專利名稱：汽車電子控制系統(tǒng)中的供電單元及汽車電子控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車電子控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種汽車電子控制系統(tǒng)中的供電單元及EQJ(Electronic Control Unit,汽車電子控制單元)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車電子化程度不斷提高，傳統(tǒng)的機(jī)械控制系統(tǒng)已逐步被汽車電子控制系統(tǒng)所取代。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它們主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中，通過對(duì)溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度、振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量來輔助汽車操作人員對(duì)汽車進(jìn)行控制。目前，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感 器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)200只。在現(xiàn)有的汽車電子控制系統(tǒng)中，很多傳感器是需要電源供電的，汽車電子控制系統(tǒng)中的EQJ(Electronic Control Unit,汽車電子控制單元)一般采用普通LD0(LowDropout Regulator，低壓降)或DC/DC(直流變直流)降壓方案，輸出電流給傳感器供電。雖然，采用上述方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳感器供電。但是，傳感器輸出的是電壓信號(hào)，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，ECU中的AD采集電路的參考電壓由于負(fù)載變化或者電路干擾的影響產(chǎn)生較大波動(dòng)，造成ECU中AD采集電路采集到的傳感器的輸出電壓信號(hào)變化率與AD采集電路的參考電壓變化率不一致，使得ECU中AD采集電路采集到的傳感器輸出的電壓信號(hào)不能反映真實(shí)信息，造成ECU誤判，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懶熊嚢踩?。此外，由于LDO和DC/DC芯片自身耐壓值和發(fā)熱所致，降壓值不能太高，很難通用于12V和24V汽車系統(tǒng)的ECU中給傳感器供電。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種汽車電子控制系統(tǒng)中的供電單元及E⑶(ElectronicControl Unit，汽車電子控制單元)，以克服在現(xiàn)有技術(shù)中由于負(fù)載變化或電路干擾對(duì)ECU的影響，在向汽車傳感器輸出電壓信號(hào)時(shí)，造成的無法在不同系統(tǒng)中通用以及容易使ECU誤判的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種汽車電子控制單元中的供電單元，包括依次鏈接的降壓模塊和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊；所述降壓模塊接收第一電壓Vprot，依據(jù)預(yù)設(shè)降壓條件對(duì)所述第一電壓Vprot進(jìn)行處理，將獲得的第二電壓Vin輸出給可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊；所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊對(duì)所述第二電壓Vin進(jìn)行濾波處理，跟隨汽車電子控制單元中的AD參考源的參考電壓對(duì)所述第二電壓Vin進(jìn)行穩(wěn)壓處理，獲得傳感器電壓V_SENS0R，向汽車傳感器供電。優(yōu)選地，所述降壓模塊包括由第一三極管Ql、第一電阻Rl和第四穩(wěn)壓管D4構(gòu)成的射極跟隨電路；
所述第一三極管Ql的集電極連接所述降壓模塊的輸入端，所述第一電壓Vprot從所述降壓模塊的輸入端輸入，發(fā)射極連接所述降壓模塊的輸出端，用于輸出所述第二電壓Vin ；所述第四穩(wěn)壓管D4 —端與所述第一三極管Ql的基極相連接，另一端連接汽車底盤地GND，向所述第一三極管Ql提供基準(zhǔn)電壓；所述第一電阻Rl的一端與所述降壓模塊的輸入端相連接，另一端連接于所述第一三極管Ql的基極與所述第四穩(wěn)壓管D4之間，用于限制通過所述第四穩(wěn)壓管D4的電流。