CN210317466U - 一种汽车电子水泵控制器及水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车电子水泵控制器及水泵，包括防反接电路，所述防反接电路包括第一分压电阻(R1)、N沟道MOS管(M1)、电源正极输入端、电源地输入端、正极输出端、接地端、稳压二极管(D1)；所述电源正极输入端与所述正极输出端相连；所述第一分压电阻(R1)的一端与电源正极输入端相连，另一端与N沟道MOS管的栅极相连；所述N沟道MOS管的源极与接地端相连，漏极与电源地输入端相连；所述稳压二极管(D1)的正极连接接地端，负极连接N沟道MOS管的栅极。本实用新型能够有效防止汽车电子水泵控制器在电源反极性时被烧坏，采用的元器件成本低，电路结构简单可靠，MOS管允许通过电流大，能够满足汽车电子水泵控制器的供电。

Description

一种汽车电子水泵控制器及水泵

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电子水泵控制器及水泵，属于车辆水泵控制领域。

背景技术

随着国家对节能减排和环保的日益重视，各汽车厂正掀起研发新能源汽车的热潮，伴随而来的就是动力电池的冷却和电子功率器件的散热等问题。为解决核心器件的冷却和散热问题，目前主要采用水冷系统，由于水冷系统需要连续运行而且系统运行的好坏直接关系到汽车上核心部件是否正常工作，因此水冷系统的核心部件——水泵控制器安全稳定的工作就至关重要。

汽车的冷却系统的水泵及水泵控制器的工作环境恶劣，长时间高负荷的连续运行而且需要面对车辆冷却系统的高温环境，若出现电源反极性的故障则会直接烧坏水泵控制器，导致车辆冷却系统失效，最终导致汽车核心部件的损坏甚至导致事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽车电子水泵控制器及水泵，用以解决电源反极性导致车辆冷却系统失效的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括：

本实用新型的一种汽车电子水泵控制器，包括防反接电路，所述防反接电路包括第一分压电阻(R1)、N沟道MOS管(M1)、电源正极输入端、电源地输入端、正极输出端、接地端、稳压二极管(D1)；所述电源正极输入端与所述正极输出端相连；所述第一分压电阻(R1)的一端与电源正极输入端相连，另一端与N沟道MOS管的栅极相连；所述N沟道MOS管的源极与接地端相连，漏极与电源地输入端相连；所述稳压二极管(D1)的正极连接接地端，负极连接N沟道MOS管的栅极。

本实用新型通过分压电阻对输入电压分压后，控制MOS管的通断实现反接保护的。当电源输入端正接时(电源正极接电源正极输入端、电源负极或地接电源地输入端)，MOS管栅极和源极的压差满足MOS管的导通条件，MOS管导通，防反接电路通过正极输出端、地输出端为汽车电子水泵控制器供电。

若电源输入端反接(电源正极接电源地输入端、电源负极或地接电源正极输入端)，MOS管栅极和源极的压差无法驱动MOS管导通，正极输出端、地输出端之间呈断路状态，保护了汽车电子水泵控制器。

本实用新型的汽车电子水泵控制器防反接电路中采用的元器件成本低，电路结构简单可靠，MOS管允许通过电流大，适合汽车电子水泵控制器的供电，同时MOS管导通压降小，降低了汽车电子水泵系统的功耗。

MOS管上并联有稳压二极管，在电压出现异常波动且波动幅度较大或出现其他异常干扰脉冲时，将MOS管栅极电压钳置在安全范围内，保护MOS管不受损坏。

本实用新型的一种水泵，包括处理器、水泵控制器、水泵电机，所述水泵控制器包括防反接电路，所述防反接电路包括第一分压电阻(R1)、N沟道MOS管(M1)、电源正极输入端、电源地输入端、正极输出端、接地端、稳压二极管(D1)；所述电源正极输入端与所述正极输出端相连；所述第一分压电阻(R1)的一端与电源正极输入端相连，另一端与N沟道MOS管的栅极相连；所述N沟道MOS管的源极与接地端相连，漏极与电源地输入端相连；所述稳压二极管(D1)的正极连接接地端，负极连接N沟道MOS管的栅极。

