配电输出控制电路及车辆的制作方法

1.本技术涉及车载数字配电盒技术领域，具体涉及配电输出控制电路及车辆。


背景技术：

2.汽车配电盒也叫汽车保险丝盒，传统的汽车配电盒是由保险丝和继电器组成多路配电输出，集中在一个能阻燃的塑料制成的控制盒中。它是汽车电路的保护装置，当各路输出电流超过对应保险片的防护电流时，会熔断保险片起到过流或短路保护的作用。
3.一辆汽车通常会有一个或多个保险丝盒，负责汽车各电器的用电安全保护，如用于ecu、汽车灯光、喇叭、abs、雨刮器、车窗升降器、点烟器、电动座椅、监控系统、仪表、车身模块、灭火器、门泵电源、胎压系统等各路的保护。
4.但是，传统的汽车配电盒具有几个缺点：1.过流或短路保护的保护时间过长，是以秒计的防护时间，会引起电路线路的温度过高，对整车是个安全隐患；2.配电盒有常火电，on档电，acc档电等配电输出模式，配电输出模式定型后改变控制逻辑不方便；3.改变防护电流大小不方便，需要打开配电盒，手动更换不同的保险片；4.保险片保护是一次性的，保险片熔断后需要人为更换新的保险片；5.配电盒中的继电器存在机械寿命。
5.因此，研发出了汽车数字配电盒，其通常由电子功率管和mcu等电子线路组成，但是现有的数字汽车配电盒其mcu为常电配电，长期处于工作状态下，容易导致程序出错、宕机等问题。


