汽车电动尾门ECU电源管理系统的制作方法

文档序号:14933720发布日期:2018-07-13 18:50阅读:237来源:国知局

本发明涉及电源管理设备技术领域,特别是涉及一种汽车电动尾门ecu电源管理系统。



背景技术:

电源管理系统是汽车电动尾门控制器的最为核心的功能模块,供给各其他功能模块工作电源。电源管理效率的高低直接受到电源的输入、输出所产生的谐波大小影响。

中国专利cn202841042u公布了一种“整车电源管理系统”,包括:蓄电池、与蓄电池电连接的发电机励磁电路;与蓄电池电连接的电量监控模块ecu;与蓄电池电连接,且与电量监控模块ecu并联的电器监控模块;发电机励磁电路还与电量监控模块ecu和电器监控模块并联后的电路电连接。尽管该发明的方案可以降低整车油耗、延长发电机的使用寿命,但是在电源合理分配方面仅仅做到电量监控和电器监控的功能,并没有对电源的有效合理输出做出实质性的突破。

现有技术中汽车尾门ecu供电系统内部各电路电源供电并非独立控制,互相干扰颇大,电机运行的电流与电压不平稳,不能保证电机运行时有足够的负载及过载能力。电源输入端无反极性保护和过压保护能力。各输入输出端口对电源和对地短路保护功能缺失。电源电路载流能力过低,不能承受过大的工作电流,无法保证整个系统持续稳定工作,且静态功耗较大,影响产品的续航能力。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种汽车电动尾门ecu电源管理系统,使用该电源管理系统后,电源输出更加平稳有效,供电电源模块分两路电源给电机驱动电源模块和控制电路电源模块,实现电源分级控制管理,供电效率高,延长汽车的续航能力。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种汽车电动尾门ecu电源管理系统,包括控制主板、设置于所述控制主板上的供电电源模块、电机驱动电源模块和控制电路电源模块,所述供电电源模块分别与所述电机驱动电源模块和所述控制电路电源模块电连接;

所述电机驱动电源模块包括电机驱动电源反极性保护模块和电机驱动电源稳压检测模块,所述电机驱动电源反极性保护模块置于所述电机驱动电源稳压检测模块的前端,所述电机驱动电源反极性保护模块与所述电机驱动电源稳压检测模块串联电连接;

所述控制电路电源模块包括控制电路反极性保护模块和控制电路稳压滤波模块,所述控制电路反极性保护模块置于所述控制电路稳压滤波模块的前端,所述控制电路反极性保护模块与所述控制电路稳压滤波模块串联电连接;

所述电机驱动电源反极性保护模块的输入端与所述控制电路反极性保护模块的输入端并联电连接;

所述电机驱动电源稳压检测模块的前端分别与第一桥式电机驱动模块、高端电压驱动模块和第二桥式电机驱动模块电连接,所述第一桥式电机驱动模块与电撑杆电机电连接,所述高端电压驱动模块与尾门解锁电机电连接,所述第二桥式电机驱动模块与尾门自吸电机电连接;

所述控制电路稳压滤波模块的输出端分别与故障检测电路模块、信号上拉电路模块、对外led电路模块、蜂鸣器电路模块、eeprom电路模块和高速can收发器电连接。

本发明为了解决其技术问题,所采用的进一步技术方案是:

进一步地说,所述电机驱动电源反极性保护模块包括输入滤波电容和场效应晶体管;

所述输入滤波电容包括第一输入滤波电容和第二输入滤波电容,所述第一输入滤波电容和第二输入滤波电容串联电连接并接地;

所述场效应晶体管的栅极与源极之间并联第一二极管,所述栅极串联第一分压电阻,所述第一分压电阻的一端接地,所述第一分压电阻的另一端与所述第一二极管电连接;

所述第一输入滤波电容与所述第二输入滤波电容的容值皆为100nf,所述第一分压电阻的阻值为2.2kω,所述场效应晶体管的型号为ipd70p04p4-09且由外部电源触发导通,所述外部电源的电压值为9v~16v。

