WO2023283764A1 - 电源控制电路及助力转向系统 - Google Patents

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power supply
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张晓亮
余胜
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舍弗勒技术股份两合公司
张晓亮
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    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home

Definitions

  • FIG. 1 is a structural diagram of a power control circuit in the related art.
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a power control circuit according to an exemplary embodiment.
  • Fig. 4 is a schematic diagram of switching control of the power supply switched from high level to low level in the embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a schematic diagram of the switching control of the power supply switched from high level to low level in the embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a structural diagram of a power steering system according to an exemplary embodiment.
  • the power supply circuit of the motor used to provide power steering should be a safety-related path, and the corresponding components such as the microprocessor chip, power management chip and pre-driver chip, etc.
  • the microprocessor chip When a fault is detected, it is necessary to disconnect the power supply for supplying electric power to the steering motor. In other words, it is necessary to provide a control circuit for realizing the aforementioned off control of the power supply.
  • a single-channel control circuit is used to realize the disconnection control of the power supply, wherein, when a fault is detected, the voltage used for steering is disconnected by switching the voltage of the single-channel control circuit from a high level to a low level.
  • a power source that supplies electricity to the motor.
  • the signal input circuit of the power supply control circuit includes only one input terminal, that is, the HighLevel_Ctrl_CH1 terminal.
  • the first control circuit of the power supply control circuit includes transistors Q1 and Q2.
  • the transistor Q1 is turned on or off under the joint action of the HighLevel_Ctrl_CH1 terminal and the voltage dividing resistors R2 and R3.
  • the turn-on voltage of the transistor Q2 comes from the output voltage of the boost circuit, That is, the level of the VCP terminal, C1 and C2 are the boost charge pump filter capacitors, which are used to filter the voltage of the boost charge pump, and the transistor Q2 is turned on or off under the action of the voltage dividing resistors R4 and R5.
  • the V_BATT_SWITCH terminal is used to detect the on and/or off of the power supply VBATT.
  • the MOS tube switch of the power supply VBATT When the MOS tube switch of the power supply VBATT is turned on, the level value of the V_BATT_SWITCH terminal is equal to the voltage of the power supply VBATT; correspondingly, when the power supply VBATT When the MOS tube switch is turned off, the level value of the V_BATT_SWITCH terminal is equal to 0. Therefore, the on and/or off of the power supply VBATT can be detected according to the level value of the V_BATT_SWITCH terminal.
  • the level value of the HighLevel_Ctrl_CH1 terminal is switched from high level to low level, for example, from 5V to 0V, transistors Q1 and Q2 are turned off, NMOS M1 is also turned off, and the power supply VBATT is turned off. Turn off, so as to stop supplying power to the load resistor Rload (its resistance value is, for example, 180 ohms) and load capacitor Cload (its capacitance value is, for example, 4.8uF), thereby realizing the power off control.
  • the load resistor Rload its resistance value is, for example, 180 ohms
  • load capacitor Cload its capacitance value is, for example, 4.8uF
  • an embodiment of the present invention provides a power supply control circuit capable of implementing multi-channel fault control.
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a power control circuit according to an exemplary embodiment.
  • the power control circuit 300 may include a signal input circuit 310, and the signal input circuit 310 may include at least two input terminals, each of which may be used to collect an external device corresponding to the input terminal. Whether the first control signal is abnormal.
  • the external device corresponding to the input end may include, but not limited to, a corresponding subsystem of the vehicle.
  • the power supply control circuit 300 can be applied to a vehicle, and it can detect whether the corresponding subsystem of the vehicle corresponding to each input terminal fails, if it is detected that the corresponding subsystem fails, the corresponding subsystem
  • the corresponding input terminal is capable of detecting a first control signal indicating an abnormality of the corresponding subsystem.
  • the first control signal collected by the input terminal when the external device corresponding to the input terminal is normal and the first control signal collected by the input terminal when the external device corresponding to the input terminal is abnormal The level value of the first control signal changes, in other words, as the state of the external device changes, for example, whether it changes from normal to abnormal or from abnormal to normal, the level of the first control signal collected by the input terminal The level value also changes accordingly. Therefore, the level value of the first control signal can be used to indicate whether the external device corresponding to the input terminal is abnormal.
  • the first control signal collected by the input terminal included in the signal input circuit is at a low level such as 0V or falls within a low level range such as [0.01V, 0.30V], it means that the The external device corresponding to the input terminal is abnormal, that is, the external device fails; on the contrary, if the first control signal collected by the input terminal is a high level such as 5V or falls into a high level range such as [4.9V, 5.1 V], it means that the external device corresponding to the input terminal is normal, that is, the external device has not failed.
  • the first control signal collected by the input terminal included in the signal input circuit 310 is at a high level such as 5V or falls within a high level range such as [4.9V, 5.1V], it means The external device corresponding to the input terminal is abnormal, that is, the external device fails; on the contrary, if the first control signal collected by the input terminal is low level such as 0V or falls into a low level range such as [0.01V, 0.30V], it means that the external device corresponding to the input terminal is normal, that is, the external device has not failed.
  • the first control signal when the first control signal is a binary code 1, it means that the external device corresponding to the input terminal is abnormal, that is, the external device is faulty; otherwise, when the first control signal is a binary code 0, it means that the input The external device corresponding to the terminal is normal, that is, the external device has not failed.
  • the power supply control circuit 300 may further include a control circuit 330, which is connected to the signal input circuit 310 and used for the first The control signal is used to generate a second control signal for controlling the shutdown of the power supply.
  • control circuit 330 can generate the second control signal according to the respective first control signals of the input terminals included in the signal input circuit 310 and use corresponding algorithms to perform corresponding logical operations, so as to control the shutdown of the power supply.
