基于北斗导航系统的车载智能终端的制作方法

文档序号:15926699发布日期:2018-11-14 01:13阅读:190来源:国知局

本发明涉及汽车用车载智能终端技术领域,尤其涉及一种基于北斗导航系统的车载智能终端。

背景技术

新能源汽车作为当今汽车领域的主要发展方向。随着电子技术的发展,对智能车载终端控制器用电源的管理要求越来越高,该电源管理的设计主要考虑两个方面,一个是保障控制器的静态功耗非常低,一个是保障控制器正常工作时候的用电效率非常高。根据整车静态功耗的设计标准,每一个控制器在不工作的情况下,都要进入休眠或者超低功耗模式,这样可以保障车辆低压电瓶(通常为12v)的使用寿命。同时考虑到现在纯电动新能源车的低压控制器的电来自高压电池包,而高压电池包的电量是一定的,所以纯电动新能源汽车上每一个控制器在设计的时候,一定要保障控制器在正常工作时的用电效率问题。而现有的车载终端控制器的电源系统要么是控制器的静态功耗较高,要么是控制器的正常工作时候的用电效率不是很高,不能够很好的同时满足上述两方面的要求。

同时,对车载通讯装置(如tbox装置)的供电电源的可靠性要求越来越高,因为车载通讯装置需要持续供电,用于输出车辆位置信息、监测控制信息,车载通讯装置都要求不间断供电,大部分不间断供电系统都由一个车载主电源和一个备用电源组成,在车载主电源掉电后,电子设备在备用电池电源供电下仍然能够正常工作。车载主电源与备用电源之间的切换技术广泛应用于双电源供电应用场景中。传统的电源切换方案利用二极管的单相导通特性切换车载主电源和备用电源供电,但是二极管的正向导通压降和正向导通电阻使得其工作效率较低,并且由于增加了二极管造成了应用成本的增加。

此外,can总线由于其高性能和可靠性,被广泛应用于工业自动化、船舶、医疗设备等方面。尤其在汽车电子领域,can总线往往被用作与安全直接相关的动力系统网络中。然而,信号在高速传输过程中,存在大量的干扰信号和静电干扰,給后期的信号处理带来了极大的麻烦。现有的can解析电路的抗干扰性能差,容错能力严重不足,对信号在高速传输的安全性和可靠性带来了极大的影响。

因此,为了解决上述问题,急需发明一种新的基于北斗导航系统的车载智能终端。



技术实现要素:

本发明的目的在于:提供一种基于北斗导航系统的车载智能终端,实现车载终端的静态功耗非常低,同时保障控制器正常工作时候的用电效率非常高。

本发明提供了下述方案:

一种基于北斗导航系统的车载智能终端,包括具有自动切换车载主电源和备用电源功能的终端电源、具有高效电源转换效率的电源管理模块和中央控制器,所述终端电源、所述电源管理模块和所述中央控制器通过供电线依次电连接,所述中央控制器通过信号线与所述电源管理模块的使能信号端电连接;所述电源管理模块通过供电线分别与运动感测模块、北斗导航模块、无线通讯模块和具有解析功能的can端口模块电连接,所述运动感测模块、所述北斗导航模块、所述无线通讯模块和所述can端口模块通过信号线分别与所述中央控制器电连接。

优选地,所述电源管理模块包括dcdc电源转换电路、第一电源转换电路和第二电源转换电路,所述dcdc电源转换电路的电源输入端与所述终端电源通过供电线电连接,所述第一电源转换电路和所述第二电源转换电路分别与所述dcdc电源转换电路的转换电源输出端电连接,所述第一电源转换电路的驱动电流阈值大于所述第二电源转换电路的驱动电流阈值;所述第一转换电路的输出端通过供电线与所述无线通讯模块的4g模块电连接,所述第二电源转换电路的输出端通过供电线分别与所述运动感测模块、所述北斗导航模块、所述无线通讯模块的蓝牙模块、所述中央控制器和所述can端口模块电连接。

优选地,所述dcdc电源转换电路dcdc电源转换芯片,所述dcdc电源转换芯片的电源输入端与所述终端电源连接,所述dcdc电源转换芯片的使能端与所述中央控制器连接,所述dcdc电源转换芯片的转换输出端与电感的一端连接,所述电感l的另一端与所述转换电源输出端连接。

