電機控制器降壓裝置及汽車的製作方法

2023-05-23 04:57:06

本發明涉及電機控制器領域，尤其是一種電機控制器降壓裝置及汽車。

背景技術：

電機控制器，應用於電動汽車領域，用於將高壓動力電池的直流電轉換為控制牽引電機旋轉的三相交流電，從而控制電動汽車正常行駛。

整個電機控制器由高壓輸入濾波電路、採樣電路、低壓輔助電源電路、驅動電路、逆變電路、外部信號採集電路、控制電路組成。

電機控制器運行時，首先需要整車系統喚醒電機控制器的低壓輔助電源電路。目前，電動汽車大都採用12v電平信號對低壓輔助電源電路進行硬線喚醒。

若通過單片機對該低壓輔助電源電路進行喚醒時，由於單片機為5v或3.3v供電，則需要通過一電壓轉換器對單片機輸出的電壓進行高低壓隔離轉換後才能喚醒低壓輔助電源電路。

技術實現要素：

本發明實施例要解決的技術問題是提供一種電機控制器降壓裝置及汽車，用以實現取消電壓轉換器的設置，並且能夠在不同喚醒電壓輸入下，使得低壓輔助電源電路能夠被喚醒，進而進行降壓處理工作。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供的電機控制器降壓裝置，包括：

晶片，包括多個引腳；

所述晶片的第四引腳通過一第一開關元件與一上拉控制電路連接，所述上拉控制電路和所述第一開關元件均與一電源連接；所述上拉控制電路通過一第二開關元件與一下拉控制電路連接，所述下拉控制電路與一第一外設電路連接，且所述下拉控制電路和所述第二開關元件均接地；

其中，在所述下拉控制電路接收到所述第一外設電路發送的電壓時，所述第二開關元件導通所述上拉控制電路與所述下拉控制電路的連接，所述第一開關元件導通所述電源與所述第四引腳的連接，使得所述電源對所述晶片進行喚醒。

優選地，所述上拉控制電路包括：

與所述電源連接的第一電阻；

與所述第一電阻連接的第二電阻；

其中，所述第二開關元件與所述第二電阻連接，所述第一開關元件與所述第一電阻和所述第二電阻連接。

優選地，所述下拉控制電路包括：

相互並聯的第三電阻、第一電容和第一穩壓管，所述第三電阻通過一第四電阻與所述第一電容連接；

與所述第一電容、所述第一穩壓管和所述第四電阻連接的第五電阻，所述第五電阻的另一端連接所述第一外設電路；

其中，所述第三電阻、所述第四電阻、所述第一電容和所述第一穩壓管均與所述第二開關元件連接，且所述第三電阻、所述第一電容和所述第一穩壓管均接地。

優選地，所述晶片的第一引腳連接有一輸入濾波電路，所述輸入濾波電路的一端與一第二外設電路連接，另一端接地；

其中，所述輸入濾波電路用於獲取所述第二外設電路發送的待進行降壓處理的電壓。

優選地，所述輸入濾波電路包括：相互串聯的二極體和第二電容，所述二極體與所述第二外設電路連接，所述第二電容接地。

優選地，所述晶片的第二引腳通過一反饋電路與所述晶片的第三引腳連接；

所述晶片的第二引腳通過一降壓電路接地，所述降壓電路與所述輸入濾波電路連接，所述降壓電路與所述反饋電路連接；

其中，所述反饋電路用於向所述晶片反饋所述降壓電路進行降壓處理後的電壓值，所述降壓電路用於對所述輸入濾波電路獲取到的電壓降壓處理至預設電壓值後進行輸出。

優選地，所述反饋電路包括：

與所述降壓電路連接的第六電阻和第三電容，所述第六電阻與所述第三電容並聯；

所述第六電阻通過一第七電阻接地，且所述第七電阻與所述第三電容連接；

其中，所述第六電阻、所述第三電容和所述第七電阻均與所述第三引腳連接。

優選地，所述降壓電路包括：

與所述第二引腳連接的電感和第二穩壓管；

與所述電感和所述第二穩壓管連接的第四電容和第五電容，所述第二穩壓管、所述第四電容和所述第五電容相併聯；

其中，所述第二穩壓管、所述第四電容和所述第五電容均與所述輸入濾波電路連接，所述電感、所述第四電容和所述第五電容與所述反饋電路連接，且所述第二穩壓管、所述第四電容和所述第五電容均接地。

