CN220527719U - 域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器，涉及域控制器的技术领域，包括：电源、优化组件和多个分支电路；优化组件和分支电路一一对应；优化组件包括二极管和电容；电源的一端与二极管的正极相连接，二极管的负极分别与电容的一端和分支电路相连接，电容的另一端接地；电容用于为分支电路对应的负载供能，以缓解现有技术中ADAS产品无法在浪涌试验中满足要求的技术问题。

Description

域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器

技术领域

本实用新型涉及域控制器的技术领域，尤其是涉及一种域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器。

背景技术

高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)产品尤其是域控制器类，功能增加的同时功耗越来越大。

该ADAS产品在浪涌类试验过程中，在正常供电电源的基础上，叠加注入一个负脉冲，被测器件DUT的全部功能运行无法满足IEC 61000-4-5标准或者主机厂的企标要求的功能等级A。

造成上述问题的根本原因在于负脉冲加在DUT设备时，DUT板上的储能电容会瞬间进行放电从而导致DUT的输入电源电压跌落。在不考虑其他因素的前提下，增加储能电容的容值能有效改善并解决上述问题。但是容值的提升就意味着产品尺寸和成本的增加，并且容值的提升也不是没有上限的，过大的容值会导致产品在正常上电期间，即首次连接车辆12V蓄电池的时候，整个电源线束的RUSH电流过大，等效为电容充电过程，可能会导致线路的保险丝熔断。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器，以缓解现有技术中ADAS产品无法在浪涌试验中满足要求的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种域控电源入口防护器件的优化电路，包括：电源、优化组件和多个分支电路；所述优化组件和所述分支电路一一对应；所述优化组件包括二极管和电容；

所述电源的一端与所述二极管的正极相连接，所述二极管的负极分别与所述电容的一端和所述分支电路相连接，所述电容的另一端接地；

所述电容用于为所述分支电路对应的负载供能。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述分支电路包括控制分支电路和电源管理集成电路；

所述控制分支电路包括电源功能芯片、所述电源功能芯片对应的微控制单元以及第一外设负载；

所述电源管理集成电路包括多个电源管理集成分支电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电源管理集成分支电路包括第一电源管理集成分支电路和第二电源管理集成分支电路；

第一电源管理集成分支电路包括第一电源管理集成芯片、所述第一电源管理集成芯片对应的第一系统级芯片以及第二外设负载；

第二电源管理集成分支电路包括第二电源管理集成芯片、所述第二电源管理集成芯片对应的第二系统级芯片以及第三外设负载。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述优化组件包括第一优化组件；所述第一优化组件与所述第一电源管理集成分支电路相连接，所述第一优化组件中的第一电容用于为所述第一电源管理集成分支电路中的所述第一电源管理集成芯片、所述第一系统级芯片以及所述第二外设负载供能。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述优化组件还包括第二优化组件；所述第二优化组件与所述第二电源管理集成分支电路相连接，所述第二优化组件中的第二电容用于为所述第二电源管理集成分支电路中的所述第二电源管理集成芯片、所述第二系统级芯片以及所述第三外设负载供能。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述优化组件还包括第三优化组件；所述第三优化组件与所述控制分支电路相连接，所述第三优化组件中的第三电容用于为所述控制分支电路中的所述电源功能芯片、所述微控制单元以及所述第一外设负载供能。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述控制分支电路中的微控制单元分别与所述第一电源管理集成分支电路中的所述第一电源管理集成芯片，以及所述第二电源管理集成分支电路中的所述第二电源管理集成芯片相连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述电源和所述优化组件之间还设置有依次相连接的瞬态二极管、场效应管防反电路和滤波电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述瞬态二极管的两端并联设置一个电容。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种域控制器，包括如上所述的域控电源入口防护器件的优化电路，还包括控制器主体。

本实用新型实施例带来了一种域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器，通过在每个分支电路和电源之间增加由电容和二极管所组成的优化组件，既能够使得每个优化组件中电容为其对应的分支电路负载供能，二极管能够隔离各个分支电路对应的电容，保证每个分支电路的电源压降不会过低，以保证被测产品满足浪涌试验的功能等级A要求，不额外增加成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种域控电源入口防护器件的优化电路功能框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种域控电源入口防护器件的优化电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种域控电源入口防护器件的优化电路的布局示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

目前ADAS产品在浪涌试验中无法满足标准要求，基于此，本实用新型实施例提供的一种域控电源入口防护器件的优化电路和域控制器，可以使得其能够低成本地达到浪涌试验中的功能等级A要求。

下面通过实施例进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种域控电源入口防护器件的优化电路功能框图。

参照图1，该域控电源入口防护器件的优化电路，包括：电源、优化组件和多个分支电路；其中优化组件也包括多个，优化组件和分支电路的数量相一致，两者一一对应；优化组件包括二极管和电容；

