一種用于汽車電子控制單元低壓工況的直流-直流電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于汽車電子控制單元低壓工況的直流-直流電路，本發(fā)明所要實現(xiàn)的功能是保證在車載電池出現(xiàn)低壓情況下，車載ECU仍然能正常工作而不出現(xiàn)重新啟動的現(xiàn)象。該電路能智能識別出當前車載ECU的輸入電源電壓范圍，區(qū)別對待不同的電源電壓輸入，當電源電壓高于正常工作電壓，電路模塊處于正常的電源供電通路；當電源電壓低于正常工作電壓時，電路模塊將低電壓升到大于正常工作電壓，這種電路設計能夠保證汽車ECU在車輛供電出現(xiàn)低壓狀況下仍然正常工作，避免了由于車輛工作在某些特定工況下出現(xiàn)瞬間低電壓而導致車載ECU掉電后重新啟動的問題。
【專利說明】—種用于汽車電子控制單元低壓工況的直流-直流電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車直流電壓電源領(lǐng)域，具體涉及一種應用于汽車電子控制單元中的直流-直流電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車由單純的機械產(chǎn)品向高級的機電一體化產(chǎn)品方向演化，正成為名副其實的“電子汽車”。在如今的汽車部件中，存在各種各樣的電子控制單元及用電設備，如電噴發(fā)動機管理系統(tǒng)、電動車窗控制器、啟動電機、空調(diào)、電動座椅、電控車身穩(wěn)定系統(tǒng)、電控懸架等。汽車電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標志。現(xiàn)代汽車電子技術(shù)的應用不僅提高了汽車的動力性、經(jīng)濟性和安全性，同時也大大改善了汽車行駛的穩(wěn)定性和舒適性。車載電控系統(tǒng)的發(fā)展與數(shù)量繁多同樣也對車輛能源供給系統(tǒng)提出了新的要求，要求車載電池的供電能力要越來越強，大量的車載電子控制單元及用電器有可能在某些時候需要同時工作，或者某些電子控制單元在動作的時候需要消耗大量的電流。這些工況都有可能會導致車載電池在瞬間出現(xiàn)低電壓的工況，而這個低電壓將會導致某些電子控制單元重新啟動。而電子控制單元的重新啟動會使得在一段時間內(nèi)該電控單元功能缺失，通信中斷，并向用戶報警，因此該種情況在汽車電控單元的設計中是不允許出現(xiàn)的，因此如果保證在眾多用電器同時啟動的情況下各個電控單元均能正常工作是現(xiàn)代汽車設計的一個重要的技術(shù)要點。目前常用的方法是通過規(guī)劃錯開各個用電器的啟動時間，部分解決了同時拉低電源電壓的問題，但是客戶無法容忍汽車的啟動時間太長，因此就需要設計一個升壓、穩(wěn)壓電路，使得即使在輸入電壓較低的情況仍能通過電路調(diào)整將電壓穩(wěn)定在期望的范圍內(nèi)。我們知道，一般的直流-直流轉(zhuǎn)換器只是將一定電壓范圍的輸入通過直流-直流變換電路轉(zhuǎn)換為我們需要的電壓，輸出的電壓需要低于輸入電壓范圍的下限，但是我們在汽車啟動工況下需要的是當輸入電壓即使很低的情況下仍然可以提供一個穩(wěn)定的電子控制單元需要的電壓?，F(xiàn)有方法是使用一個輔助電源，但是這種輔助電源的使用一方面使得切換控制系統(tǒng)復雜化，同時大大增加了系統(tǒng)成本，這是用戶無法接受的。而此處我們提出的新型電路即可以滿足這種技術(shù)要求，也基本不會增加部件成本，從而有效地解決了汽車啟動工況下的各電子控制單元的電源穩(wěn)定性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要實現(xiàn)的功能是保證在車載電池出現(xiàn)低壓情況下，車載ECU，電子控制單元仍然能正常工作而不發(fā)生因為虧電而報錯甚至重新啟動的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于汽車電子控制單元低壓條件下的直流-直流電壓轉(zhuǎn)換電路，包括直流-直流升壓電路1、過壓限制電路2、直流-直流使能電路4、自激振蕩電路5、車載電池6、自激振蕩電源電路7和負載8，其中直流-直流升壓電路I和過壓限制電路2相連，還包括輸入電壓智能識別電路3，輸入電壓智能識別電路3與過壓限制電路2和自激振蕩電路5相連，輸入電壓智能識別電路3智能識別當前的車載電子控制單元的輸入電源電壓范圍，當電源電壓高于正常工作電壓時，輸入電壓智能識別電路3處于正常電源供電通路，當電源電壓低于正常工作電壓時，電路模塊將低電壓升到大于正常工作電壓，以滿足汽車電子控制單元芯片的供電電壓要求。
[0004]所述輸入電壓智能識別電路3由穩(wěn)壓管Z3，電阻R6和電阻R7串聯(lián)而成；
所述直流-直流升壓電路I由電感L1、場效應管Q1、電容Cl、三極管Q2及二極管、電阻組成，其中電感LI通過二極管D2與電容Cl相連，電感LI通過二極管Dl與場效應管Ql相連，場效應管Ql與電容C2相連，電容C2與三極管Q2相連。
[0005]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:能夠區(qū)別對待不同的輸入電壓值，可使用標準的表面安裝方法，不發(fā)生特殊組裝費用，低功耗和低電壓降，支持直流電子電路，適合用于苛刻的環(huán)境條件(汽車和工業(yè)應用)，綠色環(huán)保的設計。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]其中1-直流-直流升壓電路；2-過壓限制電路；3_輸入電壓智能識別電路；4-直流-直流使能電路；5-自激振蕩電路；6-車載電池；7-自激振蕩電源電路；8-負載;9-穩(wěn)壓管Z3 ；10-電阻R6 ；11-電阻R7。
