CN215071775U - 一种汽车电子产品双电源冗余供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种汽车电子产品双电源冗余供电电路，包括第一电源模块、第二电源模块和冗余电源模块，所述第一电源模块分别与第一负载模块和第二负载模块相连，所述第一电源模块还通过所述冗余电源模块与第三负载模块相连；所述第二电源模块与所述第三负载模块相连，所述第二电源模块还通过所述冗余电源模块分别与所述第一负载模块和第二负载模块相连；所述冗余电源模块在所述第一电源模块或第二电源模块失效时启动。本实用新型能够有效提高系统功能安全可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供电电路，特别是涉及一种汽车电子产品双电源冗余供电电路。
背景技术
常规电源供电系统使用单电源供电，当电源工作异常时，如出现电源线束松动、连接器老化接触不良或单电源保险丝熔断等异常现象，系统功能将出现降级甚至失效情况。但是对于智能刹车系统采用单电源供电将导致安全隐患，因此亟需一种双电源冗余供电电路
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汽车电子产品双电源冗余供电电路，能够有效提高系统功能安全可靠性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种汽车电子产品双电源冗余供电电路，包括第一电源模块、第二电源模块和冗余电源模块，所述第一电源模块分别与第一负载模块和第二负载模块相连，所述第一电源模块还通过所述冗余电源模块与第三负载模块相连；所述第二电源模块与所述第三负载模块相连，所述第二电源模块还通过所述冗余电源模块分别与所述第一负载模块和第二负载模块相连；所述冗余电源模块在所述第一电源模块或第二电源模块失效时启动。
所述第一电源模块包括第一电源、第一电源保护电路、第一电源MOS管开关电路和第一电源MOS管防反电路；所述第一电源的输入端连接整车蓄电池，输出端连接所述第一电源保护电路的输入端，所述第一电源保护电路的输出端通过第一电源检测端连接所述第一电源MOS管开关电路的输入端，所述第一电源MOS管开关电路的输出端经第一电源 MOS管保护电路连接所述第一电源防反电路的输入端，所述第一电源防反电路的输出端经所述第四电源检测端连接所述第一负载模块和负载模块MOS管开关电路的输入端，所述负载模块MOS管开关电路的输出端连接所述第二负载模块。
所述第一电源保护电路的输出端和第一电源检测端之间还设置有第一电源滤波电路。
所述第一电源检测端还通过第一电源逻辑防反电路与逻辑单元相连。
所述第二电源模块包括第二电源、第二电源保护电路、第二电源MOS管开关电路和第二电源MOS管防反电路；所述第二电源的输入端连接整车蓄电池，输出端连接所述第二电源保护电路的输入端，所述第二电源保护电路的输出端通过第二电源检测端连接所述第二电源MOS管开关电路的输入端，所述第二电源MOS管开关电路的输出端经第二电源MOS管保护电路连接所述第二电源防反电路的输入端，所述第二电源防反电路的输出端经第三电源检测端连接所述第三负载模块。
所述第二电源保护电路的输出端和第二电源检测端之间还设置有第二电源滤波电路。
所述第二电源检测端还通过第二电源逻辑防反电路与逻辑单元相连。
所述冗余电源模块包括冗余MOS管开关电路和冗余MOS管防反电路，所述第一电源的输出端通过所述冗余MOS管开关电路以及所述冗余MOS管防反电路连接所述第二电源的输出端。
所述冗余MOS管开关电路和冗余MOS管防反电路为两个NMOSFET，两个NMOSFET 的源级与源级相连，栅极连接驱动信号，两个漏级分别连接所述第一电源的输出端与第二电源的输出端，两个源极之间还连接有冗余MOS管保护电路。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型使用两路电源供电，且两路电源电气隔离，有效的保证了不同负载模块的电源独立性，降低了不同负载模块间因失效导致的相互影响，同时两路电源中的一路电源失效时，系统仍能通过冗余电源工作，提高了系统的可靠性及功能安全等级。
附图说明
图1是本实用新型实施方式的结构方框图；
图2是本实用新型实施方式的电路图；
图3是本实用新型实施方式中正常工作时电流走向电路图。
图4是本实用新型实施方式中第一电源KL30_1丢失时电流走向电路图。
图5是本实用新型实施方式中第二电源KL30_2丢失时电流走向电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本实用新型的实施方式涉及一种汽车电子产品双电源冗余供电电路，如图1所示，包括第一电源模块、第二电源模块和冗余电源模块，所述第一电源模块分别与第一负载模块和第二负载模块相连，所述第一电源模块还通过所述冗余电源模块与第三负载模块相连；所述第二电源模块与所述第三负载模块相连，所述第二电源模块还通过所述冗余电源模块分别与所述第一负载模块和第二负载模块相连；所述冗余电源模块在所述第一电源模块或第二电源模块失效时启动。
