CN216751527U - 一种车载二合一电源唤醒电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车载电路领域，具体涉及一种车载二合一电源唤醒电路中，包括：CC信号采样电路、CP信号采样电路、单片机控制电路、电压转换电路及辅助源开关控制电路；本申请中CC信号采样电路、CP信号采样电路及单片机控制电路为信号处理电路的输出，最终都会汇集到辅助源开关控制电路中，由该电路来执行辅助源的通断。而电压转换电路则是为上述电路提供了所需要的电源，保障了这四个信号处理电路的正常工作。本申请通过唤醒单片机，来处理复杂的CC信号和CP信号逻辑，实现了多种方式唤醒辅助源的功能，及满足辅助源静态低功耗功能要求。

Description

一种车载二合一电源唤醒电路

技术领域

本实用新型涉及车载电路领域，具体而言，涉及一种车载二合一电源唤醒电路。

背景技术

在电动汽车的车载关键零部件中，车载充电机(On-board Charger，以下简称“OBC”)和直流-直流转换器(Direct current-Direct current converter，以下简称“DCDC”)是最主要的电源设备。作为车载电源产品，OBC和DCDC必须具备静置状态下低功耗的功能，否则在OBC和DCDC没有工作时，它们的静态漏电流过大会导致车上的蓄电池放电较快，不利于新能源汽车的存储。

目前市场的主流是将OBC和DCDC合二为一，作为车载二合一电源模块来使用。而对于新能源车载二合一模块来说，需要在车载二合一模块休眠处于静态后，也要能实现通过外部多种信号唤醒的功能。

因此，需要一种既能够实现车载二合一电源模块的静态低功耗功能，也能实现通过外部多种信号唤醒的功能电路。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种车载二合一电源唤醒电路，既能够实现车载二合一电源模块的静态低功耗功能，也能实现通过外部多种信号唤醒的功能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供的一种车载二合一电源唤醒电路，包括：CC信号采样电路、CP信号采样电路、单片机控制电路、电压转换电路及辅助源开关控制电路；

CC信号采样电路与单片机控制电路连接，单片机控制电路实时监测CC信号采样电路的工作状态；

CP信号采样电路与单片机控制电路连接，单片机控制电路实时监测CP信号采样电路的工作状态；

单片机控制电路基于监测到的工作状态输出控制指令至辅助源开关控制电路，辅助源开关控制电路唤醒辅助源；

电压转换电路分别与CC信号采样电路、CP信号采样电路及单片机控制电路连接，电压转换电路用于为CC信号采样电路、CP信号采样电路及单片机控制电路连接提供转换后的基准电压。

进一步地，唤醒电路还包括CAN特定帧检测及处理电路，CAN特定帧检测及处理电路与辅助源开关控制电路，用于输出控制指令至辅助源开关控制电路。

进一步地，CC信号采样电路包括CC端口及CC_WK端口，CC_WK端口与单片机控制电路连接，CC端口及CC_WK端口的中间设置有第五电阻，CC端口通过第五电阻向CC_WK端口输出信号；

CC端口及CC_WK端口的线上还设置有第十二电阻R12、第一电容C1、第九二极管D9及第十二极管D10；

第一电容的一端连接于第一电阻与CC_WK端口之间，第一电容的另一端接地；第九二极管与第十二极管相互并联，且两者的一端共连接于第一电阻远离CC_WK端口的一端，其中，第九二极管的负极与电压转换电路，第十二极管的正极接地；第十二电阻的一端与CC端口，第十二电阻的另一端与第九二极管的负极连接。

进一步地，CP信号采样电路包括CP端口及CP_WK端口，CP_WK端口与单片机控制电路连接，CP端口及CP_WK端口之间依次连接有第三二极管、第七电阻及第六电阻，CP端口通过第三二极管、第七电阻及第六电阻向CP_WK端口输出信号；

CP信号采样电路还包括第八二极管、第十一二极管、第八电阻、第三电容、第四电容，第八二极管与第十一二极管并联，且两者的一端连接于第六电阻远离CP_WK端口的一端，其中，第八二极管的负极与电压转换电路，第十一二极管的正极接地；

第八电阻的一端与第七电阻远离CP端口的一端连接，第八电阻的另一端接地；第三电容的一端与第六电阻远离CP_WK端口的一端连接，第三电容的另一端与第八电阻的接地端连接；第四电阻的一端与第六电阻远离CP端口的一端连接，第四电容的另一端接地。

进一步地，单片机控制电路包括单片机，单片机的引脚VDD上连接有第十一电阻，第十一电阻与电压转换电路连接；单片机的引脚PTB2与CC_WK端口连接，单片机的引脚PTB3与CP_WK端口连接；