[0008]實施方式 實施例1
圖1所示為汽車ECU低壓工況的DC-DC新型電路(以下簡稱電路模塊)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中①DC-DC升壓電路②過壓限制電路③輸入電壓智能識別電路④DC-DC使能電路⑤自激振蕩電路⑥車載電池⑦自激振蕩電源電路⑧負載。當汽車電源總開導通后，⑥中的車載電池流經(jīng)Fuse保險絲給電路模塊供電。我們知道當車鑰匙插入鑰匙孔后旋轉(zhuǎn)，在發(fā)動機點火之前一般有ACC (上電)和IGN (點火)兩個檔位，在旋轉(zhuǎn)經(jīng)過這兩個檔位之時大部分車載ECU單元將被供電并啟動進入正常工作狀態(tài)。此時的供電電壓一般大于8V，電源電壓直接流經(jīng)L1-D2到負載⑧RLl，這里我們用⑧負載來替代ECU單元的其他電路的等效電路。電源電路處于正常供電狀態(tài)，自激振蕩電路⑤得電后開始產(chǎn)生自激振蕩，振蕩信號以一定頻率輸出到R9和R7的節(jié)點，DC-DC升壓電路①中的Q2將隨著振蕩頻率信號導通和截止，但是由于輸入電壓大于8V，所以當電壓流經(jīng)L1-D2后直接到達輸入電壓智能識別電路③的輸入端，智能識別電路中的穩(wěn)壓管將被反向擊穿起到穩(wěn)壓功能，并且在R9和R7的節(jié)點上產(chǎn)生一個分壓，這個分壓足以讓Q2導通，所以節(jié)點電壓降被鉗位在0.7V左右，這樣就把振蕩信號阻止了，Q2—直保持導通狀態(tài)。與此同時R5和R8節(jié)點也將因為Z2反向擊穿工作后產(chǎn)生一定的分壓，這樣使得Q3的兩個管子均處于導通狀態(tài)，使能開關(guān)導通，由于Q2也處于導通，所以C2和R4的節(jié)點電壓基本上為0V，很顯然Ql將處于截止狀態(tài)。但是如果在這種正常工作情況之后出現(xiàn)某些特殊應用而導致車載電池電壓瞬間被拉低，比如在發(fā)動機點火過程中，這種情況非常常見。那么此時電壓很有可能將低于8V (高于5.5V)，一旦低于8V，
③中的Z3將不會被反向擊穿，R7和R9節(jié)點電壓將不會被鉗位在某個特定值，Q2將會隨著振蕩頻率信號而發(fā)生周期性的導通截止。當Q2截止時，VCC將通過R4和R2向C2充電，R2上的電壓也將隨即升高，當這個電壓達到Ql的導通電壓閾值時，Ql將導通。這樣通過LI電流將會瞬間增加，LI將產(chǎn)生一個反向電動勢試圖阻止電流增加，由于D2的存在，所以這個電動勢不會反映到Cl ;然而由于振蕩信號的存在，接下來Q2將馬上進入導通狀態(tài)，C2將開始放電，當R2上的電壓降到閾值以下時，Ql將有導通進入到截止，LI上電流又將出現(xiàn)突然減小，LI有將產(chǎn)生新的電動勢阻止減小，這個電動勢方向和電源電壓一致，由此Cl會出現(xiàn)一個較高的電壓，這個電壓將超過8V?？梢韵氲舰蹖⒂珠_始工作阻止振蕩頻率信號開關(guān)Q2，這樣一來電路將又重新進入到正常狀態(tài)。當然是否能夠馬上維持住正常狀態(tài)取決于低電壓的持續(xù)時間，當持續(xù)時間長，DC-DC電路將會持續(xù)反復工作。如果當電壓小于5.5V時，
④DC-DC使能電路將被關(guān)斷，電路將出現(xiàn)不了上述低壓情況下的工作循環(huán)，車載ECU將會處于斷電狀態(tài)。此電路的負載能力最大為1A。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽車電子控制單元低壓條件下的直流-直流電壓轉(zhuǎn)換電路，包括直流-直流升壓電路(I)、過壓限制電路(2)、直流-直流使能電路(4)、自激振蕩電路(5)、車載電池(6)、自激振蕩電源電路(7)和負載(8)，其中直流-直流升壓電路(I)和過壓限制電路(2)相連，其特征在于還包括輸入電壓智能識別電路(3)，輸入電壓智能識別電路(3)與過壓限制電路(2 )和自激振蕩電路(5 )相連，輸入電壓智能識別電路(3 )智能識別當前的車載電子控制單元的輸入電源電壓范圍，當電源電壓高于正常工作電壓時，輸入電壓智能識別電路(3)處于正常電源供電通路，當電源電壓低于正常工作電壓時，電路模塊將低電壓升到大于正常工作電壓，以滿足汽車電子控制單元芯片的供電電壓要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車電子控制單元低壓條件下的直流-直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于輸入電壓智能識別電路(3)由穩(wěn)壓管Z3 (9)，電阻R6 (10)和電阻R7 (11)串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于汽車電子單元低壓條件下的直流-直流電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于直流-直流升壓電路(I)由電感L1、場效應管Ql、電容Cl、三極管Q2及二極管、電阻組成，其中電感LI通過二極管D2與電容Cl相連，電感LI通過二極管Dl與場效應管Ql相連，場效應管Ql與電容C2相連，電容C2與三極管Q2相連。
【文檔編號】H02H7/10GK103633837SQ201310126578
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】毛靖, 姚成華 申請人:蘇州歐泰克電子科技有限公司