优选地,所述第一电源转换电路包括大电流电源转换芯片,所述大电流电源转换芯片的电源输入端与所述转换电源输出端连接,所述大电流电源转换芯片的输出端与所述无线通讯模块的4g模块连接,所述大电流电源转换芯片的使能端与第六电阻的一端连接,所述第六电阻的另一端与所述中央控制器连接。

优选地,所述第二电源转换电路包括小电流电源转换芯片,所述小电流电源转换芯片的电源输入端与所述转换电源输出端连接,所述小电流电源转换芯片的输出端通过供电线分别与所述运动感测模块、所述北斗导航模块、所述无线通讯模块的蓝牙模块、所述中央控制器和所述can端口模块电连接。

优选地,所述终端电源包括车载主电源、备用电源和自动切换电路,所述车载主电源和所述备用电源通过供电线分别与所述自动切换电路电连接,所述自动切换电路的输出端通过供电线与所述dcdc电源转换电路的电源输入端电连接。

优选地,所述自动切换电路包括第二百零一三极管、第二百零二三极管和第二百零三三极管;

所述第二百零一三极管的第一输出端与电量输出端连接,所述第二百零一三极管的第二输出端与所述第二百零二三极管的第一输出端连接,所述第二百零一三极管的输入端和所述第二百零一三极管的第二输出端之间连接有第二百零一电阻;所述电量输出端与所述dcdc电源转换电路的电源输入端电连接;

所述第二百零二三极管的输入端与所述第二百零三三极管的第一输出端连接,所述第二百零二三极管的第二输出端接地,所述第二百零二三极管的输入端和所述第二百零二三极管的第二输出端之间连接有第二百零五电阻;

所述第二百零三三极管的第二输出端接地,所述第二百零三三极管的输入端和所述第二百零三三极管的第二输出端之间连接有第二百零七电阻;

所述第二百零一三极管的输入端和所述第二百零三三极管的第一输出端之间串联备用电源;所述第二百零一三极管的第一输出端和所述第二百零三三极管的输入端之间串联车载主电源。

优选地,所述can端口模块包括can解析电路,所述can解析电路通过供电线与所述第二电源转换电路的输出端电连接,所述can解析电路通过信号线与所述中央控制器电连接。

优选地,所述can解析电路包括can收发器和共模电感器;

所述can收发器设置有用于向中央控制器发送can参数信号的发射端和用于接收中央处理器发来的控制信号的接收端;还设置有高电压端和低电压端;

所述共模电感器包括呈共模感应设置的第三百零一电感和第三百零二电感;其中,所述第三百零一电感的第一端与所述高电压端连接,所述第三百零一电感的第二端用于与can总线的高压信号线连接;所述第三百零二电感的第一端与所述低电压端连接,所述第三百零二电感的第二端用于与can总线的低压信号线连接。

优选地,所述can解析电路还包括防静电保护二极管单元,所述防静电保护二极管单元的第一端与所述第三百零二电感的第二端连接,所述防静电保护二极管单元的第二端与所述第三百零一电感的第二端连接,所述防静电保护二极管单元的第三端接地。

本发明产生的有益效果:

1、本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,当所述中央控制器不输出使能信号时,电源管理模块中只有dcdc电源转换电路带电,整个电路的静态电流与dcdc电源转换电路的静态电流基本相同,因为dcdc电源转换电路的静态电流非常小,完全能够满足车载终端控制器对静态电流的要求,解决了控制器静态功耗比较高的问题;当所述中央控制器输出使能信号时,dcdc电源转换电路开始工作,电源管理模块中的第一电源转换电路、第二电源转换电路和第五电源转换电路开始工作,由于dcdc电源转换芯片的开关频率非常高,进而其电源转换效率也非常高,即使第一电源转换电路、第二电源转换电路和第五电源转换电路的电源转换效率比较低,综合效率能达到最优均衡,既能够保障应用元器件对纹波的干扰,又节省了成本。

2、所述第一电源转换电路包括大电流电源转换芯片,所述大电流电源转换芯片的电源输入端10与所述转换电源输出端连接,所述大电流电源转换芯片的输出端11与第一用电单元连接,所述大电流电源转换芯片的使能端12与第六电阻r6的一端连接,所述第六电阻的另一端与所述中央控制器连接;通过所述中央控制器对大电流电源转换芯片的使能控制,进一步减少了第一用电单元对纹波的干扰,解决了某些元器件对电源纹波敏感的问题。

