CN218041209U - 一种域控制器供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种域控制器供电系统，包括低压差线性稳压器、DC‑DC变换器、开关电源和MCU控制单元，所述低压差线性稳压器和DC‑DC变换器的输入端均接常电，输出端分别接开关电源的电源通道IN1端和电源通道IN2端，所述开关电源的输出端接MCU控制单元，所述低压差线性稳压器的使能端与常电之间连接有上拉电阻，所述低压差线性稳压器、开关电源DC‑DC变换器以及开关电源的使能端均与MCU控制单元电连接。本实用新型有效解决了低压差线性稳压器的工作效率受电源电压变化影响的问题，保证整个系统正常工作。

Description

一种域控制器供电系统

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种域控制器供电系统。

背景技术

在汽车行业新四化的趋势下，汽车智能化的进程中车辆电子电气架构从分散到集中，催生域控制器的发展。汽车智能网联化带来信息流大量增加，也让电子控制单元数量越来越多，汽车电子电气架构将迎来升级，汽车架构从分布式-域集中式-中央计算式逐渐进化，控制功能迅速集中，以域为单位的DCU(域控制器)集成化架构正式走上历史舞台。

域控制器或者车载ADAS控制器模块一般使用静态电流较小的LDO(低压差线性稳压器)为系统提供待机电源，但若电源电压较高，LDO的压差变高，长时间在此状态下，可能导致LDO的工作效率变低，影响整个系统正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种域控制器供电系统，解决了低压差线性稳压器的工作效率受电源电压变化影响的问题，保证整个系统正常工作。

实现本实用新型目的技术方案是：

一种域控制器供电系统，包括低压差线性稳压器、DC-DC变换器、开关电源和MCU控制单元，所述低压差线性稳压器和DC-DC变换器的输入端均接常电，输出端分别接开关电源的电源通道IN1端和电源通道IN2端，所述开关电源的输出端接MCU控制单元，所述低压差线性稳压器的使能端与常电之间连接有上拉电阻，所述低压差线性稳压器、开关电源DC-DC变换器以及开关电源的使能端均与MCU控制单元电连接。

进一步地，所述低压差线性稳压器包括芯片U1，所述芯片U1的1脚接常电并接有电容C4和电阻R2，所述电容C4的另一端接地，所述电阻R2的另一端接芯片U1的2脚并接有电阻R7和电阻R8，所述电阻R7和电阻R8的另一端分别接上拉电阻的输出端和地，所述芯片U1的5脚接有电容C6，所述电容C6的另一端接地。

进一步地，所述DC-DC变换器包括芯片U2，所述芯片U2的1脚和8脚之间接有电容C5，且8脚同时接有电感L1和稳压二极管D1，所述电感L1的另一端同时接有电阻R3、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电阻R4，所述电阻R3上并联有电容C7且另一端接5脚与地之间接有电阻R9，所述电阻R3的另一端同时接芯片U2的5脚，所述稳压二极管D1的负极、电阻R9、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电阻R4的另一端均接地；所述芯片U2的2脚与常电之间接有并联设置的电容C1、电容C2和电容C3，3脚接有电阻R1和电阻R5，4脚、6脚分别接有电阻R6和电容C12，所述电阻R5、电阻R6和电容C12的另一端均接地，所述电阻R1的另一端接MCU控制单元。

进一步地，所述电阻R4的另一端与地之间接有发光二极管LED1。

进一步地，所述开关电源包括芯片U3，所述芯片U3的1脚同时接电阻R10和电阻R11，2脚接电容C14，3脚接电容C15，4脚接电容C13，所述电阻R10的另一端接MCU控制单元，所述电阻R11、电容C14、电容C15和电容C13的另一端均接地，所述芯片U3的2脚、3脚和4脚分别接低压差线性稳压器、DC-DC变换器和MCU控制单元。

进一步地，所述MCU控制单元包括芯片U4，所述芯片U4的GPIO1端、GPIO2端和GPIO3端分别与低压差线性稳压器、开关电源DC-DC变换器以及开关电源的使能端之间接有电阻R15、电阻R16和电阻R18，所述芯片U4的VDD端同时接有电感L2、电容C16、电容C17、电容C18和电容C19，Vref+端与VDDA端之间接有电阻R19，VDDA端同时接有电感L3、电容C20、电容C21、电容C22和电容C23，所述电感L2和电感L3的另一端均接开关电源的输出端，所述电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22和电容C23的另一端均接地。

进一步地，所述芯片U4的PC0端依次接电阻R12、发光二极管LED2和地，所述芯片U4的PC1端依次接电阻R13、发光二极管LED3和地。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

