CN216086155U - 一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统 - Google Patents
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Abstract
一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统。所述供电电路系统包括L型滤波电路、开关电路、LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路、DC‑DC 12V转3.3V供电电路、DC‑DC 12V转26V供电电路、MOTOR DRIVER供电电路；所述开关电路设置于供电电路系统的输入端，所述开关电路采用12V接口接入，所述开关电路采用B+接口为输出端；所述LDO 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接RST接口、ROM接口、MCU3.3接口。该供电电路系统设置有电源隔离和L型滤波电路，采用单独的MCU模块供电和12V开关电路，从而能改善光学显示系统的稳定性和清晰度。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学显示设备，特别是一种设置有电源隔离和L型滤波电路、同时采用单独的MCU模块供电、同时采用12V开关电路、从而能改善光学显示系统稳定性和清晰度的供电电路系统。
背景技术
增强现实抬头显示器AR-HUD是通过内部特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际交通路况中，将胎压、速度、转速、导航等驾驶辅助信息投射到汽车前挡风玻璃上，使驾驶员在行车中，无需低头就能查看汽车相关信息，从而能获得更好的行车安全性、交互便捷性、行车智能性。
AR-HUD整体结构主要包括主控PCB板、LED光源、投影显示以及反射镜组件，其中主控PCB板为AR-HUD的整体的电子电路控制系统，主控PCB板主要由电子电路元器件及IC芯片组成，并构成光学显示的各个标准化控制模块，从而使得AR-HUD得以高效、精准运行。
目前，AR-HUD的硬件控制平台还不完善，主要存在以下问题：
1、供电电路控制方面的不足, 车供电压不稳定，缺乏降压稳压效果好的电源管理芯片进行管理；电源模块之间的隔离效果差，电源电压噪声抑制系数小；MCU模块没有采用单独的电源管理，不能保证系统休眠/唤醒状态的快速、高效切换，不利于减少车电瓶能量消耗和减少车电瓶馈电的风险；缺乏L型滤波电路，信号抗干扰能力差。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，该供电电路系统设置有电源隔离和L型滤波电路，同时采用单独的MCU模块供电，同时采用12V开关电路，从而能改善光学显示系统的稳定性和清晰度。
本实用新型中，MCU为微控制单元，CAN为控制器局域网络，ALS为数字环境光传感器，TVS为瞬态二极管，PSRR为电源电压噪声抑制系数。
为了解决上述现有技术问题,本实用新型的技术方案是:
本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，所述供电电路系统包括L型滤波电路、开关电路、LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路、DC-DC 12V转3.3V供电电路、DC-DC 12V转26V供电电路、MOTOR DRIVER供电电路；
所述开关电路设置于供电电路系统的输入端，所述开关电路采用12V接口接入，所述开关电路采用B+接口为输出端，所述开关电路设置有MOS管、三极管、多个电阻，所述MOS管为压控元件，通过加到它的压控元件所需电压使它导通 ,导通结的压降最小，从而实现开关功能，所述MOS管的多个输入管脚分别与12V接口相连接，所述MOS管的多个输出管脚分别与B+接口相连接，所述三极管的基极端接入MOS管的一输出管脚，所述MOS管为场效应管，能利用电场效应来控制电流大小，能有效保护车供电源对各个电路单元的冲击和保护各个元器件不受损害和干扰，所述三极管是NPN管，电平高时，三极管处于接通状态是开，电平低时，三极管处于关闭状态是关，所述三极管开关采用软件代码控制，方便便捷；
所述LDO 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接RST接口、ROM接口、MCU3.3接口，分别用于复位供电、存储供电、MCU模块供电，所述LDO 12V转3.3V供电电路通过B+接口接入，所述LDO 12V转5V供电电路的输出端连接CAN-5V接口，用于CAN供电，所述LDO 12V转5V供电电路通过B+接口接入，所述DC-DC 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接ALS接口、DES接口、LCD接口，所述DC-DC 12V转26V供电电路的输出端连接LED接口，所述ALS接口、DES接口、LCD接口、LED接口分别用于光敏传感器供电、解串器供电、LCD供电、LED供电，所述供电电路系统的输入端还接入LIN接口、DLP接口；