  • an OR logic operation can be performed on all the collected first control signals, and the OR logic operation will be performed
  • the obtained control signal is used as a second control signal for controlling the power supply to be turned off.
  • the control circuit 330 when the first control signal collected by at least one of the at least two input terminals included in the signal input circuit 310 indicates that the external device corresponding to the input terminal is abnormal, the control circuit 330 performs An OR logic operation can naturally generate a second control signal for controlling the shutdown of the power supply. Thus, multiple channels can be used to control the faults of multiple external devices respectively.
  • This embodiment does not specifically limit the algorithm used by the control circuit 330 to generate the second control signal according to the first control signal.
  • the algorithm corresponding to the OR logic operation other suitable algorithms can also be used, as long as the algorithm is used It only needs to be able to generate the second control signal for controlling the shutdown of the power supply according to the first control signal.
  • the control circuit generates a signal for controlling the shutdown of the power supply according to the first control signal collected by at least two input terminals of the signal input circuit, indicating whether the external device corresponding to the input terminal is abnormal.
  • the second control signal thus, the shutdown of the power supply can be controlled according to the second control signal generated based on the first control signals respectively collected by at least two input terminals, thus, compared with the prior art, only a single Channel fault control, the present invention can realize multi-channel fault control.
  • the control circuit when at least one first control signal among all the first control signals collected by each input terminal included in the signal input circuit indicates that the corresponding external device is abnormal, because the corresponding external device fails , so the power supply needs to be turned off.
  • the control circuit generates a second control signal to control the power supply to be turned off.
  • the control circuit when the first control signals collected by each of the at least two input terminals indicate that the external device corresponding to the input terminal is normal, the control circuit generates a A third control signal for turning on the power supply.
  • the control circuit when all the first control signals collected by the input terminals included in the signal input circuit indicate that the corresponding external equipment is normal, since none of the external equipment fails, there is no need to turn off the power supply. Correspondingly, the control circuit generates a third control signal to keep the power on.
  • the first control signal collected by the input terminal satisfies the first predetermined condition
  • the first control signal indicates that the external device corresponding to the input terminal is abnormal
  • the first control signal indicates that the external device corresponding to the input terminal is normal
  • the first predetermined condition includes: the level value corresponding to the first control signal is lower than A predetermined level value; or the level value corresponding to the first control signal is within a preset level range.
  • the level value corresponding to the first control signal collected by the input terminal is lower than a predetermined level value such as 0V or the level value corresponding to the first control signal is within a preset level range such as [ 0.01V, 0.30V], it means that the external device corresponding to the input terminal is abnormal, that is, the external device is faulty. At this time, the power supply needs to be turned off.
  • the level value corresponding to the first control signal collected by the input terminal is not lower than a predetermined level value such as 0V or the level value corresponding to the first control signal is not within a preset level range such as [0.01 V,0.30V], it means that the external device corresponding to the input terminal is normal, that is, the external device is not faulty, and there is no need to turn off the power supply at this time.
  • the first control signal collected by the input terminal satisfies the first predetermined condition
  • the first control signal indicates that the external device corresponding to the input terminal is abnormal
  • the first control signal indicates that the external device corresponding to the input terminal is normal
  • the first predetermined condition includes: the level value corresponding to the first control signal is higher than A predetermined level value; or the level value corresponding to the first control signal is within a preset level range.
  • the level value corresponding to the first control signal collected by the input terminal is higher than a predetermined level value such as 5V or the level value corresponding to the first control signal is within a preset level range such as [ 4.9V, 5.1V], it means that the external device corresponding to the input terminal is abnormal, that is, the external device is faulty. At this time, the power supply needs to be turned off.
  • the level value corresponding to the first control signal collected by the input terminal is not higher than the predetermined level value such as 5V or the level value corresponding to the first control signal is not within the preset level range such as [4.9 V,5.1V], it means that the external device corresponding to the input terminal is normal, that is, the external device is not faulty, and there is no need to turn off the power supply at this time.
  • the above-mentioned power supply control circuit may further include: a switch circuit, connected to the output terminals of the at least two-input OR gates, and used to turn off or open the gates according to the control signal generated by the control circuit The power supply, wherein, when the control circuit generates the second control signal, the switching circuit turns off the power supply, and the control circuit generates a third signal for maintaining the power supply turned on. control signal, the switching circuit turns on the power supply.
  • a second resistor R2 and a third resistor R3, the second resistor R2 and the third resistor R3 are connected in series between the output terminals of the at least two input OR gates and the ground terminal;
  • a first transistor Q1, the base of the first transistor Q1 is connected to the connection point between the second resistor R2 and the third resistor R3, and the emitter of the first transistor Q1 is connected to the ground terminal;
  • the sixth resistor R6 and the MOS transistor M1, the sixth resistor R6 is connected between the control terminal (eg gate) of the MOS transistor M1 and the collector of the second transistor Q2, the input of the MOS transistor M1 terminal (such as the drain) is connected to the power supply VBATT, and the output terminal (such as the source) of the MOS transistor M1 is connected to the voltage output terminal V_BATT-SWITCH terminal of the switch for detecting the power supply.
  • the switch circuit further includes a seventh resistor R7 and a Zener diode D4, and the seventh resistor R7 and the Zener diode D4 are connected in parallel to the output terminal of the MOS transistor M1 (for example, the source pole) and the connection point between the collector of the second transistor Q2 and the sixth resistor R6.