優選地，所述晶片的第五引腳、第六引腳、第七引腳和第八引腳均接地，所述第五引腳、所述第六引腳、所述第七引腳和所述第八引腳均與所述輸入濾波電路連接，且所述第五引腳、所述第六引腳、所述第七引腳和所述第八引腳均與所述降壓電路連接。

根據本發明的另一方面，本發明還提供了一種汽車，包括上述的電機控制器降壓裝置。

與現有技術相比，本發明實施例提供的電機控制器降壓裝置及汽車，至少具有以下有益效果：

本發明實施例中，可以通過3.3v、5v和12v中的任意一電壓值對晶片進行喚醒，增大了喚醒晶片的電壓範圍，保證晶片能夠匹配不同電壓等級的使能信號輸入。通過下拉控制電路和上拉控制電路兩級控制電路，取消了電壓轉換器的設置，保證了晶片在被喚醒後降壓處理過程中的電路安全，消除了行車過程中的安全隱患。

附圖說明

圖1為本發明實施例所述的電機控制器降壓裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。在下面的描述中，提供諸如具體的配置和組件的特定細節僅僅是為了幫助全面理解本發明的實施例。因此，本領域技術人員應該清楚，可以對這裡描述的實施例進行各種改變和修改而不脫離本發明的範圍和精神。另外，為了清楚和簡潔，省略了對已知功能和構造的描述。

應理解，說明書通篇中提到的「一個實施例」或「一實施例」意味著與實施例有關的特定特徵、結構或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個說明書各處出現的「在一個實施例中」或「在一實施例中」未必一定指相同的實施例。此外，這些特定的特徵、結構或特性可以任意適合的方式結合在一個或多個實施例中。

儘管已描述了本發明實施例的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明實施例範圍的所有變更和修改。

最後，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含。

參照圖1，本發明實施例提供了一種電機控制器降壓裝置，包括：

晶片，包括多個引腳；

所述晶片的第四引腳4通過一第一開關元件q1與一上拉控制電路11連接，所述上拉控制電路11和所述第一開關元件q1均與一電源連接；所述上拉控制電路11通過一第二開關元件q2與一下拉控制電路12連接，所述下拉控制電路12與一第一外設電路連接，且所述下拉控制電路12和所述第二開關元件q2均接地；

其中，在所述下拉控制電路12接收到所述第一外設電路發送的電壓時，所述第二開關元件q2導通所述上拉控制電路11與所述下拉控制電路12的連接，所述第一開關元件q1導通所述電源與所述第四引腳4的連接，使得所述電源對所述晶片進行喚醒。

具體的，本發明實施例中，第一開關元件q1的基極與上拉控制單路11連接，第一開關元件q1的發射極分別與電源和上拉控制電路11連接，第一開關元件q1的集電極與第四引腳連接；第二開關元件q2的基極和發射極均與下拉控制電路12連接，第二開關元件q2的集電極與上拉控制電路11連接，第二開關元件的發射極接地。本發明實施例中，第一外設電路向下拉控制電路12發送的電壓可以為3.3v、5v或者12v；上拉控制電路11連接的電源電壓為12v，該電源為汽車的12v蓄電池。

在本發明實施例中，第一開關元件q1為npn型三極體，具體型號為2n5551；第二開關元件q2為pnp三極體，第一外設電路作為為單片機進行電壓輸出的電路。

下拉控制電路12在接收到第一外設電路發送的電壓後，使得第二開關元件q2進入飽和狀態，驅動第二開關元件q2的發射極與集電極之間連通，進而將下拉控制電路12與上拉控制電路11之間導通；在下拉控制電路12與上拉控制電路11之間導通後，第一開關元件q1的基極處的電壓值低於發射極處的電壓值，因此，使得該第一開關元件q1的發射極與集電極之間導通，進而將電源與第四引腳4之間連通，使得12v蓄電池對晶片進行供電，達到喚醒晶片的效果。

