专利名称：一种车载系统上下电的控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及车载系统电源控制，具体涉及一种可由钥匙信号控制上电，车载系统程序控 制下电的控制装置及控制方法。
背景技术：
某些车载系统的上电过程要求通过钥匙信号控制就能完成，而当钥匙信号要求下电时， 车载系统要求不能立即下电，比如需要保存程序运行的一些数据到EEPR0M中，或者需要运 行在关机瞬间执行一次的程序，这就需要在执行这些程序完成后才能由程序控制切断电源， 现有车载系统一般在钥匙信号要求下电后，马上切断电源或进入休眠状态，无法实现由程序 控制彻底切断电源。中国专利200710025620.0 "实现汽车混合动力控制器休眠状态的电源 装置"，以汽车钥匙信号作为输入，控制电源变压器的各次级绕组输出端，当钥匙信号关断 时，车载系统马上进入休眠状态，无法实现由车载系统程序控制下电时间和彻底切断电源。 发明内容本发明的目的是克服现有车载系统当钥匙信号关断时，车载系统立刻休眠或断电，无法 实现由车载系统程序控制下电时间和彻底切断电源的缺点，提出一种车载系统控制上下电的 装置及方法。本发明能够实现由钥匙信号控制车载系统上电，当钥匙信号关闭后，车载系统 执行下电程序，最后程序控制系统下电的功能。本发明结构简单，性能可靠。本发明上电下电控制电路是复用并行电路，具体可分成钥匙信号控制电路部分和程序信 号控制电路部分。钥匙信号控制电路部分的第一场效应管和程序信号控制电路部分的第二场 效应管的源极引脚并联接到车载电瓶负端12VGND，漏极引脚并联接到车载系统电源模块的负 端输入引脚2-Vin;分别通过车辆钥匙信号和程序控制I/O信号控制第一场效应管和第二场 效应管的栅极，从而达到控制车载系统电源模块的负端输入与车载电瓶负端12VGND的通断 的目的，实现车载系统的上下电控制要求。钥匙信号控制电路的功能是根据车辆钥匙信号的电平高低控制第一场效应管的通断，实 现车载系统可由车辆钥匙信号控制上电的功能，钥匙信号控制电路包括钥匙信号分压电阻、 第一场效应管和滤波电容，分压电阻的取值可根据钥匙信号电平与场效应管开启和关闭电压 要求选定，滤波电容的容值可根据钥匙信号的干扰源来选定，以取得不同的滤波效果。程序信号控制电路的功能是检测车辆钥匙信号，由程序控制的I/0端口,输出高低电平控制第二场效应管的通断。程序信号控制电路包括i/o信号隔离光耦和限流电阻、隔离光耦输出信号分压电阻、第二场效应管和滤波电容，分压电阻的取值根据隔离光耦输出电压与第 二场效应管开启和关闭电压要求选定，滤波电容的取值可根据隔离光耦输出信号的干扰源来 选定，以取得不同的滤波效果。上电下电程序控制逻辑包括钥匙信号为高电平时，钥匙信号经分压电阻和分压电阻分 压后控制第一场效应管的栅极，达到第一场效应管的开启电压后使其源极与漏极导通，这样 车载电瓶的负端12VGND与电源模块的负端输入引脚2-Vin接通，上电成功，程序开始运行； 程序信号控制电路部分的I/O管脚POWER由程序默认初始化为低电平，此时隔离光耦导通， 第二场效应管的栅极控制线路接通，车载电瓶正端+12VP经分压电阻和分压电阻分压后达到 第二场效应管的开启电压，使第二场效应管导通；当钥匙信号为低电平时，钥匙信号控制第 一场效应管的栅极，达到第一场效应管截至电压后，使第一场效应管源极与漏极断开；程序 定时检测到钥匙信号为低电平时，运行关机程序完成后，由程序信号控制电路部分的i/o管 脚POWER输出高电平信号，隔离光耦截至，第二场效应管的栅极控制线路被断开，达到第二 场效应管截至电压后，第二场效应管源极与漏极关断，车载系统电源模块的负端输入引脚 2-Vin和车载电瓶负端12VGND连接被切断，完成下电过程。
以下结合附图及具体实施方式
进一步说明本发明。
图1上电下电控制电路原理图； 图2上下电控制过程逻辑框图。
具体实施方式