  • the switch circuit further includes:
  • the eleventh resistor R11 and the third capacitor C3, the eleventh resistor R11 and the third capacitor C3 are connected in series between the ground terminal and the connection point between the ninth resistor R9 and the tenth resistor R10 between;
  • the signal input circuit of the power control circuit includes three input terminals, HighLevel_Ctrl_CH1 terminal, HighLevel_Ctrl_CH2 terminal and HighLevel_Ctrl_CH13 terminal, wherein the HighLevel_Ctrl_CH1 terminal is connected to one end of the resistor R1 and the other end of the resistor R1 is connected to the third resistor R3 One end of the terminal is connected, the HighLevel_Ctrl_CH2 terminal is connected to the cathode of the diode D1 and the anode of the diode D1 is connected to the connection point between the resistor R1 and the third resistor R3, the HighLevel_Ctrl_CH13 terminal is connected to the cathode of the diode D2 and the anode of the diode D2 is connected to the resistor R1 and the third resistor R3 A connection point between the third resistors R3, the other end of the third resistor R3 is connected to one end of the second resistor R2,
  • the first control signal collected by at least one of the HighLevel_Ctrl_CH1 terminal, the HighLevel_Ctrl_CH2 terminal and the HighLevel_Ctrl_CH3 terminal changes from a high level to a low level such as 0V
  • the first transistor Q1 is turned off under the action of the high level, thereby Both the second transistor Q2 and the NMOS M1 are turned off.
  • the output voltage of the V_BATT-SWITCH terminal is 0V, and the switch of the power supply VBATT is turned off.
  • Fig. 6 is a schematic diagram of the switching control of the power supply switched from high level to low level in the embodiment of the present invention. Please refer to Figure 6.
  • the first control signal collected by the HighLevel_Ctrl_CH3 terminal switches from 5V to 0V
  • the first control signals collected by the HighLevel_Ctrl_CH1 terminal and HighLevel_Ctrl_CH2 terminal remain at 5V
  • the output voltage of the V_BATT-SWITCH terminal is 0V
  • the power supply VBATT switch is off.

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Abstract

一种电源控制电路（300）及助力转向系统（500），该电源控制电路（300）包括：信号输入电路（310），其包括至少两个输入端，至少两个输入端各自用于采集表示该输入端所对应的外部设备是否异常的第一控制信号；控制电路（330），用于根据至少两个输入端各自采集的第一控制信号来产生用于控制电源（520）的关断的第二控制信号。

Description

电源控制电路及助力转向系统 技术领域
本发明涉及电源控制领域，尤其涉及一种电源控制电路及助力转向系统。
背景技术
转向系统是车辆的重要组成部分，其性能直接影响车辆行驶的稳定性和安全性。相关技术中，应用于车辆的助力转向系统可以包括电控式液压助力转向系统(英文：Electric-Hydraulic Power Steering System，简称：EHPS)。对于使用EHPS的车辆而言，EHPS是整车安全要求等级最高的零部件之一，为了满足诸如商用车辆等的车辆对助力转向的高标准要求，需要增加EHPS的可靠性。
由于EHPS的功能安全要求，用于提供转向助力的电机(以下简称“转向电机”)的供电电路为安全相关路径，并且当检测到外部设备故障时，必须切断供给转向电机的电力，即关断用于向转向电机供给电力的电源。其中，可以通过检测微处理器芯片、电源管理芯片和预驱动芯片这三个组件的故障进行硬关断。
发明内容
本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种电源控制电路及助力转向系统。