如图2所示，本实施方式中第一电源模块包括第一电源KL30_1、第一电源保护电路F1、第一电源MOS管开关电路Q1和第一电源MOS管防反电路Q4。所述第二电源模块包括第二电源KL30_2、第二电源保护电路F2、第二电源MOS管开关电路Q2和第二电源 MOS管防反电路Q3。所述冗余电源模块包括冗余MOS管开关电路Q5和冗余MOS管防反电路Q6。
其中，第一电源KL30_1输入端连接整车蓄电池，其输出端连接第一电源保护电路F1 的输入端，第一电源保护电路F1输出端通过第一电源滤波电路C1以及第一电源检测端Signal 1连接第一电源MOS管开关电路Q1输入端，第一电源MOS管开关电路输出端经第一电源MOS管保护电路D4连接第一电源防反电路Q4输入端，第一电源防反电路输出端经第四电源检测端Signal 4连接负载模块1(EPB驱动单元)与负载模块MOS管开关电路Q7输入端，负载模块MOS管开关电路Q7输出端连接负载模块2(电磁阀线圈驱动单元)。
第二电源KL30_2输入端连接整车蓄电池，其输出端连接第二电源保护电路F2的输入端，第二电源保护电路输出端通过第二电源滤波电路C2以及第二电源检测端Signal 2连接第二电源MOS管开关电路Q2输入端，第二电源MOS管开关电路输出端经第二电源MOS 管保护电路D3连接第二电源防反电路Q3输入端，第二电源防反电路输出端经第三电源检测端Signal 3连接负载模块3(直流无刷电机驱动单元)。
第一电源MOS管防反电路Q4输出端通过冗余MOS管开关电路Q5以及冗余MOS 管防反电路Q6连接第二电源MOS管防反电路Q3输出端，实现双电源冗余切换供电。
第一电源保护电路F1输出端通过第一电源逻辑防反电路D1连接逻辑单元，同时第二电源保护电路F2输出端通过第二电源逻辑防反电路D2连接逻辑单元，实现逻辑单元冗余供电方式。
本实施方式中，第一电源MOS管开关电路Q1、第一电源防反电路Q4、第二电源MOS管开关电路Q2、第二电源防反电路Q3、冗余MOS管开关电路Q5以及冗余MOS管防反电路Q6均由智能刹车系统ASIC芯片的高边驱动信号实现通断控制。
其中，第一电源KL30_1与第二电源KL30_2均连接到整车蓄电池，由不同整车线束接出。第一电源保护电路F1与第二电源保护电路F2均由保险丝组成，所述第一电源保护电路F1输入端连接第一电源KL30_1，其输出端经过第一电源滤波电路C1连接第一电源 MOS管开关电路Q1输入端与第一电源逻辑防反电路D1输入端；所述第二电源保护电路 F2输入端连接第二电源KL30_2，其输出端经过第二电源滤波电路C2连接第二电源MOS 管开关电路Q2输入端与第二电源逻辑防反电路D2输入端。
第一电源滤波电路C1与第二电源滤波电路C2均为电容滤波电路，主要滤除电源线高频干扰与低频干扰，滤波电容可以是差模电容与共模电容的组合设计。
第一电源逻辑防反电路D1与第二电源逻辑防反电路D2均为防反二极管，防反二极管输出端连接到系统逻辑单元，为系统逻辑模块供电，供电电压由第一电源或第二电源中的高压单元提供。
第一电源检测端Signal 1、第二电源检测端Signal 2、第三电源检测端Signal 3与第四电源检测端Signal 4均设置有ADC采样电路，采样电路的分压比及电阻参数选择由具体系统决定，通过采集的电源电压判断第一电源与第二电源工作状态。
第一电源MOS管开关电路Q1与第一电源防反电路Q4为两个NMOSFET，两个 NMOSFET源级与源级相连，两个漏级分别连接电源的输入与输出，栅级连接ASIC驱动信号，由于第一电源MOS管开关电路Q1与第一电源防反电路Q4为高边开关，ASIC驱动信号幅值要求较高，较高幅值的驱动信号可能导致NMOSFET栅源电压击穿，损坏电子器件，第一电源MOS管保护电路D4为钳位二极管，钳位电压低于MOS管栅源最大差分电压；第一电阻R1为限流电阻，第一端连接ASIC驱动信号，第二端连接MOS管栅级；第四电阻R4分别连接MOS管栅级与源级。
第二电源MOS管开关电路Q2与第二电源防反电路Q3为两个NMOSFET，两个 NMOSFET源级与源级相连，两个漏级分别连接电源的输入与输出，栅级连接ASIC驱动信号，由于第二电源MOS管开关电路Q2与第二电源防反电路Q3为高边开关，ASIC驱动信号幅值要求较高，较高幅值的驱动信号可能导致NMOSFET栅源电压击穿，损坏电子器件，第二电源MOS管保护电路D3为钳位二极管，钳位电压低于MOS管栅源最大差分电压；第二电阻R2为限流电阻，第一端连接ASIC驱动信号，第二端连接MOS管栅级；第三电阻R3分别连接MOS管栅级与源级。
冗余连接电源MOS管开关电路Q5与冗余MOS管防反电路Q6为两个NMOSFET，两个NMOSFET源级与源级相连，两个漏级分别连接电源的输入与输出，栅级连接ASIC 驱动信号，由于电源MOS管开关电路Q5与冗余MOS管防反电路Q6为高边开关，ASIC 驱动信号幅值要求较高，较高幅值的驱动信号可能导致NMOSFET栅源电压击穿，损坏电子器件，MOS管保护电路D5为钳位二极管，钳位电压低于MOS管栅源最大差分电压；第五电阻R5为限流电阻，第一端连接ASIC驱动信号，第二端连接MOS管栅级；第六电阻R6分别连接MOS管栅级与源级。