单片机还包括第一电阻、第十一电阻、第五电容、第九电容、D第一二极管，第一电阻的一端与单片机的引脚PTA1连接，第一电阻的另一端与第一二极管的正极连接，第一二极管的附件接地；

第九电容的一端与单片机的引脚VDD连接，第九电容的另一端接地；第五电容的两端对应第九电容的两端连接。

进一步地，CAN特定帧检测及处理电路包括唤醒芯片，唤醒芯片用于实时监听CAN信号，唤醒芯片的引脚INH与辅助源开关控制电路连接；

唤醒芯片的引脚WAKE连接有第三电阻，第三电阻与车载常电连接，唤醒芯片的引脚VCC连接有第四电阻，第四电阻与电压转换电路连接；

唤醒芯片的引脚BAT依次连接有第六电容及第十一电容，第六电容及第十一电容并联；第六电容的另一端接地，第十一电容的另一端与第六电容的接地端连接。

进一步地，电压转换电路包括电压转换芯片，电压转换芯片的引脚EN及引脚IN与车载常电连接，电压转换芯片与车载常电之间设置有第十三电阻，电压转换芯片的引脚OUT输出基准电压。

进一步地，电压转换电路还包括第七电容、第八电容、第十电容、第十二电容；第七电容及第十二电容并联在第十三电阻与电压转换芯片之间，第七电容及第八电容的一端接地；

第八电容的一端与电压转换芯片的OUT引脚连接，另一端接地；第十电容的一端与电压转换芯片的OUT引脚连接，另一端与第八电容的接地端连接。

进一步地，辅助源开关控制电路包括相互并联的第四二极管、第五二极管、第六二极管及第七二极管，第四二极管的正极与单片机控制电路的引脚PTB0连接，第五二极管的正极与辅助源连接，第六二极管的正极与辅助源，第七二极管的正极与唤醒芯片的引脚INH连接；

辅助源开关控制电路还包括第二电阻、第九电阻、第十电阻、第一三极管、第二电容及第一三极管及第二三极管；第四二极管、第五二极管、第六二极管及第七二极管的负极与第九电阻连接，第九电阻与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射机接地，第一三极管的集电极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极与车载常电连接，第二三极管的集电极与集电极与车载常电连接。

进一步地，辅助源开关控制电路还包括第二二极管，第二二极管的正极与车载常电连接，第二二极管的负极与第二三极管的发射极连接。

本实用新型的车载二合一电源唤醒电路中，包括：CC信号采样电路、CP信号采样电路、单片机控制电路、电压转换电路及辅助源开关控制电路；本申请中CC信号采样电路、CP信号采样电路及单片机控制电路为信号处理电路的输出，最终都会汇集到辅助源开关控制电路中，由该电路来执行辅助源的通断。而电压转换电路则是为上述电路提供了所需要的电源，保障了这四个信号处理电路的正常工作。本申请通过唤醒单片机，来处理复杂的CC信号和CP信号逻辑，实现了多种方式唤醒辅助源的功能，及满足辅助源静态低功耗功能要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型车载二合一电源唤醒电路的原理图；

图2是本实用新型车载二合一电源唤醒电路的CC信号采样电路图；

图3是本实用新型车载二合一电源唤醒电路的CP信号采样电路图；

图4是本实用新型车载二合一电源唤醒电路的单片机控制电路图；

图5是本实用新型车载二合一电源唤醒电路CAN特定帧检测及处理电路图；

图6是本实用新型车载二合一电源唤醒电路的电压转换电路图；

图7是本实用新型车载二合一电源唤醒电路的辅助源开关控制电路图。

其中附图标记为：

100-CC信号采样电路、R5-第五电阻、R12-第十二电阻、C1-第一电容、D9-第九二极管、D10-第十二极管；

200-CP信号采样电路、R6-第六电阻、R7-第七电阻、R8-第八电阻、C3-第三电容、C4-第四电容、D3-第三二极管、D8-第八二极管、D11-第十一二极管；