根据本发明的一方面，提供了一种电源控制电路，包括：信号输入电路，其包括至少两个输入端，所述至少两个输入端各自用于采集表示该输入端所对应的外部设备是否异常的第一控制信号；控制电路，用于根据所述至少两个输入端各自采集的第一控制信号来产生用于控制电源的关断的第二控制信号。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，在所述至少两个输入端中的至少一个输入端所采集的第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常的情况下，所述控制电路产生所述第二控制信号。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，在所述至少两个输入端各自所采集的第一控制信号均表示该输入端所对应的外部设备正常的情况下，所述控制电路产生用于维持所述电源的打开的第三控制信号。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，该第一控制信号表 示该输入端所对应的外部设备异常；在该第一控制信号不满足该第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备正常，其中，所述第一预定条件包括：该第一控制信号所对应的电平值低于预定电平值；或该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围之内。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，在输入端所采集的第一控制信号满足第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常；在该第一控制信号不满足该第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备正常，其中，所述第一预定条件包括：该第一控制信号所对应的电平值高于预定电平值；或该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围之内。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，所述至少两个输入端包括第一输入端和至少一个第二输入端，所述控制电路包括至少两输入或门，其中，所述第一输入端经由第一电阻连接至所述至少两输入或门的一个输入端子，所述至少一个第二输入端各自经由二极管连接至所述至少两输入或门的剩余输入端子的相应输入端子，所述至少两输入或门的输出端用于输出用于控制电源的关断的第二控制信号或用于维持所述电源的打开的第三控制信号。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，还包括：开关电路，与所述至少两输入或门的输出端连接，用于根据所述控制电路所产生的控制信号来关断或打开所述电源，其中，在所述控制电路产生所述第二控制信号的情况下，所述开关电路断开所述电源，以及在所述控制电路产生用于维持所述电源的打开的第三控制信号的情况下，所述开关电路打开所述电源。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，所述开关电路包括：第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联连接在所述至少两输入或门的输出端和接地端之间；第一晶体管，所述第一晶体管的基极连接至所述第二电阻和所述第三电阻之间的连接点，所述第一晶体管的发射极与接地端连接；第四电阻、第五电阻和第二晶体管，所述第四电阻连接在所述第一晶体管的集电极和所述第二晶体管的基极之间，所述第五电阻连接在所述第四电阻和所述第二晶体管的发射极之间，所述第五电阻和所述第二晶体管的发射极之间的连接点连接至升压电路的输出端；第六电阻和MOS管，所述第六电阻连接在所述MOS管的控制端和所述第二晶体管的集电极之间，所述MOS管的输入端连接至所述电源，所述MOS管的输出端连接至用于检测所述电源的开关的电压输出端。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，所述开关电路还包括第七电阻和稳压二极管，所述第七电阻和稳压二极管并联连接在所述MOS管的输出端与所述第二晶体管的集电极与所述第六电阻的连接点之间。
对于上述电源控制电路，在一种可能的实现方式中，所述开关电路还包括：第九电阻和第十电阻，所述第九电阻和所述第十电阻串联连接在接地端和所述第二晶体管的集电极与所述第六电阻之间的连接点之间；第十一电阻和第三电容，所述第十一电阻和所述第三电容串联连接在接地端和所述第九电阻和所述第十电阻之间的连接点之间；栅极电压检测端，所述栅极电压检测端连接至所述第十一电阻和第三电容之间的连接点。
根据本发明的另一方面，提供了一种助力转向系统，包括：电机，用于提供转向助力；电源，用于向所述电机供给电力；以及上述电源控制电路，用于控制所述电源的关断或打开。
根据本发明的电源控制电路，其包括包含至少两个输入端的信号输入电路和与其相连接的控制电路，其中控制电路可以根据信号输入电路的至少两个输入端各自所采集的表示该输入端所对应的外部设备是否异常的第一控制信号，来产生用于控制电源的关断的第二控制信号，由此，可根据基于至少两个输入端各自所采集的第一控制信号所产生的第二控制信号来控制电源的关断，这样，相比于现有技术仅能实现单通道的故障控制，本发明能够实现多通道的故障控制。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1是相关技术中的一种电源控制电路的结构图。
图2是根据一示例性实施例示出的电源控制电路的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的电源控制电路的结构图。
图4是本发明实施例中的从高电平切换为低电平的电源的开关控制的示意图。
图5是本发明实施例中的从高电平切换为低电平的电源的开关控制的示意图。
图6是本发明实施例中的从高电平切换为低电平的电源的开关控制的示 意图。
图7是根据一示例性实施例示出的助力转向系统的结构图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
请参阅前文，由于EHPS的功能安全要求，用于提供转向助力的电机即转向电机的供电电路应该为安全相关路径，并且在经由诸如微处理器芯片、电源管理芯片和预驱动芯片等的相应组件检测到故障时，需要断开用于向转向电机供给电力的电源。换言之，需要提供用于实现前述电源的断开控制的控制电路。
相关技术中，采用单通道控制电路来实现电源的断开控制，其中，在检测到故障时，通过将单通道控制电路的电压由高电平切换为低电平，来断开用于向转向电机供给电力的电源。下文将结合图1对前述相关技术进行详细阐述。
图1是相关技术中的一种电源控制电路的结构图。请参阅图1，该电源控制电路包括HighLevel_Ctrl_CH1端子、电阻R2～R11、电阻Rload、晶体管Q1～Q2、N沟道MOSFET M1、稳压二极管D4、电容C1～C3、负载电容Cload、二极管D5、VBATT端子、VCP端子、V_BATT_SWITCH端子和BATT_SWITCH_GATE_ADC端子。为便于描述，本文将图1所示的电源控制电路划分为信号输入电路、第一控制电路和第二控制电路。