电源的一端与二极管的正极相连接，二极管的负极分别与电容的一端和分支电路相连接，电容的另一端接地；电容用于为其所属优化组件对应的分支电路的负载供能。

例如，优化组件N中的电容为其对应的分支电路N的负载供能。

在实际应用的优选实施例中，通过在每个分支电路和电源之间增加由电容和二极管所组成的优化组件，既能够使得每个优化组件中电容为其对应的分支电路负载供能，二极管能够隔离各个分支电路对应的电容，保证每个分支电路的电源压降不会过低，以保证被测产品满足浪涌试验的功能等级A要求，不额外增加成本。

图2为本实用新型实施例提供的一种域控电源入口防护器件的优化电路图。

域控电源入口拓扑可如图2所示，电源和优化组件之间还设置有依次相连接的瞬态二极管(Transient Voltage Suppressor，TVS)、场效应管MOSFET防反电路和Pi型滤波电路。其中，瞬态二极管D1的两端并联设置一个电容C7。增加电容C7并且结合瞬态二极管D1，能够起到钳位的作用，即将电源VBAT点和接地点GND的电压值由-500V电压钳位在-36V左右。

另外，瞬态二极管D1和电容C7的布局位置，需要在电源VBAT进入电路板PCB的连接器PIN脚处就近放置，尽可能将能量在短的路径(电源VBAT和瞬态二极管D1器件之间的PCB走线距离)上消耗。如图3所示，瞬态二极管D1和电容C7放置在连接器PIN脚旁边，并且在电路板PCB的外围设置了静电地，瞬态二极管D1和电容C7器件放置在静电地的外围，将干扰信号在静电地外围消耗，从而最大限度的提升被测产品在浪涌试验中对负脉冲的缓冲和抑制作用。

在一些实施例中，分支电路包括控制分支电路和电源管理集成电路；

控制分支电路包括电源功能芯片(System Basis Chip，SBC)、电源功能芯片对应的微控制单元MCU以及第一外设负载；电源管理集成电路包括多个电源管理集成分支电路；

其中，电源管理集成分支电路包括第一电源管理集成分支电路和第二电源管理集成分支电路；

第一电源管理集成分支电路包括第一电源管理集成芯片PMIC1、第一电源管理集成芯片对应的第一系统级芯片SOC1以及第二外设负载；

第二电源管理集成分支电路包括第二电源管理集成芯片PMIC2、第二电源管理集成芯片对应的第二系统级芯片SOC2以及第三外设负载。

电源功能芯片SBC和微控制单元MCU的供电分支是维持另外两个电源管理集成分支电路是系统级芯片SOC供电的前提，通过优化组件中的二极管防止反向电流，这样隔离起来能够有效保障微控制单元MCU持续工作，从而控制其他电源管理集成分支电路的控制使能信号稳定开启状态；换言之能够有针对性的提升电容容量，并且微控制单元MCU的功耗相比系统级芯片SOC要小一个数量级，所以需求的电容容量也小很多。

将电源功能芯片SBC和微控制单元MCU的控制分支电路，也尽量靠近电源入口处设置，以减少铜皮上因电流增大而造成的走线压降问题，电源VBAT电压降低会必定会导致整体的电流变大。而第一电源管理集成芯片PMIC1、第二电源管理集成芯片PMIC2、后级的系统级芯片SOC及周边外设，对电源入口的电压跌落没有那么敏感，因此可以放置容量小的电容以及放置在电源VBAT走线的后半段路径，即优化组件中二极管负极后的路径。

作为一种可选的实施例，优化组件包括第一优化组件、第二优化组件和第三优化组件；

第一优化组件与第一电源管理集成分支电路相连接，第一优化组件中的第一电容用于为第一电源管理集成分支电路中的第一电源管理集成芯片、第一系统级芯片以及第二外设负载供能。

第二优化组件与第二电源管理集成分支电路相连接，第二优化组件中的第二电容用于为第二电源管理集成分支电路中的第二电源管理集成芯片、第二系统级芯片以及第三外设负载供能。

第三优化组件与控制分支电路相连接，第三优化组件中的第三电容用于为控制分支电路中的电源功能芯片、微控制单元以及第一外设负载供能。

其中，控制分支电路中的微控制单元分别与第一电源管理集成分支电路中的第一电源管理集成芯片，以及第二电源管理集成分支电路中的第二电源管理集成芯片相连接。可以理解的是，该微控制单元MCU能够控制第一电源管理集成芯片和第二电源管理集成芯片。

为了将电源入口的BATT分叉点进行改善，将三个分支的地方分别放置了二极管，并且在二极管后面加上单独的储能电容；这样在注入负的浪涌脉冲时，由于二极管的防反作用，电容内的电量不至于反向放电而瞬间消耗；该电容的能量用来维持该分支电路后面负载的继续工作，充当了备用电池的作用，持续为负载放电来维持产品功能。