技术实现要素：

6.本技术的一个目的在于提供一种配电输出控制电路，实现防护快速、便于使用、并且主控模块运行稳定、使用寿命久。
7.本技术的再一个目的在于提供一种使用上述配电输出控制电路的车辆。
8.为达到本技术的目的之一，本技术采用的技术方案为，配电输出控制电路包括：
9.主控模块，所述主控模块适于接收电源档位信号以判断配电输出逻辑，并发送一控制信号；
10.功率控制模块，所述功率控制模块适于按照所述控制信号接通或断开负载；
11.检测模块，所述检测模块与所述功率控制模块及所述主控模块连接，所述检测模块适于检测所述功率控制模块的工作状态，并将检测信息反馈至所述主控模块，所述主控模块适于根据所述检测信息及所述电源档位信号发送所述控制信号；
12.复位模块，所述复位模块与所述主控模块的复位引脚连接，所述复位模块适于在所述电源档位信号发生改变时复位所述主控模块。
13.作为优选的，所述复位模块包括第一开关，所述第一开关一侧与所述复位引脚连接，另一侧接地或接电源，所述主控模块的第一输出引脚适于控制所述第一开关的通断，以拉低或抬高所述复位引脚的电压使所述主控模块复位。
14.作为优选的，配电输出控制电路还包括锁存模块，所述功率控制模块通过所述锁
存模块与所述主控模块连接。
15.进一步优选的，所述锁存模块包括使能控制端、输入端和输出端，所述使能控制端与所述主控模块的一输出引脚连接并通过第四电阻接地，所述输入端与所述主控模块的另一输出引脚连接并通过第五电阻接地；所述锁存模块为多路输出的锁存器芯片。
16.作为优选的，所述主控模块为mcu，所述主控模块包括通讯接口。
17.为达到本技术的又一目的，本技术采用的技术方案为：车辆，其使用上述的配电输出控制电路。
18.与现有技术相比，本技术的有益效果在于：(1)复位模块适于在电源档位信号发生改变时复位所述主控模块，即，车辆档位切换时，如从常火配电切换至acc档配电时，主控模块会进行一次复位，重新初始化，从而避免了主控模块长期工作在常电下导致的程序出错及宕机，使得主控模块能长时间的安全可靠运行；(2)功率控制模块作为开关，检测模块实时检测功率控制模块工作状态，能够及时发现是否有短路、过流等电路故障并瞬时关闭功率控制模块，断开负载的电连接，做到快速防护；相比传统的使用继电器和保险片的方式，防护过后不必更换零部件，并且通过设置主控模块的内部程序还能更改配电输出逻辑，更便于使用；相比继电器的机械寿命，本技术中各模块的使用寿命更久。
附图说明
19.图1为本技术一实施例中配电输出控制电路的结构示意图；
20.图中：10、主控模块；20、功率控制模块；30、检测模块；40、复位模块；50、锁存模块。
具体实施方式
21.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
22.在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。
23.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
24.本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.图1中vb为蓄电池电，或汽车发动后的电，或汽车高压电降压后的dcdc电，vcc为主控模块的工作电压，一般为5v或3.3v，u1为mcu，u2为锁存器，out0为一路输出，后方连接负载，in0-inn为主控模块的输入信号，输入信号包括电源档位信号，还包括通讯接口接收的信息，st0-stn示意检测信息，con0示意控制信号。
26.本技术提供一种配电输出控制电路，如图1所示，配电输出控制电路包括：
27.主控模块10，主控模块10适于接收电源档位信号以判断配电输出逻辑，并发送一控制信号；
28.功率控制模块20，功率控制模块20适于按照控制信号接通或断开负载；
29.检测模块30，检测模块30与功率控制模块20及主控模块10连接，检测模块30适于检测功率控制模块20的工作状态，并将检测信息反馈至主控模块10，主控模块10适于根据检测信息及电源档位信号发送控制信号；
30.复位模块40，复位模块40与主控模块10的复位引脚rest连接，复位模块40适于在电源档位信号发生改变时复位主控模块10。
31.与现有技术相比，本实施例中，复位模块40适于在电源档位信号发生改变时复位主控模块10，即，车辆档位切换时，如从常火配电切换至acc档配电时，主控模块10会进行一次复位，重新初始化，从而避免了主控模块10长期工作在常电下导致的程序出错及宕机，使得主控模块10能长时间的安全可靠运行；(2)功率控制模块20作为开关，检测模块30实时检测功率控制模块20工作状态，能够及时发现是否有短路、过流等电路故障并瞬时关闭功率控制模块20，断开负载的电连接，做到快速防护，保证各个汽车电器的安全和整车的安全；相比传统的使用继电器和保险片的方式，防护过后不必更换零部件，并且通过设置主控模块10的内部程序还能更改配电输出逻辑，更便于使用；相比继电器的机械寿命，本技术中各模块的使用寿命更久。
32.能够理解的是，配电输出逻辑至少包括常电配电和on档配电。其中常电配电为：只要有蓄电池电，就输出电，主控模块10即采用常电配电。on档配电为：在on档条件下，部分负载接电，一般是给车内所有电器供电。配电输出逻辑还可以包括acc档配电和其他输出逻辑，acc档配电，指在acc档条件时，部分负载接电，一般是给车内部分电器供电，能用以判断用户是否还在使用汽车。
33.对于不同的档位条件，主控模块10执行不同的配电输出逻辑，通过控制信号打开某个或某些功率控制模块20，为对应的负载供电。本实施例中，对每个功率控制模块20都应设有至少一个对应的检测模块30。
34.更具体的，本实施例中，检测模块30包括温度检测模块和电流检测模块，检测信息包括温度参数st0和电流参数st1。
35.本实施例中的配电输出控制电路安装在汽车数字配电盒内，可以采用铝外壳封装，铝外壳相比传统的阻燃塑料外壳能更好的阻燃。