300-单片机控制电路、U1-单片机、R1-第一电阻、R11-第十一电阻、C5-第五电容、C9-第九电容、D1-第一二极管；

400-CAN特定帧检测及处理电路、U2-唤醒芯片、R3-第三电阻、R4-第三电阻、C6-第六电容、C11-第十一电容；

500-电压转换电路、U3-电压转换芯片、R13-第十三电阻、C7-第七电容、C8-第八电容、C10-第十电容、C12-第十二电容；

600-辅助源开关控制电路、R2-第二电阻、R9-第九电阻、R10-第十电阻、C2-第二电容、D2-第二二极管、D4-第四二极管、D5-第五二极管、D6-第六二极管、D7-第七二极管、Q1-第一三极管、Q2-第二三极管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例的一种车载二合一电源唤醒电路，包括：CC信号采样电路100、CP信号采样电路200、单片机控制电路300、电压转换电路500及辅助源开关控制电路600；CC信号采样电路100与单片机控制电路300连接，单片机控制电路300实时监测CC信号采样电路100的工作状态；CP信号采样电路200与单片机控制电路300连接，单片机控制电路300实时监测CP信号采样电路200的工作状态；单片机控制电路300基于监测到的工作状态输出控制指令至辅助源开关控制电路600，辅助源开关控制电路600唤醒辅助源；电压转换电路500分别与CC信号采样电路100、CP信号采样电路200及单片机控制电路300连接，电压转换电路500用于为CC信号采样电路100、CP信号采样电路200及单片机控制电路300连接提供转换后的基准电压。

目前市场的主流是将OBC和DCDC合二为一，作为车载二合一电源模块来使用。而对于新能源车载二合一模块来说，在二合一模块休眠处于静态后，也要能实现通过外部多种信号唤醒的功能。这其中就包括CC信号唤醒、CP信号唤醒、OBC硬线使能信号唤醒、DCDC硬线使能信号唤醒和CAN通信信号特定帧唤醒。本申请采用单片机控制的数字化控制方式，既能够实现车载二合一电源模块的静态低功耗功能，也能实现通过外部多种信号唤醒的功能。

本实用新型的车载二合一电源唤醒电路中，包括：CC信号采样电路100、CP信号采样电路200、单片机控制电路300、电压转换电路500及辅助源开关控制电路600；本申请中CC信号采样电路100、CP信号采样电路200及单片机控制电路300为信号处理电路的输出，最终都会汇集到辅助源开关控制电路600中，由该电路来执行辅助源的通断。而电压转换电路500则是为上述电路提供了所需要的电源，保障了这四个信号处理电路的正常工作。本申请通过唤醒单片机，来处理复杂的CC信号和CP信号逻辑，实现了多种方式唤醒辅助源的功能，及满足辅助源静态低功耗功能要求。

本申请整体电路图由图1所示，整体方案共由六部分子电路组成，整体电路的核心是唤醒单片机U1，其用于处理最复杂的CC信号唤醒和CP信号唤醒方式。在车载二合一电源模块处于静态时，本方案整体电路会处于工作状态，等待外部信号的到来，从而唤醒车载二合一电源模块内部的辅助源。本方案各部分的工作功耗都很低，能实现车载二合一电源模块的静态低功耗功能。

如图1至图7所示，图中的R1至R13对应为第一电阻至第十三电阻，D1至D11对应为第一二极管至第十一二极管，C1至C12对应为第一电容至第十二电容。

参考图2，CC信号采样电路100包括CC端口及CC_WK端口，CC_WK端口与单片机控制电路300连接，CC端口及CC_WK端口的中间设置有第五电阻R5，CC端口通过第五电阻R5向CC_WK端口输出信号；CC端口及CC_WK端口的线上还设置有第十二电阻R12、第一电容C1、第九二极管D9及第十二极管D10；第一电容C1的一端连接于第一电阻与CC_WK端口之间，第一电容C1的另一端接地；第九二极管D9与第十二极管D10相互并联，且两者的一端共连接于第一电阻远离CC_WK端口的一端，其中，第九二极管D9的负极与电压转换电路500，第十二极管D10的正极接地；第十二电阻R12的一端与CC端口，第十二电阻R12的另一端与第九二极管D9的负极连接。

具体地，CC信号采样电路100包括第五电阻R5和第十二R12、第一电容C1和第九二极管D9和第十二极管D10。第十二电阻R12起电压上拉作用，第九二极管D9和第十二极管D10起电压钳位保护作用，第九二极管D9和第十二极管D10的管压降为0.3V，故第九二极管D9可以将CC端口处的电压钳位在5.3V以下，第十二极管D10则可以将CC端口处的电压钳位在-0.3V以上。第五电阻R5和第一电容C1起到RC滤波的作用。CC端口通过电阻R5直接连到CC_WK，CC_WK又直接连到唤醒单片机U1，唤醒单片机U1即可检测CC端口的电压值。

CC信号就是一个电阻，当交流充电枪插入时，充电枪给OBC一个CC信号，也就是在CC端口和GND间加了一个电阻。当交流充电枪未插入时，第十二电阻R12是上拉电阻，因为有5VREF的上拉，CC端口的电压为5V。当交流充电枪插入时，因为CC端口多了CC电阻的分压，所以CC端口处电压为CC电阻分压后的值，不再是5V。通过这个电压差异，单片机即可检测到交流充电枪是否连接。当单片机在CC_WK脚检测到的电压是5V时，交流充电枪没有插入；当单片机在CC_WK脚检测到的电压不是5V时，表示交流充电枪已经插入。即通过此CC采样电路，可以检测到CC电阻的连接状态。

