CN219123925U - 放电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放电系统，涉及电子设备技术领域，尤其涉及车辆领域，具体可应用于自动驾驶等领域。具体实现方案包括：电源、第一开关、放电模块、控制模块和负载；其中，电源的正极分别与第一开关的第一端和控制模块的第一端连接，控制模块的第二端与放电模块的控制端连接，第一开关的第二端分别与放电模块的第一端和负载的正极连接，控制模块的第三端、电源的负极、负载的负极和放电模块的第二端接地；当第一开关处于闭合状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于断开状态；当第一开关处于断开状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于导通状态。本实用新型可以降低设备的静态功耗。

Description

放电系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种放电系统。

背景技术

随着科学技术的发展，人们生活水平的不断提高，个人拥有电子设备的比例不断增大，电子设备已经成为越来越普及的家用商品。相关技术中，电子设备，尤其是自动驾驶等领域所使用的电子设备中需要设置放电电路来减少设备损坏风险、提高设备稳定性。然而，该放电电路采用负载并联放电电阻的形式进行放电，其放电电阻中一直有电流通过，也就是说该放电电路一直处于工作状态，从而导致设备的静态功耗偏大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种放电系统，主要目的在于降低设备的静态功耗。

根据本实用新型的一方面，提供了一种放电系统，包括：电源、第一开关、放电模块、控制模块和负载；其中，

所述电源的正极分别与所述第一开关的第一端和所述控制模块的第一端连接，所述控制模块的第二端与所述放电模块的控制端连接，所述第一开关的第二端分别与所述放电模块的第一端和所述负载的正极连接，所述控制模块的第三端、所述电源的负极、所述负载的负极和所述放电模块的第二端接地；

当所述第一开关处于闭合状态时，所述控制模块控制所述放电模块的第一端与所述放电模块的第二端之间处于断开状态；

当所述第一开关处于断开状态时，所述控制模块控制所述放电模块的第一端与所述放电模块的第二端之间处于导通状态。

综上，本实用新型实施例一个或多个实施例中，放电系统，包括：电源、第一开关、放电模块、控制模块和负载；其中，电源的正极分别与第一开关的第一端和控制模块的第一端连接，控制模块的第二端与放电模块的控制端连接，第一开关的第二端分别与放电模块的第一端和负载的正极连接，控制模块的第三端、电源的负极、负载的负极和放电模块的第二端接地；当第一开关处于闭合状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于断开状态；当第一开关处于断开状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于导通状态。因此，可以降低设备的静态功耗。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本实用新型的限定。其中：

图1示出本实用新型实施例提供的一种放电电路的背景结构图；

图2是根据本实用新型第一实施例的放电系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型第二实施例的放电系统的结构示意图；

图4是根据本实用新型第三实施例的放电系统的结构示意图。

附图标记说明：第一电阻-R1；第二电阻-R2；第三电阻-R3；第四电阻-R4；第五电阻-R5；第六电阻-R6；第八电阻-R71；第九电阻-R72；放电电阻-Rf；电容-C1；第一二极管-D1和第二二极管-D2；NMOS管-M1；栅极-G；漏极-S；源极-D；NPN型三极管-Q1；基极-b；集电极-c；发射极-e；电子保险丝E-FUSE；第一瞬态电压抑制二极管-TZ1；第二瞬态电压抑制二极管-TZ2；电源电压-Vin；地-GND。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

相关技术中，电子设备，尤其是自动驾驶等领域所使用的电子设备，其使用的车辆电子硬件电路由于设计简单，一般都未设计放电电路。但随着车辆的智能化和电动化发展，硬件电路设计更加复杂、规模更加庞大，如果不设计放电电路，硬件电路下电时间过长，设备损坏风险将成倍增加，设备掉电后短时间重新上电也存在设备工作异常的风险，因此设计放电电路对设备稳定性来说至关重要。

根据一些实施例，图1示出本实用新型实施例提供的一种放电电路的背景结构图。如图1所示，包括：电源、负载、电子保险丝E-FUSE、第二瞬态电压抑制二极管TZ2和放电电阻Rf；其中，电源的正极分别与第二瞬态电压抑制二极管TZ2的第一端和电子保险丝E-FUSE的第一端连接，电子保险丝E-FUSE的第二端分别与放电电阻Rf的第一端和负载的正极连接，电源的负极、第二瞬态电压抑制二极管TZ2的第二端、放电电阻Rf的第二端和负载的负极接地。

