CN210822117U - 车载ecu系统及其供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种车载ECU系统及其供电电路，所述供电电路包括：第一降压模块，与外部电源相连，用于将外部电源输出的电压转换为第一预定电压后输出；第二降压模块，分别与外部电源和车载ECU的第一控制模块相连，用于在第一控制模块的控制下将外部电源输出的电压转换为第二预定电压后输出；第二降压模块的输出端分为第一支路和第二支路，第一支路和第一降压模块的输出端相连后形成为第一控制模块供电的第一供电端口，第二支路形成为车载ECU中第一控制模块之外的用电模块供电的第二供电端口，第一降压模块的输出端通过第一开关连接至第一供电端口，第一支路通过第二开关连接至第一供电端口。本实施例能提升兼容性，降低成本，而且能降低能耗。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及机动车控制技术领域，尤其涉及一种车载ECU系统及其供电电路。
背景技术
目前，车载ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)系统通常是由MCU(微控制器)芯片、DSP(数字信号处理)芯片双处理器为核心组建的控制系统，为保证车载ECU能有稳定的电源供应，车载ECU内置有供电电路来外接机动车的系统电源，以将系统电源电压转换到车载ECU的各用电模块(例如CAN收发器或DSP模块等功能执行模块)所需的电压来实现供电。
现有的供电电路一般包括低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator)和DC-DC降压电路，其中，低压差线性稳压器输入端和输出端分别连接系统电源和MCU芯片，用于将系统电源电压(例如12V)进行降压至第一预定电压并供给MCU芯片，而DC-DC降压电路的输入端和输出端分别连接系统电源和车载ECU内的其他用电模块，用于将系统电源电压转换至不同于第一预定电压的第二预定电压并供给车载ECU内的其他用电模块。而且，DC-DC降压电路的控制端还连接所述MCU芯片而由MCU芯片控制DC-DC降压电路的启闭。
但是，现有的这种车载ECU系统中，MCU芯片仅由低压差线性稳压器供电，低压差线性稳压器需要满足MCU芯片工作峰值电流需求。由于低压差线性稳压器将电源从12V(或者24V，针对24V的机动车系统)降低到5V后供给MCU芯片使用时，压差特别大，大量的电能在低压差线性稳压器上以发热方式消耗掉。出于成本和ECU小型化等考虑，往往会选择小功率小封装的低压差线性稳压器，当MCU芯片工作功耗小，即所需电流小，低压差线性稳压器发热少，系统能稳定可靠工作；但是，若MCU芯片工作功耗大，会导致低压差线性稳压器发热多，温度上升高，然而，低压差线性稳压器在高温下工作不稳定(或者所选低压差线性稳压器具有过热保护功能，在温度超标进行保护而不输出电源)，导致MCU芯片不能工作。为此，在一些高功耗的控制系统中，会选用大功率大封装的低压差线性稳压器来供电，但由于无法很好地避免电能在低压差线性稳压器上以发热方式被消耗掉，供电电路的能源利用效率低，而且低压差线性稳压器发热还会对其它热敏感元器件产生较大干扰。为此，只能针对不同的控制系统采用不同的低压差线性稳压器，由此又会带来配件成本居高不下的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种车载ECU供电电路，能有效提升兼容性并降低成本。
本实用新型实施例进一步要解决的技术问题在于，提供一种车载ECU系统，能有效提升兼容性并降低成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：一种车载ECU供电电路，包括：
第一降压模块，与外部电源相连，用于将外部电源输出的电压转换为第一预定电压后输出；
第二降压模块，分别与外部电源和车载ECU的第一控制模块相连，用于在第一控制模块的控制下将外部电源输出的电压转换为第二预定电压后输出；
所述第二降压模块的输出端分为第一支路和第二支路，所述第一支路和第一降压模块的输出端相连接后形成为所述第一控制模块供电的第一供电端口，所述第二支路单独形成为车载ECU中第一控制模块之外的用电模块供电的第二供电端口，所述第一降压模块的输出端通过第一开关连接至所述第一供电端口，所述第一支路通过第二开关连接至所述第一供电端口。
进一步的，所述第一预定电压低于所述第二预定电压，所述第一开关是正极和负极分别对应连接于第一降压模块的输出端和所述第一供电端口的第一二极管D1，所述第二开关是正极和负极分别对应连接于所述第一支路的末端和所述第一供电端口的第二二极管D2。
进一步的，所述第一二极管D1与第二二极管D2均为低压差二极管。
进一步的，所述第一降压模块为低压差线性稳压器。
进一步的，所述第二降压模块为DC-DC降压电路。
