CN209250491U - 新能源汽车电机控制器电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于新能源汽车供电电路技术领域，具体涉及一种新能源汽车电机控制器电源。本实用新型包括电源驱动电路、多电压模块及芯片供电模块，所述的电源驱动电路输入端连接有蓄电池，所述的电源驱动电路得电能输出端分别与多电压模块、芯片供电模块供电连接，采用型号为TLF35584QVVS2的供电芯片U2作为电源芯片，能够借助其自带的输出管脚输出多路3.3V及5V电压，供后续器件使用，就有较为强大的驱动带载能力，保证较好的系统功能稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车供电电路技术领域，具体涉及一种新能源汽车电机控制器电源。
背景技术
新能源汽车中需要用电的微控制器、通信器件、传感器等数量较多，并且对电源输出的电能品质要求较高，因此，设计一种能够输出多个不同电压且电压在使用中稳定性的电源电路成为了亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种新能源汽车电机控制器电源，能够提供多种不同数值水平的电压，满足电机控制器MCU的电源需要。
本实用新型采用的具体技术方案是：
新能源汽车电机控制器电源，包括电源驱动电路、多电压模块及芯片供电模块，所述的电源驱动电路输入端连接有蓄电池，所述的电源驱动电路得电能输出端分别与多电压模块、芯片供电模块供电连接，多电压模块包括供电芯片U2，所述的供电芯片U2的电源输入端与电源驱动电路的电能输出端连接，所述的供电芯片U2的ENA端与钥匙开关连接，所述的供电芯片U2的多个输出端分别串联电容接地后形成为多电压供电输出端。
所述的多电压模块还包括可控芯片供电电路，所述的可控芯片供电电路包括低压线性稳压器U3及电感L2，所述的电感L2的一端分别与供电芯片U2的SW1端及SW2端连接，所述的电感L2的另一端串联肖特基二极管D6后与低压线性稳压器U3的VIN端连接，所述的低压线性稳压器U3还连接有由电阻R15与电阻R16串联形成的分压电路，所述的电阻R15与低压线性稳压器U3的VOUT端连接，所述的低压线性稳压器U3的ADJ端与电阻R15、电阻R16的电中点连接，所述的低压线性稳压器U3的VOUT端形成为可控芯片供电电路的电能输出端。
所述的电源驱动电路包括高边驱动器U1，所述的蓄电池串联肖特基二极管D1及串联磁珠FB1与高边驱动器U1的VCC端连接，所述的高边驱动器U1的IN端，连接有控制器MCU，所述的高边驱动器U1的OUT端与供电芯片U2的电源输入端连接。
所述的电源驱动电路还包括下电延时电路，所述的下电延时电路包括防反二极管D4，所述的防反二极管D4的负极端连接有高边驱动器U1的IN口，所述的防反二极管D4的负极端借助由电阻R12与电容C6组成的延时电路接地后与供电芯片U2的WAK端连接。
芯片供电模块包括降压DC-DC转换器U4及低压线性稳压器U5，所述的高边驱动器U1的OUT端与降压DC-DC转换器U4的VIN端连接，所述的降压DC-DC转换器U4的SW端串联有电感L3的一端，降压DC-DC转换器U4的SW端与电感L3之间串联有肖特基二极管D8的负极，所述的肖特基二极管D8的正极接地，所述的电感L3的另一端形成为降压DC-DC转换器U4的电能输出端，该电能输出端连接有低压线性稳压器U5的VIN端，所述的低压线性稳压器U5还连接有由电阻R29与电阻R30串联形成的分压电路，所述的电阻R29与低压线性稳压器U5的VOUT端连接，所述的低压线性稳压器U5的ADJ端与电阻R29、电阻R29的电中点连接，所述的低压线性稳压器U5的VOUT端形成为可控芯片供电电路的电能输出端。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型包括电源驱动电路、多电压模块及芯片供电模块，所述的电源驱动电路输入端连接有蓄电池，所述的电源驱动电路得电能输出端分别与多电压模块、芯片供电模块供电连接，采用型号为TLF35584QVVS2的供电芯片U2作为电源芯片，能够借助其自带的输出管脚输出多路3.3V及5V电压，供后续器件使用，就有较为强大的驱动带载能力，保证较好的系统功能稳定性。
附图说明
图1为电源驱动电路的原理图；
图2为多电压模块的原理图；