本实施方式中的负载模块可以是电机、电磁阀线圈或其他大功率器件，如图3所示，当系统正常工作时，检测电路检测到有效的第一电源KL30-1电压与第二电源KL30-2电压，第一电源KL30_1为EPB驱动单元与电磁阀线圈驱动单元供电，第二电源KL30_2为直流无刷电机驱动单元供电，冗余MOS管开关电路Q5以及冗余MOS管防反电路Q6处于断开状态，各负载模块供电独立，智能刹车系统逻辑单元供电由第一电源或第二电源中的高压单元供电。
当系统在工作过程中，如图4和图5所示，检测到第一电源KL30-1丢失或第二电源KL30-2丢失，依据系统诊断策略，打开冗余MOS管开关电路Q5以及冗余MOS管防反电路Q6，使冗余MOS管开关电路Q5以及冗余MOS管防反电路Q6处于导通状态，正常的电源同时为EPB驱动单元、电磁阀线圈驱动单元、直流无刷电机驱动单元以及逻辑单元供电；失效模式下，MCU需要实时检测两路电源电压，依据检测的电源电压值判断系统工作状态。
不难发现，本实用新型使用两路电源供电，且两路电源电气隔离，有效的保证了不同负载模块的电源独立性，降低了不同负载模块间因失效导致的相互影响，同时两路电源中的一路电源失效时，系统仍能通过冗余电源工作，提高了系统的可靠性及功能安全等级。
Claims (9)
1.一种汽车电子产品双电源冗余供电电路，包括第一电源模块、第二电源模块和冗余电源模块，其特征在于，所述第一电源模块分别与第一负载模块和第二负载模块相连，所述第一电源模块还通过所述冗余电源模块与第三负载模块相连；所述第二电源模块与所述第三负载模块相连，所述第二电源模块还通过所述冗余电源模块分别与所述第一负载模块和第二负载模块相连；所述冗余电源模块在所述第一电源模块或第二电源模块失效时启动。
2.根据权利要求1所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述第一电源模块包括第一电源、第一电源保护电路、第一电源MOS管开关电路和第一电源MOS管防反电路；所述第一电源的输入端连接整车蓄电池，输出端连接所述第一电源保护电路的输入端，所述第一电源保护电路的输出端通过第一电源检测端连接所述第一电源MOS管开关电路的输入端，所述第一电源MOS管开关电路的输出端经第一电源MOS管保护电路连接第一电源防反电路的输入端，所述第一电源防反电路的输出端经第四电源检测端连接所述第一负载模块和负载模块MOS管开关电路的输入端，所述负载模块MOS管开关电路的输出端连接所述第二负载模块。
3.根据权利要求2所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述第一电源保护电路的输出端和第一电源检测端之间还设置有第一电源滤波电路。
4.根据权利要求2所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述第一电源检测端还通过第一电源逻辑防反电路与逻辑单元相连。
5.根据权利要求1所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述第二电源模块包括第二电源、第二电源保护电路、第二电源MOS管开关电路和第二电源MOS管防反电路；所述第二电源的输入端连接整车蓄电池，输出端连接所述第二电源保护电路的输入端，所述第二电源保护电路的输出端通过第二电源检测端连接所述第二电源MOS管开关电路的输入端，所述第二电源MOS管开关电路的输出端经第二电源MOS管保护电路连接第二电源防反电路的输入端，所述第二电源防反电路的输出端经第三电源检测端连接所述第三负载模块。
6.根据权利要求5所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述第二电源保护电路的输出端和第二电源检测端之间还设置有第二电源滤波电路。
7.根据权利要求5所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述第二电源检测端还通过第二电源逻辑防反电路与逻辑单元相连。
8.根据权利要求1所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述冗余电源模块包括冗余MOS管开关电路和冗余MOS管防反电路，所述第一电源的输出端通过所述冗余MOS管开关电路以及所述冗余MOS管防反电路连接所述第二电源的输出端。
9.根据权利要求8所述的汽车电子产品双电源冗余供电电路，其特征在于，所述冗余MOS管开关电路和冗余MOS管防反电路为两个NMOSFET，两个NMOSFET的源级与源级相连，栅极连接驱动信号，两个漏级分别连接所述第一电源的输出端与第二电源的输出端，两个源极之间还连接有冗余MOS管保护电路。
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