另一方面，为了进一步解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：一种车载ECU系统，包括第一控制模块和供电电路，所述供电电路为如上述任一项所述的供电电路，所述第一控制模块的电源输入端连接至所述第一供电端口，所述第一控制模块的一个控制信号输出端连接至所述第二降压模块的控制端以控制所述第二降压模块的启闭，并在启动所述第二降压模块时促使所述第一开关截止而所述第二开关导通以及在关闭所述第二降压模块时促使所述第一开关导通。
进一步的，所述系统还包括第二控制模块以及由所述第二控制模块对应控制的音视频模块，所述第二控制模块和音视频模块均连接至所述第二供电端口。
进一步的，所述第一控制模块为MCU芯片，所述第二控制模块为DSP芯片。
采用上述技术方案后，本实用新型实施例至少具有如下有益效果：本实用新型实施例首先通过第一降压模块将外部电源输出的电压转换为第一预定电压后输出给车载ECU的第一控制模块，第一控制模块启动；当车载ECU进入正常工作时，车载ECU对供电电流需求高，第一控制模块控制第二降压模块将外部电源输出的电压转换为第二预定电压后输出给车载ECU中第一控制模块和用电模块，不使用或少使用第一降压模块提供工作电压，此时实现了高效率供电电路替代低效率供电电路进行供电，降低了能耗；当车载ECU进入低功耗模式时，此时用电模块不需要供电，而第一控制模块对供电电流需求非常低，可直接采用第一降压模块输出第一预定电压供电，因此可以选用的第一降压模块型号也更多，提高了兼容性并降低成本。
附图说明
图1是本实用新型车载ECU系统的一个可选实施例的电路原理方框图。
图2是本实用新型车载ECU系统的另一个可选实施例的电路原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定，而且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种车载ECU供电电路10，包括：
第一降压模块101，与外部电源3相连，用于将外部电源3输出的电压转换为第一预定电压后输出；
第二降压模块103，分别与外部电源3和车载ECU1的第一控制模块12相连，用于在第一控制模块12的控制下将外部电源3输出的电压转换为第二预定电压后输出；
所述第二降压模块103的输出端分为第一支路1030和第二支路1032，所述第一支路130和第一降压模块101的输出端相连接后形成为所述第一控制模块12供电的第一供电端口104，所述第二支路1032单独形成为车载ECU1中第一控制模块12之外的用电模块14供电的第二供电端口105，所述第一降压模块101的输出端通过第一开关106连接至所述第一供电端口104，所述第一支路1030通过第二开关107连接至所述第一供电端口104。
本实用新型实施例首先通过第一降压模块101将外部电源3输出的电压转换为第一预定电压后输出给车载ECU1的第一控制模块12，第一控制模块12启动；当车载ECU1进入正常工作时，车载ECU1对供电电流需求高，第一控制模块12控制第二降压模块103将外部电源3输出的电压转换为第二预定电压后输出给车载ECU1中第一控制模块12和用电模块14，不使用或少使用第一降压模块101提供工作电压，此时实现了高效率供电电路替代低效率供电电路进行供电，降低了能耗；当车载ECU1进入低功耗模式时，此时用电模块14不需要供电，而第一控制模块12对供电电流需求非常低，可直接采用第一降压模块101输出第一预定电压供电，因此可以选用的第一降压模块101型号也更多，提高了兼容性并降低成本。
在本实用新型一个可选实施例中，如图1和图2所示，所述第一预定电压低于所述第二预定电压，所述第一开关106是正极和负极分别对应连接于第一降压模块101的输出端和所述第一供电端口104的第一二极管D1，所述第二开关107是正极和负极分别对应连接于所述第一支路1030的末端和所述第一供电端口104的第二二极管D2。本实施例通过在第一降压模块101与第二降压模块103同时向第一控制模块12供电的情况下，由于第二预定电压略高于第一预定电压，而且采用第一二极管D1和第二二极管D2作为第一开关和第二开关，防止电流反向流动，第一控制模块12的在正常工作模式的电流主要来自第二降压模块14，因此可以减少了对第一降压模块1输出电压的使用。
在本实用新型一个可选实施例中，所述第一二极管D1与第二二极管D2均为低压差二极管。本实施例中第一二极管D1与第二二极管D2均为低压差二极管采用相同的低压差二极管，保证了第一控制模块12的在正常工作模式的电流主要来自第二降压模块103，而且第二预定电压经过低压差二极管的经过略微降低，恰好可以满足第一控制模块12的额定电压。在具体实施时，可以采用的低压差二极管有很多，本实施例中第一二极管D1与第二二极管D2采用型号为LRB521S-30T1G的低压差二极管。
