CN220653038U - 一种车载开关电源中12v电池的供电控制线路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，该线路中太阳能电池经过辅助电源后传递到LDO线路的一个第一输入端口，12V电池的电压经过一个P型MOS管到LDO线路的一个第二输入端口，P型MOS管作为开关控制着12V电池供电控制线路的开通和关断，LDO线路输出3.3V供电电压给MCU，MCU的一个输出端口控制40W检测线路，用来检测太阳能电池的最小输出功率；本实用新型提供的这种开关电源中12V电池的供电控制线路，可以控制12V电池的开通和关断，避免不必要的开通造成12V电池的损耗，结构简单，成本低，实用性强，为太阳能电动汽车的发展做出贡献。

Description

一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路

技术领域

本实用新型涉及太阳能车载开关电源领域，具体涉及一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路。

背景技术

太阳能电动汽车作为一种新兴的新能源汽车，在节约能源方面具有更大的优势，也预示着其更大的发展空间和市场前景，在太阳能车载开关电源的线路中，数字芯片单片机MCU的供电由两路提供，一路来自光伏太阳能电池，另外一路来自车载12V低压电池（本文中简称：12V电池），我们希望的是不要过多的消耗车载12V低压电池的电压，在实际应用中，只允许两种情况下由车载12V低压电池供电：一是客户要求太阳能能量不足时MCU关机，MCU关机前进入10s预备关机流程，此10s用来保存/上传相关信息，MCU供电可以由12V低压电池提供；二是由上位机主动发出指令，需要更新程序，依据这两种情况，我们就需要控制车载12V低压电池的输出。需要补充说明的是，太阳光的强弱影响着太阳能电池的输出功率，当太阳光弱或者是室内弱光时，太阳能电池有输出电压但是输出功率不足，可能造成模块频繁开关机，这种关机前就不能进入10s预备关机流程，即不能开通12V低压电池的输出，所以需要先对太阳能电池的最小输出功率进行判定。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，其特征在于，该线路包含太阳能电池PV、辅助电源、LDO线路、数字芯片单片机（简称：MCU）、CAN通信芯片、上位机BMS、12V电池供电控制线路、P15V检测线路、LV12检测线路及40W检测线路，

所述辅助电源的输入端连接车载太阳能电池PV，输出转换成一个稳定的15V电压，即P15V，其连接LDO线路的一个第一输入端口；

所述12V电池供电控制线路的输入端连接车载12V低压电池，线路中的P型MOS管Q1的漏极连接到LDO线路的一个第二输入端口，P型MOS管Q1作为一个开关控制着12V电池供电控制线路的开通和关断，当Q1开通时，Q1的漏极输出12V供电电压，即LV12，LDO线路输出一个稳定3.3V电压，即P3V3，到MCU的供电端口；

所述LV12检测线路的输入连接LV12信号，输出连接MCU的一个第一输入端口，来判断是否有12V电压；

所述P15V检测线路的输入连接P15V信号，输出连接MCU的一个第二输入端口，来判断是否有15V电压；

所述40W检测线路用来检测太阳能电池PV的最小输出功率，其开通和关断由MCU的一个输出端口控制。

进一步地，所述12V电池供电控制线路包含一个二极管CR1，其阳极连接12V电池的正端12LV_IN+，阴极12LV+连接一个P型MOS管Q1的源极，P型MOS管Q1的漏极连接LDO线路一个第二输入端口，此处信号为LV12，CAN通信芯片的CANWAKEUP信号输出端口经过一个第一电阻R1连接一个N型MOS管Q2的栅极，Q2的源极接地，Q2的漏极经过一个第二电阻R2到P型MOS管Q1的栅极。

进一步地，所述LDO线路把输入的15V和12V电压转换成一个稳定的3.3V电压输出，3.3V电压供电给开关电源线路中数字芯片单片机MCU及其他芯片。

进一步地，所述CAN通信芯片的供电端口通过一个第三电阻R3连接常电电压12LV+，所以CAN通信芯片始终保持待机状态，可以被MCU唤醒，也可以被上位机BMS唤醒，CAN通信芯片与MCU之间通过CANTX和CANRX信号进行相互通讯，与上位机BMS之间通过CANH和CANL信号进行相互通讯。

