CN211642078U - 一种稳压控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种稳压控制器及车辆，这种稳压控制器包括：电压输入端，从车辆的发电机和/或蓄电池获取输入电压；稳压控制模块，基于电压输入端获取的输入电压，生成稳压电压；电压输出端，将稳压电压输出至车辆的用电模块；信号收发器，接收外部控制信号；微控制单元，根据信号收发器接收的外部控制信号，生成第一内部控制信号，并将第一内部控制信号发送至稳压控制模块，以控制稳压控制模块的状态。这种稳压控制器的使用在满足车辆各个模块的用电需求前提下，避免了各电器的电压波动导致的各电器功率的波动，各电器内部无需使用专用的降压芯片或降压电路，达到了降低能耗、节约成本、提高电器寿命的目的。

Description

一种稳压控制器及车辆

技术领域

本公开涉及车辆领域，具体涉及一种稳压控制器及车辆。

背景技术

传统燃油车上的电源系统包括蓄电池和发电机，在车辆发动机启动前，由蓄电池为整车的电气负载，也就是车载的电子设备，提供电源，整车电气负载的供电电压大致与蓄电池电压相同，且整车电气负载的电压基本不会出现较大波动。

整车发动机启动后，由车上的发电机为整车电气负载提供电源，由于发动机在启动状态下，发动机的转速并不是恒定不变的，所以发电机发电电压有一定的波动，整车电气负载在不同电压下的功率也会有一定的变化(例如音响等电子设备)，供电的电压越高，电器的功率越大，消耗的电量相对而言也就更多，其次供电电压的波动也可能降低电器的使用寿命。

现有情况下，大部分的车辆的发电机输出为12V的电压，并加载在车载电子器件上。但是车载电子器件中的绝大部分的芯片无需如此高的电压，因此，电子器件内部均设有LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)芯片或降压电路，为芯片提供5V或3.3V电压。

图1示出了现有电气设计下的整车电路示意图，如图1所示，发电机A在发电过程中，将一部分电量存入蓄电池B中，另一部分电量通过电路接入多个用电模块C中。由于发动机在启动状态下，发动机的转速并不是恒定不变的，所以发电机A的发电电压有一定的波动，在12～16V之间浮动，用电模块C的加载电压亦在12～16V之间浮动，这导致了用电模块C在大电压下会产生高的功率。

发明人发现，现有的汽车电气设计具有以下缺点：1)很多电器件均设有3.3V或5V的LDO芯片或降压电路，会造成电子元器件的浪费；2)对车载电子器件施加高的电压会导致大的功率，从而消耗更多的电量；3)供电电压的波动造成的整车电气网络电压波动，不利于电器的长时间使用。

请注意，以上背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

实用新型内容

鉴于现有技术缺陷中的至少一个，本实用新型提供了一种车辆的稳压控制器，其包括：电压输入端，从车辆的发电机和/或蓄电池获取输入电压；稳压控制模块，基于电压输入端获取的输入电压，生成稳压电压；电压输出端，将稳压电压输出至车辆的用电模块；信号收发器，接收外部控制信号；微控制单元，根据信号收发器接收的外部控制信号，生成第一内部控制信号，并将第一内部控制信号发送至稳压控制模块，以控制稳压控制模块的状态。

本实用新型还提供了一种车辆的稳压控制器，其包括：电压输入端，从车辆的发电机和/或蓄电池获取输入电压；稳压控制模块，基于电压输入端获取的输入电压，生成稳压电压；电压输出端，将稳压电压输出至车辆的用电模块；信号收发器，接收外部控制信号；电流反馈信号线路，一端连接于稳压控制模块；微控制单元，连接于电流反馈信号线路的另一端，并通过电流反馈信号线路接收反映稳压控制模块的电流的反馈信号，微控制单元根据外部控制信号和反馈信号，生成第二内部控制信号，并将第二内部控制信号发送至稳压控制模块，以控制稳压控制模块的状态。

根据本公开的一个方面，这种稳压控制器的稳压控制模块发生故障时，故障信息通过电流反馈信号线路输送至微控制单元，微控制单元记录故障信息对应的故障码。

根据本公开的一个方面，这种稳压控制器的稳压控制模块包括：保险模块，稳压控制模块发生故障时，保险模块停止稳压控制模块的工作状态或限制稳压控制模块电流的输出。

根据本公开的一个方面，这种稳压控制器的信号收发器可以为控制器局域网络收发器。

根据本公开的一个方面，这种稳压控制器的信号收发器接收外部刷写信号；微控制单元基于信号收发器接收的外部刷写信号，微控制单元生成新程序，新程序生成内部刷写信号，并将内部刷写信号发送至稳压控制模块，以刷写稳压控制模块生成的稳压电压。

