CN217543703U - 多路智能保险丝控制电路 - Google Patents

Abstract

一种多路智能保险丝控制电路，包括多路高边开关电路和控制器，每一路高边开关电路包括一路高边开关和驱动及保护电路，驱动及保护电路的第一输入端与控制器的第一输出端连接，驱动及保护电路的输出端与高边开关的控制端连接；多路高边开关电路的高边开关的输入端的共接点用于接入外部电源，其特点在于，多路智能保险丝控制电路包括一路电源电路，电源电路的输入端用于接入外部电源，电源电路的输出端分别与多路高边开关电路的驱动及保护电路的电源输入端连接，以为驱动及保护电路提供工作电压。本实用新型的静态电流消耗小。

Description

多路智能保险丝控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源控制技术，尤其涉及智能保险丝技术。

背景技术

传统的保险丝存在较多不足，诸如没有电流监控、保护不全面、保护精度差、过流烧毁后需要重新更换等。智能保险丝可以提供精确的电流监控和电流保护，在短路或过流状态移除后，可以自动恢复。此外，智能保险丝还可以提供精确的线束保护，对于减轻线束以及整车的重量都具有重大意义。

但是，与传统的保险丝相比，智能保险丝存在一个明显弱点：对于需要输出保持常开（持续供电）的系统，传统的保险丝不会带来静态电流消耗，而智能保险丝会带来额外的静态电流消耗。

图1示出了已知的一种智能保险丝控制电路，其包括高边开关91、智能保险丝集成控制芯片92、MCU93以及SBC(System Basis Chip,系统基础芯片)94，智能保险丝集成控制芯片92集成了电源电路921、驱动及保护电路922以及电流检测电路923，芯片消耗的静态电流比较大。而对于同时设有多路高边开关的多路智能保险丝控制电路来说，由于每一路高边开关91都需要一个这样的芯片，因此总的静态电流消耗非常大，如果汽车夜间或者更长时间停放在车库，会造成蓄电池亏电。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种静态电流消耗小的多路智能保险丝控制电路。

本实用新型实施例的一种多路智能保险丝控制电路，包括多路高边开关电路和控制器，每一路高边开关电路包括一路高边开关和驱动及保护电路，驱动及保护电路的第一输入端与控制器的第一输出端连接，驱动及保护电路的输出端与高边开关的控制端连接；多路高边开关电路的高边开关的输入端的共接点用于接入外部电源，其特点在于，多路智能保险丝控制电路包括一路电源电路，电源电路的输入端用于接入外部电源，电源电路的输出端分别与多路高边开关电路的驱动及保护电路的电源输入端连接，以为驱动及保护电路提供工作电压。

上述的多路智能保险丝控制电路，其中，每一路高边开关电路包括电流检测电路和电流监测电路，电流检测电路和电流监测电路分别由第一电流检测芯片和第二电流检测芯片构成，第一电流检测芯片的电流检测精度比第二电流检测芯片低，且第一电流检测芯片的静态电流消耗比第二电流检测芯片低；电流检测电路用于实时检测流过高边开关的电流，电流检测电路的输出端与驱动及保护电路的第二输入端连接；驱动及保护电路用于将电流检测电路检测到的电流值与预设的过流阈值进行比较，在电流检测电路检测到的电流值超过预设的过流阈值时控制高边开关关断；电流监测电路的使能输入端与控制器的第二输出端连接，电流监测电路的输出端与控制器的信号输入端连接，电流监测电路用于仅在接收到控制器发出的监测使能信号时检测流过高边开关的电流，并将检测结果发送给控制器。

本实用新型至少具有以下优点和特点：

1、本实用新型实施例采用一路电源电路同时为多路驱动及保护电路提供工作电压，与传统的采用多路电源电路分别为多路驱动及保护电路提供工作电压的方式相比，由于减少了电源电路的数量，因此减小了多路智能保险丝控制电路所消耗的静态电流；

2、本实施例采用低精度、低静态电流消耗的第一电流检测芯片为驱动及保护电路提供电流检测信号，在获得低静态电流消耗的同时不会影响过流保护效果，同时本实施例还采用了高精度、但静态电流消耗相对较高的第二电流检测芯片为控制器提供电流检测信号，第二电流检测芯片仅在被控制器唤醒时才工作，从而既能保证低静态电流消耗，又不影响保护功能的实现。