優(yōu)選地，所述降壓模塊包括由第一三極管Ql、第一電阻Rl和第四穩(wěn)壓管D4構(gòu)成的射極跟隨電路，所述降壓模塊輸入端與輸出端之間預(yù)留有O歐姆跳線電阻R2的焊接點(diǎn)；所述第一三極管Ql的集電極連接所述降壓模塊的輸入端，所述第一電壓Vprot從所述降壓模塊的輸入端輸入，發(fā)射極連接所述降壓模塊的輸出端，用于輸出所述第二電壓Vin ；所述第四穩(wěn)壓管D4 —端與所述第一三極管Ql的基極相連接，另一端連接汽車底盤地GND，向所述第一三極管Ql提供基準(zhǔn)電壓；所述第一電阻Rl的一端與所述射極跟隨電路的輸入端相連接，另一端連接于所述第一三極管Ql的基極與所述第四穩(wěn)壓管D4之間，用于限制通過所述第四穩(wěn)壓管D4的電流；當(dāng)所述預(yù)設(shè)降壓條件為應(yīng)用于24V的汽車電子控制單元中，或所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊處于過溫保護(hù)狀態(tài)吋，經(jīng)所述第一三極管Ql對(duì)所述第一電壓VpiOt進(jìn)行降壓處理；當(dāng)所述預(yù)設(shè)降壓條件為應(yīng)用于12V的汽車電子控制單元中，或所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊未處于過溫保護(hù)狀態(tài)時(shí)，在所述射極跟隨電路輸入端與輸出端之間預(yù)留的焊接點(diǎn)上焊接O歐姆跳線電阻R2，將所述第一電壓Vprot作為第二電壓Vin輸出。優(yōu)選地，所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊包括接收并濾除所述第二電壓Vin中的紋波，輸出第三電壓Vo的濾波電路；輸入端與所述濾波電路的輸出端，以及汽車電子控制單元中的AD參考源的輸出端連接的穩(wěn)壓電路，用于接收所述濾波電路輸出的第三電壓Vo并跟隨所述AD參考源的參考電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將得到的傳感器電壓V_SENS0R通過所述穩(wěn)壓電路的輸出端輸出至所述汽車傳感器。優(yōu)選地，所述濾波電路包括L型濾波電路；或者，由第三電容C3、第一電感LI和第四電容C4構(gòu)成的Pi型濾波電路；所述第三電容C3與所述第四電容C4通過所述第一電感LI并聯(lián)，所述第一電感LI與所述第三電容C3連接的一端為輸入端，與所述第四電容C4連接的一端為輸出端。
優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓電路包括跟隨穩(wěn)壓器；所述跟隨穩(wěn)壓器的跟隨電壓輸入引腳連接nF數(shù)量級(jí)的非極性第九電容C9的一端；兩個(gè)接地端連接汽車底盤地GND ;輸入電壓引腳連接uF數(shù)量級(jí)的極性第五電容C5的一端；電壓輸出引腳連接并聯(lián)的uF數(shù)量級(jí)的極性第六電容C6、nF數(shù)量級(jí)的非極性第七電容C7、非極性第八電容C8的公共端；
所述極性第五電容C5、極性第六電容C6的負(fù)極以及非極性第七電容C7、非極性第八電容C8、非極性第九電容C9的另一端連接汽車底盤地GND。優(yōu)選地，還包括與所述降壓模塊鏈接的入口電源保護(hù)模塊，用于對(duì)汽車電源電壓進(jìn)行保護(hù)，輸出保護(hù)后的第一電壓Vprot。優(yōu)選地，所述入口電源保護(hù)模塊包括串聯(lián)的第一電容Cl和第二電容C2，所述第一電容Cl的另一端連接汽車電源Vbat，所述第二電容C2的另一端連接汽車底盤地GND ；第一二極管Dl，所述第一二極管Dl的正極連接汽車電源Vbat，負(fù)極連接降壓模塊的輸入端；瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管正極連接汽車底盤地GND，負(fù)極連接降壓模塊的輸入端一種汽車電子控制單元，包括上述所述的帶保護(hù)的供電單元、與所述帶保護(hù)的供電單元連接的AD參考源，以及與所述AD參考源連接的AD采集電路，其中所述AD參考源向所述帶保護(hù)的供電單元輸出參考電壓，使所述帶保護(hù)的供電單 元跟隨所述參考電壓向汽車傳感器供電；所述AD采集電路以所述參考電壓為基準(zhǔn)源采集所述汽車傳感器輸出的電壓信號(hào)。一種汽車電子控制系統(tǒng)，包括依次相連的汽車電源、上述所述的汽車電子控制單元和汽車傳感器，其中所述汽車電源向所述汽車電子控制單元供電，所述汽車電子控制單元向所述汽車傳感器供電；所述汽車傳感器與汽車底盤地GND，以及所述汽車電子控制單元中的AD采集電路相連。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種汽車電子控制系統(tǒng)中的供電單元及ECU。通過降壓模塊和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊對(duì)接收到的電壓進(jìn)行降壓或穩(wěn)壓處理，并輸出給汽車傳感器提供供電。其中，經(jīng)過降壓模塊進(jìn)行降壓或穩(wěn)壓處理后，輸入可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊進(jìn)一步降壓后輸出給外部的汽車傳感器進(jìn)行供電。本發(fā)明實(shí)施例采用降壓模塊與可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的雙重降壓，利用降壓模塊抗高壓，利用可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊防過流，使整個(gè)汽車電子控制系統(tǒng)具備耐高壓、防過流的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了向汽車傳感器供電穩(wěn)定的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)中的通用，以及避免ECU誤判的目的。