交流充电枪有不同的最大充电电流值，每个不同的CC电阻值都对应不同的最大充电电流值，且交流充电枪处于全连接状态和半连接状态时，CC电阻值也不一样。故根据CC_WK点的电压值，还可以判断出插入的交流充电枪允许的的最大充电电流值，也可以判断出交流充电枪的全连接和半连接状态。

参考图3，CP信号采样电路200包括CP端口及CP_WK端口，CP_WK端口与单片机控制电路300连接，CP端口及CP_WK端口之间依次连接有第三二极管D3、第七电阻R7及第六电阻R6，CP端口通过第三二极管D3、第七电阻R7及第六电阻R6向CP_WK端口输出信号；

CP信号采样电路200还包括第八二极管D8、第十一二极管D11、第八电阻R8、第三电容C3、第四电容C4，第八二极管D8与第十一二极管D11并联，且两者的一端连接于第六电阻R6远离CP_WK端口的一端，其中，第八二极管D8的负极与电压转换电路500，第十一二极管D11的正极接地；

第八电阻R8的一端与第七电阻R7远离CP端口的一端连接，第八电阻R8的另一端接地；第三电容C3的一端与第六电阻R6远离CP_WK端口的一端连接，第三电容C3的另一端与第八电阻R8的接地端连接；第四电阻的一端与第六电阻R6远离CP端口的一端连接，第四电容C4的另一端接地。

具体地，CP信号采样电路200包括R6、R7、R8、C3、C4、D3、D8和D11。在正常使用时，CP信号是一个具有正负幅值的交流方波信号。二极管D3起整流的作用，它将CP信号整流成只有正幅值的直流方波信号。R7和R8电阻则起分压作用，R8将幅值较高的方波信号分成幅值低于5V的方波信号，这样可以保证输入到唤醒单片机U1的CP_WK信号不会超过5V。因为唤醒单片机U1在使用时要求其所有引脚的电压都不能超过5V。电容C3在这里起滤波作用，它将直流方波信号滤波成一条直线，然后通过电阻R6传给唤醒单片机U1。D8的作用跟CC信号采样电路100中D9的作用一致，D8可以将CP端口处的电压钳位在5.3V以下；D11的作用跟CC信号采样电路100中D10的作用一致，D11可以将CP端口处的电压钳位在-0.3V以上。R6和C4组成RC滤波，可以将传到唤醒单片机U1的CP_WK信号中的高频干扰信号给滤掉。

当交流充电枪插入时，交流充电枪上的CP交流信号会进入到此电路。经过二极管D3的整流，交流信号变为直流信号，且幅值固定。再经过电阻R7和R8的分压，R8两端的电压只是二极管D3后的一部分。因为有R7和R8的分压，外来的CP信号就算幅值大于5V，也会被R8给按比例缩小，从而保证进入到唤醒单片机U1的电压小于5V，这样才能保证唤醒单片机U1的正常工作。经R8分压后的电压依然是方波信号，只是幅值只有正值。此方波信号再经过电容C3的滤波，会变成一条恒定的直线电压信号。此电压信号再经过R6和C4的滤波，信号上的高频干扰信号被滤除掉，这样CP_WK信号就是比较纯净的直线信号了。电路中的D8和D11在CP信号正常时不起作用，只有C3两端的直线信号电压幅值要超过5.3V时，D8才会起作用，将该电压强行钳位在5.3V；同理，只有C3两端的直线信号电压幅值要低于-0.3V时，D11才会起作用，将该电压强行钳位在-0.3V，从而起到保护唤醒单片机U1的作用。

参考图4，单片机控制电路300包括单片机U1，单片机U1的引脚VDD上连接有第十一电阻R11，第十一电阻R11与电压转换电路500连接；单片机U1的引脚PTB2与CC_WK端口连接，单片机U1的引脚PTB3与CP_WK端口连接；单片机U1还包括第一电阻R1、第十一电阻R11、第五电容C5、第九电容C9、D第一二极管，第一电阻R1的一端与单片机U1的引脚PTA1连接，第一电阻R1的另一端与第一二极管的正极连接，第一二极管的附件接地；第九电容C9的一端与单片机U1的引脚VDD连接，第九电容C9的另一端接地；第五电容C5的两端对应第九电容C9的两端连接。

具体地，单片机控制电路300包括唤醒单片机U1、电阻R1和R11、电容C5和C9以及发光二极管D1组成。单片机U1是其中最核心的器件，通过处理外部信号和输出控制指令，来实现辅助源的唤醒和休眠功能，故单片机U1也称为唤醒单片机。电阻R1和R11都用于限流，电容C9用于稳压，电容C5用于滤波，发光二极管D1起发光指示作用。