请继续参阅图1，电源控制电路的信号输入电路仅包括一个输入端即HighLevel_Ctrl_CH1端子。电源控制电路的第一控制电路包括晶体管Q1和Q2，晶体管Q1在HighLevel_Ctrl_CH1端子、分压电阻R2和R3的共同作用下导通或截止，晶体管Q2的导通电压来自于升压电路的输出电压、即VCP端子的电平，C1和C2是升压电荷泵滤波电容，用于对升压电荷泵的电压进行滤波，晶体 管Q2在分压电阻R4和R5的作用下导通或截止。
请继续参阅图1，电源控制电路的第二控制电路包括N沟道MOSFET M1、二极管D5、可靠性电阻R6、电阻R7、稳压二极管D4、负载电阻Rload和负载电容Cload。NMOS M1的源极与二极管D5的阳极连接，NMOS M1的漏极和二极管D5的阴极之间的节点与电源VBATT连接，NMOS M1的栅极与可靠性电阻R6的一端连接，二极管D5是NMOS M1的续流二极管，用于吸收感性负载所产生的感应电压，电阻R7用于形成稳定的VGS电压，与电阻R7并联连接的稳压二极管D4用于保护NMOS M1的栅极电压与源极电压不超过规定限值。稳压二极管D4的稳压值应小于NMOS M1的栅极电压与源极电压之间的电压差VGS能够承受的最大电压值。
请继续参阅图1，V_BATT_SWITCH端子用于检测电源VBATT的打开和/或关断，当电源VBATT的MOS管开关打开时，V_BATT_SWITCH端子的电平值等于电源VBATT的电压；相应地，当电源VBATT的MOS管开关关断时，V_BATT_SWITCH端子的电平值等于0。因此，可以根据V_BATT_SWITCH端子的电平值来检测电源VBATT的打开和/或关断。
更具体地，可以获取V_BATT_SWITCH端子的电平值，确定所获取到的电平值是否等于电源VBATT的电压；若所获取到的电平值等于电源VBATT的电压，则检测为电源VBATT被打开；相应地，若所获取到的电平值不等于电源VBATT的电压、而近似等于0，则检测为电源VBATT被关断。
请继续参阅图1，分压电阻R9和R10、限流电阻R11、RC低通滤波电容C3以及BATT_SWITCH_GATE_ADC端子(其为栅极电压检测端子)构成用于检测NMOS M1的栅极电压的检测电路，该检测电路根据BATT_SWITCH_GATE_ADC端子的电平值来确定NMOS M1的栅极电压是否成功加载。
根据图1可知，当HighLevel_Ctrl_CH1端子的电平值为高电平时，例如5V，晶体管Q1和Q2分别导通；当VCP端子与VBATT端子之间的电压(即这两个端子的电平值之差)大于NMOS M1的导通电压时，NMOS M1导通，电源VBATT被打开，从而向负载电阻Rload和负载电容Cload供给电力。
然而，当HighLevel_Ctrl_CH1端子对应的外部设备出现异常时，HighLevel_Ctrl_CH1端子的电平值从高电平切换为低电平，例如从5V切换为0V，晶体管Q1和Q2截止，NMOS M1也截止，电源VBATT被关断，从而停止向负载电阻Rload(其阻值例如为180欧姆)和负载电容Cload(其电容值例如为4.8uF)供给电力，进而实现电源的关断控制。
因此，图1所示的电源控制电路根据HighLevel_Ctrl_CH1端子这一个端子来实现电源的关断控制，因而该电源控制电路仅能够实现单通道的故障控制，而无法实现多通道的故障控制。
有鉴于此，本发明实施例提供一种能够实现多通道的故障控制的电源控制电路。
图2是根据一示例性实施例示出的电源控制电路的示意图。请参阅图2，该电源控制电路300可以包括信号输入电路310，该信号输入电路310可以包括至少两个输入端，所述至少两个输入端各自可用于采集表示该输入端所对应的外部设备是否异常的第一控制信号。
本实施例中，信号输入电路310所包括的至少两个输入端各自为该电源控制电路的输入端子，该至少两个输入端各自可以采集表示与自身相对应的外部设备是否异常的第一控制信号。在一种可能的实现方式中，可以检测与各输入端相对应的外部设备是否异常、即是否出现故障；若检测到与输入端相对应的外部设备出现故障，则该输入端能够采集到表示该外部设备异常的第一控制信号；若检测到与输入端相对应的外部设备没有出现故障，则该输入端能够采集到表示该外部设备正常的控制信号。
在一种可能的实现方式中，与输入端相对应的外部设备可以包括但不限于车辆的相应子系统。本实施例中，可以将电源控制电路300应用于车辆，可以检测与各输入端相对应的该车辆的相应子系统是否出现故障，若检测到该相应子系统出现故障，则该相应子系统所对应的输入端能够检测到表示该相应子系统异常的第一控制信号。
本实施例注意到，在输入端所对应的外部设备是正常的情况下该输入端所采集到的第一控制信号和在输入端所对应的外部设备是异常的情况下该输入端所采集到的第一控制信号的电平值发生变化，换言之，随着外部设备的状态的改变，例如无论是从正常转变为异常还是从异常转变为正常，输入端所采集到的第一控制信号的电平值也随之发生变化，因此，第一控制信号的电平值可以用于表征输入端所对应的外部设备是否异常。
在一种可能的实现方式中，若信号输入电路所包括的输入端所采集的第一控制信号为低电平例如0V或落入低电平范围例如[0.01V,0.30V]，则表示该输入端所对应的外部设备是异常的、即该外部设备发生故障；反之，若该输入端所采集的第一控制信号为高电平例如5V或落入高电平范围例如[4.9V,5.1V]，则表示该输入端所对应的外部设备是正常的、即该外部设备未发生故障。
在一种可能的实现方式中，若信号输入电路310所包括的输入端所采集的第一控制信号为高电平例如5V或落入高电平范围例如[4.9V,5.1V]，则表示该输入端所对应的外部设备是异常的、即该外部设备发生故障；反之，若该输入端所采集的第一控制信号为低电平例如0V或落入低电平范围例如[0.01V,0.30V]，则表示该输入端所对应的外部设备是正常的、即该外部设备未发生故障。
应能够理解，相比于第一控制信号为低电平时表示外部设备异常的情况下的电源控制电路，在第一控制信号为高电平时表示外部设备异常的情况下的电源控制电路进一步包括反相器。
前文作为示例描述了信号输入电路310所包括的输入端所采集的第一控制信号的实现方式，然而，本发明不限于此，信号输入电路310所包括的输入端所采集的第一控制信号应还可以采用其它实现方式，只要能够表征该输入端所对应的外部设备是否异常的信号应均可用于实现本发明的第一控制信号，例如，第一控制信号还可以为二进制编码1或0。
示例性的，在第一控制信号为二进制编码1时，表示输入端所对应的外部设备是异常的、即该外部设备发生故障；反之，在第一控制信号为二进制编码0时，表示该输入端所对应的外部设备是正常的、即该外部设备未发生故障。
示例性的，在第一控制信号为二进制编码0时，表示输入端所对应的外部设备是异常的、即该外部设备发生故障；反之，在第一控制信号为二进制编码1时，表示该输入端所对应的外部设备是正常的、即该外部设备未发生故障。