进一步地，所述MCU有3.3V供电被激活，首先判断3.3V的来源，通过LV12检测线路检测是否有12V电压，如果有12V电压，可判断是BMS唤醒的CAN通信芯片，MCU与BMS通讯并等待BMS的指令，若10s内有指令，则CAN通信芯片与上位机BMS正常通讯，由12V电池供电，若10s内无指令，CAN通信芯片处于休眠状态，CANWAKEUP信号被拉低，12V电池不耗电；MCU通过P15V检测线路检测是否有15V电压，如果有15V电压，则先开通40W检测线路，检测太阳能电池的最小输出功率，若太阳能的最小输出功率大于设定值，则MCU发出信号唤醒CAN通信芯片，CAN通信芯片发出CANWAKEUP信号，MCU通过CAN通信芯片与上位机BMS正常通讯，若10s内没有收到指令，CAN通信芯片处于休眠状态，此时消耗的是太阳能的电，若40W检测失败，CAN通信芯片保持休眠状态，此时也不消耗12V电池的电。

本实用新型相对于现有技术所取得的技术效果为：

本实用新型提供的这种开关电源中12V电池的供电控制线路，可以控制12V电池的开通和关断，避免不必要的开通造成12V电池的损耗，线路结构简单，成本低，实用性强，为太阳能电动汽车的发展做出贡献。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种开关电源中12V电池的供电控制线路结构示意图。

图2是本实用新型线路的工作流程图。

实施方式

下面结合附图给出本实用新型线路的实施方式，以详细说明本实用新型的技术方案。

如下图1中，辅助电源的输入端连接车载太阳能光伏电池PV，输出转换成一个稳定的15V电压，即P15V，其连接LDO线路的一个第一输入端口；12V电池供电控制线路的输入端连接车载12V低压电池，线路中的P型MOS管Q1的漏极其连接到LDO线路的一个第二输入端口，Q1作为一个开关控制着12V电池供电控制线路的开通和关断，当Q1开通时，输出12V供电电压，即LV12，经LDO线路后输出一个稳定3.3V电压，即P3V3，到MCU的供电端口；所述LV12检测线路的输入连接LV12信号，输出连接MCU的一个第一输入端口，来判断是否有12V电压；所述P15V检测线路的输入连接P15V信号，输出连接MCU的一个第二输入端口，来判断是否有15V电压；所述40W检测线路用来检测太阳能电池PV的最小输出功率，MCU的一个输出端口控制40W检测线路的开通和关断。

所述12V电池供电控制线路包含一个二极管CR1，其阳极连接12V电池的正端12LV_IN+，阴极12LV+连接P型MOS管Q1的源极，Q1的漏极连接LDO线路一个第二输入端口，此处信号为LV12，CAN通信芯片的CANWAKEUP信号输出端口经过一个第一电阻R1连接一个N型MOS管Q2的栅极，Q2的源极接地，Q2的漏极经过一个第二电阻R2到P型MOS管Q1的栅极。

所述CAN通信芯片的供电端口通过一个第三电阻R3连接常电电压12LV+，所以CAN通信芯片始终保持待机状态，可以被MCU唤醒，也可以被上位机BMS唤醒，CAN通信芯片与MCU之间通过CANTX和CANRX信号进行相互通讯，与上位机BMS之间通过CANH和CANL信号进行相互通讯。

工作原理

光伏太阳能电池的电压经过辅助电源转换为15V的稳定电压，15V电压信号命名为P15V，P15V进入LDO后，输出3.3V的稳定电压给MCU供电，3.3V的电压信号命名为P3V3；当CANWAKEUP信号为高电平时，N型MOS管Q2开通，Q1的栅极电压被拉低，则P型MOS管Q1开通，车载12V低压电池的电压传递到LDO的输入端，此处信号命名为LV12，LV12经过LDO线路后输出P3V3。