易于理解的是，通过并联放电电阻Rf进行放电的形式，无法控制放电电流，并且由于设备放电是电压从高到低缓降的过程，因此放电曲线为从开始的大电流到小电流缓降，放电曲线线性度差，放电时间过长。同时，如果只是并联放电电阻Rf，则该放电电阻Rf中将一直有电流通过，也就是说该放电电路一直处于工作状态，导致设备的静态功耗偏大，浪费电量较多，无法满足当前新能源车辆绿色环保的设计理念。

下面结合具体的实施例对本实用新型进行详细说明。

图2是根据本实用新型第一实施例的放电系统的结构示意图。

如图2所示，该放电系统，包括：电源、第一开关、放电模块、控制模块和负载；其中，

电源的正极分别与第一开关的第一端和控制模块的第一端连接，控制模块的第二端与放电模块的控制端连接，第一开关的第二端分别与放电模块的第一端和负载的正极连接，控制模块的第三端、电源的负极、负载的负极和放电模块的第二端接地。

根据一些实施例，当第一开关处于闭合状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于断开状态。此时，当电源正常为负载供电时，由于放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于断开状态，因此，放电模块处于非工作状态，放电模块消耗的电流较少，可以降低放电模块的静态功耗。

在一些实施例中，当第一开关处于断开状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于导通状态。此时，放电电路才会处于工作状态，并对负载中的放电电流进行放电。

易于理解的是，通过设置具有断电监控功能的控制模块，只有在掉电的情况下，控制模块才会控制放电模块处于工作状态，可以减少在非掉电情况下放电模块的静态功耗，可以减少设备的静态功耗。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，图3是根据本实用新型第二实施例的放电系统的结构示意图。如图3所示，控制模块包括电压检测电路和开关控制电路；其中，

电压检测电路的第一端分别与电源的正极和第一开关的第一端连接，电压检测电路的第二端接地，电压检测电路的第三端与开关控制电路的输入端连接，开关控制电路的输出端与放电模块的控制端连接。

根据一些实施例，电压检测电路用于对电源正极与第一开关的第一端之间的电压进行检测，当第一开关闭合时，电源正常为负载供电，此时，电压检测电路的第三端可以输出第一控制信号至开关控制电路，开关控制电路根据该第一控制信号控制放电模块处于非工作状态。反正，当第一开关断开时，电源无法为负载供电，此时，电压检测电路的第三端可以输出第二控制信号至开关控制电路，开关控制电路根据该第二控制信号控制放电模块处于工作状态。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，该第一开关并不特指某一固定开关。该第一开关例如可以为继电器。该第一开关例如还可以为电子保险丝E-FUSE，如图4所示。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，电压检测电路包括第一电阻R1和第二电阻R2；其中，

第一电阻R1的第一端分别与电源的正极和第一开关的第一端连接，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端分别与开关控制电路的输入端连接，第二电阻R2的第二端接地。

根据一些实施例，如图4所示，第一电阻R1的第一端与电子保险丝E-FUSE的第一端连接。

在一些实施例，如图4所示，第二电阻R2例如可以为可调电阻。因此，第二电阻R2的阻值可以根据电源电压以及开关控制电路的需要进行调节，可以提高放电系统使用时的便利性。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，开关控制电路包括第二开关；其中，

第二开关的控制端与电压检测电路的第三端连接，第二开关的第一端与放电模块的控制端连接，第二开关的第二端接地。

根据一些实施例，如图4所示，第二开关为NMOS管M1，NMOS管M1的栅极G为第二开关的控制端，NMOS管M1的漏极S为第二开关的第一端，NMOS管M1的源极D为第二开关的第二端。

在一些实施例中，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端可以输出第一控制信号或第二控制信号至NMOS管M1的栅极G。该第一控制信号和第二控制信号均为第一电阻R1和第二电阻R2对电源电压Vin分压后的电压信号。该第一控制信号对应的电压可以控制NMOS管M1处于导通状态。第二控制信号对应的电压小于第一控制信号对应的电压，且第二控制信号无法控制NMOS管M1处于导通状态，此时，NMOS管M1处于关断状态。

在一些实施例中，当第一开关闭合，电源正常为负载供电时，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端可以输出第一控制信号至NMOS管M1的栅极G，因此，NMOS管M1可以处于导通状态，以使NMOS管M1的源极D和放电模块的控制端下拉接地。

在一些实施例中，当第一开关断开时，由于第一开关的隔离作用，电源电压Vin优先下降，当电源电压Vin通过第一电阻R1和第二电阻R2分压后产生的电压低于NMOS管M1的导通阈值后，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端可以输出第二控制信号至NMOS管M1的栅极G，因此，NMOS管M1处于关断状态，以使NMOS管M1的源极D和放电模块的控制端悬空。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，开关控制电路还包括第三电阻R3和第一瞬态电压抑制二极管TZ1；其中，

