汽车蓄电池，由汽车蓄电池向电池连接端B+供电电源。而所述电路唤醒装置100优选为CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线唤醒电路，或者优选为LIN(LocalInterconnectNetwork，局部互连网络)总线唤醒电路。其中，CAN总线是汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，作为现场总线，CAN总线有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，数据通信实时性强，开发周期短；LIN总线是一种低成本的串行通信网络，主要用于实现汽车中的分布式电子系统控，其主要作为一种辅助性的总线网络。在本实施例中，当电路唤醒装置100中检测到具有CAN信号和LIN信号的其中一种或两种时，其输出端OUT1均会输出高电平信号从而启动开关电路200导通，控制电源输出端Vout输出电池连接端B+接入的电压。
同理，当启动汽车计算机系统时，即开机控制端Ctrl1输入高电平时，同样可以开关电路200导通，控制电源输出端Vout输出电池连接端B+接入的电压。
本实用新型实施例提供的HUD待机静态电流控制电路，可以通过开机控制端，在汽车电子系统关机时，控制开关电路的开关状态而改变电源输出端的电压值，从而切断HUD内部各电子模块的供电电源；在汽车电子系统开机时，通过电路唤醒装置切换开关电路至导通状态，从而使得电压信号从电源输出端正常输出，为HUD内部各电子模块提供电源，使得HUD产品正常开机。
参看图2，是本实用新型提供的HUD待机静态电流控制电路的第二实施例的结构示意图。
本实施例在与第一实施例的区别点在于：本实施例在第一实施例的基础上，进一步地，在所述电池连接端N+与所述开关电路200之间还设有浪涌反接保护装置300。
具体地，浪涌反接保护装置300的输入端IN3与电池连接端N+连接，浪涌反接保护装置300的输出端OUT3与电路唤醒装置100的输入端IN1共同连接后连接在开关电路200的输入端IN2上。浪涌反接保护装置300的主要作用是保护电路以避免浪涌和电源反接对电路的影响。
参看图3，是本实用新型提供的开关电路的一个实施例的电路原理图。
本实施例在第二实施例的基础上，进一步地，提供了其中的开关电路200的一种具体实现的电路。
具体地，如图3所示，所述开关电路200包括第一开关管Q1、第二开关管Q2；其中所述第一开关管Q1包括第一二极管D1。
所述第一二极管D1的负极连接在所述第一开关管Q1的源极S上；所述第一二极管D1的正极连接在所述第一开关管Q1的漏极D上；所述第一开关管Q1的漏极D作为所述电源输出端Vout；所述第二开关管Q2与所述第一开关管Q1的栅极G连接。
优选地，所述第一开关管Q1为大功率P沟道增强型MOS(MetalOxidSemiconductor，金属氧化物半导体)管，简称大功率PMOS管；所述第二开关管Q2为NPN型(P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧)三极管。
进一步地，所述开关电路200还包括第一电阻R1和第一电容C1。
所述第一电阻R1和所述第一电容C1组成并联电路；所述并联电路的一端连接在所述P沟道增强型MOS管Q1的栅极G上，所述并联电路的另一端连接在所述P沟道增强型MOS管Q1的源极S上。即，第一电阻R1的一端与P沟道增强型MOS管Q1的栅极G连接，同样，第一电容C1的一端与P沟道增强型MOS管Q1的栅极G也连接；并且，第一电阻R1的另一端与P沟道增强型MOS管Q1的源极S连接，同样，第一电容C1的另一端与P沟道增强型MOS管Q1的源极S也连接。
进一步地，所述开关电路200还包括第二电阻R2和第三电阻R3。
所述第二电阻R2的一端与所述开机控制端Ctrl连接，另一端与所述NPN型三极管Q2的基极B连接；所述第三电阻R3的一端与所述NPN型三极管Q2的基极B连接，另一端接地；所述NPN型三极管Q2的发射极E接地；所述NPN型三极管Q2的集电极C与所述P沟道增强型MOS管Q2的栅极G连接。
在本实施例中，电路唤醒装置100中的CAN总线或LIN总线不受PMOS管Q1的控制；电路唤醒装置100长期供电，静态电流极低；当汽车总线上有CAN或LIN信号时，电路唤醒装置100被唤醒，其唤醒管脚(输出端OUT1)输出高电平，控制NPN型三极管Q2导通；三极管Q2导通以后，PMOS管Q1的栅极G的电压值被拉低，所以PMOS管Q1导通；PMOS管Q1导通以后给HUD内部各电子模块提供电源，HUD产品开机，正常工作。
当电路唤醒装置100中的总线上没有CAN或LIN信号时，其唤醒管脚(输出端OUT1)输出低电平，三极管Q2截止，相应地，PMOS管Q1截止，电源输出端Vout输出电压为零，因此切断HUD内部各电子模块的供电电源。由于在HUD待机时，HUD内部各电子模块的电子元件停止供电，即，HUD待机时可以控制HUD产品静态电流小于1mA。