本發明實施例中，可以通過單片機輸出的3.3v、5v和12v中的任意一電壓值對晶片進行喚醒，增大了喚醒晶片的電壓範圍，保證晶片能夠匹配不同電壓等級的使能信號輸入。

通過下拉控制電路12和上拉控制電路11兩級控制電路，保證了晶片在被喚醒後降壓處理過程中的電路安全，消除了行車過程中的安全隱患。

參照圖1，在本發明實施例中，所述上拉控制電路11包括：

與所述電源連接的第一電阻r1；

與所述第一電阻r1連接的第二電阻r2；

其中，所述第二開關元件q2與所述第二電阻r2連接，所述第一開關元件q1與所述第一電阻r1和所述第二電阻r2連接。

具體地，第二開關元件q2的集電極與第二電阻r2連接；第一開關元件q1的基極與第一電阻r1和第二電阻r2連接。

在第二開關元件q2的發射極和集電極連通後，第一電阻r1和第二電阻r2對下拉控制電路12傳輸的電壓進行分壓，使得第一開關元件q1的發射極和集電極之間導通。

在本發明實施例中，第一電阻r1的電阻值為3kω，第二電阻r2的電阻值為16kω。

參照圖1，在本發明實施例中，所述下拉控制電路12包括：

相互並聯的第三電阻r3、第一電容c1和第一穩壓管z1，所述第三電阻r3通過一第四電阻與所述第一電容c1連接；

與所述第一電容c1、所述第一穩壓管z1和所述第四電阻r4連接的第五電阻r5，所述第五電阻r5的另一端連接所述第一外設電路；

其中，所述第三電阻r3、所述第四電阻r4、所述第一電容c1和所述第一穩壓管z1均與所述第二開關元件q2連接，且所述第三電阻r3、所述第一電容c1和所述第一穩壓管z1均接地。

具體地，第三電阻r3、第四電阻r4均與第二開關元件q2的基極連接，第三電阻r3、第一電容c1和第一穩壓管z1均與第二開關元件q2的發射極連接。

在本發明實施例中，第一穩壓管z1在電壓值為3.6v時才會被反向擊穿。第三電阻r3為一下拉電阻，其阻值為10kω；第四電阻r4為一限流電阻，其阻值為1kω；第五電阻r5為一上拉電阻，其阻值為68kω。第一電容c1為一濾波電容，其容量為10nf，額定電壓為100v。

在第一外設電路提供給下拉控制電路12的電壓值為3.3v時，第一穩壓管z1處於截止狀態，此時，3.3v喚醒電壓信號依次經過第五電阻r5和第四電阻作用在第二開關元件q2的基極，驅動第二開關元件q2的發射極與集電極連通，進而導通與上拉控制電路11之間的連接，以驅動第一開關元件q1的發射極與集電極連通，使得12v蓄電池對晶片進行喚醒。

在第一外設電路提供給下拉控制電路12的電壓值為5v或12v時，第一穩壓管z1工作在反向擊穿狀態，鉗位第二開關元件q2的基極電壓到3.6v，以使得第一開關元件q1的發射極與集電極連通，進而導通與上拉控制電路11之間的連接，以驅動第一開關元件q1的發射極與集電極連通，使得12v蓄電池對晶片進行喚醒。