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例一中公開的汽車電子控制單元中的供電單元的模塊示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例ニ中公開的汽車電子控制單元中的供電單元的模塊示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例ニ中公開的入口電源模塊的電路原理圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例ニ中公開的降壓模塊的電路原理圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例ニ中公開的可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的電路原理圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例三公開的汽車電子控制單元模塊示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例四公開的汽車電子控制系統(tǒng)模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞的說明、簡(jiǎn)寫或縮寫總結(jié)如下ECU !Electronic Control Unit,汽車電子控制單兀；LDO : Low Dropout Regulator,低壓降；DC/DC :直流變直流；ESD Electro Static discharge,浄電釋放。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。由背景技術(shù)可知，在現(xiàn)有的汽車電子控制系統(tǒng)中，E⑶采用普通LDO或DC/DC降壓方案，輸出電流給傳感器供電，使得ECU中AD采集電路采集到的傳感器輸出電壓信號(hào)不能反映真實(shí)信息，從而影響行車安全。由此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車電子控制系統(tǒng)中的供電單元及ECU，通過采用其中的降壓模塊與可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的雙重降壓方式，利用降壓模塊抗高壓，利用可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊防過流，使整個(gè)汽車電子控制系統(tǒng)能夠耐高壓、防過流，從而實(shí)現(xiàn)向汽車傳感器供電穩(wěn)定的目的。具體的供電單元、ECU以及汽車電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通過以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例一請(qǐng)參閱附圖I，為本發(fā)明公開的ー種汽車電子控制單元中的供電單元100的模塊示意圖。所述供電単元100為帶保護(hù)的供電單元，主要包括依次串連的降壓模塊102和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103。所述降壓模塊102接收第一電壓VpiOt，依據(jù)預(yù)設(shè)降壓條件對(duì)所述第一電壓VpiOt進(jìn)行處理，將獲得的第二電壓Vin輸出給可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103。其中，第一電壓Vprot是經(jīng)過防止電源反接、浪涌、ESD、負(fù)載突降等保護(hù)后的電壓。按照預(yù)設(shè)降壓條件，所述降壓模塊102對(duì)第一電壓Vprot進(jìn)行處理，使處理后獲得的第ニ電壓Vin能夠適應(yīng)于不同エ況的汽車系統(tǒng)。同時(shí)，通過該降壓模塊102對(duì)第一電壓VpiOt進(jìn)行處理后，可以保護(hù)后級(jí)可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103，使其不受高壓損壞。所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103對(duì)所述第二電壓Vin進(jìn)行濾波處理，跟隨汽車電子控制單元中的AD參考源的參考電壓對(duì)所述第二電壓Vin進(jìn)行穩(wěn)壓處理，獲得傳感器電壓V_SENS0R，向汽車傳感器供電。
其中，該可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103在對(duì)第二電壓Vin進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓處理的同時(shí)，該可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103還能夠提供過溫保護(hù)、反極性保護(hù)、輸出短路到電源、輸出短路到地的保護(hù)，避免了前級(jí)所述降壓模塊102因過溫、反極性、短路而受損。通過上述本發(fā)明該實(shí)施例中公開的帶保護(hù)的供電單元，將接收到的汽車電源提供的供電電壓，經(jīng)過降壓模塊與可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的雙重降壓，利用降壓模塊抗 高壓，利用可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊防過流，使整個(gè)汽車電子控制系統(tǒng)能夠耐高壓、防過流，從而實(shí)現(xiàn)向汽車傳感器提供比較精確和穩(wěn)定的電壓進(jìn)行供電的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)中的通用，以及避免ECU誤判的目的。實(shí)施例二請(qǐng)參閱附圖2，為本發(fā)明公開的另一種汽車電子控制單元中的供電單元100的模塊不意圖。