車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置的製作方法
2023-06-03 11:13:01
專利名稱：車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置。
背景技術：
基於微控制器系統的車身電子控制器通常採用電瓶供電，由於電瓶(車身電源) 電壓比較高而且不穩定，而微控制器本身需要穩定的+5V或者更低電壓供電，所以在系統中必須具有電源模塊，電源模塊將輸入的電壓降低並去耦後為微控制器提供穩定的電源。電源電路一般分為LDO和DC/DC兩類，其中LDO電源通過適當消耗多餘的電能來控制電壓，而DC/DC電源通過控制電源開通時間來控制電壓。LDO電源的成本比較低，但是能源效率低，電路發熱較大；DC/DC電源效率較高，發熱少，但是成本比較高。隨著汽車技術的發展，在為控制器功能增加的同時，電路規模也不斷增大，其正常工作時消耗的電流也越來越大，傳統的LDO電路由於發熱量大，往往不能滿足實際的使用需求，尤其是在對產品體積和效率要求較高的產品中，必須採用DC/DC技術為微控制器提供電源的方案由於DC/DC技術複雜，一般需要專用的電源晶片，具體電路如圖1所示，圖1 是現有技術車身電子控制器內部的DC/DC電源的電路原理示意圖。該電源電路由電瓶200 供電，包括DC/DC電源晶片11、與DC/DC電源晶片連接的開關電路12，與開關電路12的輸出端電連接的儲能電路13、以及取樣電路14，所述儲能電路的輸出端分別與所述取樣電路的輸入端以及所述微控制器100的電源輸入端電連接。由於要增加DC/DC電源晶片，因此使系統的成本顯著增加。
發明內容本實用新型是為了解決現有技術存在的上述問題而提供的一種生產成本低、電源效率高、輸入到微控制器的輸入電源電壓自控、具有節能效果的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置。本實用新型採取的技術方案是車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置， 由車身電源供電，包括與車身電源的輸出端電連接的開關電路、與開關電路的輸出端電連接的儲能電路、以及取樣電路，所述儲能電路的輸出端分別與所述取樣電路的輸入端以及所述微控制器的電源輸入端電連接；其特點是，還包括一 DC/DC自穩壓電路，所述的DC/DC 自穩壓電路包括一驅動電路、一穩壓控制電路以及車身電子控制器中的微控制器；所述的驅動電路的輸出端與開關電路的輸入端電連接；所述微控制器的控制端與所述穩壓控制電路的輸入端電連接；所述的穩壓控制電路的輸入端還與所述的取樣電路的輸出端電連接， 該穩壓控制電路的輸出端與所述的驅動電路的輸入端電連接。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的穩壓控制電路包括一比較電路、一 PWM電路、一基準電壓源；所述的基準電壓源的輸出端與所述的比較電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸入端與所述的取樣電路的輸出端電連接；所述的比較電路的輸出端與所述的PWM電路的輸入端電連接，該PWM電路的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接，所述PWM電路的輸入端並與所述微控制器的控制端電連接。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的穩壓控制電路包括一比較電路、一 PWM電路、一基準電壓源；所述的基準電壓源的輸出端與所述的比較電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸入端與所述的取樣電路的輸出端電連接；所述的比較電路的輸出端與所述的P麗電路的輸入端電連接，該PWM電路的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接；所述的比較電路、PWM電路以及基準電壓源均由微控制器中自帶的上述電路構成。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的PWM電路設置為電流復位模式。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的驅動電路包括
一啟動電路和一驅動三極體。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的啟動電路包括相串聯的一啟動電阻和一二極體，所述二極體的負極與所述驅動三極體的基極電連接。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的驅動三極體的集電極與所述開關電路的輸入端電連接。上述車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其中，所述的開關電路由一上拉電阻和一與其相連接的開關管構成。由於本實用新型採用了以上的技術方案，其產生的技術效果是明顯的1、本實用新型採用微控制器控制其本身的電源供應，自行調節電壓，省去了專用的DC/DC電源晶片，直接降低了產品的成本。2、可按照需要自行調整工作電壓，實現降低功耗的目的。比如在需要休眠時降低電源電壓，減少電源消耗。