所述LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路采用LDO电源管理芯片，所述LDO 12V转3.3V供电电路采用LDO_TPS7A6933QDRQ1芯片，LDO 12V转5V供电电路采用LDO_TPS7B8150QDRVRQ1芯片，所述LDO芯片降压稳压效果好，由于车供电压不稳定，需要通过电源IC芯片进行降压稳压管理，而在LDO芯片的安全输入范围之内，LDO芯片的输出变化很小，进而能保证输出稳定，所述LDO芯片能进行电源隔离，提升电源的PSRR，使得输出信号受到电源的影响小，经过 LDO芯片电路后，无用的变换信号被过滤掉绝大部分，通过的主要是有用的直流信号，同时LDO芯片成本低、功耗小、功率小，有利于CAN信号的传输；
所述DC-DC 12V转3.3V供电电路、DC-DC 12V转26V供电电路采用DC_DC电源管理芯片，所述DC-DC 12V转3.3V供电电路采用DCDC_TPS54240芯片，所述DC_DC电源管理芯片功率大，能通过大电流而不会损坏，能将直流高压转换成直流低压，能保证恒定低压，所述DC_DC电源管理芯片包括输入输出隔离、最大电流限制、输出短路保护、输入反接保护、过流保护、过温度保护，所述过温度保护包括内部温度超过85度时关闭输出，内部温度低于80度时恢复工作；
所述L型滤波电路通过BATT+接口接入，所述L型滤波电路输出端连接B+接口，所述L型滤波电路的输入端并联设置有钳位二极管，所述钳位二极管为TVS二极管，用于提升系统的抗浪涌和瞬态传导干扰能力，能保证系统运行稳定，TVS二极管是一种二极管形式的高效能保护器件，当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以 10-12 秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，所述L型滤波电路的输入端还串接有防反接二极管，用于电路中的极性保护，所述L型滤波电路由多个并联的电容和一电感组成L型滤波电路，用于提升系统的抗干扰能力，L型滤波电路也用作电谐振器，储存电路共振时振荡的能量，用于产生特定频率的信号，也用于从更复杂的信号中分离出特定频率的信号。
所述MCU模块供电采用单独的电源管理电路，用于保证MCU模块稳定的电压和电源，MCU模块采用常电3.3V，保证系统休眠/唤醒状态的快速、高效切换，MCU模块采用的LDO_TPS7A6933QDRQ1为低IQ的电源IC，能降低系统静态电流，所述MCU模块包括B+车电源输入口，B+车电源输入口正常工作电压为9V-12V，当低于8V时，MCU处于休眠状态，有利于减少车电瓶能量消耗和减少车电瓶馈电的风险。
进一步，所述供电电路系统采用最大预估电流高压1.2A或低压3.5A输入；
进一步，所述电源管理芯片LDO和DC_DC为TI品牌的宽电压车规级电源IC；
进一步，所述MCU供电电路静态电流低至2毫安；
进一步，所述光学显示硬件控制平台还包括主机输入电路，所述主机输入电路的输入端设置有主机输入8PIN插座，所述供电电路系统的输入端接入所述主机输入8PIN插座的BATT+引脚，用于供电电路系统的输入电源。
本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统,其有益效果有：
1、采用降压稳压效果好的TI品牌的电源管理芯片LDO和DC_DC，降压稳压效果好，保证电源系统的稳定可靠；
2、进行电源模块隔离，电源电压噪声抑制系数大；
3、MCU模块采用单独的电源管理，能保证系统休眠/唤醒状态的快速、高效切换，有利于减少车电瓶能量消耗和减少车电瓶馈电的风险；
4、采用L型滤波电路，信号抗干扰能力强。
附图说明
图1，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统的树状图；
图2，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统的开关电路图；
图3，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统的L型滤波电路图；
图4，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统的LDO 12V转5V供电电路图；
图5，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统的LDO 12V转3.3V供电电路图；
图6，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统的DC-DC 12V转3.3V供电电路图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：
实施例：
如图1~图6，本实用新型一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，所述供电电路系统包括L型滤波电路、开关电路、LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路、DC-DC 12V转3.3V供电电路、DC-DC 12V转26V供电电路、MOTOR DRIVER供电电路；所述供电电路系统采用最大预估电流高压1.2A或低压3.5A输入。