附图说明

图1示出了已有的一种智能保险丝控制电路的电路原理示意图。

图2示出了根据本实用新型一实施例的多路智能保险丝控制电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。

图2示出了根据本实用新型一实施例的多路智能保险丝控制电路的电路原理示意图。请参考图2，根据本实用新型实施例的多路智能保险丝控制电路包括多路高边开关电路1、一路电源电路2、控制器3和系统基础芯片SBC4。

每一路高边开关电路1包括一路高边开关11、驱动及保护电路12、电流检测电路13和电流监测电路14。多路高边开关电路1的高边开关11的输入端的共接点用于接入外部电源。

高边开关11提供输入到输出的功率通路。在本实施例中，高边开关11由背靠背连接在一起的两只MOS管组成。优选地，该两只MOS管为NMOS管，两只NMOS管的漏极连接在一起。

驱动及保护电路12的第一输入端与控制器3的第一输出端连接，驱动及保护电路12的第二输入端与电流检测电路13的输出端连接，驱动及保护电路12的输出端与高边开关11的控制端连接。驱动及保护电路12用于驱动高边开关11，并能通过关断驱动的方式提供保护功能。电流检测电路13用于实时检测流过高边开关11的电流，并将电流检测结果发送给驱动及保护电路12。驱动及保护电路12将电流检测电路13检测到的电流值与预设的过流阈值进行比较，在电流检测电路13检测到的电流值超过预设的过流阈值时控制高边开关11关断。

电流监测电路14的使能输入端与控制器3的第二输出端连接，电流监测电路14的输出端与控制器3的信号输入端连接，电流监测电路14用于仅在接收到控制器3发出的监测使能信号时检测流过高边开关11的电流，并将检测结果发送给控制器3。

在本实施例中，电流检测电路13由低静态电流、但精度相对不高的第一电流检测芯片构成，其用于硬件过流保护及短路保护；电流监测电路14由高精度、但静态电流消耗相对较高的第二电流检测芯片构成，其用于为控制器3提供精确的电流监测。控制器3可以实时采样到精确的电流检测值，以实施I-t保护、I²t保护、驱动电压过压保护、欠压保护、地丢失保护等保护功能。如果触发I-t保护、I²t保护、驱动电压过压保护、欠压保护、地丢失保护等，控制器3会关闭驱动及保护电路12的使能，使得与驱动及保护电路12相对应的高边开关11关断。在一种具体的实施方式中，第一电流检测芯片的精度为±5%，静态电流消耗为5uA；第二电流检测芯片的精度为±2%，静态电流消耗为 30uA。

在本实施例中，电流检测电路13的输入端和电流监测电路14的输入端分别与高边开关11的输出端连接。在其它的实施例中，电流检测电路13的输入端和电流监测电路14的输入端分别与高边开关11的输入端连接。

电源电路2的输入端用于接入外部电源，电源电路2的输出端分别与多路高边开关电路1的驱动及保护电路12的电源输入端连接，电源电路2将外部电源的输出电压转换为驱动及保护电路12的工作电压Vpdr。在本实施例中，电源电路由升压电路构成，该升压电路可以是泵升电路或其它形式的升压电路。

本实施例中，控制器3为MCU，MCU控制驱动及保护电路12的使能。系统基础芯片SBC4集成了CAN 收发器、SPI通信模块、看门狗定时器、LDO电路等。系统基础芯片SBC4的电源输入端用于接入前述的外部电源，系统基础芯片SBC4的电源输出端与MCU3的电源输入端连接，且系统基础芯片SBC4与MCU3通信连接。MCU3利用系统基础芯片SBC4的总线接口可完成CAN通信的功能。

在本实施例中，多路智能保险丝控制电路为车载多路智能保险丝控制电路，前述的外部电源为汽车蓄电池。图2中的KL30代表汽车蓄电池正极的输出电压。

本实施例的车载多路智能保险丝控制电路具有以下2个工况，工况1为休眠状态，工况2为激活状态。在实际应用中，一般点火钥匙处于OFF档时对应休眠状态，处于ON档/ST档时对应激活状态。

工况1（休眠状态）：

汽车车身控制模块BCM或其它上一级的控制器通过CAN总线发出CAN命令，让系统基础芯片SBC4休眠， MCU3的电源由系统基础芯片SBC4提供，系统基础芯片SBC4休眠了，MCU3也休眠，电流监测电路14收不到MCU3发送的监测使能信号，也处于休眠状态。因此，MCU3、系统基础芯片SBC4和电流监测电路14都处于休眠状态，不消耗静态电流。