圖1是現有技術車身電子控制器內部的DC/DC自穩壓裝置的電路原理示意圖。圖2是本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置的電路方框圖。圖3是本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置的一種實施例的電路原理示意圖。圖4是本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置另一種實施例的電路原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。請參閱圖2，圖2是本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置的電路原理示意圖。本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，與電源(車身電瓶)200連接，由該電源供電。所述的DC/DC自穩壓裝置包括與電源的輸出端電連接的開關電路21、與開關電路的輸出端電連接的儲能電路22、以及取樣電路23，所述儲能電路的輸出端分別與所述取樣電路的輸入端以及所述微控制器的電源輸入端電連接。還包括一 DC/DC自穩壓電路，所述的DC/DC自穩壓電路包括一驅動電路Μ、一穩壓控制電路25以及車身電子控制器中的微控制器26 ；所述的驅動電路的輸出端與開關電路的輸入端電連接； 所述的穩壓控制電路的輸入端與微控制器26的控制端電連接；所述的穩壓控制電路的輸入端還與所述的取樣電路的輸出端電連接，該穩壓控制電路的輸出端與所述的驅動電路的輸入端電連接。所述的穩壓控制電路25包括一比較電路251、一 PWM電路252、一基準電壓源253 ； 所述的基準電壓源的輸出端與所述的比較電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸入端與所述的取樣電路的輸出端電連接；所述的比較電路的輸出端與所述的PWM電路的輸入端電連接，該PWM電路的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接，所述PWM電路的輸入端並與所述微控制器的控制端電連接。本實用新型的由微控制器自控的穩壓的方法是給微控制器上電，當輸入的電壓達到微控制器最低工作電壓時，微控制器開始工作；穩壓控制電路不斷將基準電壓源與取樣的電源電壓進行比較，並將該比較結果送到微控制器進行數據處理；一旦微控制器檢測到的經比較後的電源電壓達到微控制器所需的工作電壓時，該微控制器即控制PWM電路進行佔空比的自適應調節，使輸入的電壓穩定在額定值；當車身電子控制器需要休眠時，微控制器自動控制減少PWM電路的輸出佔空比，以降低自身的供電電壓，減少休眠電流；當車身電子控制器被喚醒後，微控制器自動控制自動增加PWM電路的輸出佔空比，以升高對該微控制器自身供電電壓達到額定值。請參閱圖3，圖3是本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置的一種實施例的電路原理示意圖。本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置中，所述的開關電路由一上拉電阻Rl和一與其相連接的開關管Ql構成，該開關管例如由 MOS管構成。所述的儲能電路由一二極體D1、一電感Ll以及一充電電容Cout構成，所述電感 Ll的一端與開關管Ql的源極電連接，另一端與充電電容電連接，並與微控制器的電源輸入端電連接。所述二極體Dl的負極與電感Ll與開關管Ql的源極電連接點電連接。所述的取樣電路由電阻R2、R3相串聯構成，連接在所述電感Ll的輸出端。該取樣電路的輸出端與比較電路的輸入端電連接。該取樣電路按比例採樣輸出電壓，提供給微控制器作比較判斷所述的驅動電路包括一啟動電路和一驅動三極體Q2。所述的啟動電路包括相串聯的一啟動電阻R4和一二極體D2，所述二極體的負極與所述驅動三極體的基極電連接。所述的驅動三極體的集電極與所述開關電路的輸入端電連接。所述的比較電路可以由一運算放大器或其他晶片電路構成，所述的PWM電路和基準電壓源均可由現有的模塊構成。所述的微控制器可由一單片機ICl構成。系統上電時，電源輸入通過Rl為和R4、D2為Q2提供偏置電壓，Q2開通，Ql開通， 電源經過Ql和Ll到達微控制器電源端，為Cout充電，使微控制器電源端電壓從O開始上升。由於上電時電源電壓有一個上升的過程，在輸入到微控制器的電壓達到微控制器最低工作電壓時，微控制器開始工作。穩壓控制電路迅速將從輸入的電源電壓取樣的數據與基準電壓源進行比較比較，一旦微控制器檢測到輸入電源電壓達到所需的工作電壓時，則控制開啟PWM電路進行自適應調節，使電源電壓穩定在額定值。[0032]在系統需要休眠時，微控制器將自動降低輸出的PWM佔空比，將電源電壓調低到微控制器最低工作電壓附近，以最大限度地降低靜態工作電流。請參閱圖4，圖4是本實用新型車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置另一種實施例的電路原理示意圖。與上述實施例的不同點是本實施例中，所述的穩壓控制電路中的比較電路、PWM電路以及基準電壓源均由微控制器中自帶的上述電路構成，這樣可充分利用微控制器中的資源。