5VREF电压给唤醒单片机U1供电，在供电电路中串联的电阻R11，可以起到限制最大电流的作用，最大电流I＝5V/R11，R11选用较大且合适的阻值，可以保证流入单片机的电流被限制在单片机的安全电流以下。电容C9选用较大容值的，可以起到稳定唤醒单片机U1供电电压的作用。电容C5选用较小容值的，可以有效地滤除掉唤醒单片机U1供电电源中的高频干扰信号。在唤醒单片机U1得电正常工作后，它会在PTA1脚给出一个电压信号，使发光二极管D1处于闪烁或常亮的状态，从而可以显示出单片机U1的工作状态。当发光二极管处于正常指示状态时，就表明唤醒单片机U1是处于工作状态的。当发光二极管熄灭，则表示单片机U1没有处于工作状态。

唤醒单片机U1一直处于工作状态，其工作功耗很低。唤醒单片机U1通过PTB2引脚，实时检测来自CC采样电路的CC_WK信号；通过PTB3引脚，实时检测来自CP采样电路的CP_WK信号。当唤醒单片机U1检测到CC_WK信号为5V且CP_WK信号为低电平时，表示交流充电枪没有插入到电动汽车充电插座中，此时唤醒单片机U1通过PTB0引脚下发的EN_WK信号为低电平，低电平的EN_WK信号无法唤醒二合一模块的辅助源。当唤醒单片机U1检测到CC_WK信号电压不是5V或者CP_WK信号为高电平时，表示交流充电枪已经插入到电动汽车充电插座中，此时唤醒单片机U1通过PTB0引脚下发的EN_WK信号为高电平，高电平的EN_WK信号通过辅助源开关控制电路600，可以唤醒二合一模块的辅助源。从而实现新能源汽车车载二合一模块的CC信号或CP信号唤醒辅助源的功能。

唤醒单片机U1还通过PTB1引脚和PTA2引脚,跟二合一模块的主控单片机进行通信，将CC和CP信号的采样信息上传给主控单片机U1。同时唤醒单片机U1也接收来自二合一模块内部的主控单片机U1的指令，最后再通过控制输出EN_WK信号的高低，来控制辅助源开关的通断。比如在OBC的正常应用中，充电已完成，而交流充电枪一直插在电动汽车的交流充电插座上。此时整车会给OBC下发关机指令，OBC接收到关机指令后，车载二合一模块内部的主控单片机U1便会通过SLEEP1_DCDC和SLEEP2_DCDC，跟唤醒单片机U1进行通信，让唤醒单片机U1下发辅助源关断指令。此时唤醒单片机U1会先执行主控单片机U1的命令，通过PTB0引脚下发EN_WK信号为低电平，从而通过辅助源开关控制电路600关断辅助源，使辅助源电路处于休眠状态。在这整个过程中，交流充电枪一直插在电动汽车的交流充电插座上，CC信号和CP信号一直都是有的，但此时唤醒单片机U1不会因为CC信号和CP信号的存在，去唤醒辅助源。只有当交流充电枪拔出，CC信号和CP信号消失，唤醒单片机U1才会复位，去再次等待CC信号或CP信号的到来而唤醒辅助源。

唤醒单片机U1可以对CC信号、CP信号和主控单片机U1下发的充电结束指令进行优先级排序，CC信号或CP信号都可以通过唤醒单片机U1来唤醒辅助源，但当唤醒单片机U1接收到主控单片机U1下发的充电结束指令时，它会优先处理这条指令，先关断辅助源。即使CC信号或CP信号依然存在，也不会去唤醒辅助源。只有拔掉交流充电枪，再次重新插枪后，才会通过交流充电枪的CC信号或CP信号再次唤醒辅助源。通过使用唤醒单片机U1来处理辅助源的唤醒和休眠信号，可以实现辅助源的多种通断逻辑，高效、智能和电路简单化，这也是新能源车载二合一模块使用数字化的唤醒单片机U1处理辅助源通断的优势所在。

参考图5，唤醒电路还包括CAN特定帧检测及处理电路400，CAN特定帧检测及处理电路400与辅助源开关控制电路600，用于输出控制指令至辅助源开关控制电路600。CAN特定帧检测及处理电路400包括唤醒芯片U2，唤醒芯片U2用于实时监听CAN信号，唤醒芯片U2的引脚INH与辅助源开关控制电路600连接；唤醒芯片U2的引脚WAKE连接有第三电阻R3，第三电阻R3与车载常电连接，唤醒芯片U2的引脚VCC连接有第四电阻R4，第四电阻R4与电压转换电路500连接；唤醒芯片U2的引脚BAT依次连接有第六电容R6及第十一电容C11，第六电容R6及第十一电容C11并联；第六电容R6的另一端接地，第十一电容C11的另一端与第六电容R6的接地端连接。