所述帶保護(hù)的供電單元100為帶保護(hù)的供電單元，主要包括依次串連的入口電源保護(hù)模塊101、降壓模塊102和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103。請(qǐng)參閱圖3，為該入口電源保護(hù)模塊101的電路原理圖。該入口電源保護(hù)模塊對(duì)應(yīng)的電路包括第一電容Cl、第二電容C2、第一二極管D1、第二二極管D2以及第三二極管D3。該電路中各個(gè)元件具體的連接關(guān)系為第一電容Cl的一端與第二電容C2的一端串聯(lián),第一電容Cl的另一端連接汽車電源Vbat，第二電容C2的另一端連接汽車底盤地GND。第一二極管Dl的正極連接汽車電源Vbat，負(fù)極連接降壓模塊的輸入端；并聯(lián)的第二二極管D2和第三二極管D3公共正極連接汽車底盤地GND，公共負(fù)極連接降壓模塊的輸入端。其中，Vbat為汽車電源，一般為蓄電池正極，GND為汽車底盤地，第一電壓Vprot為汽車電源Vbat減去第一二極管Dl的壓降。在上述的連接關(guān)系中，第一電容Cl與第二電容C2構(gòu)成串聯(lián)的ESD防護(hù)電容，通過串聯(lián)兩個(gè)電容可以規(guī)避電容失效后短路帶來的風(fēng)險(xiǎn)。第一二極管Dl可以防止電源反接，第二二極管D2與第三二極管D3為瞬態(tài)抑制二極管(TVS)，可以防止汽車上拋負(fù)載對(duì)ECU內(nèi)部電路的破壞。該電路預(yù)留兩個(gè)TVS管的位置，是為了針對(duì)不同工況的汽車系統(tǒng)選擇焊接不同的TVS管。其中，在利用該入口電源保護(hù)模塊101對(duì)汽車電源電壓進(jìn)行保護(hù)的過程中，主要針對(duì)電源反接、浪涌、ESD、負(fù)載突降等問題進(jìn)行防護(hù)，保證后續(xù)所使用的電壓處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。需要說明的是，如果E⑶入口電源處已有此類防護(hù)電路，可以對(duì)汽車電源電壓進(jìn)行保護(hù)，則該入口電源保護(hù)模塊101可以省略，即不焊接入口電源保護(hù)模塊電路。在本發(fā)明該實(shí)施例二中則采用內(nèi)部設(shè)置該入口電源保護(hù)模塊101，通過內(nèi)部設(shè)置該所述入口電源保護(hù)模塊101對(duì)汽車電源輸出的電壓進(jìn)行保護(hù)，輸出保護(hù)后的第一電壓Vprot。上述圖2中示出的降壓模塊102和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103的功能、連接方式及具體實(shí)現(xiàn)過程與實(shí)施一中相同，請(qǐng)參閱實(shí)施例一中的相關(guān)說明，這里不再贅述?；诒景l(fā)明實(shí)施例一和實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例還公開上述圖I和圖2中的降壓模塊102和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103的電路原理圖，下面將進(jìn)行詳細(xì)描述。請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明公開的降壓模塊102的電路原理圖。該降壓模塊對(duì)應(yīng)的電路包括由第一三極管Q1、第一電阻Rl和第四穩(wěn)壓管D4組成的射極跟隨電路，以及預(yù)留于所述降壓模塊輸入端與輸出端之間的O歐姆跳線電阻R2的焊接點(diǎn)。需要說明的是，上述降壓模塊102的電路原理圖給出了針對(duì)不同的汽車系統(tǒng)所需要的元器件的所有可能，針對(duì)不同的エ況，上述降壓模塊102的電路原理圖中可以只選擇本エ況所需要的元器件進(jìn)行焊接，下面將給出具體的示例進(jìn)行詳細(xì)說明。示例一在降壓模塊102對(duì)第一電壓VpiOt進(jìn)行處理時(shí)，當(dāng)前的預(yù)設(shè)降壓條件，即當(dāng)前的エ況為該供電單元應(yīng)用于24V汽車系統(tǒng)的ECU中時(shí)，或者所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊 處于過溫保護(hù)狀態(tài)時(shí)，其中，該過溫保護(hù)狀態(tài)存在于可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊自身消耗的功率過大的情況下。此時(shí)，該降壓模塊102中只焊接如圖4所示的由第一三極管Q1、第一電阻R1、第四穩(wěn)壓管D4構(gòu)成的射極跟隨電路(又稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路)。所述第一三極管Ql的集電極連接所述降壓模塊102的輸入端，所述第一電壓Vprot從所述降壓模塊的輸入端輸入，發(fā)射極連接所述降壓模塊102的輸出端，用于輸出所述第二電壓Vin ；所述第四穩(wěn)壓管D4 —端與所述第一三極管Ql的基極相連接，另一端連接汽車底盤地GND，向所述第一三極管Ql提供基準(zhǔn)電壓；所述第一電阻Rl的一端與所述降壓模塊102的輸入端相連接，另一端與連接于所述第一三極管Ql的基極與所述第四穩(wěn)壓管D4之間，用于限制通過所述第四穩(wěn)壓管D4的電流。在上述的連接關(guān)系中，第一三極管Ql是調(diào)整元件，以輸出電壓的變化量控制第一三極管Ql集電極與發(fā)射極之間的電阻值，以維持輸出電壓基本不變，其具體參數(shù)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求進(jìn)行確定。