图3为芯片供电模块的原理图；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：
具体实施例如图1、图2及图3所示，新能源汽车电机控制器电源，包括电源驱动电路、多电压模块及芯片供电模块，所述的电源驱动电路输入端连接有蓄电池，所述的电源驱动电路得电能输出端分别与多电压模块、芯片供电模块供电连接，多电压模块包括供电芯片U2，所述的供电芯片U2的电源输入端与电源驱动电路的电能输出端连接，所述的供电芯片U2的ENA端与钥匙开关连接，所述的供电芯片U2的多个输出端分别串联电容接地后形成为多电压供电输出端。
本实用新型借助电源驱动电路为多电压模块及芯片供电模块供电，并通过电压模块及芯片供电模块将电源驱动电路的12V电压转换为符合车载器件使用的电压，以满足使用要求。
所述的多电压模块还包括可控芯片供电电路，所述的可控芯片供电电路包括低压线性稳压器U3及电感L2，所述的电感L2的一端分别与供电芯片U2的SW1端及SW2端连接，所述的电感L2的另一端串联肖特基二极管D6后与低压线性稳压器U3的VIN端连接，所述的低压线性稳压器U3还连接有由电阻R15与电阻R16串联形成的分压电路，所述的电阻R15与低压线性稳压器U3的VOUT端连接，所述的低压线性稳压器U3的ADJ端与电阻R15、电阻R16的电中点连接，所述的低压线性稳压器U3的VOUT端形成为可控芯片供电电路的电能输出端。
所述的电源驱动电路包括高边驱动器U1，所述的蓄电池串联肖特基二极管D1及串联磁珠FB1与高边驱动器U1的VCC端连接，所述的高边驱动器U1的IN端，连接有控制器MCU，所述的高边驱动器U1的OUT端与供电芯片U2的电源输入端连接。
所述的电源驱动电路还包括下电延时电路，所述的下电延时电路包括防反二极管D4，所述的防反二极管D4的负极端连接有高边驱动器U1的IN口，所述的防反二极管D4的负极端借助由电阻R12与电容C6组成的延时电路接地后与供电芯片U2的WAK端连接。
芯片供电模块包括降压DC-DC转换器U4及低压线性稳压器U5，所述的高边驱动器U1的OUT端与降压DC-DC转换器U4的VIN端连接，所述的降压DC-DC转换器U4的SW端串联有电感L3的一端，降压DC-DC转换器U4的SW端与电感L3之间串联有肖特基二极管D8的负极，所述的肖特基二极管D8的正极接地，所述的电感L3的另一端形成为降压DC-DC转换器U4的电能输出端，该电能输出端连接有低压线性稳压器U5的VIN端，所述的低压线性稳压器U5还连接有由电阻R29与电阻R30串联形成的分压电路，所述的电阻R29与低压线性稳压器U5的VOUT端连接，所述的低压线性稳压器U5的ADJ端与电阻R29、电阻R29的电中点连接，所述的低压线性稳压器U5的VOUT端形成为可控芯片供电电路的电能输出端。
本实用新型的工作原理是电压为12V的蓄电池电源经自恢复保险丝F1、肖特基二极管D1、瞬态抑制二极管D2、电容C1及磁珠FB1滤波后得到常开12V电压，所述自恢复保险丝F1起到过流过热保护，肖特基二极管D1反向保护，瞬态抑制二极管D2提供过压保护；
常开12V电源输入高边驱动器U1其型号为VN5E016MH_E，当连接在高边驱动器U1引脚3的MCU控制器输出端WAKE_ON信号转为高电平时，高边驱动器U1被唤醒(高边驱动器既电桥驱动器，型号VN5E016MH_E)，从而由高边驱动器U1输出可关断的12V电压12V_SWTCHED，此电压经电容C2滤波后供供电芯片U2使用，电阻R6使输出电压更稳定。
电源驱动电路中开关二极管D3和D4防止输入到高边驱动器U1同一引脚的两路信号相互干扰，电阻R1和电阻R2为保护电阻；开关二极管D4所在支路提供下电延时功能；电阻R3作为下拉电阻，确保引脚3既高边驱动器U1的IN端在有效信号之外都是低电平；电阻R4使能电流采样功能；电阻R5为采样电阻，引脚5连接MCU控制器，MCU控制器通过检测过载和短路增强诊断功能；磁珠FB2连接于电源地和不关断的电源地之间抑制干扰。
可关断的12V电压12V_SWTCHED分两路输出，一路经电容C3、C4滤波后输入供电芯片U2，供电芯片U2为多电压安全微控制器供电芯片TLF35584QVVS2，当打开钥匙开关时供电芯片U2的ENA端被接入高电平，使得ENA端获得上升沿信号或WAKE_ON信号为高电平时，唤醒供电芯片U2，如图2所示，供电芯片U1的多个输出端分别串联电容接地后形成为多电压供电输出端，