具体地，CAN特定帧检测及处理电路400包括电阻R3、电阻R4、电容C6、电容C11和CAN唤醒芯片U2。电阻R3和R4都起限流保护作用，它们可以有效抑制流入CAN唤醒芯片U2的电流，从而起到保护CAN唤醒芯片U2的功能。C6起稳压作用，C6选用较大容量的电容，可以稳定CAN唤醒芯片U2的供电电压。C11选用容值较小的电容，可以有效地滤除掉CAN唤醒芯片U2的供电电源中的高频信号。

在CAN特定帧检测及处理电路400中，最核心的器件是CAN唤醒芯片U2。无论辅助源被唤醒还是休眠，CAN唤醒芯片U2一直处在工作状态，工作功耗非常低，且通过CANL和CANH脚，实时与整车进行CAN通信。当CAN唤醒芯片U2接收到整车下发的CAN特定帧时，其便会通过INH引脚，输出高电平的CAN_EN信号，高电平的CAN_EN信号又会通过辅助源开关控制电路600唤醒辅助源，使辅助源电路处于工作状态。当CAN通信总线上的CAN特定帧消失，CAN唤醒芯片U2便会输出低电平的CAN_EN信号，低电平的CAN_EN信号又会通过辅助源开关控制电路600关断辅助源，使辅助源电路处于休眠状态。

CAN唤醒芯片U2除了有通过CAN特定帧唤醒辅助源的功能，它还能通过RXD脚的RXCAN2和TXD脚TXCAN2来跟车载二合一模块内部的主控单片机进行通信，从而充当一个通信介质的角色，使主控单片机也能跟整车进行实时的CAN通信，这也是非常有必要的，因为主控单片机在工作时，必须实时跟整车进行CAN通信，实时上报车载二合一模块的工作信息和接受整车下发的工作指令。

在新能源汽车的车载二合一模块中，CAN特定帧唤醒是非常重要的一种唤醒方式。整车的CAN总线无时无刻都在跟各种设备通信，下发一个CAN特定帧信号，便能唤醒车载二合一模块模块，这对于整车来说，是非常便捷、快速和智能的一种唤醒方式，这也极大地实现了整车跟零部件通信的数字化、智能化和高效化。

参考图6，电压转换电路500包括电压转换芯片U3，电压转换芯片U3的引脚EN及引脚IN与车载常电连接，电压转换芯片U3与车载常电之间设置有第十三电阻R13，电压转换芯片U3的引脚OUT输出基准电压。电压转换电路500还包括第七电容C7、第八电容、第十电容C10、第十二电容C12；第七电容C7及第十二电容C12并联在第十三电阻R13与电压转换芯片U3之间，第七电容C7及第八电容的一端接地；第八电容的一端与电压转换芯片U3的OUT引脚连接，另一端接地；第十电容C10的一端与电压转换芯片U3的OUT引脚连接，另一端与第八电容的接地端连接。

具体地，电压转换电路500包括电阻R13、电容C7、C8、C10、C12和电压转换芯片U3。电阻R13起限流作用，流入芯片R13的电流I＝12V/R13，R13选用合适的阻值，可以将流入电压转换芯片U3的电流限制在其安全电流以下，从而起保护电压转换芯片U3的作用。电容C8和C12起稳压作用，C12选用容量较大的电容，可以稳定电压转换芯片U3的12V输入电源；C8选用容量较大的电容，可以稳定电压转换芯片U3的5V输出电源。电容C7和C10则起高频滤波作用，C7选用容值较小的电容，可以滤除掉电压转换芯片U3的12V输入电源中的高频干扰信号；C10选用容值较小的电容，可以滤除掉电压转换芯片U3的5V输出电源中的高频干扰信号，从而输出纯净的5V电源。电压转换芯片U3则是将12V电源转换为5V电源的执行者。

整个电压转换电路500的作用是将电动汽车上的常电12Vin+_BAT转化成本唤醒方案中的各子电路需要的5VREF。因为在12V系统的电动汽车上，上面的常电只有一个12V电压，本唤醒方案中的子电路需要到的12V供电，可以直接从整车常电取。而子电路中某些器件的工作，也需要5V电源，故需要这个电压转换电路500，将12V常电转换成5V常电，供其他的子电路使用。无论辅助源是处于唤醒还是休眠状态，电压转换电路500都是要保持工作状态，电压转换芯片U3的功耗很低，即使辅助源休眠时U3处于工作状态，也只有极低的漏电流。