(1)本实用新型开关电源的电源通道IN1端和电源通道IN2端分别接有低压差线性稳压器和DC-DC变换器，开关电源通过其使能信号来切换两个端口的电源为MCU控制单元供电，同时MCU控制单元又能控制DC-DC变换器和低压差线性稳压器工作，从而满足不同电源电压下的系统供电需求，避免低压差线性稳压器的工作效率受电源电压变化的影响，保证整个系统正常工作。

(2)本实用新型DC-DC变换器和MCU控制单元均设有发光二极管，从而能够直观地显示当前工作状态。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型电路逻辑图；

图2为本实用新型低压差线性稳压器的电路图；

图3为本实用新型DC-DC变换器的电路图；

图4为本实用新型开关电源的电路图；

图5为本实用新型MCU控制单元的电路图。

附图中的标号为：

低压差线性稳压器1、DC-DC变换器2、开关电源3、MCU控制单元4。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

(实施例1)

如图1至图5所示的域控制器供电系统，包括低压差线性稳压器1、DC-DC变换器2、开关电源3和MCU控制单元4，其中低压差线性稳压器1和DC-DC变换器2的输入端均接常电，输出端分别接开关电源3的电源通道IN1端和电源通道IN2端，低压差线性稳压器1的使能端与常电之间连接有上拉电阻，开关电源3的输出端接MCU控制单元4，同时低压差线性稳压器、开关电源DC-DC变换器以及开关电源的使能端均与MCU控制单元电连接。开关电源3通过其使能信号来切换两个端口的电源，从而为MCU控制单元4供电，同时MCU控制单元4又能控制低压差线性稳压器1和DC-DC变换器2工作，从而满足不同电源电压下的系统供电需求，避免传统供电系统中低压差线性稳压器1的受电源电压变化的影响而导致工作效率变低，保证整个系统正常工作。

具体地，低压差线性稳压器1包括芯片U1、电容C4、电容C6、电阻R2、电阻R7和电阻R8。DC-DC变换器2包括芯片U2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9、发光二极管LED1、电感L1和稳压二极管D1。开关电源3包括芯片U3、电容C13、电容C14、电容C15、电阻R10和电阻R11。MCU控制单元4包括芯片U4、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电阻R16、电阻R18、电阻R19、电感L2、电感L3、发光二极管LED2和发光二极管LED3。

芯片U1的1脚接常电、电容C4和电阻R2，电容C4的另一端接地，电阻R2的另一端接芯片U1的2脚、电阻R7和电阻R8，电阻R7另一端接上拉电阻的输出端和电阻R15的，电阻R15的另一端接芯片U4的GPIO1端，电阻R8的的另一端接地。芯片U1的3脚接地，5脚接电容C6和芯片U3的2脚，即电源通道IN1端，电容C6的另一端接地。

芯片U2的1脚接电容C5，电容C5的另一端接芯片U2的8脚、电感L1和稳压二极管D1的负极，电感L1的另一端同时接芯片U3的3脚、电阻R3、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电阻R4，电容C7并联在电阻R3上，电阻R3的另一端接芯片U2的5脚和电阻R9，电阻R4的另一端接发光二极管LED1的正极，从而能够直观地显示当前工作状态。稳压二极管D1的负极、电阻R9、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11的另一端以及发光二极管LED1的负极均接地。芯片U2的2脚同时接常电、电容C1、电容C2和电容C3，电容C1、电容C2和电容C3的另一端均接地。芯片U2的3脚接电阻R1和电阻R5，4脚、6脚分别接电阻R6和电容C12，电阻R5、电阻R6、电容C12的另一端以及芯片U2的7脚、9脚均接地，电阻R1的另一端接电阻R18，电阻R18的另一端接芯片U4的GPIO3端。

芯片U3的1脚同时接电阻R10和电阻R11，2脚接电容C14，3脚接电容C15，4脚接电容C13，电阻R10的另一端接电阻R16，电阻R16的另一端接芯片U4的GPIO2端。芯片U3的5脚、电阻R11、电容C14、电容C15和电容C13的另一端均接地。

芯片U4的VDD端同时接电感L2、电容C16、电容C17、电容C18和电容C19，Vref+端与VDDA端之间接有电阻R19，VDDA端同时接电感L3、电容C20、电容C21、电容C22和电容C23，电感L2和电感L3的另一端均接芯片U3的4脚，电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22和电容C23的另一端均接地。芯片U4的PC0端依次接电阻R12、发光二极管LED2和地，芯片U4的PC1端依次接电阻R13、发光二极管LED3和地，从而能够直观地显示当前工作状态。芯片U4的WAKEUP端口接外部唤醒电路。

本实施例的供电控制过程如下：

常电持续供电，低压差线性稳压器1的LDO使能信号EN由常电经电阻上拉，低压差线性稳压器1输出电平至开关电源3。此时，而DC-DC变换器2由于MCU控制单元4未启动，其DCDC使能信号EN处于低电平，DC-DC变换器2不工作，不存在输出电平。