另外，本实施例的电源控制电路300对信号输入电路310所包括的输入端的数量不作具体限制，本领域技术人员可以根据实际应用需求来选择信号输入电路310所包括的输入端的数量，只要输入端的数量大于或等于2即可，例如2、3、4或任意其它数字。
图3是根据一示例性实施例示出的电源控制电路的结构图。请参阅图3，该电源控制电路的信号输入电路包括HighLevel_Ctrl_CH1端子、HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH13端子共3个输入端，当然，信号输入电路应还可以包括其它数量的输入端，例如2个、4个、5个等，受篇幅所限，本实施例对此不再展开阐述。
请继续参阅图2，电源控制电路300还可以包括控制电路330，该控制电路330与该信号输入电路310连接，并且用于根据信号输入电路310所包括的 至少两个输入端各自采集的第一控制信号来产生用于控制电源的关断的第二控制信号。
本实施例中，控制电路330可以根据信号输入电路310所包括的输入端各自的第一控制信号并采用相应的算法进行相应的逻辑运算来产生第二控制信号，以控制电源的关断。
在一种可能的实现方式中，在信号输入电路310所包括的输入端各自采集到第一控制信号后，可以对所采集到的所有第一控制信号进行或逻辑运算，并将进行或逻辑运算后得到的控制信号作为用于控制电源的关断的第二控制信号。
本实施例中，在信号输入电路310所包括的至少两个输入端中的至少一个输入端所采集到的第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常的情况下，控制电路330进行或逻辑运算自然能够产生用于控制电源的关断的第二控制信号。由此，可采用多个通道分别对多个外部设备进行故障控制。
本实施例对控制电路330根据第一控制信号产生第二控制信号所采用的算法不作具体限制，除了可以采用对应于或逻辑运算的算法以外，应还可以采用其它合适的算法，只要采用该算法能够根据第一控制信号产生用于控制电源的关断的第二控制信号即可。
根据本发明的电源控制电路，控制电路根据信号输入电路的至少两个输入端各自所采集的表示该输入端所对应的外部设备是否异常的第一控制信号来产生用于控制电源的关断的第二控制信号，由此，可根据基于至少两个输入端各自所采集的第一控制信号所产生的第二控制信号来控制电源的关断，这样，相比于现有技术仅能实现单通道的故障控制，本发明能够实现多通道的故障控制。
另外，本实施例的电源控制电路的结构简单并且所需耗费的材料成本也较低。此外，由于本实施例的电源控制电路的结构简单且适用性广，因此本实施例的电源控制电路便于移植，而且，随着实际应用需求的改变，可以根据实际应用的需要例如待进行故障控制的外部设备的数量来改变信号输入电路的输入端的数量、而无需修改其余电路结构，即可满足改变后的应用需求，因此可以灵活配置满足实际应用需求的电源控制电路。
在一种可能的实现方式中，在所述至少两个输入端中的至少一个输入端所采集的第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常的情况下，所述控制电路产生所述第二控制信号。
本实施例中，在信号输入电路所包括的各输入端所采集到的所有第一控 制信号中的至少一个第一控制信号表示相应的外部设备异常的情况下，由于该相应的外部设备出现故障，因此需要关断电源，相应地，控制电路产生第二控制信号以控制电源的关断。
在一种可能的实现方式中，在所述至少两个输入端各自所采集的第一控制信号均表示该输入端所对应的外部设备正常的情况下，所述控制电路产生用于维持所述电源的打开的第三控制信号。
本实施例中，在信号输入电路所包括的各输入端所采集到的所有第一控制信号均表示相应的外部设备正常的情况下，由于各外部设备均未出现故障，因此无需关断电源，相应地，控制电路产生第三控制信号以维持电源的打开。
在一种可能的实现方式中，在输入端所采集的第一控制信号满足第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常；在该第一控制信号不满足该第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备正常，其中，所述第一预定条件包括：该第一控制信号所对应的电平值低于预定电平值；或该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围之内。
本实施例中，若输入端所采集到的第一控制信号所对应的电平值低于预定电平值例如0V或者该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围例如[0.01V,0.30V]之内，则表示该输入端所对应的外部设备是异常的、即该外部设备出现故障，此时，需要关断电源。相应地，若输入端所采集到的第一控制信号所对应的电平值不低于预定电平值例如0V或者该第一控制信号所对应的电平值不在预设电平范围例如[0.01V,0.30V]之内，则表示该输入端所对应的外部设备是正常的、即该外部设备未出现故障，此时，无需关断电源。
在一种可能的实现方式中，在输入端所采集的第一控制信号满足第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常；在该第一控制信号不满足该第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备正常，其中，所述第一预定条件包括：该第一控制信号所对应的电平值高于预定电平值；或该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围之内。
本实施例中，若输入端所采集到的第一控制信号所对应的电平值高于预定电平值例如5V或者该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围例如[4.9V,5.1V]之内，则表示该输入端所对应的外部设备是异常的、即该外部设备出现故障，此时，需要关断电源。相应地，若输入端所采集到的第一控制信号所对应的电平值不高于预定电平值例如5V或者该第一控制信号所对应 的电平值不在预设电平范围例如[4.9V,5.1V]之内，则表示该输入端所对应的外部设备是正常的、即该外部设备未出现故障，此时，无需关断电源。
在一种可能的实现方式中，所述至少两个输入端包括第一输入端例如HighLevel_Ctrl_CH1端子和至少一个第二输入端例如HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH3端子，所述控制电路包括至少两输入或门，其中，所述第一输入端经由第一电阻R1连接至所述至少两输入或门的一个输入端子，所述至少一个第二输入端各自经由二极管例如二极管D1或D2连接至所述至少两输入或门的剩余输入端子的相应输入端子，所述至少两输入或门的输出端用于输出用于控制电源的关断的第二控制信号或用于维持所述电源的打开的第三控制信号。