参考图7，辅助源开关控制电路600包括相互并联的第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6及第七二极管D7，第四二极管D4的正极与单片机控制电路300的引脚PTB0连接，第五二极管D5的正极与辅助源连接，第六二极管D6的正极与辅助源，第七二极管D7的正极与唤醒芯片的引脚INH连接；辅助源开关控制电路600还包括第二电阻R2、第九电阻R9、第十电阻R10、第一三极管Q1、第二电容C2及第一三极管Q1及第二三极管Q2；第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6及第七二极管D7的负极与第九电阻R9连接，第九电阻R9与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射机接地，第一三极管Q1的集电极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极与车载常电连接，第二三极管Q2的集电极与集电极与车载常电连接。辅助源开关控制电路600还包括第二二极管，第二二极管的正极与车载常电连接，第二二极管的负极与第二三极管Q2的发射极连接。

具体地，辅助源开关控制电路600包括R2、R9、R10、C2、D2、D4、D5、D6、D7、Q1和Q2。D4、D5、D6、D7二极管在此起隔离的作用，每一个二极管将本路的信号跟其他路的隔离开来，确保每一路信号间互相不受影响。R9和R10起分压作用，通过分压，在R10上形成一个合适的电压值，去驱动三极管Q1的导通。C2起滤波作用，通过选用较小容值，可以滤除掉R10两端的高频干扰信号。Q1是NPN型三极管，当R10两端形成合适的电压值，Q1便将上下引脚导通。R2在此起限流作用，限制流过Q1的电流的最大值。D2在此电路中起到防反的作用，若12Vin+_BAT与GND接反，则由于D2二极管的单向导通性，12Vin+_BAT与GND无法形成回路，反向电压就不会对电路造成损伤。Q2是NPN型的三极管，也是控制辅源开通与关断的最终执行者。

当EN_DCDC(DCDC硬件使能)、CAN_EN、EN_OBC(OBC硬件使能)或EN_WK四个信号中任一个为高电平时，通过R10的分压，R10两端电压也为高，从而Q1三极管导通。Q1导通后，将Q2的基极拉到低电平，从而三极管Q2也导通，电动汽车上的常电12Vin+_BAT便会传到辅助源的输入信号12Vin+，从而辅助源得电后被唤醒，车载二合一模块便可以正常工作起来。

本唤醒方案中，CC信号采样电路100、CP信号采样电路200、单片机控制电路300和CAN特定帧检测及处理电路400，这四个信号处理电路的输出，最终都会汇集到辅助源开关控制电路600中，由这个电路来执行辅助源的通断。而电压转换电路500则是为这四个信号处理电路提供了所需要的5V电源，保障了这四个信号处理电路的正常工作，通过六个子电路的组合工作，实现了CC信号唤醒、CP信号唤醒、OBC硬线使能信号唤醒、DCDC硬线使能信号唤醒和CAN通信信号特定帧唤醒这五个唤醒功能。

本申请通过唤醒单片机U1，来处理最复杂的CC信号和CP信号逻辑；通过CAN唤醒芯片U2，来实现CAN总线特定帧的唤醒功能。由此可以看出，本方案最核心的地方，便是使用了数字化的单片机和CAN唤醒芯片，实现了多种方式唤醒辅助源的功能，实现了唤醒的智能化、高效化和便捷化。

新能源车载二合一模块，除了唤醒功能的多样性要求，还有辅助源休眠时的低功耗要求。本方案通过选用极低功耗的元器件，也实现了车载二合一电源模块的静态低功耗功能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，包括：CC信号采样电路、CP信号采样电路、单片机控制电路、电压转换电路、辅助源开关控制电路、第一电阻及第四电阻；

所述CC信号采样电路与所述单片机控制电路连接，所述单片机控制电路实时监测所述CC信号采样电路的工作状态；

所述CP信号采样电路与所述单片机控制电路连接，所述单片机控制电路实时监测所述CP信号采样电路的工作状态；

所述单片机控制电路基于监测到的所述工作状态输出控制指令至所述辅助源开关控制电路，所述辅助源开关控制电路唤醒辅助源；

所述电压转换电路分别与所述CC信号采样电路、CP信号采样电路及单片机控制电路连接，所述电压转换电路用于为所述CC信号采样电路、CP信号采样电路及单片机控制电路连接提供转换后的基准电压。

2.根据权利要求1所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述唤醒电路还包括CAN特定帧检测及处理电路，所述CAN特定帧检测及处理电路与所述辅助源开关控制电路，用于输出控制指令至所述辅助源开关控制电路。

3.根据权利要求2所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述CC信号采样电路包括CC端口及CC_WK端口，所述CC_WK端口与所述单片机控制电路连接，所述CC端口及CC_WK端口的中间设置有第五电阻，所述CC端口通过所述第五电阻向所述CC_WK端口输出信号；