图1是本发明的上电下电控制电路原理图。如图1所示，该控制电路是上电下电复用电 路，分为钥匙信号控制电路部分和程序信号控制电路部分。这两部分电路是并联关系，第一 场效应管Q4为钥匙信号控制电路部分的场效应管，第二场效应管Q5为程序信号控制电路部 分的场效应管，第一场效应管Q4和第二场效应管Q5的源极引脚并联接到车载电瓶负端 12VGND，漏极引脚并联接到车载系统电源模块U1的负端输入引脚2-Vin。钥匙信号控制电路部分的具体连接方式是钥匙信号KL15连接分压电阻R69的输入， 分压电阻R69的输出连接第一场效应管Q4的栅极输入，第一场效应管Q4的源极引脚连接车 载电瓶负端12VGND，第一场效应管Q4的漏极输出连接车载电源模块Ul的电压负端输入引脚 2-Vin，滤波电容C78、分压电阻R70并联在分压电阻R69的输出与负端12VGND之间。滤波 电容C78的容值可根据钥匙信号KL15的干扰源来选定，以取得不同的滤波效果。分压电阻R69和分压电阻R70的其阻值可根据KL15信号的电压值和第一场效应會Q4的开启与关闭电 压值选取。程序信号控制电路部分的具体连接方式是程序信号控制电路的I/O管脚POWER连接限 流电阻R74的输入，限流电阻R74的输出连接隔离光耦U33的发光二极管的负端，隔离光耦 U33的发光二极管正端引脚连接车载系统电源VCC，隔离光耦U33的输出三极管基极经过分 压电阻R72串接到车载电瓶正端+12VP，隔离光耦U33的输出三极管射极连接第二场效应管 Q5的栅极输入，第二场效应管Q5的源极引脚连接车载电瓶负端12VGND，第二场效应管Q5 的漏极输出连接车载电源模块U1的电压负端输入引脚2-Vin，滤波电容C82、分压电阻R73 并联在隔离光耦U33的输出三极管射极输出与车载电瓶负端12VGND之间。滤波电容C82的 容值可根据隔离光耦输出信号干扰程度来选定，以取得不同的滤波效果。分压电阻R72和R73 的阻值可根据隔离光耦U33输出电压和第二场效应管Q5的开启与关闭电压值选取。图2是上下电控制逻辑框图。如图2所示，上电下电程序控制逻辑包括上电逻辑和下电 逻辑两部分。由钥匙信号KL15控制车载系统上电，当钥匙信号KL15关闭后，车载系统执行 下电程序，最后系统程序控制系统下电。此控制过程包括以下步骤A、上电控制由钥匙信 号KL15控制第一场效应管Q4导通；B、上电成功后，第二场效应管Q5由程序控制导通，实 现并行上电通路；C、钥匙信号KL15下电控制第一场效应管Q4断开；D、程序检测钥匙断开 信号，运行下电程序完成后，控制第二场效应管Q5断开，切断车载系统电源。上电逻辑是当钥匙信号KL15为高电平时，经分压电阻R69和分压电阻R70分压后控制 第一场效应管Q4的栅极，达到场效应管的开启电压后使其源极与漏极导通，这样车载电瓶 的负端12VGND与电源模块U1的负端输入引脚2-Vin接通，上电成功，程序开始运行，程序 信号控制电路的I/O管脚POWER由程序默认初始化为低电平，此时隔离光耦U33导通，第二 场效应管Q5的栅极控制线路接通，车载电瓶正端+12VP信号经分压电阻R72和分压电阻R73 分压后达到第二场效应管Q5的开启电压使其导通。下电逻辑是当钥匙信号KL15为低电平时，该信号控制第一场效应管Q4的栅极，达到其 截至电压后使其源极与漏极断开。程序定时检测到钥匙信号KL15为低时，运行关机程序完 成后，控制I/O管脚POWER输出高电平信号，隔离光耦U33截至，第二场效应管Q5的栅极 控制线路被断开，达到其截至电压后源极与漏极关断，电源模块的负端输入引脚2-Vin和车 载电瓶的负端12VGND连接被彻底切断，从而完成下电过程。
权利要求