所述开关电路设置于供电电路系统的输入端，所述开关电路采用12V接口接入，所述开关电路采用B+接口为输出端，所述开关电路设置有MOS管、三极管MMBT3904-7-F、多个电阻，所述MOS管为压控元件,型号为DMP3015LSSQ-13，通过加到它的压控元件所需电压使它导通 ,导通结的压降最小，从而实现开关功能，所述MOS管的输入管脚5/6/7/8分别与12V接口相连接，所述MOS管的多个输出管脚分别与B+接口相连接，所述三极管的基极端接入MOS管的一输出管脚，所述MOS管为场效应管，能利用电场效应来控制电流大小，能有效保护车供电源对各个电路单元的冲击和保护各个元器件不受损害和干扰，所述三极管是NPN管，电平高时，三极管处于接通状态是开，电平低时，三极管处于关闭状态是关，所述三极管开关采用软件代码控制，方便便捷；
所述LDO 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接RST接口、ROM接口、MCU3.3接口，分别用于复位供电、存储供电、MCU模块供电，所述LDO 12V转3.3V供电电路通过B+接口接入，所述LDO 12V转5V供电电路的输出端连接CAN-5V接口，用于CAN供电，所述LDO 12V转5V供电电路通过B+接口接入，所述DC-DC 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接ALS接口、DES接口、LCD接口，所述DC-DC 12V转26V供电电路的输出端连接LED接口，所述ALS接口、DES接口、LCD接口、LED接口分别用于光敏传感器供电、解串器供电、LCD供电、LED供电，所述供电电路系统的输入端还接入LIN接口、DLP接口；
所述LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路采用LDO电源管理芯片，所述LDO 12V转3.3V供电电路采用LDO_TPS7A6933QDRQ1芯片，LDO 12V转5V供电电路采用LDO_TPS7B8150QDRVRQ1芯片，所述LDO芯片降压稳压效果好，由于车供电压不稳定，需要通过电源IC芯片进行降压稳压管理，而在LDO芯片的安全输入范围之内，LDO芯片的输出变化很小，进而能保证输出稳定，所述LDO芯片能进行电源隔离，提升电源的PSRR，使得输出信号受到电源的影响小，经过 LDO芯片电路后，无用的变换信号被过滤掉绝大部分，通过的主要是有用的直流信号，同时LDO芯片成本低、功耗小、功率小，有利于CAN信号的传输；
所述DC-DC 12V转3.3V供电电路、DC-DC 12V转26V供电电路采用DC_DC电源管理芯片，所述DC-DC 12V转3.3V供电电路采用DCDC_TPS54240芯片，所述DC_DC电源管理芯片功率大，能通过大电流而不会损坏，能将直流高压转换成直流低压，能保证恒定低压，所述DC_DC电源管理芯片包括输入输出隔离、最大电流限制、输出短路保护、输入反接保护、过流保护、过温度保护，所述过温度保护包括内部温度超过85度时关闭输出，内部温度低于80度时恢复工作；所述电源管理芯片LDO和DC_DC为TI品牌的宽电压车规级电源IC。
所述L型滤波电路通过BATT+接口接入，所述L型滤波电路输出端连接B+接口，所述L型滤波电路的输入端并联设置有钳位二极管Z5W27V，所述钳位二极管为TVS二极管，用于提升系统的抗浪涌和瞬态传导干扰能力，能保证系统运行稳定，TVS二极管是一种二极管形式的高效能保护器件，当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以 10-12 秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，所述L型滤波电路的输入端还串接有防反接二极管SBR1045CTLQ-13，用于电路中的极性保护，所述L型滤波电路由多个并联的电容和一电感组成L型滤波电路，用于提升系统的抗干扰能力，L型滤波电路也用作电谐振器，储存电路共振时振荡的能量，用于产生特定频率的信号，也用于从更复杂的信号中分离出特定频率的信号。
所述MCU模块供电采用单独的电源管理电路，用于保证MCU模块稳定的电压和电源，MCU模块采用常电3.3V，保证系统休眠/唤醒状态的快速、高效切换，MCU模块采用的LDO_TPS7A6933QDRQ1为低IQ的电源IC，能降低系统静态电流，所述MCU模块包括B+车电源输入口，B+车电源输入口正常工作电压为9V-12V，当低于8V时，MCU处于休眠状态，有利于减少车电瓶能量消耗和减少车电瓶馈电的风险，所述MCU供电电路静态电流低至2毫安。
所述光学显示硬件控制平台还包括主机输入电路，所述主机输入电路的输入端设置有主机输入8PIN插座，所述供电电路系统的输入端接入所述主机输入8PIN插座的BATT+引脚，用于供电电路系统的输入电源。
以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
Claims (5)
1.一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，其特征在于：
所述供电电路系统包括L型滤波电路、开关电路、LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路、DC-DC 12V转3.3V供电电路、DC-DC 12V转26V供电电路、MOTOR DRIVER供电电路；