本实施例中，控制电路对信号输入电路的各输入端所采集到的第一控制信号进行逻辑或运算以产生相应的控制信号。第一电阻R1用于限流；第二输入端所经由的二极管需要满足特定性能要求，例如该二极管要求具有正向压降低和开关频率高的特性，可选的，第二输入端所经由的二极管可为肖特基二极管。
需要说明的是，在第二输入端存在输入阻抗的情况下，第一输入端可以不与第一电阻R1连接。
在一种可能的实现方式中，上述电源控制电路还可以包括：开关电路，与所述至少两输入或门的输出端连接，用于根据所述控制电路所产生的控制信号来关断或打开所述电源，其中，在所述控制电路产生所述第二控制信号的情况下，所述开关电路断开所述电源，以及在所述控制电路产生用于维持所述电源的打开的第三控制信号的情况下，所述开关电路打开所述电源。
本实施例中，在输入端所对应的外部设备出现故障时，信号输入电路的输入端采集到表示该外部设备异常的第一控制信号，控制电路根据该第一控制信号产生用于控制电源的关断的第二控制信号，开关电路根据控制电路所产生的第二控制信号来关断电源；相应地，在所有输入端所对应的外部设备均未出现故障时，信号输入电路的所有输入端均采集到表示该外部设备正常的第一控制信号，控制电路根据该第一控制信号产生用于维持电源的打开的第三控制信号，开关电路根据控制电路所产生的第三控制信号不关断电源。
在一种可能的实现方式中，请参阅图3，所述开关电路包括：
第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3串联连接在所述至少两输入或门的输出端和接地端之间；
第一晶体管Q1，所述第一晶体管Q1的基极连接至所述第二电阻R2和所 述第三电阻R3之间的连接点，所述第一晶体管Q1的发射极与接地端连接；
第四电阻R4、第五电阻R5和第二晶体管Q2，所述第四电阻R4连接在所述第一晶体管Q1的集电极和所述第二晶体管Q2的基极之间，所述第五电阻R5连接在所述第四电阻R4和所述第二晶体管Q2的发射极之间，所述第五电阻R5和所述第二晶体管Q2的发射极之间的连接点连接至升压电路的输出端；
第六电阻R6和MOS管M1，所述第六电阻R6连接在所述MOS管M1的控制端(例如栅极)和所述第二晶体管Q2的集电极之间，所述MOS管M1的输入端(例如漏极)连接至所述电源VBATT，所述MOS管M1的输出端(例如源极)连接至用于检测所述电源的开关的电压输出端V_BATT-SWITCH端子。
在一种可能的实现方式中，所述开关电路还包括第七电阻R7和稳压二极管D4，所述第七电阻R7和稳压二极管D4并联连接在所述MOS管M1的输出端(例如源极)和所述第二晶体管Q2的集电极与所述第六电阻R6的连接点之间。
在一种可能的实现方式中，所述开关电路还包括：
第九电阻R9和第十电阻R10，所述第九电阻R9和所述第十电阻R10串联连接在接地端和所述第二晶体管Q2的集电极与所述第六电阻R6之间的连接点之间；
第十一电阻R11和第三电容C3，所述第十一电阻R11和所述第三电容C3串联连接在接地端和所述第九电阻R9和所述第十电阻R10之间的连接点之间；
栅极电压检测端BATT_SWITCH_GATE_ADC端子，所述栅极电压检测端BATT_SWITCH_GATE_ADC端子连接至所述第十一电阻R11和第三电容C3之间的连接点。
图3所示的电源控制电路与图1所示的电源控制电路的相同电路结构的工作原理是相同的，因此，受篇幅所限，本实施例对于图3所示的电源控制电路与图1所示的电源控制电路的相同电路结构不再赘述。
请继续参阅图3，该电源控制电路的信号输入电路包括HighLevel_Ctrl_CH1端子、HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH13端子共3个输入端，其中，HighLevel_Ctrl_CH1端子与电阻R1的一端连接并且电阻R1的另一端与第三电阻R3的一端连接，HighLevel_Ctrl_CH2端子与二极管D1的阴极连接并且二极管D1的阳极连接至电阻R1与第三电阻R3之间的连接点，HighLevel_Ctrl_CH13端子与二极管D2的阴极连接并且二极管D2的阳极连接至电阻R1与第三电阻R3之间的连接点，第三电阻R3的另一端与第 二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端连接至接地端。
电阻R1为限流电阻，电阻R2为偏置电阻，二极管D1和D2为反向的肖特基二极管。其中，电阻R1的阻值根据HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH3端子的输出阻抗值来确定，需要将输出电流限制在规定限值以下。电阻R2的阻值根据第一晶体管Q1的饱和导通和截止条件来确定，电阻R2的阻值小于电阻R3的阻值。
在HighLevel_Ctrl_CH1端子、HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH3端子所采集的第一控制信号均为高电平例如为5V时，第一晶体管Q1在该高电平的作用下而导通，第二晶体管Q2在电源VBATT的作用下而导通，由于VCP端子与VBATT端子之间的电压差值大于NMOS M1的导通电压，NMOS M1导通，此时，检测到V_BATT-SWITCH端子的输出电压为12V，电源VBATT的开关打开。
在HighLevel_Ctrl_CH1端子、HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH3端子中的至少一个端子所采集的第一控制信号从高电平变为低电平例如0V时，第一晶体管Q1在该高电平的作用下而截止，从而使得第二晶体管Q2和NMOS M1都截止，此时，检测到V_BATT-SWITCH端子的输出电压为0V，电源VBATT的开关断开。
需要说明的是，本实施例的控制电路和开关电路的结构与图1中的第一控制电路和第二控制电路基本相同，但是，应能够理解，本发明对控制电路和开关电路的具体结构不作具体限制，只要能够分别实现控制电路和开关电路的功能的电路结构，应均可用于实现本实施例的控制电路和开关电路。
图4是本发明实施例中的从高电平切换为低电平的电源的开关控制的示意图。请参阅图4，当HighLevel_Ctrl_CH1端子所采集的第一控制信号从5V切换到0V、HighLevel_Ctrl_CH2端子和HighLevel_Ctrl_CH3端子所采集的第一控制信号保持在5V时，V_BATT-SWITCH端子的输出电压为0V，电源VBATT的开关断开。
图5是本发明实施例中的从高电平切换为低电平的电源的开关控制的示意图。请参阅图5，当HighLevel_Ctrl_CH2端子所采集的第一控制信号从5V切换到0V，HighLevel_Ctrl_CH1端子和HighLevel_Ctrl_CH3端子所采集的第一控制信号保持在5V时，V_BATT-SWITCH端子的输出电压为0V，电源VBATT的开关断开。