根据本公开的一个方面，这种稳压控制器的稳压控制模块的数量可以大于一个，稳压控制模块输出的电压彼此不同。

根据本公开的一个方面，本实用新型还提供了一种车辆，这种车辆包括如上所述的稳压控制器。

根据本公开的一个方面，这种车辆还包括：车架；蓄电池负极，连接于车架；稳压控制器还包括：负极端，负极端连接于车架。

根据本公开的一个方面，这种车辆还包括：用电模块，设置于车辆内部；稳压控制器可以设置于车辆内部用电模块数量最多的区域内，该区域的体积可以小于或等于车辆内部体积的30％，这种设置可以进一步减少线束的使用量。

这种稳压控制器的使用在满足车辆各个模块的用电需求前提下，避免了各电器的电压波动导致的各电器功率的波动，各电器内部无需使用专用的降压芯片或降压电路，达到了降低能耗、节约成本、提高电器寿命的目的。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了现有电气设计下的整车电路示意图。

图2示出了本申请实施例的稳压控制器总体方案示意图。

图3示出了本申请实施例的稳压控制器100内部设计示意图。

图4示出了本申请实施例的稳压控制器100在CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯模式下信号接收示意图。

附图标记列表：

A 发电机；

B 蓄电池；B1负极；B2正极；

C 用电模块；C1 12V用电模块；C2 5V用电模块；C3 3.3V用电模块；

D 控制模块；

E 网关；

100 稳压控制器；

101 电压输入端；

102 电压输出端；

103 稳压控制模块；

104 微控制单元(Micro Control Unit，MCU)；

105 信号收发器；

106 电流反馈信号线路；

107 负极端；

108 内部控制信号传输线路；

109 内部信号传输线路；

110 外部信号传输线路；

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

实施例

本公开的一个示例性实施例提供了一种稳压控制器，对稳压控制器输入12～16V的浮动电压，能够输出3.3V、5V和12V的稳定电压，不同的电器接入不同的电压，从而无需在电器内部设置LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)芯片或降压电路，降低了成本，并且对应的电器使用对应的电压，无需承担大电压模式下的高功率，减少了能耗。

图1示出了现有电气设计下的整车电路示意图，图2示出了本申请实施例的稳压控制器总体方案示意图。如图1和图2所示，本申请实施例的稳压控制器总体方案相比于现有电气设计下的整车电路，在用电模块C之前添加了稳压控制器100，稳压控制器100接收12～16V的输入电压，输出3.3V、5V和12V的电压。3.3V用电模块C3的额定电压为3.3V，即可直接接入稳压控制器100的3.3V输出端输出的3.3V电压，从而无需在用电模块C3的内部添加LDO芯片或降压电路；5V用电模块C2的额定电压为5V，可直接接入稳压控制器100的5V输出端输出的5V电压，从而无需在用电模块C2的内部添加LDO芯片或降压电路。用电模块C2和用电模块C3减少了LDO芯片或降压电路的使用，降低了成本。用电模块C1的额定电压为12V，可直接接入稳压控制器100的12V输出端输出的12V电压，而无需接收现有电气设计下的12～16V的浮动电压。此外，在本申请实施例中，前一稳压控制器100输出的12V电压还可作为后一稳压控制器100的输入电压，但是，后一稳压控制器100的输入电压亦可使用发电机A输出的12～16V电压，或者可以使用前一稳压器输出的3.3V或5V电压，本实用新型并不对此进行限制。

对应的用电模块接收对应的电压，既能够减少因添加LDO芯片或降压电路附加的成本，还避免了大电压模式下电器的功率过高的情况。

如图2所示，本申请实施例使用了4个稳压控制器100，这是因为不同车辆的整车电气负载的功率是不同的，本申请实施例中一个稳压控制器100的额定功率为200W，对应整车的电气负载的额定功率为800W。亦可将一个稳压控制器100的额定功率设定为150W，若对应整车的电气负载的额定功率为900W，即可使用6个稳压控制器。因此，本实用新型不对稳压控制器100的额定功率进行限制，亦不对整车的稳压控制器100的数量进行限制。