第四穩(wěn)壓管D4為第一三極管Ql提供基準(zhǔn)電壓，使得第一三極管Ql的電位維持不變。第一電阻Rl為第四穩(wěn)壓管D4的保護(hù)電阻，用于限制通過第四穩(wěn)壓管D4的電流，保護(hù)穩(wěn)壓管?；谏鲜鲞B接關(guān)系，結(jié)合圖2進(jìn)行說明，汽車電源Vbat經(jīng)過入口電源保護(hù)模塊101，輸出第一電壓Vprot (第一電壓Vprot為汽車電源Vbat減去第一ニ極管Dl的壓降)，此第一電壓Vprot經(jīng)過降壓模塊102中串聯(lián)型穩(wěn)壓電路降壓后輸出較低較穩(wěn)定的第二電壓Vin,作為可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的輸入電壓，該第二電壓Vin跟隨ECU中AD參考源的參考電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理后輸出比較精確和穩(wěn)定的電壓V_SENS0R來給外部汽車傳感器供電。通過采用上述的本發(fā)明實(shí)施例公開的降壓模塊，能夠使24V汽車系統(tǒng)的傳感器，或者所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103自身消耗的功率過大，處于過溫保護(hù)狀態(tài)下的他汽車系統(tǒng)中的傳感器供電更加穩(wěn)定，以及確保與ECU中AD采集電路的參考電壓變化率一致性，避免ECU出現(xiàn)誤判，對(duì)行車安全提供一定的保障。示例二在降壓模塊102對(duì)第一電壓Vprot進(jìn)行處理時(shí)，當(dāng)前的預(yù)設(shè)降壓條件，即當(dāng)前的工況為12V汽車系統(tǒng)的ECU中時(shí)，或者可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊未處于過溫保護(hù)狀態(tài)時(shí)，其中，該未處于過溫保護(hù)狀態(tài)存在于可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊自身消耗的功率不足的情況下，或者汽車傳感器負(fù)載小的情況下。此時(shí)，該降壓模塊102中只焊接如圖4所示的0歐姆跳線電阻R2即可。所述0歐姆跳線電阻R2的一端連接所述降壓模塊102的輸入端，另一端連接所述降壓模塊102的輸出端。基于上述連接關(guān)系，結(jié)合圖2進(jìn)行說明，汽車電源Vbat經(jīng)過入口電源保護(hù)模塊101，輸出第一電壓Vprot (第一電壓Vprot為汽車電源Vbat減去第一二極管Dl的壓降)，此第一電壓Vprot輸入到降壓模塊102中，由于針對(duì)12V的汽車系統(tǒng)或者所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103自身消耗的功率不足以使其過溫保護(hù)的其他汽車系統(tǒng)，傳感器負(fù)載較小，無需對(duì)第一電壓Vport進(jìn)行降壓處理，則該第一電壓Vprot只經(jīng)過0歐姆跳線電阻R2實(shí)現(xiàn)跳線并輸出第二電壓Vin，作為可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103的輸入電壓，該第二電壓Vin跟隨ECU中AD參考源的參考電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理后輸出比較精確和穩(wěn)定的電壓ISENSOR來給外部汽車傳感器供電。上述供電過程同樣很好的保證了應(yīng)用于12V的汽車系統(tǒng)中，或者所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103自身消耗的功率不足以使其處于過溫保護(hù)情況下，向汽車傳感器供電更加穩(wěn)定，以及確保與ECU中AD采集電路的參考電壓變化率一致性，避免ECU出現(xiàn)誤判，對(duì)行車安全提供一定的保障。
通過上述示例一和示例二的說明可知，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例公開的降壓模塊上預(yù)留的焊接點(diǎn)，可以在不同的系統(tǒng)(12V系統(tǒng)和24V系統(tǒng))或工況下選擇降壓的方式，采用本發(fā)明實(shí)施例公開的降壓模塊實(shí)現(xiàn)通用。請(qǐng)參閱圖5，為可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的電路原理圖。該可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊對(duì)應(yīng)的電路包括接收并濾除所述第二電壓Vin中的紋波，輸出第三電壓Vo的濾波電路，以及輸入端與所述濾波電路的輸出端，以及汽車電子控制單元中的AD參考源的輸出端連接的穩(wěn)壓電路， 該穩(wěn)壓電路用于接收所述濾波電路輸出的第三電壓Vo并跟隨所述AD參考源的參考電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將得到的傳感器電壓V_SENS0R通過所述穩(wěn)壓電路的輸出端輸出至所述汽車傳感器。如圖5所示，所述濾波電路由第三電容C3、第一電感LI、第四電容C4組成的Pi型濾波電路構(gòu)成。所述第三電容C3與所述第四電容C4通過所述第一電感LI并聯(lián)，所述第一電感LI與所述第三電容C3連接的一端為輸入端，與所述第四電容C4連接的一端為輸出端。所述穩(wěn)壓電路由跟隨穩(wěn)壓器IC1、極性第五電容C5、極性第六電容C6、非極性第七電容C7、非極性第八電容C8以及非極性第九電容C9構(gòu)成。該穩(wěn)壓電路中各個(gè)元件具體的連接關(guān)系為所述跟隨穩(wěn)壓器ICl的調(diào)整端連接非極性第九電容C9。