进一步地说,所述电机驱动电源稳压检测模块包括储能滤波电容、第一双向二极管、第一高频滤波电容、第二分压电阻和第三分压电阻;

所述储能滤波电容与第一双向二极管并联电连接且接地,所述第一高频滤波电容与第三分压电阻并联电连接且接地,所述储能滤波电容和第一双向二极管的并联端与所述第一高频滤波电容和第三分压电阻的并联端之间串联所述第二分压电阻;

所述储能滤波电容的容值为1000μf,所述第一高频滤波电容的容值为10nf,所述第二分压电阻的阻值为1mω,所述第三分压电阻的阻值为200kω。

进一步地说,所述控制电路反极性保护模块包括旁路消振电容、第二二极管和第二双向二极管;

所述旁路消振电容的一端与所述第二二极管的阳极并联电连接,所述旁路消振电容的另一端接地,所述第二双向二极管的一端与所述第二二极管的阴极电连接,所述第二双向二极管的另一端接地;

所述旁路消振电容的容值为100nf。

进一步地说,所述控制电路稳压滤波模块包括控制电源检测模块和控制电源输出模块,所述控制电源检测模块与所述控制电源输出模块并联电连接;

所述控制电源检测模块包括第四分压电阻、第五分压电阻和第二高频滤波电容,所述第五分压电阻和所述第二高频滤波电容并联电连接且并联端与所述第四分压电阻电连接;

所述控制电源输出模块包括型号为ncv4262的稳压芯片,所述稳压芯片的输入、输出端分别设有第一滤波电路和第二滤波电路。

进一步地说,所述第一滤波电路包括第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容,所述第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容并联电连接且接地;

所述第二滤波电路包括第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容,所述第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容并联电连接;

所述第一低频滤波电解电容的容值为220μf、所述第三高频滤波电容的容值为100nf,所述第四高频滤波电容的容值为10nf,所述第五高频滤波电容的容值为100nf,所述第六高频滤波电容的容值为10nf,所述第二低频滤波电解电容的容值为22μf。

进一步地说,还包括电源管理控制芯片,所述电源管理控制芯片分别与电机驱动电源模块和控制电路电源模块电连接。

进一步地说,所述电机驱动电源模块的地线和所述控制电路电源模块的地线互相隔离、不接触。

进一步地说,所述供电电源模块的正常工作输出直流电压值为9v~16v,所述供电电源模块的正常工作电流为10a~30a,所述供电电源模块在ecu控制主板休眠状态下输出的静态直流电流值小于200μa。

本发明的有益效果是:

一、本发明的供电电源模块分两路电源给电机驱动电源模块和控制电路电源模块,实现电源分级控制管理,供电效率高,延长汽车的续航能力;

二、本发明的电机驱动电源模块和控制电路电源模块的前端分别设有电机驱动电源反极性保护模块、控制电路反极性保护模块,其中由于驱动电源反极性保护模块内具有型号为ipd70p04p4-09的场效应晶体管、若干高频滤波电容和分压电阻,实现驱动电源正向输入导通,平稳输入电流与电压,增强高频率波能力,同时控制电路反极性保护模块具有二极管和双向二极管,对抗控制电源的波动,保证各控制模块运行时有足够的过载能力,提高设备可靠性,运行效率高;

三、本发明的电机驱动电源模块和控制电路电源模块的后端分别设有电机驱动电源稳压检测模块、控制电路稳压滤波模块,其中电机驱动电源稳压检测模块选用大容量电容进行储能与低频滤波,能够平稳各工作电机运行的电流与电压,对抗供电电源带来的波动与冲击,同时保证驱动电机运行时有足够的负载与过载能力,在电机驱动电源稳压检测模块的后端具有高频滤波电容,实现电机驱动电源二次高频滤波,进一步平稳电机运行的电流与电压,控制电路稳压滤波模块包括控制电源检测模块和控制电源输出模块,所述控制电源输出模块具有型号为ncv4262的稳压芯片,稳压芯片的输入、输出端分别设有第一滤波电路和第二滤波电路,所述第一滤波电路包括第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容,所述第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容并联电连接且接地,实现电源输入端高、低频滤波;所述第二滤波电路包括第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容,所述第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容并联电连接,进一步抑制高、低频,实现滤波功效,最终实现电流与电压平稳输出;