发电机A在发电过程中，将一部分电量存入蓄电池B中，另一部分通过稳压控制器100进行稳压后输送至用电模块中，可以看出，稳压控制器100的输入电路连接于蓄电池B的正极B2上，而蓄电池B的负极B1在本申请实施例中采用的是搭铁接线制，所谓的搭铁接线制即为将蓄电池的一极与车架相连的接线制度，在本申请实施例中，蓄电池B的负极B1与车架相连。在这种情况下，车架即为电池的负极，电器可直接将负极连接至车架，一方面可以节约导线支出费用，降低整车成本；另一方面，可以减少因过多导线造成的铺线困难、故障点多的问题。但是，亦可不采用搭铁接线制，本实用新型并不对此进行限制。

此外，在本申请实施例中，稳压控制器100接收12～16V的输入电压，输出3.3V、5V和12V的电压。但是，输入电压并不限定于12～16V，亦可为其他的电压范围；输出的电压亦可不为3.3V、5V和12V，本实用新型并不对输入电压和输出电压的大小及范围进行限制。

图3示出了本申请实施例的稳压控制器100内部设计示意图，如图3所示，一个稳压控制器100主要包括电压输入端101、电压输出端102、微控制单元(Micro Control Unit，MCU)104、稳压控制模块103、信号收发器105、电流反馈信号线路106、负极端107、内部控制信号传输线路108、内部信号传输线路109和外部信号传输线路110。

在本申请实施例中，稳压控制模块103的数量为三个，对应的分别输出3.3V、5V和12V的电压。但是，稳压控制模块103的数量并不限制为三个，可针对车辆的实际需求进行设计，亦可少于三个或者多于三个，本实用新型并不对此进行限制。

在本申请实施例中，信号收发器105为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)收发器，但是信号收发器105为亦可为其他种类通讯信号的收发器，本实用新型并不对此进行限制。

图4示出了本申请实施例的稳压控制器100在CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯模式下信号接收示意图。本申请实施例中，稳压控制器100在CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯模式下，但是亦可使用LIN(LocalInterconnect Network，局域互联网络)通讯及其他种类通信协议，本实用新型并不对此进行限制。

如图4所示，在外部信号传输线路110上设置有网关E，网关E用于控制信号的传输并记录信号传输的信息，稳压控制器100通过网关E接收控制模块D发送的CAN网络信号，再通过外部信号传输线路110接收该CAN网络信号。在本申请实施例中，控制模块D包括EBS(Electric Battery Sensor，蓄电池传感器)、发动机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)等，亦可包括其他单元，本实用新型并不对此进行限制。

如图3和图4所示，信号接收器105通过外部信号传输线路110接收控制模块D的外部控制信号，而后通过内部信号传输线路109将外部控制信号输送至微控制单元104。微控制单元104通过内部信号传输线路109接收到外部控制信号，生成第一内部控制信号来决定稳压控制模块103的状态，并将第一内部控制信号通过内部控制信号传输线路108输送至稳压控制模块103，以控制稳压控制模块103的闭合、断开等工作状态。

此外，各个稳压控制模块103的输出电压值还支持修改，操作者可通过CAN总线输入外部刷写信号，稳压控制器100通过网关E接收到外部刷写信号，该外部刷写信号通过外部信号传输线路110和内部信号传输线路109输送至微控制单元104，微控制单元104接收到该外部刷写信号，生成新程序，新程序生成内部刷写信号，该内部刷写信号通过内部控制信号传输线路108输送至各个稳压控制模块103，从而刷写稳压控制模块103生成的稳压电压值。

稳压控制器100在工作状态下时，电压输入端101的输入电压一般为12～16V，而后通过各个稳压控制模块103得到各个稳压电压，在本申请实施例中分别为3.3V、5V和12V，而后通过电压输出端102将稳压后的电压进行输出。此外，电压输入端101连接着蓄电池B的正极B2，负极端107连接着蓄电池B的负极B1，在本申请实施例中，因为采用的是搭铁接线制，因此负极端107直接连接车辆的车架。搭铁接线制的使用，有效地减少了线束的使用量，节约了成本。

此外，稳压控制器还可以设置于车辆内部用电模块数量最多的区域内，该区域的体积可以小于或等于车辆内部体积的30％，这种设置可以进一步减少线束的使用量。但是，亦可以不设置在该区域，本实用新型并不对此进行限制。