所述跟隨穩(wěn)壓器ICl的兩個(gè)接地端連接汽車底盤地GND。所述跟隨穩(wěn)壓器ICl的輸入端連接極性第五電容C5。所述跟隨穩(wěn)壓器ICl的輸出端連接并聯(lián)的極性第六電容C6、非極性第七電容C7、非極性第八電容CS的公共端。其中，所述極性第五電容C5、極性第六電容C6的負(fù)極以及非極性第七電容C7、非極性第八電容C8、非極性第九電容C9的另一端連接汽車底盤地GND。針對(duì)上述連接，在該穩(wěn)壓電路接收所述濾波電路輸出的第三電壓Vo，并跟隨汽車電子控制単元中的AD參考源的參考電壓，進(jìn)行穩(wěn)壓處理輸出傳感器電壓V_SENS0R的具體過程如下首先，跟隨穩(wěn)壓器ICl的輸入電壓引腳輸入第三電壓Vo，跟隨電壓輸入引腳輸入 汽車電子控制單元中的AD參考源的參考電壓(即圖5中的電壓TRACK_ADJ)；然后，跟隨穩(wěn)壓器ICl對(duì)跟隨參考電壓TRACK_ADJ的第三電壓Vo進(jìn)行穩(wěn)壓處理后由電壓輸出引腳輸出傳感器電壓V_SENS0R給傳感器供電。在上述的連接關(guān)系中，極性第五電容C5作為補(bǔ)償電容數(shù)量級(jí)為uF，用于減小輸入電壓紋波；極性第六電容C6作為補(bǔ)償電容數(shù)量級(jí)為uF，用于穩(wěn)定輸出電壓；非極性第七電容C7和非極性第九電容C9作為去耦電容，數(shù)量級(jí)均為nF，用于抗干擾；非極性第八電容C8作為ESD防護(hù)電容，用于ESD防護(hù)。需要說明的是，本電路圖預(yù)留了 Pi型濾波電路或L型濾波電路的焊接位置，可根據(jù)實(shí)際干擾源選擇焊接Pi型或L型濾波電路。該L型濾波電路分為由電阻和電容采用不同連接方式構(gòu)成的低通和高通。進(jìn)ー步需要說明的是，在本實(shí)施例中，第一三極管Ql選擇ONSEMI公司的BCP56三極管，跟隨穩(wěn)壓器ICl選擇的是Infineon公司的TLE4250-2G跟隨穩(wěn)壓器。所選的BCP56三極管集電極與發(fā)射極間的耐壓值為80V，這樣，當(dāng)帶保護(hù)的供電單元應(yīng)用于24V汽車系統(tǒng)中時(shí)，或者應(yīng)用于所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103自身消耗的功率過大，足以使其過溫保護(hù)的其他汽車系統(tǒng)時(shí)，所述降壓模塊102電路中第一三極管Ql足以滿足系統(tǒng)需求。所選的TLE4250-2G跟隨穩(wěn)壓器耐壓值在45V以上，這樣，當(dāng)帶保護(hù)的供電單元應(yīng)用于12V汽車系統(tǒng)中時(shí)，或者應(yīng)用于所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103自身消耗的功率不足以使其過溫保護(hù)的其他汽車系統(tǒng)時(shí)，所述降壓模塊電路中的O歐姆跳線電阻R2無需降壓時(shí)，跟隨穩(wěn)壓器ICl的耐壓值足以滿足系統(tǒng)需求。本發(fā)明該實(shí)施例中，帶保護(hù)的供電單元新増加了一個(gè)可有可無的入ロ電源保護(hù)模塊，不僅沒有給該供電單元的功能實(shí)現(xiàn)帶來負(fù)擔(dān)，反而使得該供電單元的功能更加全面。進(jìn)一步保證了傳感器供電的精確性和穩(wěn)定性。在上述本發(fā)明公開的帶保護(hù)的供電單元的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開了ー種具有上述實(shí)施例中公開的帶保護(hù)的供電單元的汽車電子控制單元。下面給出具體的實(shí)施例進(jìn)行說明。實(shí)施例三在上述本發(fā)明實(shí)施例一和實(shí)施例ニ的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開了ー種具有上述公開的供電單元100 (帶保護(hù)的供電單元100)的ECU。
請(qǐng)參閱附圖6，為本發(fā)明公開的ECU的模塊示意圖，該ECU200包括帶保護(hù)的供電單元100、AD參考源201、AD采集電路202。所述AD參考源201向所述帶保護(hù)的供電單元100輸出參考電壓，使所述帶保護(hù)的供電單元100跟隨所述參考電壓向汽車傳感器供電；所述AD采集電路202以所述參考電壓為基準(zhǔn)源采集所述汽車傳感器輸出的電壓信號(hào)。其中，圖6中示出的所述帶保護(hù)的供電單元100為上述實(shí)施例二中所描述的帶保護(hù)的供電單元，包括依次串連的入口電源保護(hù)模塊101、降壓模塊102、可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103。汽車電源Vbat輸出給入口電源保護(hù)模塊101，經(jīng)過入口電源保護(hù)模塊后輸出第一電壓Vpix)t，第一電壓Vprot經(jīng)過降壓模塊102處理后輸出第二電壓Vin，第二電壓Vin跟隨AD參考源201輸出的參考電壓TRACK_ADJ輸入到可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊103進(jìn)行穩(wěn)壓處理，獲得比較精確和穩(wěn)定的傳感器電壓V_SENS0R給傳感器供電。AD采集電路202采集AD參考源201輸出的參考電壓，以用于和采集的汽車傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，從而保證E⑶做出準(zhǔn)確的判斷，避免E⑶出現(xiàn)誤判。