开关电源3通过Load Switch使能信号EN切换电源，当Load Switch使能信号EN为低电平时，由电源通道IN1为MCU控制单元4的VDD电源轨供电，当Load Switch使能信号EN为高电平时，切换为电源通道IN2为MCU控制单元4的VDD电源轨供电。

当MCU控制单元4上电且接收到WAKEUP信号，MCU控制单元4从休眠状态中被唤醒。此时，MCU控制单元4对GPIO1、GPIO2、GPIO3进行以下操作：

将GPIO3信号拉高，即DCDC使能信号EN拉高，DC-DC变换器2打开并输出电平至开关电源3的电源通道IN2；

GPIO3拉高1s后，将GPIO1拉低，即LDO使能信号EN拉低，低压差线性稳压器1停止工作；同时将GPIO2拉高，即Load Switch使能信号EN拉高，转换为电源通道IN2，即DC-DC变换器2为MCU控制单元4的VDD电源轨供电。

由此，完成整个域控制器的供电切换。

本实施例开关电源3的电源通道IN1端和电源通道IN2端分别接有低压差线性稳压器1和DC-DC变换器2，开关电源2通过其使能信号来切换两个端口的电源为MCU控制单元4供电，同时MCU控制单元4又能控制DC-DC变换器和低压差线性稳压器工作，从而满足不同电源电压下的系统供电需求，避免低压差线性稳压器的工作效率受电源电压变化的影响，保证整个系统正常工作

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种域控制器供电系统，其特征在于：包括低压差线性稳压器、DC-DC变换器、开关电源和MCU控制单元，所述低压差线性稳压器和DC-DC变换器的输入端均接常电，输出端分别接开关电源的电源通道IN1端和电源通道IN2端，所述开关电源的输出端接MCU控制单元，所述低压差线性稳压器的使能端与常电之间连接有上拉电阻，所述低压差线性稳压器、开关电源DC-DC变换器以及开关电源的使能端均与MCU控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的一种域控制器供电系统，其特征在于：所述低压差线性稳压器包括芯片U1，所述芯片U1的1脚接常电并接有电容C4和电阻R2，所述电容C4的另一端接地，所述电阻R2的另一端接芯片U1的2脚并接有电阻R7和电阻R8，所述电阻R7和电阻R8的另一端分别接上拉电阻的输出端和地，所述芯片U1的5脚接有电容C6，所述电容C6的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种域控制器供电系统，其特征在于：所述DC-DC变换器包括芯片U2，所述芯片U2的1脚和8脚之间接有电容C5，且8脚同时接有电感L1和稳压二极管D1，所述电感L1的另一端同时接有电阻R3、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电阻R4，所述电阻R3上并联有电容C7且另一端接5脚与地之间接有电阻R9，所述电阻R3的另一端同时接芯片U2的5脚，所述稳压二极管D1的负极、电阻R9、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11和电阻R4的另一端均接地；所述芯片U2的2脚与常电之间接有并联设置的电容C1、电容C2和电容C3，3脚接有电阻R1和电阻R5，4脚、6脚分别接有电阻R6和电容C12，所述电阻R5、电阻R6和电容C12的另一端均接地，所述电阻R1的另一端接MCU控制单元。

4.根据权利要求3所述的一种域控制器供电系统，其特征在于：所述电阻R4的另一端与地之间接有发光二极管LED1。

5.根据权利要求1所述的一种域控制器供电系统，其特征在于：所述开关电源包括芯片U3，所述芯片U3的1脚同时接电阻R10和电阻R11，2脚接电容C14，3脚接电容C15，4脚接电容C13，所述电阻R10的另一端接MCU控制单元，所述电阻R11、电容C14、电容C15和电容C13的另一端均接地，所述芯片U3的2脚、3脚和4脚分别接低压差线性稳压器、DC-DC变换器和MCU控制单元。

6.根据权利要求1所述的一种域控制器供电系统，其特征在于：所述MCU控制单元包括芯片U4，所述芯片U4的GPIO1端、GPIO2端和GPIO3端分别与低压差线性稳压器、开关电源DC-DC变换器以及开关电源的使能端之间接有电阻R15、电阻R16和电阻R18，所述芯片U4的VDD端同时接有电感L2、电容C16、电容C17、电容C18和电容C19，Vref+端与VDDA端之间接有电阻R19，VDDA端同时接有电感L3、电容C20、电容C21、电容C22和电容C23，所述电感L2和电感L3的另一端均接开关电源的输出端，所述电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22和电容C23的另一端均接地。

7.根据权利要求6所述的一种域控制器供电系统，其特征在于：所述芯片U4的PC0端依次接电阻R12、发光二极管LED2和地，所述芯片U4的PC1端依次接电阻R13、发光二极管LED3和地。

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