所述开关电路设置于供电电路系统的输入端，所述开关电路采用12V接口接入，所述开关电路采用B+接口为输出端，所述开关电路设置有MOS管、三极管、多个电阻，所述MOS管为压控元件，通过加到它的压控元件所需电压使它导通 ,导通结的压降最小，从而实现开关功能，所述MOS管的多个输入管脚分别与12V接口相连接，所述MOS管的多个输出管脚分别与B+接口相连接，所述三极管的基极端接入MOS管的一输出管脚，所述MOS管为场效应管，能利用电场效应来控制电流大小，能有效保护车供电源对各个电路单元的冲击和保护各个元器件不受损害和干扰，所述三极管是NPN管，电平高时，三极管处于接通状态是开，电平低时，三极管处于关闭状态是关，所述三极管开关采用软件代码控制，方便便捷；
所述LDO 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接RST接口、ROM接口、MCU3.3接口，分别用于复位供电、存储供电、MCU模块供电，所述LDO 12V转3.3V供电电路通过B+接口接入，所述LDO 12V转5V供电电路的输出端连接CAN-5V接口，用于CAN供电，所述LDO 12V转5V供电电路通过B+接口接入，所述DC-DC 12V转3.3V供电电路的输出端分别连接ALS接口、DES接口、LCD接口，所述DC-DC 12V转26V供电电路的输出端连接LED接口，所述ALS接口、DES接口、LCD接口、LED接口分别用于光敏传感器供电、解串器供电、LCD供电、LED供电，所述供电电路系统的输入端还接入LIN接口、DLP接口；
所述LDO 12V转3.3V供电电路、LDO 12V转5V供电电路采用LDO电源管理芯片，所述LDO12V转3.3V供电电路采用LDO_TPS7A6933QDRQ1芯片，LDO 12V转5V供电电路采用LDO_TPS7B8150QDRVRQ1芯片，所述LDO芯片降压稳压效果好，由于车供电压不稳定，需要通过电源IC芯片进行降压稳压管理，而在LDO芯片的安全输入范围之内，LDO芯片的输出变化很小，进而能保证输出稳定，所述LDO芯片能进行电源隔离，提升电源的PSRR，使得输出信号受到电源的影响小，经过 LDO芯片电路后，无用的变换信号被过滤掉绝大部分，通过的主要是有用的直流信号，同时LDO芯片成本低、功耗小、功率小，有利于CAN信号的传输；
所述DC-DC 12V转3.3V供电电路、DC-DC 12V转26V供电电路采用DC_DC电源管理芯片，所述DC-DC 12V转3.3V供电电路采用DCDC_TPS54240芯片，所述DC_DC电源管理芯片功率大，能通过大电流而不会损坏，能将直流高压转换成直流低压，能保证恒定低压，所述DC_DC电源管理芯片包括输入输出隔离、最大电流限制、输出短路保护、输入反接保护、过流保护、过温度保护，所述过温度保护包括内部温度超过85度时关闭输出，内部温度低于80度时恢复工作；
所述L型滤波电路通过BATT+接口接入，所述L型滤波电路输出端连接B+接口，所述L型滤波电路的输入端并联设置有钳位二极管，所述钳位二极管为TVS二极管，用于提升系统的抗浪涌和瞬态传导干扰能力，能保证系统运行稳定，TVS二极管是一种二极管形式的高效能保护器件，当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以 10-12 秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，所述L型滤波电路的输入端还串接有防反接二极管，用于电路中的极性保护，所述L型滤波电路由多个并联的电容和一电感组成L型滤波电路，用于提升系统的抗干扰能力，L型滤波电路也用作电谐振器，储存电路共振时振荡的能量，用于产生频率的信号，也用于从更复杂的信号中分离出频率的信号；
所述MCU模块供电采用单独的电源管理电路，用于保证MCU模块稳定的电压和电源，MCU模块采用常电3.3V，保证系统休眠/唤醒状态的快速、高效切换，MCU模块采用的LDO_TPS7A6933QDRQ1为低IQ的电源IC，能降低系统静态电流，所述MCU模块包括B+车电源输入口，B+车电源输入口正常工作电压为9V-12V，当低于8V时，MCU处于休眠状态，有利于减少车电瓶能量消耗和减少车电瓶馈电的风险。
2.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，其特征在于，所述供电电路系统采用最大预估电流高压1.2A或低压3.5A输入。
3.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，其特征在于，所述电源管理芯片LDO和DC_DC为TI品牌的宽电压车规级电源IC。
4.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，其特征在于，所述MCU模块供电的静态电流低至2毫安。
5.根据权利要求1所述的一种光学显示硬件控制平台的供电电路系统，其特征在于，所述光学显示硬件控制平台还包括主机输入电路，所述主机输入电路的输入端设置有主机输入8PIN插座，所述供电电路系统的输入端接入所述主机输入8PIN插座的BATT+引脚，用于供电电路系统的输入电源。
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