本实用新型能够有效防止汽车电子水泵控制器在电源反极性时被烧坏，采用的元器件成本低，电路结构简单可靠，MOS管通过电流大且导通压降小，能够满足汽车电子水泵控制器的供电同时降低功耗。

进一步的，还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括第二分压电阻(R2)和第三分压电阻(R3),所述第二分压电阻(R2)和第三分压电阻(R3)串联在所述正极输出端和接地端之间，所述处理器采样连接在第二分压电阻(R2)和第三分压电阻(R3)的串接点。

本实用新型还包括电压检测电路，由分压电阻实现，提高采样精度，防止过电压损坏车辆冷却系统。

进一步的，还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括第四分压电阻(R4)和热敏电阻(NTC)，所述第四分压电阻(R4)和热敏电阻(NTC)串联在电源和地之间，所述处理器采样连接在第四分压电阻(R2)和热敏电阻(NTC)的串接点。

本实用新型还包括温度检测电路，由热敏电阻NTC实现，提高了温度测试范围，防止车辆冷却系统的高温损坏系统内的控制芯片及传感器。

附图说明

图1是本实用新型的汽车电子水泵控制器防反接电路示意图；

图2是本实用新型的汽车电子水泵控制电路示意图；

图3是本实用新型的汽车电子水泵控制电路的电压检测电路；

图4是本实用新型的汽车电子水泵的温度检测电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

汽车电子水泵控制器实施例：

如图1所示的本实用新型的汽车电子水泵控制器防反接电路，包括第一分压电阻R1、N沟道MOS管M1、电源正极输入端、电源地输入端、正极输出端Vbat、接地端GND、稳压二极管D1；电源正极输入端与正极输出端Vbat相连；第一分压电阻R1的一端与电源正极输入端相连，另一端与N沟道MOS管的栅极相连；N沟道MOS管的源极与接地端GND相连，漏极与电源地输入端相连；稳压二极管D1的正极连接接地端GND，负极连接N沟道MOS管的栅极；N沟道MOS管M1在源极到漏极间形成寄生二极管D2。

防反电路的工作原理为，当防反电路正接(汽车电源正极接电源正极输入端、汽车电源负极或地接电源地输入端)时，电路通过MOS管M1的寄生二极管D2导通，寄生二极管D2存在0.7V左右的压降，因此MOS管M1的栅极和源极间的电压约等于汽车电源正极电压12V-0.7V＝11.3V，11.3V高于MOS管M1的导通电压，因此MOS管M1导通。因MOS管源极到漏极的导通内阻极小，因此电路通过MOS管实现供电。当防反电路因故障反接(汽车电源正极接电源地输入端、汽车电源负极或地接电源正极输入端)时，电路呈现断路状态，MOS管栅极和源极间没有电压，无法驱动MOS管导通，保护了正极输出端Vbat和接地端GND之间的电子水泵控制器及相关电路。

MOS管上并联稳压二极管，在电压出现异常波动且波动幅度较大或出现其他异常干扰脉冲时，将MOS管栅极电压钳置在安全范围内，保护MOS管不受损坏。

如图2所示的本实用新型的汽车电子水泵控制电路示意图，包括H桥驱动电路，H桥驱动电路由四个N沟道场效应管构成。场效应管的栅极分别与MCU的I/O接口连接，防反接电路的正极输出端Vbat通过H桥驱动电路与电机线圈相连，H桥驱动电路接收MCU的控制逻辑信号，通过对应场效应管的导通和关断实现逆变功能，驱动电机运转。

普通嵌入式微处理器MCU的I/O驱动能力无法直接驱动场效应管，需要通过场效应管预驱芯片才能间接驱动场效应管，而本实施例中嵌入式微处理器MCU内置H桥预驱模块，I/O可以直接驱动场效应管。四个NFT的场效应管的导通与关断由嵌入式微处理器MCU通过霍尔信号检测出转子位置后控制。