在本实用新型一个可选实施例中，所述第一降压模块101为低压差线性稳压器。本实施例第一降压模块101采用低压差线性稳压器，可有效将外部电源3输入的外部电压转化为第一预定电压输出，而且可以选用的型号有很多，提高了兼容性。
在本实用新型一个可选实施例中，所述第二降压模块103为DC-DC降压电路。本实施例第二降压模块103采用DC-DC降压电路，电压转化效率高，而且不会浪费电能。
另一方面，本实用新型实施例还提供一种车载ECU系统1，包括第一控制模块12和供电电路10，所述供电电路10为如上述任一项所述的供电电路，所述第一控制模块12的电源输入端连接至所述第一供电端口104，所述第一控制模块12的一个控制信号输出端连接至所述第二降压模块103的控制端以控制所述第二降压模块103的启闭，并在启动所述第二降压模块103时促使所述第一开关106截止而所述第二开关107导通以及在关闭所述第二降压模块103时促使所述第一开关106导通。
本实施例通过第一控制模块12的一个控制信号输出端连接至所述第二降压模块103的控制端以控制所述第二降压模块103的启闭，当第一控制模块12工作在低功耗状态下时，对电流需求较低，第一控制模块12控制第二降压模块103关闭，第一开关106导通，由第一降压模块101输出第一预定电压给第一控制模块12；当第一控制模块12正常工作时，对电流需求较高，第一控制模块12控制第二降压模块103启动，第一开关106截止而所述第二开关107导通，由第二降压模块103输出第二预定电压给第一控制模块12，减少了对第一降压模块101的使用，使得第一降压模块101可选用的型号更多，降低了第一降压模块101工作时的能耗。
在本实用新型一个可选实施例中，所述系统还包括第二控制模块16以及由所述第二控制模块16对应控制的音视频模块17，所述第二控制模块16和音视频模块17均连接至所述第二供电端口105。本实施例车载ECU系统1的第二控制模块16和音视频模块17均采用与第二降压模块103相连的第二供电端口105供电，不使用第一供电端口104，减少第一降压模块101的工作，降低损耗。在如图2的实施例中，可以理解的是，在上述实施例中提及的车载ECU1中第一控制模块12之外的用电模块14可以是第二控制模块16和音视频模块17，当然也并不限于此，还可以是车载ECU系统1的CAN收发模块等，在此不详细赘述。
在本实用新型一个可选实施例中，所述第一控制模块为MCU芯片，所述第二控制模块为DSP芯片。本实施例由MCU芯片和DSP芯片组成的车载ECU系统，都采用第二供电端口105进行供电，可以降低损耗，而且可以满足控制需求。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种车载ECU供电电路，包括：
第一降压模块，与外部电源相连，用于将外部电源输出的电压转换为第一预定电压后输出；
第二降压模块，分别与外部电源和车载ECU的第一控制模块相连，用于在第一控制模块的控制下将外部电源输出的电压转换为第二预定电压后输出；
其特征在于，所述第二降压模块的输出端分为第一支路和第二支路，所述第一支路和第一降压模块的输出端相连接后形成为所述第一控制模块供电的第一供电端口，所述第二支路单独形成为车载ECU中第一控制模块之外的用电模块供电的第二供电端口，所述第一降压模块的输出端通过第一开关连接至所述第一供电端口，所述第一支路通过第二开关连接至所述第一供电端口。
2.如权利要求1所述的车载ECU供电电路，其特征在于，所述第一预定电压低于所述第二预定电压，所述第一开关是正极和负极分别对应连接于第一降压模块的输出端和所述第一供电端口的第一二极管D1，所述第二开关是正极和负极分别对应连接于所述第一支路的末端和所述第一供电端口的第二二极管D2。
3.如权利要求2所述的车载ECU供电电路，其特征在于，所述第一二极管D1与第二二极管D2均为低压差二极管。
4.如权利要求1所述的车载ECU供电电路，其特征在于，所述第一降压模块为低压差线性稳压器。
5.如权利要求1所述的车载ECU供电电路，其特征在于，所述第二降压模块为DC-DC降压电路。
6.一种车载ECU系统，包括第一控制模块和供电电路，其特征在于，所述供电电路为如权利要求1-5任一项所述的供电电路，所述第一控制模块的电源输入端连接至所述第一供电端口，所述第一控制模块的一个控制信号输出端连接至所述第二降压模块的控制端以控制所述第二降压模块的启闭，并在启动所述第二降压模块时促使所述第一开关截止而所述第二开关导通以及在关闭所述第二降压模块时促使所述第一开关导通。
7.如权利要求6所述的车载ECU系统，其特征在于，所述系统还包括第二控制模块以及由所述第二控制模块对应控制的音视频模块，所述第二控制模块和音视频模块均连接至所述第二供电端口。
8.如权利要求7所述的车载ECU系统，其特征在于，所述第一控制模块为MCU芯片，所述第二控制模块为DSP芯片。
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