一种车辆的控制电路、车载开关电源调整器及汽车的制作方法

本发明涉及控制电路，特别涉及一种车辆的控制电路、车载开关电源调整器及汽车。

背景技术：

在电动汽车上，车载开关电源调整器DC/DC是用于控制主牵引电源与低压电源之间能量传输的装置，其中，车载DC/DC辅助电源大都采用反激结构闭环控制输出，通过采集输出电压和电流调节脉冲宽度调制PWM频率得到稳定的输出电压。现有的车载DC/DC使能控制是由整车直接控制DC/DC辅助电源的输入端，通过驱动继电器或金氧半场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的开关闭合实现输入的开通关断，整车使能信号和辅助电源原边电路没有隔离，电磁兼容性(EMC，Electro Magnetic Compatibility)性能较差，且输入电流需先经过开关管，功耗较大，电源效率降低。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种车辆的控制电路、车载开关电源调整器及汽车，用以实现降低功耗的同时实现车载开关电源调整器与整车之间的隔离控制。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆的控制电路，包括：

接收第一使能信号，并输出第二使能信号的滤波电路；

与所述滤波电路的输出端连接的光耦隔离电路，当所述光耦隔离电路接收到所述第二使能信号时，所述光耦隔离电路导通，并输出电信号；

控制电源接通和断开的电源控制电路，所述电源控制电路与所述光耦隔离电路的输出端和低压电源输出端连接，当所述电源控制电路接收到所述电信号时，所述电源控制电路导通；

与所述电源控制电路的输出端连接的电源输入端。

进一步的，所述滤波电路包括：第一电阻和第一电容；

其中，所述第一电阻的输入端与使能信号引脚连接，所述第一电阻的输出端与所述第一电容的输入端连接；

所述第一电容的输出端接地，所述第一电阻的输出端和第一电容的输出端还分别与是光耦合隔离电路的输入端连接。

进一步的，所述光耦隔离电路包括：光电耦合器；

其中，所述光电耦合器的第一引脚与所述第一电阻的输出端和第一电容的输出端连接，所述光电耦合器的第二引脚与所述第一电容的输出端连接，所述光电耦合器的第四引脚接收与所述低压电源输出端连接，所述光电耦合器的第三引脚和第四引脚分别与所述电源控制电路的输入端连接。

进一步的，所述电源控制电路包括：

与所述低压电源输出端连接的电压接收端、第二电容、第三电容、第四电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关管和第二开关管；

其中，所述第二电容的输入端与所述光电耦合器的第四引脚和电压接收端连接，所述第二电容的输出端与所述光电耦合器的第三引脚和第二电阻的输入端连接；

所述第二电阻的输入端与所述光电耦合器的第三引脚连接，所述第二电阻的输出端与所述第三电容的输入端连接；

所述第三电容的输出端接地；

所述第三电阻的输入端与所述第二电阻的输出端和第三电容的输入端连接，所述第三电阻的输出端与所述第三电容的输出端连接；

所述第一开关管的G极与所述第二电阻的输出端、第三电容的输入端和第三电阻的输入端连接，所述第一开关管的S极与所述第三电容的输出端和第三电阻的输出端连接，所述第一开关管的D极与所述第四电阻的输出端和第二开关管的G极连接；

所述第四电阻的输入端与所述电压接收端、光电耦合器的第四引脚、第二电容的输入端和第二开关管的D极连接；

所述第二开关管的S极与所述第五电阻的输入端连接；

所述第五电阻的输出端与所述电源输入端和第四电容的输入端连接；

所述第四电容的输入端与所述电源输入端连接，所述第四电容的输出端与第三电容的输出端、第三电阻的输出端和第一开关管的S极连接。

进一步的，所述第一开关管为N沟道增强型MOS管，所述第二开关管为P沟道增强型MOS管。

进一步的，所述第二电阻、第四电阻和第五电阻均为限流电阻。

进一步的，所述第三电阻为下拉电阻。

进一步的，低压电源为低压14V电源。

本发明实施例还提供了一种车载开关电源调整器，包括车载开关电源调整器辅助电源和脉冲宽度调制PWM发生器电源，还包括如上所述的车辆的控制电路，所述车辆的控制电路的电源输入端与所述脉冲宽度调制PWM发生器电源连接。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的车载开关电源调整器，所述汽车的使能输出端与车辆的控制电路连接。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种车辆的控制电路、车载开关电源调整器及汽车，至少具有以下有益效果：通过本发明实施例的控制电路将原整车控制DC/DC的使能信号由直接控制低压辅电的主回路调整为隔离控制反馈回路脉冲宽度调制PWM发生器IC的电源，实现车载开关电源调整器DC/DC与整车之间的隔离控制，保证行车安全，分离控制为故障发生时整车处理故障机制提供了便利条件。且本发明实施例的控制电路由于光电耦合器副边导通电流很小，脉冲宽度调制PWM发生器IC的电源供电电流很小，开关管的功耗相比现在技术大大降低，电源效率提高，增加续航里程。