由于，汽車電子控制單元是在汽車電子控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)供電功能的，所以，本發(fā)明 還公開了一種具有上述實(shí)施例公開的汽車電子控制單元的汽車電子控制系統(tǒng)，下面將通過實(shí)施例具體說明。實(shí)施例四請(qǐng)參閱附圖7，為本發(fā)明公開的汽車電子控制系統(tǒng)模塊示意圖。該汽車電子控制系統(tǒng)包括依次連接的汽車電源301、E⑶200和汽車傳感器302。所述汽車電源向所述汽車電子控制單元供電，所述汽車電子控制單元向所述汽車傳感器供電；所述汽車傳感器與汽車底盤地GND，以及所述汽車電子控制單元中的AD采集電路相連。其中，所述ECU200位上述實(shí)施例三中描述的汽車電子控制單元，包括帶保護(hù)的供電單元100、AD參考源201和AD采集電路202。所述汽車電源301輸出汽車電源Vbat到所述汽車電子控制單元200，經(jīng)過處理得到較穩(wěn)定的傳感器電壓V_SENS0R作為供電電源輸出給所述汽車傳感器302，實(shí)現(xiàn)供電。所述汽車電子控制單元200中AD采集電路202采集汽車傳感器輸出的電壓信號(hào)，和汽車電子控制單元200中的AD參考源201輸出的參考電壓進(jìn)行對(duì)比，從而保證ECU做出準(zhǔn)確的處理，避免E⑶誤判。需要說明的是，所述汽車傳感器302與所述汽車電子控制單元200的地線(汽車底盤地GND)相連，可以避免大電流導(dǎo)致的地漂，保證了所述汽車電子控制系統(tǒng)正常工作。進(jìn)一步需要說明的是，本發(fā)明所提供的電路原理圖中預(yù)留了 12V和24V汽車系統(tǒng)不同的TVS器件的焊接位置、采用同系列、同封裝的穩(wěn)壓管、預(yù)留Pi型或L型濾波電路的位置，以及0歐姆電阻和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的焊接位置，可以針對(duì)不同的汽車系統(tǒng)焊接相應(yīng)的元件，既靈活，通用又降低了成本。由上所述，本發(fā)明公開的汽車電子控制系統(tǒng)中的供電單元及ECU通過降壓模塊及跟隨穩(wěn)壓器降壓的雙重降壓，并選用耐壓值高的器件，從多方面對(duì)電源電壓進(jìn)行處理，最終獲得比較精確的、穩(wěn)定的電壓給汽車傳感器供電，避免ECU誤判，保證了汽車電子系統(tǒng)的エ作準(zhǔn)確無誤。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽車電子控制單元中的供電單元，其特征在于，包括依次鏈接的降壓模塊和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊； 所述降壓模塊接收第一電壓Vprot，依據(jù)預(yù)設(shè)降壓條件對(duì)所述第一電壓Vprot進(jìn)行處理，將獲得的第二電壓Vin輸出給可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊； 所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊對(duì)所述第二電壓Vin進(jìn)行濾波處理，跟隨汽車電子控制單元中的AD參考源的參考電壓對(duì)所述第二電壓Vin進(jìn)行穩(wěn)壓處理，獲得傳感器電壓ISENSOR,向汽車傳感器供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，所述降壓模塊包括由第一三極管Q1、第一電阻Rl和第四穩(wěn)壓管D4構(gòu)成的射極跟隨電路； 所述第一三極管Ql的集電極連接所述降壓模塊的輸入端，所述第一電壓Vprot從所述降壓模塊的輸入端輸入，發(fā)射極連接所述降壓模塊的輸出端，用于輸出所述第二電壓Vin ；所述第四穩(wěn)壓管D4 —端與所述第一三極管Ql的基極相連接，另一端連接汽車底盤地GND,向所述第一三極管Ql提供基準(zhǔn)電壓； 所述第一電阻Rl的一端與所述降壓模塊的輸入端相連接，另一端連接于所述第一三極管Ql的基極與所述第四穩(wěn)壓管D4之間，用于限制通過所述第四穩(wěn)壓管D4的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，所述降壓模塊包括由第一三極管Q1、第一電阻Rl和第四穩(wěn)壓管D4構(gòu)成的射極跟隨電路，所述降壓模塊輸入端與輸出端之間預(yù)留有0歐姆跳線電阻R2的焊接點(diǎn)； 所述第一三極管Ql的集電極連接所述降壓模塊的輸入端，所述第一電壓Vprot從所述降壓模塊的輸入端輸入，發(fā)射極連接所述降壓模塊的輸出端，用于輸出所述第二電壓Vin ；所述第四穩(wěn)壓管D4 —端與所述第一三極管Ql的基極相連接，另一端連接汽車底盤地GND,向所述第一三極管Ql提供基準(zhǔn)電壓；所述第一電阻Rl的一端與所述射極跟隨電路的輸入端相連接，另一端連接于所述第一三極管Ql的基極與所述第四穩(wěn)壓管D4之間，用于限制通過所述第四穩(wěn)壓管D4的電流；當(dāng)所述預(yù)設(shè)降壓條件為應(yīng)用于24V的汽車電子控制單元中，或所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊處于過溫保護(hù)狀態(tài)時(shí)，經(jīng)所述第一三極管Ql對(duì)所述第一電壓Vprot進(jìn)行降壓處理； 