四、本发明的电机驱动电源模块具有电机驱动电源稳压检测模块,电机驱动电源稳压检测模块的前端分别与第一桥式电机驱动模块、高端电压驱动模块和第二桥式电机驱动模块电连接,所述第一桥式电机驱动模块与电撑杆电机电连接,所述高端电压驱动模块与尾门解锁电机电连接,所述第二桥式电机驱动模块与尾门自吸电机电连接,提高电机驱动电源模块的高载流能力,能够承受过大的工作电流,并保证整个系统持续稳定工作;

五、本发明的电机驱动电源模块的地线和所述控制电路电源模块的地线互相隔离、不接触,抗电磁干扰强,增强电流与电压输出的稳定性。

六、本发明具有电机驱动电源稳压检测模块和控制电源检测模块,能够实时检测与反馈驱动电源供电和控制电源供电的供电情况,方便排查电源故障,提供故障信息。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的控制原理图;

图2是本发明的电路总图;

图3是本发明的电机驱动电源模块的电路图;

图4是本发明的电机驱动电源反极性保护模块的电路图;

图5是本发明的电机驱动电源稳压检测模块的电路图;

图6是本发明的控制电路电源模块的电路图;

图7是本发明的控制电路反极性保护模块的电路图;

图8是本发明的控制电源检测模块的电路图;

图9是本发明的控制电源输出模块的电路图;

附图中各部分标记如下:

供电电源模块1、电机驱动电源模块2、电机驱动电源反极性保护模块21、电机驱动电源稳压检测模块22、第一桥式电机驱动模块221、电撑杆电机2211、高端电压驱动模块222、尾门解锁电机2221、第二桥式电机驱动模块223、尾门自吸电机2231、控制电路电源模块3、控制电路反极性保护模块31、控制电路稳压滤波模块32、故障检测电路模块321、信号上拉电路模块322、对外led电路模块323、蜂鸣器电路模块324、eeprom电路模块325、高速can收发器326、控制电源检测模块327、控制电源输出模块328、电源管理控制芯片4、场效应晶体管q1、第一输入滤波电容c1、第二输入滤波电容c2、第一二极管d1、第一分压电阻r1、储能滤波电容c3、第一双向二极管d2、第一高频滤波电容c4、第二分压电阻r2、第三分压电阻r3、旁路消振电容c5、第二二极管d3、第二双向二极管d4、第四分压电阻r4、第五分压电阻r5、第二高频滤波电容c6、稳压芯片u1、第一低频滤波电解电容c7、第三高频滤波电容c8、第四高频滤波电容c9、第五高频滤波电容c10、第六高频滤波电容c11和第二低频滤波电解电容c12。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施,即,在不背离本发明所揭示的范畴下,能予不同的修饰与改变。

实施例:一种汽车电动尾门ecu电源管理系统,如图1-图9所示,包括控制主板、设置于所述控制主板上的供电电源模块1、电机驱动电源模块2和控制电路电源模块3,所述供电电源模块分别与所述电机驱动电源模块和所述控制电路电源模块电连接;

如图3所述,所述电机驱动电源模块包括电机驱动电源反极性保护模块21和电机驱动电源稳压检测模块22,所述电机驱动电源反极性保护模块置于所述电机驱动电源稳压检测模块的前端,所述电机驱动电源反极性保护模块与所述电机驱动电源稳压检测模块串联电连接,其中,power1为电机驱动电源的输出端,drivevoltagedetection为所述电机驱动电源稳压检测模块的被测电压输出端;