36.更具体的，主控模块10为mcu，主控模块10包括通讯接口。通讯接口可以为can接口。通过通讯接口可以实现：1.对外广播当前的配电输出逻辑、对应功率控制模块20的检测信息等；2.能对主控模块10通过接口配置参数，设置允许功率控制模块20工作的最大电流、最高温度，设置主控模块10的执行逻辑及计算参数。能够满足不同车厂配电盒的不同需求，通用性强。能够理解的是，设置允许功率控制模块20工作的最大电流不能大于功率控制模块20内部采用的功率管的允许输出电流的最大值。
37.作为优选的，复位模块40包括第一开关t1，第一开关t1一侧与复位引脚rest连接，另一侧接地或接电源，主控模块10的第一输出引脚适于控制第一开关t1的通断，以拉低或抬高复位引脚rest的电压使主控模块10复位。
38.更具体的，本实施例中主控模块10低电平复位，第一开关t1采用npn型三极管，其
基极与第一输出引脚连接，发射极接地，集电极接复位引脚rest，复位模块40还包括第三电阻r3和第一电容c1，第三电阻r3一端连接电源，另一端连接第一电容c1及复位引脚rest，第一电容c1接地。第一输出引脚输出低电平时，第一开关t1截止，第三电阻r3和第一电容c1构成rc复位电路；第一输出引脚输出高电平时，经第二电阻r2和第一电阻r1分压后，导通第一开关t1，使复位引脚rest接地，主控模块10复位。复位模块40结构简单，使用成本低。
39.作为改进的，考虑到主控模块10复位一般需要几毫秒到几百毫秒的时间，在这段时间内功率控制模块20将失去配电控制，造成负载一瞬断电，会产生极大的安全隐患，本技术在配电输出控制电路中加入锁存模块50，功率控制模块20通过锁存模块50与主控模块10连接。锁存模块50用于锁存主控模块10复位前的控制信号，使得单片机复位过程中，锁存模块50得以输出锁存的控制信号，单片机复位过程中，各功率控制模块20得以保持工作状态不变。
40.更具体的，锁存模块50包括使能控制端le、输入端d0和输出端q0，使能控制端le与主控模块10的一输出引脚连接并通过第四电阻r4接地，输入端d0与主控模块10的另一输出引脚连接并通过第五电阻r5接地。
41.当使能控制端le为高电平时，输出端q0输出与输入端d0的输入一致，当使能控制端le为低电平时，输出端q0输出保持上一次输出不变。主控模块10复位时，使能控制端le为低电平，输出端q0能维持输出复位前的控制信号。
42.其中，第四电阻r4、第五电阻r5分别接地，能帮助使能控制端le或输入端d0的高电平更快的转换为低电平，起到卸荷、提高电路执行速度的作用。
43.进一步的，锁存模块50为多路输出的锁存器芯片。多个功率控制模块20可共用一个锁存器芯片，降低电路成本。
44.锁存模块50为单纯的锁存器芯片，或带有锁存功能的移位寄存器，或其他带有数据锁存功能的芯片。具体可以选择74hc573、74hc373、74hc595等。
45.本技术还能提供一种配电输出控制方法，其可应用于上述的配电输出控制电路，包括如下步骤：
46.s1、主控模块10接收电源档位信号并判断配电输出逻辑；
47.s2、主控模块10根据配电输出逻辑产生一控制信号；
48.s3、功率控制模块20根据控制信号接通或断开对应负载；
49.s4、主控模块10检测电源档位信号是否改变，如是，则复位模块40复位主控模块10，主控模块10更新控制信号，功率控制模块20根据更新后的控制信号工作。
50.档位切换时，主控模块10会进行一次复位，重新初始化，从而避免了主控模块10长期工作在常电下导致的程序出错及宕机，使得主控模块10能长时间的安全可靠运行。
51.作为优选的，s2步骤与s3步骤之间还包括如下步骤：
52.s21、检测模块30检测功率控制模块20的工作状态，并将检测信息反馈至主控模块10，检测信息包括功率控制模块20的输出电流和/或工作温度；
53.s22、主控模块10根据检测信息进行判断，如当前出现电路故障时，则调整控制信号使功率控制模块20断开负载，如当前处于正常工况或恢复正常工况，则保持当前控制信号不变，直至电源档位信号改变后更新控制信号。
54.检测模块30包括电流检测单元和/或温度检测单元，通过电流检测、温度检测等方
式将检测信息反馈至主控模块10，主控模块10能够根据预设的执行逻辑及计算参数，快速判断出是否有短路、过流等电路故障，并瞬时关闭功率控制模块20，断开负载的电连接，做到快速防护。
55.如当前处于恢复正常工况，则保持当前控制信号不变，以功率控制模块20工作温度过高为例，检测模块30将功率控制模块20的工作温度反馈至主控模块10，主控模块10根据预设的计算参数判断工作温度过高，发送控制信号关闭该功率控制模块20，此后检测模块30继续检测功率控制模块20，功率控制模块20降温后，主控模块10判断当前处于恢复正常工况，但仍保持当前控制信号不变继续关闭该功率控制模块20，除非电源档位信号改变导致的控制信号更新。
56.这相当于将发生过电路故障的部分电器锁定在断电状态，除非换挡后重新切入该档位，才能解除锁定，恢复这部分电器的供电。这么做一是避免了电路故障未真正排除前，主控模块10恢复对故障部分的供电，产生安全隐患甚至引发并发故障，二是档位切换时主控模块10经过复位重启，能使整个配电输出电路工作状态更稳定，提升抗干扰能力。
57.进一步优选的，s4步骤中，如电源档位信号改变，则具体包括步骤：
58.s41、主控模块10控制锁存模块50锁存当前控制信号；
59.s42、锁存模块50输出锁存的控制信号至功率控制模块20，同时，主控模块10控制复位模块40使主控模块10复位；
60.s43、主控模块10复位后，根据电源档位信号及检测信息更新控制信号，并控制锁存模块50将更新后的控制信号输出至功率控制模块20；
61.s44、功率控制模块20根据控制信号调整对应负载的通断。
62.通过主控模块10调整锁存控制信号和复位的先后顺序，确保复位开始前控制信号能被成功锁存，锁存模块50的输出端q0输出稳定。
63.进一步优选的，主控模块10控制复位模块40使主控模块10复位具体包括步骤：主控模块10的第一输出引脚输出高电压使第一开关t1导通，第一开关t1拉低主控模块10的复位引脚rest的电压，使主控模块10复位。控制方式简单。
64.本技术还能提供车辆，其使用上述的配电输出控制电路或配电输出控制方法。
65.以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。