當(dāng)所述預(yù)設(shè)降壓條件為應(yīng)用于12V的汽車電子控制單元中，或所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊未處于過溫保護(hù)狀態(tài)時(shí)，在所述射極跟隨電路輸入端與輸出端之間預(yù)留的焊接點(diǎn)上焊接0歐姆跳線電阻R2，將所述第一電壓Vprot作為第二電壓Vin輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，所述可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊包括 接收并濾除所述第二電壓Vin中的紋波，輸出第三電壓Vo的濾波電路； 輸入端與所述濾波電路的輸出端，以及汽車電子控制單元中的AD參考源的輸出端連接的穩(wěn)壓電路，用于接收所述濾波電路輸出的第三電壓Vo并跟隨所述AD參考源的參考電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，并將得到的傳感器電壓V_SENS0R通過所述穩(wěn)壓電路的輸出端輸出至所述汽車傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，所述濾波電路包括L型濾波電路；或者，由第三電容C3、第一電感LI和第四電容C4構(gòu)成的Pi型濾波電路；所述第三電容C3與所述第四電容C4通過所述第一電感LI并聯(lián)，所述第一電感LI與所述第三電容C3連接的一端為輸入端，與所述第四電容C4連接的一端為輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括 跟隨穩(wěn)壓器； 所述跟隨穩(wěn)壓器的跟隨電壓輸入引腳連接nF數(shù)量級(jí)的非極性第九電容C9的一端；兩個(gè)接地端連接汽車底盤地GND ;輸入電壓引腳連接uF數(shù)量級(jí)的極性第五電容C5的一端；電壓輸出引腳連接并聯(lián)的uF數(shù)量級(jí)的極性第六電容C6、nF數(shù)量級(jí)的非極性第七電容C7、非極性第八電容C8的公共端； 所述極性第五電容C5、極性第六電容C6的負(fù)極以及非極性第七電容C7、非極性第八電容C8、非極性第九電容C9的另一端連接汽車底盤地GND。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛中任意一項(xiàng)所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，還包括 與所述降壓模塊鏈接的入口電源保護(hù)模塊，用于對(duì)汽車電源電壓進(jìn)行保護(hù)，輸出保護(hù)后的第一電壓Vprot。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶保護(hù)的供電單元，其特征在于，所述入口電源保護(hù)模塊包括 串聯(lián)的第一電容Cl和第二電容C2，所述第一電容Cl的另一端連接汽車電源Vbat，所述第二電容C2的另一端連接汽車底盤地GND ； 第一二極管Dl，所述第一二極管Dl的正極連接汽車電源Vbat，負(fù)極連接降壓模塊的輸入端; 瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管正極連接汽車底盤地GND，負(fù)極連接降壓模塊的輸入端。
9.一種汽車電子控制單元，其特征在于，包括權(quán)利要求rs中的任意一項(xiàng)所述的帶保護(hù)的供電單元、與所述帶保護(hù)的供電單元連接的AD參考源，以及與所述AD參考源連接的AD采集電路，其中 所述AD參考源向所述帶保護(hù)的供電單元輸出參考電壓，使所述帶保護(hù)的供電單元跟隨所述參考電壓向汽車傳感器供電； 所述AD采集電路以所述參考電壓為基準(zhǔn)源采集所述汽車傳感器輸出的電壓信號(hào)。
10.一種汽車電子控制系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連的汽車電源、權(quán)利要求9所述的汽車電子控制單元和汽車傳感器，其中 所述汽車電源向所述汽車電子控制單元供電，所述汽車電子控制單元向所述汽車傳感器供電； 所述汽車傳感器與汽車底盤地GND，以及所述汽車電子控制單元中的AD采集電路相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車電子控制單元中的供電單元及汽車電子控制單元，該供電單元包括依次鏈接的降壓模塊和可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊。降壓模塊對(duì)接收到的第一電壓依據(jù)預(yù)設(shè)降壓條件進(jìn)行處理，將獲得的第二電壓輸出給可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊，由其對(duì)第二電壓進(jìn)行濾波處理，并跟隨汽車電子控制單元中的AD參考源的參考電壓對(duì)第二電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，獲得傳感器電壓向汽車傳感器供電。本發(fā)明通過采用降壓模塊與可控的帶保護(hù)的電壓跟隨模塊的雙重降壓，利用前者抗高壓，后者防過流，使整個(gè)汽車電子控制系統(tǒng)具備耐高壓、防過流的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了向汽車傳感器供電穩(wěn)定的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)中的通用，以及避免汽車電子控制單元誤判的目的。
文檔編號(hào)B60R16/02GK102700484SQ20121020461
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者俞松耀, 劉詩(shī)涵, 熊延萍, 王娜 申請(qǐng)人:北京經(jīng)緯恒潤(rùn)科技有限公司