第三电阻R3的第一端与电压检测电路的第三端连接，第三电阻R3的第二端分别与第一瞬态电压抑制二极管TZ1的第一端和第二开关的控制端连接，第一瞬态电压抑制二极管TZ1的第二端接地。

根据一些实施例，如图4所示，第三电阻R3的第一端分别与第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端连接。

在一些实施例中，如图4所示，NMOS管M1的栅极G分别连接第三电阻R3的第二端和第一瞬态电压抑制二极管TZ1的第一端。因此，第三电阻R3和第一瞬态电压抑制二极管TZ1可以用于保护NMOS管M1的栅极G，可以防止静电电流和过冲电流等电流烧毁NMOS管M1，可以提高放电系统的可靠性。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，开关控制电路还包括电容C1；其中，

电容C1的第一端分别与第二开关的控制端和电压检测电路的第三端连接，电容C1的第二端接地。

根据一些实施例，如图4所示，电容C1的第一端分别与第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第一端连接。因此，电容C1可以用于减少由于电源电压Vin产生抖动导致误检测的情况，可以提高电压检测的准确性，可以提高放电系统的可靠性。

在一些实施例中，该电容C1的容值例如可以为0.1uf。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，放电模块包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、电阻串、第三开关、第一二极管D1和第二二极管D2；其中，

第四电阻R4的第一端与控制模块的输出端连接，第四电阻R4的第二端分别与电阻串的第一端、第一二极管D1的正极和第三开关的控制端连接，电阻串的第二端分别与第五电阻R5的第一端、第一开关的第二端和负载的正极连接，第五电阻R5的第二端与第三开关的第一端连接，第三开关的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第一二极管D1的负极与第二二极管D2的正极连接，第六电阻R6的第二端和第二二极管D2的负极接地。

根据一些实施例，如图4所示，第三开关为NPN型三极管Q1，NPN型三极管Q1的基极b为第三开关的控制端，NPN型三极管Q1的集电极c为第三开关的第一端，NPN型三极管Q1的发射极e为第三开关的第二端。

在一些实施例中，电阻串的阻值和第一电阻R1的阻值可以根据NPN型三极管Q1的型号确定。由于，当第一开关处于闭合状态，第四电阻R4接地时，NPN型三极管Q1的控制电压由电阻串的阻值和第一电阻R1的阻值、第二电阻R2的阻值确定，因此，可以根据NPN型三极管Q1的控制电压确定第一电阻R1、第二电阻R2和电阻串的阻值。接着，可以根据电阻串的阻值确定第四电阻R4的阻值。

在一些实施例中，第四电阻R4的阻值例如可以为100欧姆。

在一些实施例中，如图4所示，第四电阻R4的第一端与NMOS管M1的源极D连接。因此，当NMOS管M1处于导通状态时，第四电阻R4的第一端接地，NPN型三极管Q1处于截止状态。

当NMOS管M1处于关断状态时，第四电阻R4的第一端悬空，NPN型三极管Q1的基极b对应的电压由于第一二极管D1和第二二极管D2的钳位作用为1.4V，因此，NPN型三极管Q1处于导通状态。

在一些实施例中，当NPN型三极管Q1处于导通状态时，第六电阻R6的电压值为0.7V，NPN型三极管Q1与第五电阻R5和第六电阻R6构成恒流源放电电路。此时，第五电阻R5的阻值例如可以为100欧姆，并且，如图4所示，可以将第六电阻R6设置为可调电阻，因此，通过控制第六电阻R6的电阻阻值即可调节放电电流的大小，可以提高放电系统使用时的便利性。同时，通过恒流源电路进行放电，放电速度相较于恒阻放电模式，放电线性度很高，放电速度更快。

在一些实施例中，放电电流的大小例如可以为0.7V除以第六电阻R6的阻值。

根据一些实施例，电阻串包括至少两个串联连接的第七电阻。因此，通过采用多电阻串联的形式增加放电系统的可靠度。

在一些实施例中，如图4所示，该电阻串包括第八电阻R71和第九电阻R72。

在一些实施例中，该第八电阻R71和第九电阻R72的阻值例如可以为10K欧姆。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，该放电系统还包括第二瞬态电压抑制二极管TZ2；其中，