參照圖1，在本發明實施例中，所述晶片的第一引腳1連接有一輸入濾波電路13，所述輸入濾波電路13的一端與一第二外設電路連接，另一端接地；

其中，所述輸入濾波電路13用於獲取所述第二外設電路發送的待進行降壓處理的電壓。

具體地，第二外設電路傳輸給晶片的電壓位於8v至40v之間。

輸入濾波電路13用於對第二外設電路輸入的電壓進行濾波，並將進行濾波後的電壓傳輸給晶片。

參照圖1，在本發明實施例中，所述輸入濾波電路13包括：相互串聯的二極體d1和第二電容c2，所述二極體d1與所述第二外設電路連接，所述第二電容c2接地。

具體地，二極體d1為一矽整流二極體，其具體的型號為1n4007；第二電容c2為一電解電容，其電容值為10uf或22uf，額定電壓為63v。

第二外設電路傳輸的電壓經過二極體d1進行整流後，再通過第二電容c2進行濾波。

參照圖1，在本發明實施例中，所述晶片的第二引腳2通過一反饋電路14與所述晶片的第三引腳3連接；

所述晶片的第二引腳2通過一降壓電路15接地，所述降壓電路15與所述輸入濾波電路13連接，所述降壓電路15與所述反饋電路14連接；

其中，所述反饋電路14用於向所述晶片反饋所述降壓電路15進行降壓處理後的電壓值，所述降壓電路15用於對所述輸入濾波電路13獲取到的電壓降壓處理至預設電壓值後進行輸出。

降壓電路15將第二外設電路傳輸的電壓降壓至一預設電壓值，該預設電壓值為5v。

具體地，晶片根據反饋電路14反饋的電壓值確定降壓電路15降壓處理後的電壓值是否為一預設電壓值，進而判斷降壓電路15工作是否出現異常。

參照圖1，在本發明實施例中，所述反饋電路14包括：

與所述降壓電路15連接的第六電阻r6和第三電容c3，所述第六電阻r6與所述第三電容c3並聯；

所述第六電阻r6通過一第七電阻r7接地，且所述第七電阻r7與所述第三電容c3連接；

其中，所述第六電阻r6、所述第三電容c3和所述第七電阻r7均與所述第三引腳3連接。

具體地，第三電容c3的容量為3.3nf；第六電阻r6的阻值為9kω；第七電阻r7的阻值為1kω。

參照圖1，在本發明實施例中，所述降壓電路15包括：

與所述第二引腳2連接的電感l1和第二穩壓管z2；

與所述電感l1和所述第二穩壓管z2連接的第四電容c4和第五電容c5，所述第二穩壓管z2、所述第四電容c4和所述第五電容c5相併聯；

其中，所述第二穩壓管z2、所述第四電容c4和所述第五電容c5均與所述輸入濾波電路13連接，所述電感l1、所述第四電容c4和所述第五電容c5與所述反饋電路14連接，且所述第二穩壓管z2、所述第四電容c4和所述第五電容c5均接地。

第二穩壓管z2為一肖特基二極體，其具體型號為ss14。電感l1的電感值為47uh；第四電容c4為電解電容，其容量為47uf，額定電壓為25v；第五電容c5的容量為0.1uf。

在傳輸至第二穩壓管z2的電壓小於第二穩壓管z2的擊穿電壓時，第二穩壓管z2處於不導通狀態；在傳輸至第二穩壓管z2的電壓大於或等於第二穩壓管z2的擊穿電壓時，第二穩壓管z2處於導通狀態，以防止第四電容c4被擊穿。

在本發明實施例中，反饋電路14與降壓電路15的工作原理與現有技術中的電機控制器降壓裝置的工作原理相同，在本案中，不進行贅述。

參照圖1，在本發明實施例中，所述晶片的第五引腳5、第六引腳6、第七引腳7和第八引腳8均接地，所述第五引腳5、所述第六引腳6、所述第七引腳7和所述第八引腳8均與所述輸入濾波電路13連接，且所述第五引腳5、所述第六引腳6、所述第七引腳7和所述第八引腳8均與所述降壓電路15連接。

本發明實施例提供的電機控制器降壓裝置，取消了電壓轉換器的設置，通過下拉控制電路12和上拉控制電路11的設置，能夠實現通過3.3v、5v或12v對晶片進行喚醒，進而實現降壓的作用。

通過增加一級喚醒信號控制電路，在適應了不同等級電平電壓輸入的同時，為後續的逆變電路增加了兩級防護電路，增大了喚醒電壓信號輸出的範圍；同時，能夠防止後級電路因為信號的尖峰造成損壞，相當於在整車控制系統和控制器之間增加了一級隔離，防止因為其中一方的問題造成另一方的損壞。

根據本發明的另一方面，本發明還提供了一種汽車，包括上述的電機控制器降壓裝置。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。