3、所述大电流电源转换芯片、所述小电流电源转换芯片和所述第二小电流电源转换芯片均采用汽车级电源芯片,解决了终端电源管理稳定性的问题。

4、通过第二百零一三极管q201、第二百零二三极管q202和第二百零三三极管q203构成的自动切换电路,实现车载通讯装置用电源的电量输出端的供电电源在备用电源和车载主电源之间的无缝切换,解决了车载通讯装置的不间断供电问题以及两套供电系统切换的难题,不需要单片机等mcu控制,根据外界条件的不同实现自动切换,电路结构简单,设计灵巧,成本低廉,性能稳定,能够根据不同环境进行微调。

5、所述第二百零一三极管q201的第一输出端通过第二百二极管d200与车载主电源连接,所述第二百零三三极管q203的第一输出端通过第二百零三电阻r203与备用电源连接,所述第二百零三三极管q203的输入端通过第二百零六电阻r6与车载主电源连接,所述第二百零一三极管q201的第二输出端通过第二百零二电阻r202与所述第二百零二三极管q202的第一输出端连接;所述第二百零二三极管q202的输入端通过第二百零四电阻r204与所述第二百零三三极管q203的第一输出端连接;通过设置多个不同的分压电阻,能够实现供电电源切换速度的调控,实现电路的可控性;

6、所述自动切换电路还包括第二百零一电容c201、第二百零二电容c202和第二百零三电容c203,所述第二百零三电容c203的第一电容板与所述第二百零六电阻r206和所述第二百零七电阻r7的公共连接点连接,所述第二百零三电容c203的第二电容板接地;所述第二百零一电容c201的第一电容板与所述第二百零一三极管q201的第一输出端连接,所述第二百零一电容c201的第二电容板接地;所述第二百零二电容c202与所述第二百零一电容c201并联;通过设置缓冲电容,在供电电源切换的过程中,对电压跌落和上升起到一个缓冲作用,减少对电路的冲击,提高电路的稳定性和可靠性。

7、所述can解析电路通过设置can收发器和共模电感器,利用共模电感器过滤共模的电磁干扰信号,同时起到emi滤波的作用,抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射,提高了can解析电路的抗干扰能力,保证了信号在高速传输中的可靠性;

8、所述can解析电路还包括防静电保护二极管单元,所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第三百零一电感l301的第二端b连接,所述防静电保护二极管单元的第三端g接地;所述防静电保护二极管单元包括第三百零一防静电保护二极管d301和第三百零二防静电保护二极管d302,所述第三百零一防静电保护二极管d301的一端与所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述第三百零一防静电保护二极管d301的另一端接地;所述第三百零二防静电保护二极管d302的一端与所述第三百零一电感l301的第二端b连接,所述第三百零二防静电保护二极管d302的另一端接地;利用防静电保护二极管对高速数据传输中的i/o端口进行过压、防静电保护,提高了can解析电路的容错能力;

9、所述can解析电路还包括滤波电路,所述滤波电路的一端分别与所述第三百零一电感l301的第二端b和所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述滤波电路的另一端与所述can收发器的参考信号端305连接;所述滤波电路包括第三百零一电阻r301、第三百零一电容c301和第三百零三电容c303;所述第三百零三电容c303的第一电容板与所述can收发器的参考信号端305连接,所述第三百零三电容c303的第二电容板接地;所述第三百零一电阻r301的两端分别与所述第三百零一电感l301的第二端b和所述can收发器的参考信号端305连接;所述第三百零一电容c301的第一电容板与所述第三百零一电感l301的第二端b连接,所述第三百零一电容c301的第二电容板接地;所述滤波电路还包括第三百零二电阻r302和第三百零二电容c302,所述第三百零二电阻r302的两端分别与所述第三百零二电感l302的第二端d和所述can收发器的参考信号端305连接;所述第三百零二电容c302的第一电容板与所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述第三百零二电容c302的第二电容板接地;利用滤波电路过滤掉高速信号传输过程中的低频干扰信号,提高信号的传输质量,进一步提高了can解析电路的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明的基于北斗导航系统的车载智能终端的结构示意图;