所述控制电路电源模块包括控制电路反极性保护模块31和控制电路稳压滤波模块32,所述控制电路反极性保护模块置于所述控制电路稳压滤波模块的前端,所述控制电路反极性保护模块与所述控制电路稳压滤波模块串联电连接;

所述电机驱动电源反极性保护模块的输入端与所述控制电路反极性保护模块的输入端并联电连接;

所述电机驱动电源稳压检测模块的前端分别与第一桥式电机驱动模块221、高端电压驱动模块222和第二桥式电机驱动模块223电连接,所述第一桥式电机驱动模块与电撑杆电机2211电连接,所述高端电压驱动模块与尾门解锁电机2221电连接,所述第二桥式电机驱动模块与尾门自吸电机2231电连接;

所述控制电路稳压滤波模块的输出端分别与故障检测电路模块321、信号上拉电路模块322、对外led电路模块323、蜂鸣器电路模块324、eeprom电路模块325和高速can收发器326电连接。

所述电机驱动电源反极性保护模块包括输入滤波电容和场效应晶体管q1;

所述输入滤波电容包括第一输入滤波电容c1和第二输入滤波电容c2,所述第一输入滤波电容和第二输入滤波电容串联电连接并接地;

所述场效应晶体管的栅极与源极之间并联第一二极管d1,所述栅极串联第一分压电阻r1,所述第一分压电阻的一端接地,所述第一分压电阻的另一端与所述第一二极管电连接;

所述第一输入滤波电容与所述第二输入滤波电容的容值皆为100nf,所述第一分压电阻的阻值为2.2kω,所述场效应晶体管的型号为ipd70p04p4-09且由外部电源触发导通,所述外部电源的电压值为9v~16v。

所述电机驱动电源稳压检测模块包括储能滤波电容c3、第一双向二极管d2、第一高频滤波电容c4、第二分压电阻r2和第三分压电阻r3;

所述储能滤波电容与第一双向二极管并联电连接且接地,所述第一高频滤波电容与第三分压电阻并联电连接且接地,所述储能滤波电容和第一双向二极管的并联端与所述第一高频滤波电容和第三分压电阻的并联端之间串联所述第二分压电阻;

所述储能滤波电容的容值为1000μf,所述第一高频滤波电容的容值为10nf,所述第二分压电阻的阻值为1mω,所述第三分压电阻的阻值为200kω。

所述控制电路反极性保护模块包括旁路消振电容c5、第二二极管d3和第二双向二极管d4;

所述旁路消振电容的一端与所述第二二极管的阳极并联电连接,所述旁路消振电容的另一端接地,所述第二双向二极管的一端与所述第二二极管的阴极电连接,所述第二双向二极管的另一端接地;

所述旁路消振电容的容值为100nf。

如图6所示,所述控制电路稳压滤波模块包括控制电源检测模块327和控制电源输出模块328,所述控制电源检测模块与所述控制电源输出模块并联电连接,其中,vbat为控制电路电源,controlvoltagedetection为所述控制电源检测模块的被测电压输出端;

所述控制电源检测模块包括第四分压电阻r4、第五分压电阻r5和第二高频滤波电容c6,所述第五分压电阻和所述第二高频滤波电容并联电连接且并联端与所述第四分压电阻电连接;

所述控制电源输出模块包括型号为ncv4262的稳压芯片u1,所述稳压芯片的输入、输出端分别设有第一滤波电路和第二滤波电路。

所述第一滤波电路包括第一低频滤波电解电容c7、第三高频滤波电容c8和第四高频滤波电容c9,所述第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容并联电连接且接地;

所述第二滤波电路包括第五高频滤波电容c10、第六高频滤波电容c11和第二低频滤波电解电容c12,所述第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容并联电连接;

所述第一低频滤波电解电容的容值为220μf、所述第三高频滤波电容的容值为100nf,所述第四高频滤波电容的容值为10nf,所述第五高频滤波电容的容值为100nf,所述第六高频滤波电容的容值为10nf,所述第二低频滤波电解电容的容值为22μf。