下桥臂的两个场效应管的源极相连，并串联一个2mΩ的采样电阻，然后连接防反接电路的接地端GND。采样电阻两端与嵌入式微处理器MCU相连。MCU内置高速运算放大器模块，将采样电阻两端电压进行放大滤波，在经过A/D转换，计算出汽车电子水泵的工作电流值，然后进行过流检测保护。

如图3所示的本实用新型的汽车电子水泵控制电路的电压检测电路，包括第二分压电阻R2和第三分压电阻R3,第二分压电阻R2和第三分压电阻R3串联在正极输出端Vbat和接地端GND之间，嵌入式微处理器MCU内部10-Bit ADC连接在第二分压电阻R2和第三分压电阻R3之间的采样点上。

如图4所示的本实用新型的汽车电子水泵的温度检测电路，包括第四分压电阻R4和热敏电阻NTC，第四分压电阻R4和热敏电阻NTC串联在电源和地之间，嵌入式微处理器MCU采样连接在第四分压电阻R2和热敏电阻NTC之间的采样点上。热敏电阻NTC应当设置在汽车电子水泵的温度敏感部位，例如水泵电机内霍尔元件附近。用以在高温时采取措施防止高温导致相应元器件失效。

本实用新型的核心在于针对汽车电子水泵提供了防反接电路、电压检测电路、温度检测电路，在软件中实现了过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护，提高了汽车电子水泵运行的可靠性。

汽车电子水泵实施例：

包括嵌入式微处理器MCU、水泵控制器(水泵控制电路)、水泵电机、防反接电路、电压检测电路、温度检测电路。水泵控制器接收嵌入式微处理器MCU的控制信号，通过防反接电路供电并驱动水泵电机工作，同时嵌入式微处理器MCU采集防电压检测电路的电压采样数据和温度检测电路的系统关键位置温度值，在相关数据异常的情况下及时采取措施，保障汽车电子水泵及整个冷却系统的正常工作。

Claims (4)

1.一种汽车电子水泵控制器，其特征在于，包括防反接电路，所述防反接电路包括第一分压电阻(R1)、N沟道MOS管(M1)、电源正极输入端、电源地输入端、正极输出端、接地端、稳压二极管(D1)；所述电源正极输入端与所述正极输出端相连；所述第一分压电阻(R1)的一端与电源正极输入端相连，另一端与N沟道MOS管的栅极相连；所述N沟道MOS管的源极与接地端相连，漏极与电源地输入端相连；所述稳压二极管(D1)的正极连接接地端，负极连接N沟道MOS管的栅极。

2.一种水泵，包括处理器、水泵控制器、水泵电机，其特征在于，所述水泵控制器包括防反接电路，所述防反接电路包括第一分压电阻(R1)、N沟道MOS管(M1)、电源正极输入端、电源地输入端、正极输出端、接地端、稳压二极管(D1)；所述电源正极输入端与所述正极输出端相连；所述第一分压电阻(R1)的一端与电源正极输入端相连，另一端与N沟道MOS管的栅极相连；所述N沟道MOS管的源极与接地端相连，漏极与电源地输入端相连；所述稳压二极管(D1)的正极连接接地端，负极连接N沟道MOS管的栅极。

3.根据权利要求2所述的水泵，其特征在于，还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括第二分压电阻(R2)和第三分压电阻(R3),所述第二分压电阻(R2)和第三分压电阻(R3)串联在所述正极输出端和接地端之间，所述处理器采样连接在第二分压电阻(R2)和第三分压电阻(R3)的串接点。

4.根据权利要求3所述的水泵，其特征在于，还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括第四分压电阻(R4)和热敏电阻(NTC)，所述第四分压电阻(R4)和热敏电阻(NTC)串联在电源和地之间，所述处理器采样连接在第四分压电阻(R4)和热敏电阻(NTC)的串接点。

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