第二瞬态电压抑制二极管TZ2的第一端分别与电源的正极、控制模块的输入端和第一开关的第一端连接，第二瞬态电压抑制二极管TZ2的第二端接地。

根据一些实施例，如图4所示，该第二瞬态电压抑制二极管TZ2的第一端分别与电源的正极、第一电阻的第一端和电子保险丝E-FUSE的第一端连接。

易于理解的是，如图4所示，该放电系统采用分立元件搭建，未采用集成电路，器件可靠性高，设计冗余度高，硬件成本低，适合汽车电子等高可靠性场景。

综上，本实用新型实施例提供的放电系统，包括：电源、第一开关、放电模块、控制模块和负载；其中，电源的正极分别与第一开关的第一端和控制模块的第一端连接，控制模块的第二端与放电模块的控制端连接，第一开关的第二端分别与放电模块的第一端和负载的正极连接，控制模块的第三端、电源的负极、负载的负极和放电模块的第二端接地；当第一开关处于闭合状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于断开状态；当第一开关处于断开状态时，控制模块控制放电模块的第一端与放电模块的第二端之间处于导通状态。因此，通过设置控制模块与放电模块的控制端连接，只有在掉电的情况下，控制模块才会控制放电模块处于工作状态，可以减少在非掉电情况下放电模块的静态功耗，可以减少放电模块浪费的电量，可以减少设备的静态功耗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述可以针对不同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种放电系统，其特征在于，包括：电源、第一开关、放电模块、控制模块和负载；其中，

所述电源的正极分别与所述第一开关的第一端和所述控制模块的第一端连接，所述控制模块的第二端与所述放电模块的控制端连接，所述第一开关的第二端分别与所述放电模块的第一端和所述负载的正极连接，所述控制模块的第三端、所述电源的负极、所述负载的负极和所述放电模块的第二端接地；

当所述第一开关处于闭合状态时，所述控制模块控制所述放电模块的第一端与所述放电模块的第二端之间处于断开状态；

当所述第一开关处于断开状态时，所述控制模块控制所述放电模块的第一端与所述放电模块的第二端之间处于导通状态。

2.根据权利要求1所述的放电系统，其特征在于，所述控制模块包括电压检测电路和开关控制电路；其中，

所述电压检测电路的第一端分别与所述电源的正极和所述第一开关的第一端连接，所述电压检测电路的第二端接地，所述电压检测电路的第三端与所述开关控制电路的输入端连接，所述开关控制电路的输出端与所述放电模块的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的放电系统，其特征在于，所述电压检测电路包括第一电阻和第二电阻；其中，

所述第一电阻的第一端分别与所述电源的正极和所述第一开关的第一端连接，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端分别与所述开关控制电路的输入端连接，所述第二电阻的第二端接地。

4.根据权利要求2所述的放电系统，其特征在于，所述开关控制电路包括第二开关；其中，

所述第二开关的控制端与所述电压检测电路的第三端连接，所述第二开关的第一端与所述放电模块的控制端连接，所述第二开关的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的放电系统，其特征在于，所述开关控制电路还包括第三电阻和第一瞬态电压抑制二极管；其中，

所述第三电阻的第一端与所述电压检测电路的第三端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第一瞬态电压抑制二极管的第一端和所述第二开关的控制端连接，所述第一瞬态电压抑制二极管的第二端接地。

6.根据权利要求4所述的放电系统，其特征在于，所述开关控制电路还包括电容；其中，

所述电容的第一端分别与所述第二开关的控制端和所述电压检测电路的第三端连接，所述电容的第二端接地。

7.根据权利要求4所述的放电系统，其特征在于，所述第二开关为NMOS管，所述NMOS管的栅极为所述第二开关的控制端，所述NMOS管的漏极为所述第二开关的第一端，所述NMOS管的源极为所述第二开关的第二端。

8.根据权利要求1所述的放电系统，其特征在于，所述放电模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、电阻串、第三开关、第一二极管和第二二极管；其中，

所述第四电阻的第一端与所述控制模块的输出端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述电阻串的第一端、所述第一二极管的正极和所述第三开关的控制端连接，所述电阻串的第二端分别与所述第五电阻的第一端、所述第一开关的第二端和所述负载的正极连接，所述第五电阻的第二端与所述第三开关的第一端连接，所述第三开关的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第六电阻的第二端和所述第二二极管的负极接地。

9.根据权利要求8所述的放电系统，其特征在于，所述第三开关为NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极为所述第三开关的控制端，所述NPN型三极管的集电极为所述第三开关的第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述第三开关的第二端。

10.根据权利要求8所述的放电系统，其特征在于，所述电阻串包括至少两个串联连接的第七电阻。

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