引脚29输出5V参考电压经电容C10滤波后可供AD采样使用，
引脚30输出3.3V电压经电容C11滤波后为微控制器供电，
引脚31输出5V电压经电容C12滤波后可作为通信器件的电源，
引脚32和引脚33输出5V电压经电容C13、C14滤波后可作为传感器的电源，
电感L2与供电芯片U2内部的两个场效应管构成降压电路，输出的电压PG经电容C7滤波，肖特基二极管D6过压保护，自恢复保险丝F2过流过热保护，磁珠FB3、电容C8滤波，电阻R14限流分压后输入低压线性稳压器U3，低压线性稳压器U3的型号为NCV5500DTADJRKG，低压线性稳压器U3通过外部电阻R15和R16调阻分压得到输出电压5V，输出的5V电压再经电容C9滤波后为其他芯片供电；
磁珠FB4连接于电源地和U3的输出电源地之间抑制干扰。
供电芯片U2还可通过SPI芯片与控制器通信，供电芯片U2将电源信息传送至MCU控制器，控制器也可控制电源的状态；钥匙打开后触发上升沿经电阻R8、R9分压，电容C5滤波，电阻R10保护芯片后唤醒供电芯片U2，高边驱动器U1引脚3的信号经电阻R11、R12分压，电容C6滤波，电阻R13保护芯片后唤醒供电芯片U2，使得供电芯片U2开始正常工作。
防反二极管D4支路提供下电延时功能；
图2中，N沟道的场效应管Q1、电感L1和肖特基二极管D5构成升压电路，电阻R7为升压电路的电流采样电阻；发光二极管D7为安全指示灯，电阻R17起限流作用，U2的引脚11连接至控制器，指示信号安全；控制器输入U2的引脚16触发信号，喂看门狗；
供电芯片U2的内部供电电压过高或过低、电压3V3_1过高或过低、电压5V_5和电压PG过高时引脚17为低电平，传至控制器使控制器复位；
电压PG过高、电压5V_5过低或短路、电压5V_4、5V_3、5V_2过高或过低均会使供电芯片U2的引脚18输出低电平，传至控制器引发中断；
电阻R18设置供电芯片U2在低频率范围内工作，降低电磁辐射；零欧姆电阻R19连接于电源地和模拟地之间抑制干扰。
12V_SWTCHED电压的另一路经自恢复保险丝F3过流过热保护，电容C15滤波后输入降压DC-DC转换器U4其型号为TPS54560QDDARQ1，降压DC-DC转换器U4的使能端EN经外部电阻R20和R21分压调整欠压锁定阈值，当使能端EN的电压高于启动电压时，由电感L3、肖特基二极管D8和芯片内部的场效应管组成的降压电路降压后输出5V恒压电源5V_6经电容C19滤波供电源芯片使用；输出稳定的电压。
降压DC-DC转换器U4的电压5V_6经瞬态抑制二极管D9过压保护，肖特基二极管D11反向保护，自恢复保险丝F4过流过热保护，电阻R27限流分压，电容C20滤波后输入低压线性稳压器U5，其型号为NCV5500DTADJRKG，通过外部电阻R29和R30分压得到输出电压3.3V，输出的3.3V电压再经电容C21滤波后为其他芯片供电。电容C16、电阻R22和电容C17组成的电路为U4提供频率补偿；电阻R23设置开关频率；电容C18为自举电容；电阻R24、R25将输出的电压分压后反馈至U4；发光二极管D10、D12分别为5V_6和3V3_2的电源指示灯，电阻R26、R31起限流作用；零欧姆电阻R28连接于电源地和数字地之间抑制干扰。
Claims (5)
1.新能源汽车电机控制器电源，包括电源驱动电路、多电压模块及芯片供电模块，所述的电源驱动电路输入端连接有蓄电池，所述的电源驱动电路得电能输出端分别与多电压模块、芯片供电模块供电连接，其特征在于：多电压模块包括供电芯片U2，所述的供电芯片U2的电源输入端与电源驱动电路的电能输出端连接，所述的供电芯片U2的ENA端与钥匙开关连接，所述的供电芯片U2的多个输出端分别串联电容接地后形成为多电压供电输出端。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器电源，其特征在于：所述的多电压模块还包括可控芯片供电电路，所述的可控芯片供电电路包括低压线性稳压器U3及电感L2，所述的电感L2的一端分别与供电芯片U2的SW1端及SW2端连接，所述的电感L2的另一端串联肖特基二极管D6后与低压线性稳压器U3的VIN端连接，所述的低压线性稳压器U3还连接有由电阻R15与电阻R16串联形成的分压电路，所述的电阻R15与低压线性稳压器U3的VOUT端连接，所述的低压线性稳压器U3的ADJ端与电阻R15、电阻R16的电中点连接，所述的低压线性稳压器U3的VOUT端形成为可控芯片供电电路的电能输出端。