1、一种车载系统上下电的控制装置，其特征在于该装置包括钥匙信号控制电路部分和程序信号控制电路部分；钥匙信号控制电路部分的第一场效应管(Q4)和程序信号控制电路部分的第二场效应管(Q5)的源极引脚并联接到车载电瓶负端12VGND，漏极引脚并联接到车载系统电源模块(U1)的负端输入引脚2-Vin；第一场效应管(Q4)和第二场效应管(Q5)控制车载系统电源模块(U1)的负端输入与车载电瓶负端12VGND的通断。
2、 根据权利要求l所述的车载系统上下电控制装置，其特征在于钥匙信号控制电路中 钥匙信号KL15连接分压电阻(R69)的输入，分压电阻(R69)的输出连接第一场效应管(Q4) 的栅极输入，第一场效应管(Q4)的源极引脚连接车载电瓶负端12VGND，第一场效应管(Q4) 的漏极输出连接车载电源模块Ul的电压负端输入引脚2-Vin，滤波电容(C78)、分压电阻(R70)并联在分压电阻(R69)的输出与负端12VGND之间。
3、 根据权利要求l所述的车载系统上下电控制装置，其特征在于程序信号控制电路中 I/O管脚POWER连接限流电阻(R74)的输入，限流电阻(R74)的输出连接隔离光耦(U33) 的发光二极管的负端，隔离光耦(U33)的发光二极管正端引脚连接车载系统电源(VCC)， 隔离光耦(U33)的输出三极管基极经过分压电阻(R72)串接到车载电瓶正端+12VP,隔离 光耦(U33)的输出三极管射极连接第二场效应管(Q5)的栅极输入，第二场效应管(Q5) 的源极引脚连接车载电瓶负端12VGND，第二场效应管(Q5)的漏极输出连接车载电源模块(U1) 的电压负端输入引脚2-Vin，滤波电容(C82)、分压电阻(R73)并联在隔离光耦(U33)的 输出三极管射极输出与车载电瓶负端12VGND之间。
4、 控制权利要求1所述的车载系统上下电控制装置的方法，其特征在于当钥匙信号KL15 为高电平时，钥匙信号KL15经分压电阻(R69)和分压电阻(R70)分压后控制第一场效应 管(Q4)的栅极，达到第一场效应管(Q4)的开启电压后使其源极与漏极导通，这样车载电 瓶的负端12VGND与电源模块(Ul)的负端输入引脚2-Vin接通，上电成功，程序开始运行； 程序信号控制电路部分的I/O管脚POWER由程序默认初始化为低电平，此时隔离光耦(U33) 导通，第二场效应管(Q5)的栅极控制线路接通，车载电瓶正端+I2VP经分压电阻(R72)和 分压电阻(R73)分压后达到第二场效应管(Q5)的开启电压，使第二场效应管(Q5)导通； 当钥匙信号KL15为低电平时，钥匙信号KL15控制第一场效应管(Q4)的栅极，达到第一场 效应管(Q4)截至电压后，使第一场效应管(Q4)源极与漏极断开；程序定时检测到钥匙信 号KL15为低电平时，运行关机程序完成后，控制程序信号控制电路部分的V0管脚POWER 输出高电平信号，隔离光耦(U33)截至，第二场效应管(Q5)的栅极控制线路被断开，达 到第二场效应管(Q5)截至电压后，第二场效应管(Q5)源极与漏极关断，车载系统电源模 块(m)的负端输入引脚2-Vin和车载电瓶负端12VGND连接被切断，完成下电过程。
全文摘要
一种车载系统上下电的控制装置，包括钥匙信号控制电路部分和程序信号控制电路部分；钥匙信号控制电路部分的第一场效应管(Q4)和程序信号控制电路部分的第二场效应管(Q5)的源极引脚并联接到车载电瓶负端12VGND，漏极引脚并联接到车载系统电源模块(U1)的负端输入引脚2-Vin；第一场效应管(Q4)和第二场效应管(Q5)控制车载系统电源模块(U1)的负端输入与车载电瓶负端12VGND的通断。本发明控制方法是由钥匙信号控制第一场效应管(Q4)导通实现车载系统上电。钥匙信号下电控制第一场效应管(Q4)断开；当钥匙信号关闭，车载系统执行下电程序，控制第二场效应管(Q5)断开，切断系统电源。
文档编号H02J7/00GK101330222SQ20081011762
公开日2008年12月24日 申请日期2008年8月1日 优先权日2008年8月1日
发明者廖承林, 徐冬平, 健 杨, 王丽芳 申请人:中国科学院电工研究所