如下图2中所示，MCU有3.3V供电被激活，首先判断3.3V的来源，通过LV12检测线路检测是否有12V电压，如果有LV12，说明有CANWAKEUP信号，可判断是上位机BMS唤醒的CAN通信芯片，MCU与BMS通讯并等待BMS的指令，若10s内有指令，则CAN通信芯片与上位机BMS正常通讯，由12V电池供电；若10s内无指令，CAN通信芯片处于休眠状态，CANWAKEUP信号被拉低，12V电池不耗电。MCU通过P15V检测线路检测是否有15V电压，如果有P15V，说明有太阳光，则先开通40W检测线路，检测太阳能电池的最小输出功率，若太阳能的最小输出功率大于设定值，则MCU发出信号唤醒CAN通信芯片，CAN通信芯片发出CANWAKEUP信号，若10s内接收到BMS的指令，则MCU通过CAN通信芯片与上位机BMS正常通讯，若10s内没有收到指令，CAN通信芯片处于休眠状态，因为15V大于12V，所以12V电池不耗电，消耗的是太阳能的电；若40W检测失败，CAN通信芯片保持休眠状态，此时也不消耗12V电池的电。以上Q1的开关控制和40W检测线路控制了12V电池的供电，降低了12V电池的能量消耗。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施线路，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施线路做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，其特征在于，该线路包含太阳能电池、辅助电源、LDO线路、数字芯片单片机MCU、CAN通信芯片、上位机BMS、12V电池供电控制线路、P15V检测线路、LV12检测线路及40W检测线路，

所述辅助电源的输入端连接车载太阳能电池，输出转换成一个稳定的15V电压，其连接LDO线路的一个第一输入端口；

所述12V电池供电控制线路的输入端连接车载12V低压电池，线路中包含一个P型MOS管，P型MOS管的漏极连接到LDO线路的一个第二输入端口，P型MOS管作为一个开关控制着12V电池供电控制线路的开通和关断，当P型MOS管开通时，其漏极输出12V供电电压， LDO线路输出一个稳定3.3V电压到数字芯片单片机MCU的供电端口；

所述LV12检测线路的输入连接P型MOS管的漏极，输出连接数字芯片单片机MCU的一个第一输入端口，来判断是否有12V电压；

所述P15V检测线路的输入连接辅助电源的输出端，输出连接MCU的一个第二输入端口，来判断是否有15V电压；

所述40W检测线路用来检测太阳能电池的最小输出功率，其开通和关断由数字芯片单片机MCU的一个输出端口控制。

2.如权利要求1所述的一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，其特征在于，所述12V电池供电控制线路还包含一个二极管，其阳极连接12V电池的正端，阴极连接P型MOS管的源极，CAN通信芯片的输出端口经过一个第一电阻连接一个N型MOS管的栅极，N型MOS管的源极接地，N型MOS管的漏极经过一个第二电阻到P型MOS管的栅极。

3.如权利要求1所述的一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，其特征在于，所述LDO线路把输入的15V和12V电压转换成一个稳定的3.3V电压输出，3.3V电压供电给开关电源线路中数字芯片单片机MCU及其他芯片。

4.如权利要求1所述的一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，其特征在于，所述CAN通信芯片的供电端口通过一个第三电阻连接P型MOS管的源极，其是一个常电电压所以CAN通信芯片始终保持待机状态，其可以被数字芯片单片机MCU唤醒，也可以被上位机BMS唤醒，CAN通信芯片与数字芯片单片机MCU之间通过传输信号进行相互通讯，与上位机BMS之间通过传输信号进行相互通讯。

5.如权利要求1所述的一种车载开关电源中12V电池的供电控制线路，其特征在于，所述数字芯片单片机MCU有3.3V供电被激活，首先判断3.3V的来源，通过LV12检测线路检测是否有12V电压，如果有12V电压，可判断是上位机BMS唤醒的CAN通信芯片，数字芯片单片机MCU与上位机BMS通讯并等待上位机BMS的指令，若10s内有指令，则CAN通信芯片与上位机BMS正常通讯，由12V电池供电，若10s内无指令，CAN通信芯片处于休眠状态， 12V电池不耗电；数字芯片单片机MCU通过P15V检测线路检测是否有15V电压，如果有15V电压，则先开通40W检测线路，检测太阳能电池的最小输出功率，若太阳能的最小输出功率大于设定值，则数字芯片单片机MCU发出信号唤醒CAN通信芯片， 数字芯片单片机MCU通过CAN通信芯片与上位机BMS正常通讯，若10s内没有收到指令，CAN通信芯片处于休眠状态，此时消耗的是太阳能的电，若40W检测失败，CAN通信芯片保持休眠状态，此时也不消耗12V电池的电。