图2为本发明的电源管理模块的结构示意图;

图3为本发明的dcdc电源转换电路的电路图;

图4为本发明的第一电源转换电路的电路图;

图5为本发明的第二电源转换电路的电路图;

图6为本发明的自动切换电路的电路图;

图7为本发明的can解析电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1所示,一种基于北斗导航系统的车载智能终端,包括终端电源、电源管理模块和中央控制器,所述终端电源、所述电源管理模块和所述中央控制器通过供电线依次电连接,所述中央控制器通过信号线与所述电源管理模块的使能信号端电连接;所述电源管理模块通过供电线分别与运动感测模块、北斗导航模块、蓝牙模块、4g模块和can端口模块电连接,所述运动感测模块、所述北斗导航模块、所述蓝牙模块、所述4g模块和所述can端口模块通过信号线分别与所述中央控制器电连接。

参见图2所示,所述电源管理模块包括dcdc电源转换电路、第一电源转换电路和第二电源转换电路,所述dcdc电源转换电路的电源输入端与所述终端电源通过供电线电连接,所述第一电源转换电路和所述第二电源转换电路分别与所述dcdc电源转换电路的转换电源输出端电连接,所述第一电源转换电路的驱动电流阈值大于所述第二电源转换电路的驱动电流阈值;所述第一转换电路的输出端通过供电线与所述无线通讯模块的4g模块电连接,所述第二电源转换电路的输出端通过供电线分别与所述运动感测模块、所述北斗导航模块、所述无线通讯模块的蓝牙模块、所述中央控制器和所述can端口模块电连接。

参见图3所示,所述dcdc电源转换电路包括dcdc电源转换芯片,所述dcdc电源转换芯片的电源输入端1与所述终端电源连接,所述dcdc电源转换芯片的使能端2与所述中央控制器连接,所述dcdc电源转换芯片的转换输出端8与电感l的一端连接,所述电感l的另一端与转换电源输出端连接。所述dcdc电源转换电路还包括第一二极管d1、第一电阻r1和第一电容c1,所述中央控制器与所述第一二极管d1的正向端连接,所述第一二极管d1的反向端与所述第一电阻r1的一端连接,所述第一电阻r1的另一端与所述dcdc电源转换芯片的使能端2连接,所述第一电容c1的第一电容板与所述第一电阻r1和所述dcdc电源转换芯片的使能端的公共连接点连接,所述第一电容c1的第二电容板接地。所述dcdc电源转换电路还包括第二二极管d2,所述第二二极管d2的正向端接地,所述第二二极管d2的反向端与所述dcdc电源转换芯片的转换输出端8与所述电感的公共连接点连接。所述dcdc电源转换电路还包括第二电容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和第五电阻r5,所述第二电阻r2和所述第三电阻r3并联,所述第三电阻r3的一端与所述dcdc电源转换芯片的同步/重启端3连接,所述第三电阻r3的另一端接地;所述第二电容c2的第一电容板与所述dcdc电源转换芯片的滤波端4连接,所述第二电容c2的第二电容板接地;所述第四电阻r4和所述第五电阻r5串联,所述第四电阻r4的一端与所述转换电源输出端连接,所述第五电阻的一端接地,所述第四电阻r4和所述第五电阻r5的公共连接点与所述dcdc电源转换芯片的稳压端7连接;所述第三电容的第一电容板与所述转换电源输出端连接,所述第三电容的第二电容板接地,所述第四电容与所述第三电容并联。所述dcdc电源转换电路还包括第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7,所述第五电容的第一电容板与所述dcdc电源转换芯片的启动端9连接,所述第五电容的第二电容板与所述dcdc电源转换芯片的转换输出端8与所述电感的公共连接点连接;所述第六电容的第一电容板与所述终端电源和所述dcdc电源转换芯片的电源输入端的公共连接点连接,所述第六电容的第二电容板接地,所述第七电容与所述第六电容并联;所述dcdc电源转换芯片的接地端6和数模端5均接地。