所述的穩壓控制電路31包括一比較電路311、一 PWM電路312、 一基準電壓源313 ；所述的基準電壓源的輸出端與所述的比較電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸入端並與所述的取樣電路的輸出端電連接；所述的比較電路的輸出端與所述的PWM電路的輸入端電連接，該PWM電路的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接。該實施例中，本實用新型採用微控制器輸出PWM信號，自行調節電壓。為了更好的實現以上方法，還可利用該微控制內部的電流復位(current reset)模式，PWM模塊在啟動電流復位模式後，能自動地輸出PWM值，一旦輸出電壓超過預設值，則立刻重新啟動新一周期的PWM，實現了自動的電壓調節，最大程度地減小了微控制器內部的資源消耗。本實用新型具有降低產品成本、向微控制器輸入的電源電壓可自動控制、系統靈活、以及節能的優點。以上所述僅為舉例性的說明，而並非為限制本實用新型。任何本技術領域中的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，對本實用新型作出的非實質性的改進和調整，仍應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，由車身電源供電，包括與車身電源的輸出端電連接的開關電路、與開關電路的輸出端電連接的儲能電路、以及取樣電路，所述儲能電路的輸出端分別與所述取樣電路的輸入端以及所述微控制器的電源輸入端電連接； 其特徵在於，還包括一 DC/DC自穩壓電路，所述的DC/DC自穩壓電路包括一驅動電路、一穩壓控制電路以及車身電子控制器中的微控制器；所述的驅動電路的輸出端與開關電路的輸入端電連接；所述微控制器的控制端與所述穩壓控制電路的輸入端電連接；所述的穩壓控制電路的輸入端還與所述的取樣電路的輸出端電連接，該穩壓控制電路的輸出端與所述的驅動電路的輸入端電連接。
2.根據權利要求1所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的穩壓控制電路包括一比較電路、一 PWM電路、一基準電壓源；所述的基準電壓源的輸出端與所述的比較電路的輸入端電連接；比較電路的輸入端與所述的取樣電路的輸出端電連接；該比較電路的輸出端與所述的PWM電路的輸入端電連接，該PWM電路的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接，所述PWM電路的輸入端並與所述微控制器的控制端電連接。
3.根據權利要求1所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的穩壓控制電路包括一比較電路、一 PWM電路、一基準電壓源；所述的基準電壓源的輸出端與所述的比較電路的輸入端電連接；所述的比較電路的輸入端與所述的取樣電路的輸出端電連接；所述的比較電路的輸出端與所述的PWM電路的輸入端電連接，該PWM電路的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接；所述的比較電路、PWM電路以及基準電壓源均由微控制器中自帶的上述電路構成。
4.根據權利要求3所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的PWM電路設置為電流復位模式。
5.根據權利要求1所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的驅動電路包括一啟動電路和一驅動三極體。
6.根據權利要求5所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的啟動電路包括相串聯的一啟動電阻和一二極體，所述二極體的負極與所述驅動三極體的基極電連接。
7.根據權利要求5或6所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的驅動三極體的集電極與所述開關電路的輸入端電連接。
8.根據權利要求7所述的車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，其特徵在於，所述的開關電路由一上拉電阻和一與其相連接的開關管構成。
專利摘要本實用新型公開了一種車身電子控制器中由微控制器自控的穩壓裝置，由車身電源供電；包括與開關電路、與開關電路的輸出端電連接的儲能電路、以及取樣電路，儲能電路的輸出端分別與取樣電路的輸入端以及微控制器的電源輸入端電連接；其特點是，還包括一DC/DC自穩壓電路包括一驅動電路、一穩壓控制電路以及微控制器；驅動電路的輸出端與開關電路的輸入端電連接；微控制器的控制端與穩壓控制電路的輸入端電連接；穩壓控制電路的輸入端還與取樣電路的輸出端電連接，該穩壓控制電路的輸出端與驅動電路的輸入端電連接。具有降低產品成本、微控制器輸入電源電壓可控、系統靈活、以及節能的優點。
文檔編號H02M3/156GK202268804SQ20112035991
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者廖洪浪, 張曉 , 高挺 申請人:浙江科博達工業有限公司, 科博達技術有限公司