所述CC端口及CC_WK端口的线上还设置有第十二电阻R12、第一电容C1、第九二极管D9及第十二极管D10；

所述第一电容的一端连接于第一电阻与所述CC_WK端口之间，所述第一电容的另一端接地；所述第九二极管与所述第十二极管相互并联，且两者的一端共连接于所述第一电阻远离所述CC_WK端口的一端，其中，所述第九二极管的负极与所述电压转换电路，所述第十二极管的正极接地；所述第十二电阻的一端与所述CC端口，所述第十二电阻的另一端与所述第九二极管的负极连接。

4.根据权利要求3所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述CP信号采样电路包括CP端口及CP_WK端口，所述CP_WK端口与所述单片机控制电路连接，所述CP端口及CP_WK端口之间依次连接有第三二极管、第七电阻及第六电阻，所述CP端口通过第三二极管、第七电阻及第六电阻向所述CP_WK端口输出信号；

所述CP信号采样电路还包括第八二极管、第十一二极管、第八电阻、第三电容、第四电容，所述第八二极管与所述第十一二极管并联，且两者的一端连接于所述第六电阻远离所述CP_WK端口的一端，其中，所述第八二极管的负极与所述电压转换电路，所述第十一二极管的正极接地；

所述第八电阻的一端与所述第七电阻远离所述CP端口的一端连接，所述第八电阻的另一端接地；所述第三电容的一端与所述第六电阻远离所述CP_WK端口的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第八电阻的接地端连接；所述第四电阻的一端与所述第六电阻远离所述CP端口的一端连接，所述第四电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述单片机控制电路包括单片机，所述单片机的引脚VDD上连接有第十一电阻，所述第十一电阻与所述电压转换电路连接；所述单片机的引脚PTB2与所述CC_WK端口连接，所述单片机的引脚PTB3与所述CP_WK端口连接；

所述单片机还包括第一电阻、第十一电阻、第五电容、第九电容、D第一二极管，所述第一电阻的一端与所述单片机的引脚PTA1连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的附件接地；

所述第九电容的一端与所述单片机的引脚VDD连接，所述第九电容的另一端接地；所述第五电容的两端对应所述第九电容的两端连接。

6.根据权利要求5所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述CAN特定帧检测及处理电路包括唤醒芯片，所述唤醒芯片用于实时监听CAN信号，所述唤醒芯片的引脚INH与所述辅助源开关控制电路连接；

所述唤醒芯片的引脚WAKE连接有第三电阻，所述第三电阻与车载常电连接，所述唤醒芯片的引脚VCC连接有第四电阻，所述第四电阻与所述电压转换电路连接；

所述唤醒芯片的引脚BAT依次连接有第六电容及第十一电容，所述第六电容及第十一电容并联；所述第六电容的另一端接地，所述第十一电容的另一端与所述第六电容的接地端连接。

7.根据权利要求6所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述电压转换电路包括电压转换芯片，所述电压转换芯片的引脚EN及引脚IN与车载常电连接，所述电压转换芯片与所述车载常电之间设置有第十三电阻，所述电压转换芯片的引脚OUT输出基准电压。

8.根据权利要求7所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述电压转换电路还包括第七电容、第八电容、第十电容、第十二电容；所述第七电容及所述第十二电容并联在所述第十三电阻与所述电压转换芯片之间，所述第七电容及所述第八电容的一端接地；

所述第八电容的一端与所述电压转换芯片的OUT引脚连接，另一端接地；所述第十电容的一端与所述电压转换芯片的OUT引脚连接，另一端与所述第八电容的接地端连接。

9.根据权利要求8所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述辅助源开关控制电路包括相互并联的第四二极管、第五二极管、第六二极管及第七二极管，所述第四二极管的正极与所述单片机控制电路的引脚PTB0连接，所述第五二极管的正极与所述辅助源连接，所述第六二极管的正极与所述辅助源，所述第七二极管的正极与所述唤醒芯片的引脚INH连接；

所述辅助源开关控制电路还包括第二电阻、第九电阻、第十电阻、第一三极管、第二电容及第一三极管及第二三极管；所述第四二极管、第五二极管、第六二极管及第七二极管的负极与所述第九电阻连接，所述第九电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射机接地，所述第一三极管的集电极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与车载常电连接，所述第二三极管的集电极与集电极与车载常电连接。

10.根据权利要求9所述的车载二合一电源唤醒电路，其特征在于，所述辅助源开关控制电路还包括第二二极管，所述第二二极管的正极与所述车载常电连接，所述第二二极管的负极与所述第二三极管的发射极连接。

Images