图6是本发明实施例中的从高电平切换为低电平的电源的开关控制的示意图。请参阅图6，当HighLevel_Ctrl_CH3端子所采集的第一控制信号从5V 切换到0V，HighLevel_Ctrl_CH1端子和HighLevel_Ctrl_CH2端子所采集的第一控制信号保持在5V时，V_BATT-SWITCH端子的输出电压为0V，电源VBATT的开关断开。
综上所述，本实施例的电源控制电路能够实现多通道的故障控制，上述该电源控制电路可以应用在电机中，在车辆的相应子系统处于正常操作期间，该电源控制电路的信号输入电路所包括的输入端所采集的各第一控制信号均为表示相应的子系统正常的信号例如高电平，该高电平例如为5V，当检测到至少一个子系统出现故障时，该子系统所对应的输入端所采集的第一控制信号表示相应的子系统异常的信号例如低电平，该低电平例如为0V。
此外，本实施例的电源控制电路不仅电路设计简单、材料成本低，而且还能够进行便利的电路移植以及灵活配置相应的电源控制电路的结构。
图7是根据一示例性实施例示出的助力转向系统的结构图。请参阅图7，助力转向系统500可以包括电机510、电源520和电源控制电路300，其中，电机510用于提供转向助力，电机510也称为转向电机，电源520用于向所述电机510供给电力，电源控制电路300用于控制所述电源520的关断或打开。电源控制电路300的相关描述请参阅前文，在此不再赘述。
由此，能够提供满足诸如商用车辆等的车辆对助力转向的高标准要求的助力转向系统。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

  1. 一种电源控制电路，其特征在于，包括：
    信号输入电路，其包括至少两个输入端，所述至少两个输入端各自用于采集表示该输入端所对应的外部设备是否异常的第一控制信号；
    控制电路，用于根据所述至少两个输入端各自采集的第一控制信号来产生用于控制电源的关断的第二控制信号。
  2. 根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，在所述至少两个输入端中的至少一个输入端所采集的第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常的情况下，所述控制电路产生所述第二控制信号。
  3. 根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，在所述至少两个输入端各自所采集的第一控制信号均表示该输入端所对应的外部设备正常的情况下，所述控制电路产生用于维持所述电源的打开的第三控制信号。
  4. 根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，
    在输入端所采集的第一控制信号满足第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常；在该第一控制信号不满足该第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备正常，其中，所述第一预定条件包括：
    该第一控制信号所对应的电平值低于预定电平值；或
    该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围之内。
  5. 根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，
    在输入端所采集的第一控制信号满足第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备异常；在该第一控制信号不满足该第一预定条件的情况下，该第一控制信号表示该输入端所对应的外部设备正常，
    其中，所述第一预定条件包括：
    该第一控制信号所对应的电平值高于预定电平值；或
    该第一控制信号所对应的电平值在预设电平范围之内。
  6. 根据权利要求1至5中任一项所述的电源控制电路，其特征在于，
    所述至少两个输入端包括第一输入端和至少一个第二输入端，所述控制电路包括至少两输入或门，
    其中，所述第一输入端经由第一电阻连接至所述至少两输入或门的一个输入端子，所述至少一个第二输入端各自经由二极管连接至所述至少两输入 或门的剩余输入端子的相应输入端子，所述至少两输入或门的输出端用于输出用于控制电源的关断的第二控制信号或用于维持所述电源的打开的第三控制信号。
  7. 根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于，还包括：
    开关电路，与所述至少两输入或门的输出端连接，用于根据所述控制电路所产生的控制信号来关断或打开所述电源，
    其中，在所述控制电路产生所述第二控制信号的情况下，所述开关电路断开所述电源，以及
    在所述控制电路产生用于维持所述电源的打开的第三控制信号的情况下，所述开关电路打开所述电源。
  8. 根据权利要求7所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关电路包括：
    第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联连接在所述至少两输入或门的输出端和接地端之间；
    第一晶体管，所述第一晶体管的基极连接至所述第二电阻和所述第三电阻之间的连接点，所述第一晶体管的发射极与接地端连接；
    第四电阻、第五电阻和第二晶体管，所述第四电阻连接在所述第一晶体管的集电极和所述第二晶体管的基极之间，所述第五电阻连接在所述第四电阻和所述第二晶体管的发射极之间，所述第五电阻和所述第二晶体管的发射极之间的连接点连接至升压电路的输出端；
    第六电阻和MOS管，所述第六电阻连接在所述MOS管的控制端和所述第二晶体管的集电极之间，所述MOS管的输入端连接至所述电源，所述MOS管的输出端连接至用于检测所述电源的开关的电压输出端。
  9. 根据权利要求8所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关电路还包括第七电阻和二极管，所述第七电阻和二极管并联连接在所述MOS管的输出端和所述第二晶体管的集电极与所述第六电阻的连接点之间。
  10. 根据权利要求8或9所述的电源控制电路，其特征在于，所述开关电路还包括：
    第九电阻和第十电阻，所述第九电阻和所述第十电阻串联连接在接地端和所述第二晶体管的集电极与所述第六电阻之间的连接点之间；
    第十一电阻和第三电容，所述第十一电阻和所述第三电容串联连接在接地端和所述第九电阻和所述第十电阻之间的连接点之间；
    栅极电压检测端，所述栅极电压检测端连接至所述第十一电阻和第三电容之间的连接点。
  11. 一种助力转向系统，其特征在于，包括：
    电机，用于提供转向助力；
    电源，用于向所述电机供给电力；以及
    根据权利要求1至10中任一项所述的电源控制电路，用于控制所述电源的关断或打开。
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