还包括电源管理控制芯片4,所述电源管理控制芯片分别与电机驱动电源模块和控制电路电源模块电连接。

所述电机驱动电源模块的地线和所述控制电路电源模块的地线互相隔离、不接触。

所述供电电源模块的正常工作输出直流电压值为9v~16v,所述供电电源模块的正常工作电流为10a~30a,所述供电电源模块在ecu控制主板休眠状态下输出的静态直流电流值小于200μa。

本发明的工作过程和工作原理如下:

本发明的供电电源模块分两路电源给电机驱动电源模块和控制电路电源模块,实现电源分级控制管理,供电效率高,延长汽车的续航能力;本发明的电机驱动电源模块和控制电路电源模块的前端分别设有电机驱动电源反极性保护模块、控制电路反极性保护模块,其中由于驱动电源反极性保护模块内具有型号为ipd70p04p4-09的场效应晶体管、若干高频滤波电容和分压电阻,实现驱动电源正向输入导通,平稳输入电流与电压,增强高频率波能力,同时控制电路反极性保护模块具有二极管和双向二极管,对抗控制电源的波动,保证各控制模块运行时有足够的过载能力,提高设备可靠性,运行效率高;本发明的电机驱动电源模块和控制电路电源模块的后端分别设有电机驱动电源稳压检测模块、控制电路稳压滤波模块,其中电机驱动电源稳压检测模块选用大容量电容进行储能与低频滤波,能够平稳各工作电机运行的电流与电压,对抗供电电源带来的波动与冲击,同时保证驱动电机运行时有足够的负载与过载能力,在电机驱动电源稳压检测模块的后端具有高频滤波电容,实现电机驱动电源二次高频滤波,进一步平稳电机运行的电流与电压,控制电路稳压滤波模块包括控制电源检测模块和控制电源输出模块,所述控制电源输出模块具有型号为ncv4262的稳压芯片,稳压芯片的输入、输出端分别设有第一滤波电路和第二滤波电路,所述第一滤波电路包括第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容,所述第一低频滤波电解电容、第三高频滤波电容和第四高频滤波电容并联电连接且接地,实现电源输入端高、低频滤波;所述第二滤波电路包括第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容,所述第五高频滤波电容、第六高频滤波电容和第二低频滤波电解电容并联电连接,进一步抑制高、低频,实现滤波功效,最终实现电流与电压平稳输出;本发明的电机驱动电源模块具有电机驱动电源稳压检测模块,电机驱动电源稳压检测模块的输出端分别与第一桥式电机驱动模块、高端电压驱动模块和第二桥式电机驱动模块电连接,所述第一桥式电机驱动模块与电撑杆电机电连接,所述高端电压驱动模块与尾门解锁电机电连接,所述第二桥式电机驱动模块与尾门自吸电机电连接,提高电机驱动电源模块的高载流能力,能够承受过大的工作电流,并保证整个系统持续稳定工作;本发明的电机驱动电源模块的地线和所述控制电路电源模块的地线互相隔离、不接触,抗电磁干扰强,增强电流与电压输出的稳定性。

控制主板上的供电电源模块分两路分别给电机驱动电源模块和控制电路电源模块提供30a直流电流、10a直流电流,30a直流电流经过电机驱动电源反极性保护模块和电机驱动电源稳压检测模块,对电机驱动电源的输入端、输出端进行反极性保护和高、低频滤波处理,输送平稳电源至电撑杆电机、尾门解锁电机和尾门自吸电机,10a直流电流经过控制电路反极性保护模块和控制电路稳压滤波模块,对控制电源的输入、输出端进行储能滤波和谐波抑制,确保控制电源能够有效平稳的供给故障检测电路模块、信号上拉电路模块、对外led电路模块、蜂鸣器电路模块、eeprom电路模块和高速can收发器。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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