附图说明

图1为本发明实施例的车辆的控制电路的电路图；

图2为本发明实施例的车载开关电源调整器中变压器原边电路图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

参见图1，本发明实施例提供了一种车辆的控制电路，包括：

接收第一使能信号，并输出第二使能信号的滤波电路；

与所述滤波电路的输出端连接的光耦隔离电路，当所述光耦隔离电路接收到所述第二使能信号时，所述光耦隔离电路导通，并输出电信号；

控制电源接通和断开的电源控制电路，所述电源控制电路与所述光耦隔离电路的输出端和低压电源输出端连接，当所述电源控制电路接收到所述电信号时，所述电源控制电路导通；

与所述电源控制电路的输出端连接的电源输入端。

参见图2，原电路使能信号输入至图2所述的变压器原边电路，通过驱动继电器或MOSFET的开关闭合实现输入的开通关断，整车使能信号和辅助电源原边电路没有隔离，EMC性能较差，输入电流(1～2A)先经过开关管，功耗较大，电源效率低。通过本发明实施例的车辆的控制电路，应用于车载开关电源调整器(DC/DC)，将使能控制进行调整，将原整车控制DC/DC的使能信号由直接控制低压辅电的主回路调整为隔离控制反馈回路脉冲宽度调制PWM发生器IC的电源，实现车载DC/DC与整车之间的隔离控制，保证行车安全，分离控制为故障发生时整车处理故障机制提供了便利条件。

在本发明实施例的车辆的控制电路中，设有滤波电路，可以清除第一使能信号输入后产生的尖峰等，提高EMC性能，第一使能信号经滤波处理后输出第二使能信号，当光耦隔离电路接收到第二使能信号时(即使能信号控制光耦原边)，第二使能信号使得光耦隔离电路导通(使能信号加在光耦副边)。其中，当使能信号EN_DC/DC高电平时，光耦隔离电路导通工作，当EN_DC/DC低电平时，光耦隔离电路停止工作(断开)。当光耦隔离电路导通后，电源控制电路导通，光耦隔离电路断开后，电源控制电路无法导通。对于电源控制电路，其起到控制电源接通和断开的功能。其中，在本发明实施例的车辆的控制电路中，由于光耦隔离电路副边导通电流很小，脉冲宽度调制PWM发生器IC的电源供电电流很小，开关管的功耗相比现在技术大大降低，电源效率提高，可增加续航里程。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，所述滤波电路包括：第一电阻R1和第一电容C1；

其中，所述第一电阻R1的输入端与使能信号引脚连接，所述第一电阻R1的输出端与所述第一电容C1的输入端连接；

所述第一电容C1的输出端接地，所述第一电阻R1的输出端和第一电容C1的输出端还分别与是光耦合隔离电路的输入端连接。

在本实施例中，使能信号经第一电阻R1的输入端进入本发明实施例的车辆的控制电路，需要注意的是，在实际使用时第一电阻R1的输入端与使能信号引脚(图中未示出)连接，但是使能引脚并不是本发明实施例的车辆的控制电路中的部件，且使能信号的输入并不限于引脚连接的形式。使能信号首先经过滤波电路，可以清除使能信号中的尖峰等，提高EMC性能。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，所述光耦隔离电路包括：光电耦合器U；

其中，所述光电耦合器U的第一引脚与所述第一电阻R1的输出端和第一电容C1的输出端连接，所述光电耦合器U的第二引脚与所述第一电容C1的输出端连接，所述光电耦合器U的第四引脚接收与所述低压电源输出端连接，所述光电耦合器U的第三引脚和第四引脚分别与所述电源控制电路的输入端连接。