现有电路中的场效应管MOSFET虽然也能防反，但是由于器件本身寄生电容的影响，场效应管MOSFET电路无法快速关断，所以导致电容内能量被抽走，而本申请中各优化组件中电容的能量能够为其各自对应的分支电路负载供能，进而保证该被测产品在浪涌测试的负脉冲冲击下，能够满足功能等级A要求。

本申请经过优化组件的优化，电容C4只负责向电源功能芯片SBC及其支路负载放电；电容C5只给第一电源管理集成芯片PMIC1及负载放电；电容C6只给第二电源管理集成芯片PMIC2及负载放电；优化后的电路，对优化组件中的电容容值要求进行拆分，并且不同位置的电容之间不会漏电，如电容C6不会给第一电源管理集成芯片PMIC1及负载放电；并且电容容值拆分以后，控制电源逻辑的SBC回路，其容值需要的相对较小，可以有针对性的改善这个路径的储能，防止设备因电压跌落而下电。

蓄电池的VBAT电源在进入电路板PCB以后经过了瞬态二极管TVS、MOSFET防反电路和Pi型滤波电路，然后主要分为了三个分支，前两个是为SOC1和SOC2提供供电，都是功耗较大的芯片，第三个分支是板上的SBC和MCU分支，其中的MCU负责整板的上电逻辑控制和使能，即MCU首先工作后再控制PMIC1和PMIC2的使能，为相应的SOC和周边外设芯片供电。

本申请采用的方案是优化电容的放电路径，放置防反器件(二极管)来隔离不同路径的储能电容，保障关键路径的电源压降不至于过低，并结合PCB上器件布局的合理优化来达到目的。而不是一味的增加电容容量和造成设备首上电RUSH过大，而有熔断保险丝的风险。通过上述对策及优化，被测产品DUT能够满足浪涌试验的功能等级A要求，又不至于成本增加以及带来其他负面影响。

在一些实施例中，本实用新型实施例还提供一种域控制器，包括如上所述的域控电源入口防护器件的优化电路，还包括控制器主体，该控制器主体与域控电源入口防护器件的优化电路相连接。

上述将主供电回路进行隔离和分段的方案，并结合电路板PCB上器件的布局和走线的综合调整，来达到提升产品抗浪涌干扰的能力，优化产品尺寸和成本。平衡产品浪涌类试验和RUSH电流对策的矛盾，产品满足标准spec要求。

本实用新型实施例提供的域控制器，与上述实施例提供的域控电源入口防护器件的优化电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种域控电源入口防护器件的优化电路，其特征在于，包括：电源、优化组件和多个分支电路；所述优化组件和所述分支电路一一对应；所述优化组件包括二极管和电容；

所述电源的一端与所述二极管的正极相连接，所述二极管的负极分别与所述电容的一端和所述分支电路相连接，所述电容的另一端接地；

所述电容用于为所述分支电路对应的负载供能。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分支电路包括控制分支电路和电源管理集成电路；

所述控制分支电路包括电源功能芯片、所述电源功能芯片对应的微控制单元以及第一外设负载；

所述电源管理集成电路包括多个电源管理集成分支电路。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电源管理集成分支电路包括第一电源管理集成分支电路和第二电源管理集成分支电路；

第一电源管理集成分支电路包括第一电源管理集成芯片、所述第一电源管理集成芯片对应的第一系统级芯片以及第二外设负载；

第二电源管理集成分支电路包括第二电源管理集成芯片、所述第二电源管理集成芯片对应的第二系统级芯片以及第三外设负载。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述优化组件包括第一优化组件；所述第一优化组件与所述第一电源管理集成分支电路相连接，所述第一优化组件中的第一电容用于为所述第一电源管理集成分支电路中的所述第一电源管理集成芯片、所述第一系统级芯片以及所述第二外设负载供能。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述优化组件还包括第二优化组件；所述第二优化组件与所述第二电源管理集成分支电路相连接，所述第二优化组件中的第二电容用于为所述第二电源管理集成分支电路中的所述第二电源管理集成芯片、所述第二系统级芯片以及所述第三外设负载供能。

6.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述优化组件还包括第三优化组件；所述第三优化组件与所述控制分支电路相连接，所述第三优化组件中的第三电容用于为所述控制分支电路中的所述电源功能芯片、所述微控制单元以及所述第一外设负载供能。

7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述控制分支电路中的微控制单元分别与所述第一电源管理集成分支电路中的所述第一电源管理集成芯片，以及所述第二电源管理集成分支电路中的所述第二电源管理集成芯片相连接。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源和所述优化组件之间还设置有依次相连接的瞬态二极管、场效应管防反电路和滤波电路。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述瞬态二极管的两端并联设置一个电容。

10.一种域控制器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的域控电源入口防护器件的优化电路，还包括控制器主体。