电流反馈信号线路106连接稳压控制模块103和微控制单元104，微控制单元104通过电流反馈信号线路106接收反映稳压控制模块103的电流的反馈信号，微控制单元104根据反馈信号和外部控制信号生成的第二内部控制信号，将第二内部控制信号通过内部控制信号传输线路108输送至稳压控制模块103，控制稳压控制模块103执行第二内部控制信号对应的命令。若稳压控制模块103发生故障，微控制单元104通过电流反馈信号线路106接收到的反馈信号生成第二内部控制信号以控制控制稳压控制模块103的工作状态，比如执行断开命令等；微控制单元104还将稳压控制模块103发生故障对应的故障码记录，并通过内部信号传输线路109输送至信号接收器105，信号接收器105再通过外部信号传输线路110将该故障码输送至网关E，网关E记录该故障码以供外部查询。此为稳压控制器的电源管理功能，在本申请实施例中是通过微控制单元104内部的电源管理芯片实现的(图未示)，但是亦可不为电源管理芯片，本实用新型并不对此进行限制。

此外，稳压控制模块103还具有自保护功能，稳压控制模块103内部设置有保险模块(图未示)，当稳压控制模块103发生的故障较大时，比如电流过载、温度过高等情况，保险模块停止稳压控制模块103的工作状态或限制稳压控制模块103电流的输出，而无需通过微控制单元104的命令，提高了稳压控制器100对于故障的反应能力，进一步提升了稳压控制器100的整体安全系数。

这种稳压控制器的使用可在满足车辆各个模块的用电需求前提下，避免各电器的电压波动导致的各电器功率的波动，达到降低能耗、节约成本、提高电器寿命的目的。

以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

最后应说明的是：以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的稳压控制器，其特征在于，包括：

电压输入端，从所述车辆的发电机和/或蓄电池获取输入电压；

稳压控制模块，基于所述电压输入端获取的所述输入电压，生成稳压电压；

电压输出端，将所述稳压电压输出至所述车辆的用电模块；

信号收发器，接收外部控制信号；

微控制单元，根据所述信号收发器接收的所述外部控制信号，生成第一内部控制信号，并将所述第一内部控制信号发送至所述稳压控制模块，以控制所述稳压控制模块的状态。

2.一种车辆的稳压控制器，其特征在于，包括：

电压输入端，从所述车辆的发电机和/或蓄电池获取输入电压；

稳压控制模块，基于所述电压输入端获取的所述输入电压，生成稳压电压；

电压输出端，将所述稳压电压输出至所述车辆的用电模块；

信号收发器，接收外部控制信号；

电流反馈信号线路，一端连接于所述稳压控制模块；

微控制单元，连接于所述电流反馈信号线路的另一端，并通过所述电流反馈信号线路接收反映所述稳压控制模块的电流的反馈信号，所述微控制单元根据所述外部控制信号和所述反馈信号，生成第二内部控制信号，并将所述第二内部控制信号发送至所述稳压控制模块，以控制所述稳压控制模块的状态。

3.根据权利要求2所述的稳压控制器，其特征在于，所述稳压控制模块发生故障时，故障信息通过所述电流反馈信号线路输送至所述微控制单元，所述微控制单元记录所述故障信息对应的故障码。

4.根据权利要求1或2所述的稳压控制器，其特征在于，所述稳压控制模块包括：

保险模块，所述稳压控制模块发生故障时，所述保险模块停止所述稳压控制模块的工作状态或限制所述稳压控制模块电流的输出。

5.根据权利要求1或2所述的稳压控制器，其特征在于，所述信号收发器为控制器局域网络收发器。

6.根据权利要求1或2所述的稳压控制器，其特征在于，所述信号收发器接收外部刷写信号；

所述微控制单元基于所述信号收发器接收的所述外部刷写信号，所述微控制单元生成新程序，所述新程序生成内部刷写信号，并将所述内部刷写信号发送至所述稳压控制模块，以刷写所述稳压控制模块生成的稳压电压。

7.根据权利要求1或2所述的稳压控制器，其特征在于，所述稳压控制模块的数量大于一个，所述稳压控制模块输出的电压彼此不同。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的稳压控制器。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，还包括：

车架；

蓄电池负极，连接于所述车架；

其中，所述稳压控制器还包括：

负极端，所述负极端连接于所述车架。

10.根据权利要求8或9所述的车辆，其特征在于，还包括：

用电模块，设置于所述车辆内部；

所述稳压控制器设置于所述车辆内部所述用电模块数量最多的区域内，所述区域的体积小于或等于所述车辆内部体积的30％。

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