在本实施例中，当光电耦合器U(通过第一引脚和第二引脚)接收到第二使能信号时(即使能信号控制光耦原边)，第二使能信号使得光电耦合器U导通(使能信号加在光电耦合器U副边)。其中，当使能信号EN_DC/DC为高电平时，光电耦合器U导通工作，当EN_DC/DC为低电平时，光电耦合器U停止工作(断开)。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，所述电源控制电路包括：

与所述低压电源输出端连接的电压接收端、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一开关管Q1和第二开关管Q2；

其中，所述第二电容C2的输入端与所述光电耦合器U的第四引脚和电压接收端连接，所述第二电容C2的输出端与所述光电耦合器U的第三引脚和第二电阻R2的输入端连接；

所述第二电阻R2的输入端与所述光电耦合器U的第三引脚连接，所述第二电阻R2的输出端与所述第三电容C3的输入端连接；

所述第三电容C3的输出端接地；

所述第三电阻R3的输入端与所述第二电阻R2的输出端和第三电容C3的输入端连接，所述第三电阻R3的输出端与所述第三电容C3的输出端连接；

所述第一开关管Q1的G极与所述第二电阻R2的输出端、第三电容C3的输入端和第三电阻R3的输入端连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第三电容C3的输出端和第三电阻R3的输出端连接，所述第一开关管Q1的D极与所述第四电阻R4的输出端和第二开关管Q2的G极连接；

所述第四电阻R4的输入端与所述电压接收端、光电耦合器U的第四引脚、第二电容C2的输入端和第二开关管的D极连接；

所述第二开关管Q2的S极与所述第五电阻R5的输入端连接；

所述第五电阻R5的输出端与所述电源输入端和第四电容C4的输入端连接；

所述第四电容C4的输入端与所述电源输入端连接，所述第四电容C4的输出端与第三电容C3的输出端、第三电阻R3的输出端和第一开关管Q1的S极连接。

在本实施例中，当EN_DC/DC(控制DC/DC的使能信号)为高电平时，光电耦合器U导通工作，副边开关管导通，控制第一开关管Q1导通，将第二开关管Q2的G极拉低，第二开关管Q2导通，可正常供电至PWM发生器IC的电源，此时车载DC/DC辅助电源正常工作，整机启动；当EN_DC/DC低电平时，光电耦合器U停止工作，副边开关管截止，第一开关管Q1关断，第二开关管Q2截止导通，可使得PWM发生器IC的电源关断。上述电源控制电路可起到开关的作用，通过上述的电源控制电路可控制PWM发生器IC的电源的开启和关断。其中，第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4可起到滤波稳压的作用。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，所述第一开关管Q1为N沟道增强型MOS管，所述第二开关管Q2为P沟道增强型MOS管。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，所述第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5均为限流电阻。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，所述第三电阻R3为下拉电阻。在本实施例中，第三电阻R3下拉提供低电平。

在本发明一实施例的车辆的控制电路中，低压电源为低压14V电源。

本发明实施例还提供了一种车载开关电源调整器，包括车载开关电源调整器辅助电源和脉冲宽度调制PWM发生器电源，还包括如上所述的车辆的控制电路，所述车辆的控制电路的电源输入端与所述脉冲宽度调制PWM发生器电源连接。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的车载开关电源调整器，所述汽车的使能输出端与车辆的控制电路连接。

参见图2，通过将原有的汽车发出使能信号直接经由图2所示的变压器原边电路，直接控制车载开关电源调整器DC/DC辅助电源，改为隔离控制反馈回路PWM发生器IC的电源，降低功耗的同时实现车载DC/DC与整车之间的隔离控制，保证行车安全，增加续航里程。且隔离控制在发生故障时便于检测，可有效缩短故障检测时间。

综上，通过本发明实施例的控制电路将原整车控制车载开关电源调整器DC/DC的使能信号由直接控制低压辅电的主回路调整为隔离控制反馈回路脉冲宽度调制PWM发生器IC的电源，实现车载DC/DC与整车之间的隔离控制，保证行车安全，分离控制为故障发生时整车处理故障机制提供了便利条件。且本发明实施例的控制电路由于光电耦合器副边导通电流很小，脉冲宽度调制PWM发生器IC的电源供电电流很小，开关管的功耗相比现在技术大大降低，电源效率提高，增加续航里程。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。同时，为了描述的简洁，部分情况下仅使用通用的英文简称用于描述，例如本文中的DC/DC，即车载开关电源调整器。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。