同时，在本实施例中，开机控制端Ctrl1同样可以用于控制开关电路200中的开关管的开关状态。具体地，其工作原理与电路唤醒装置100的控制原理相类似：当开机控制端Ctrl1的输入控制信号为高电平时，NPN型三极管Q2导通；当三极管Q2导通以后，PMOS管Q1的栅极G的电平值被拉低，因此PMOS管Q1导通；PMOS管Q1导通以后通过电源输出端Vout给HUD内部各电子模块提供电源，HUD产品开机，正常工作。当开机控制端Ctrl1的输入控制信号为低电平，三极管Q2截止，相应地，PMOS管Q1截止，电源输出端Vout输出电压为零，完全切断HUD内部各电子模块的供电电源。由于在HUD待机时，HUD内部各电子模块的电子元件停止供电，即HUD待机时可以控制HUD产品静态电流小于1mA。
具体实施时，图3实例电路可以作为HUD产品内部电路的一部分，应用于对HUD内部各电子模块提供电源。
本实用新型实施例可以灵活控制开关电路中的各个开关管的工作状态，根据汽车总线上是否存在信号从而唤醒整个电源电路，或者，根据开机控制端Ctrl1的输入信号的电平值来控制开关电路的工作，从而实现在开机时或检测到总线信号时向HUD设备内部各电子模块进行供电，而在待机时自动切断HUD内部各电子模块的供电电源的功能，因此本实用新型实施例在HUD待机时可以有效控制HUD产品静态电流，提高了汽车蓄电池的使用寿命，降低HUD的待机功耗，保证车辆能在较长使用时间内正常启动，对汽车功能设计上有着实际的应用意义。
以上所述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，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，包括：电池连接端、电路唤醒装置、开关电路、开机控制端和电源输出端；
所述电路唤醒装置的输出端与所述开机控制端连接；所述电路唤醒装置的输入端、所述开关电路的输入端分别与所述电池连接端连接；所述开关电路的输出端作为所述电源输出端，向HUD装置进行供电；
所述开机控制端还与所述开关电路的控制端连接。
2.如权利要求1所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管；所述第一开关管包括第一二极管；
所述第一二极管的负极连接在所述第一开关管的源极上；所述第一二极管的正极连接在所述第一开关管的漏极上；所述第一开关管的漏极作为所述电源输出端；所述第二开关管与所述第一开关管的栅极连接。
3.如权利要求2所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述第一开关管为P沟道增强型MOS管；所述第二开关管为NPN型三极管。
4.如权利要求3所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述开关电路还包括第一电阻和第一电容；
所述第一电阻和所述第一电容组成并联电路；所述并联电路的一端连接在所述P沟道增强型MOS管的栅极上，所述并联电路的另一端连接在所述P沟道增强型MOS管的源极上。
5.如权利要求4所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述开关电路还包括第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与所述开机控制端连接，另一端与所述NPN型三极管的基极连接；所述第三电阻的一端与所述NPN型三极管的基极连接，另一端接地；所述NPN型三极管的发射极接地；所述NPN型三极管的集电极与所述P沟道增强型MOS管的栅极连接。
6.如权利要求1～5任一项所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述电池连接端与所述开关电路之间还设有浪涌反接保护装置。
7.如权利要求6所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述电路唤醒装置为CAN总线唤醒电路。
8.如权利要求6所述的HUD待机静态电流控制电路，其特征在于，所述电路唤醒装置为LIN总线唤醒电路。
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| CN201520490886.2U CN204870835U (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 一种hud待机静态电流控制电路 |
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