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器电源，其特征在于：所述的电源驱动电路包括高边驱动器U1，所述的蓄电池串联肖特基二极管D1及串联磁珠FB1与高边驱动器U1的VCC端连接，所述的高边驱动器U1的IN端，连接有控制器MCU，所述的高边驱动器U1的OUT端与供电芯片U2的电源输入端连接。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车电机控制器电源，其特征在于：所述的电源驱动电路还包括下电延时电路，所述的下电延时电路包括防反二极管D4，所述的防反二极管D4的负极端连接有高边驱动器U1的IN口，所述的防反二极管D4的负极端借助由电阻R12与电容C6组成的延时电路接地后与供电芯片U2的WAK端连接。
5.根据权利要求3所述的新能源汽车电机控制器电源，其特征在于：芯片供电模块包括降压DC-DC转换器U4及低压线性稳压器U5，所述的高边驱动器U1的OUT端与降压DC-DC转换器U4的VIN端连接，所述的降压DC-DC转换器U4的SW端串联有电感L3的一端，降压DC-DC转换器U4的SW端与电感L3之间串联有肖特基二极管D8的负极，所述的肖特基二极管D8的正极接地，所述的电感L3的另一端形成为降压DC-DC转换器U4的电能输出端，该电能输出端连接有低压线性稳压器U5的VIN端，所述的低压线性稳压器U5还连接有由电阻R29与电阻R30串联形成的分压电路，所述的电阻R29与低压线性稳压器U5的VOUT端连接，所述的低压线性稳压器U5的ADJ端与电阻R29、电阻R29的电中点连接，所述的低压线性稳压器U5的VOUT端形成为可控芯片供电电路的电能输出端。
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|---|---|---|---|
| CN201920171402.6U CN209250491U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 新能源汽车电机控制器电源 |
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| CN209250491U true CN209250491U (zh) | 2019-08-13 |
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| CN201920171402.6U Active CN209250491U (zh) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | 新能源汽车电机控制器电源 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111464027A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-07-28 | 重庆邮电大学 | 融合开关电源和线性电源的可编程数字电源系统及方法 |
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2019
- 2019-01-31 CN CN201920171402.6U patent/CN209250491U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111464027A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-07-28 | 重庆邮电大学 | 融合开关电源和线性电源的可编程数字电源系统及方法 |
| CN111464027B (zh) * | 2020-06-04 | 2023-04-28 | 重庆邮电大学 | 融合开关电源和线性电源的可编程数字电源系统及方法 |
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