电流检测电路13持续检测高边开关11的输出电流，为驱动及保护电路12提供电流检测信号CTS1。驱动及保护电路12要消耗少量的静态电流。电源电路2为各路高边开关提供工作电压，由于本实施例的多路智能保险丝控制电路是输出常开系统，因此，电源电路2在休眠状态下也是有输出的，会消耗静态电流。

工况2（激活状态）：

汽车车身控制模块BCM或其它上一级的控制器通过CAN总线发出CAN命令，激活系统基础芯片SBC4，系统基础芯片SBC4提供电压VDD给MCU3供电。电流监测电路14由MCU3的监测使能信号唤醒，为MCU3提供精确的电流检测信号CTS2。

在激活状态下，驱动及保护电路12、电流检测电路13和电源电路2都处于正常工作状态。

本实用新型实施例采用一路电源电路同时为多路驱动及保护电路提供工作电压，与传统的采用多路电源电路一一对应地分别为多路驱动及保护电路提供工作电压的方式相比，由于减少了电源电路的数量，因此减小了多路智能保险丝控制电路所消耗的静态电流。

此外，电流检测的相对精度是随着电流值的增大而变高的，例如，绝对精度为2A，那么电流为2A时是100%，为40A时是5%，为100A时是2%。而过流阈值一般会比较高，比如40A，100A，因此电流检测电路13采用低精度的第一电流检测芯片在降低了静态电流消耗的同时，不会影响到过流保护、短路保护的效果。而第二电流检测芯片在工况1中处于休眠状态，并不消耗静态电流，在工况2中又能确保精确的电流监测，从而既能保证低静态电流消耗，又不影响I-t保护、I²t保护、驱动电压过压保护、欠压保护、地丢失保护等保护功能的实现。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种多路智能保险丝控制电路，包括多路高边开关电路和控制器，每一路高边开关电路包括一路高边开关和驱动及保护电路，所述驱动及保护电路的第一输入端与所述控制器的第一输出端连接，所述驱动及保护电路的输出端与所述高边开关的控制端连接；所述多路高边开关电路的高边开关的输入端的共接点用于接入外部电源，其特征在于，所述的多路智能保险丝控制电路包括一路电源电路，所述电源电路的输入端用于接入所述外部电源，所述电源电路的输出端分别与多路高边开关电路的驱动及保护电路的电源输入端连接，以为驱动及保护电路提供工作电压。

2.如权利要求1所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，每一路所述高边开关电路包括电流检测电路和电流监测电路，所述电流检测电路和所述电流监测电路分别由第一电流检测芯片和第二电流检测芯片构成，第一电流检测芯片的电流检测精度比第二电流检测芯片低，且第一电流检测芯片的静态电流消耗比第二电流检测芯片低；所述电流检测电路用于实时检测流过所述高边开关的电流，所述电流检测电路的输出端与所述驱动及保护电路的第二输入端连接；所述驱动及保护电路用于将电流检测电路检测到的电流值与预设的过流阈值进行比较，在电流检测电路检测到的电流值超过预设的过流阈值时控制所述高边开关关断；

所述电流监测电路的使能输入端与所述控制器的第二输出端连接，所述电流监测电路的输出端与所述控制器的信号输入端连接，电流监测电路用于仅在接收到控制器发出的监测使能信号时检测流过所述高边开关的电流，并将检测结果发送给控制器。

3.如权利要求1或2所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，所述控制器为MCU。

4.如权利要求3所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，所述多路智能保险丝控制电路包括系统基础芯片SBC，所述系统基础芯片SBC具有总线通信接口，系统基础芯片SBC的电源输入端用于接入所述外部电源，系统基础芯片SBC的电源输出端与所述MCU的电源输入端连接，且系统基础芯片SBC与所述MCU通信连接。

5.如权利要求2所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，所述电流检测电路的输入端和所述电流监测电路的输入端分别与所述高边开关的输出端连接。

6.如权利要求1所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，所述电源电路由升压电路构成。

7.如权利要求1所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，所述高边开关由背靠背连接在一起的两只MOS管组成。

8.如权利要求1所述的多路智能保险丝控制电路，其特征在于，所述多路智能保险丝控制电路为车载多路智能保险丝控制电路，所述外部电源为汽车蓄电池。

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