参见图4所示,所述第一电源转换电路包括大电流电源转换芯片,所述大电流电源转换芯片的电源输入端10与所述转换电源输出端连接,所述大电流电源转换芯片的输出端11与第一用电单元连接,所述大电流电源转换芯片的使能端12与第六电阻r6的一端连接,所述第六电阻的另一端与所述中央控制器连接;所述第一电源转换电路还包括第八电容、第九电容、第十电容、第七电阻和第八电阻,所述第八电容的第一电容板与所述大电流电源转换芯片的电源输入端和所述转换电源输出端的公共连接点连接,所述第八电容的第二电容板接地,所述第九电容与所述第八电容并联;所述第十电容的第一电容板与所述大电流电源转换芯片的输出端和所述第一用电单元的公共连接点连接,所述第十电容的另一端接地;所述第七电阻和所述第八电阻串联,所述第七电阻的一端与所述大电流电源转换芯片的输出端和所述第一用电单元的公共连接点连接,所述第八电阻的一端接地,所述大电流电源转换芯片的调节端13与所述第七电阻和所述第八电阻的公共连接点连接;所述大电流电源转换芯片的接地端接地。

参见图5所示,所述第二电源转换电路包括小电流电源转换芯片,所述小电流电源转换芯片的电源输入端14与所述转换电源输出端连接,所述小电流电源转换芯片的输出端15与所述第二用电单元连接;所述第二电源转换电路还包括第十一电容c11、第十二电容c12和第十三电容c13,所述第十一电容的第一电容板与所述小电流电源转换芯片的电源输入端和所述转换电源输出端的公共连接点连接,所述第十一电容的第二电容板接地;所述第十二电容与所述第十一电容并联;所述第十三电容的第一电容板与所述小电流电源转换芯片的输出端和所述第二用电单元的公共连接点连接,所述第十三电容的第二电容板接地;所述小电流电源转换芯片的接地端16接地。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,当所述中央控制器不输出使能信号时,电源管理模块中只有dcdc电源转换电路带电,整个电路的静态电流与dcdc电源转换电路的静态电流基本相同,因为dcdc电源转换电路的静态电流非常小,完全能够满足车载终端控制器对静态电流的要求,解决了控制器静态功耗比较高的问题;当所述中央控制器输出使能信号时,dcdc电源转换电路开始工作,电源管理模块中的第一电源转换电路、第二电源转换电路和第五电源转换电路开始工作,由于dcdc电源转换芯片的开关频率非常高,进而其电源转换效率也非常高,即使第一电源转换电路、第二电源转换电路和第五电源转换电路的电源转换效率比较低,综合效率能达到最优均衡,既能够保障应用元器件对纹波的干扰,又节省了成本。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,所述第一电源转换电路包括大电流电源转换芯片,所述大电流电源转换芯片的电源输入端10与所述转换电源输出端连接,所述大电流电源转换芯片的输出端11与第一用电单元连接,所述大电流电源转换芯片的使能端12与第六电阻r6的一端连接,所述第六电阻的另一端与所述中央控制器连接;通过所述中央控制器对大电流电源转换芯片的使能控制,进一步减少了第一用电单元对纹波的干扰,解决了某些元器件对电源纹波敏感的问题。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,所述大电流电源转换芯片、所述小电流电源转换芯片和所述第二小电流电源转换芯片均采用汽车级电源芯片,解决了终端电源管理稳定性的问题。

本实施例的备用电源的型号可以是hsc-1000,北斗导航模块可以是hx-bs498a接收机,中央控制器可以是td-d302型芯片,无线通信模块的型号可以是ms0sfa,运动感测模块的型号可以是xyk-bmj-38z6-v。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,所述大电流电源转换芯片、所述小电流电源转换芯片和所述第二小电流电源转换芯片均采用ldo(lowdropoutregulator,是一种低压差线性稳压器)汽车级芯片;所述大电流电源转换芯片的型号为mic35302,其输出电压为3.8v;所述小电流电源转换芯片的型号为lm1117-3.3,其输出电压为3.3v;所述第二小电流电源转换芯片的型号为lm1117-1.8,其输出电压为1.8v;所述dcdc电源转换芯片的型号为mr14050,其输出电压为5v。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,所述电源管理的设计主要考虑两个方面,一个是保障控制器的静态功耗非常低,一个是保障控制器正常工作时候的用电效率非常高。根据整车静态功耗的设计标准,每一个控制器在不工作的情况下,都要进入休眠或者超低功耗模式,这样可以保障车辆12v低压电瓶的使用寿命。考虑到现在纯电动新能源车的低压控制器的电来自高压电池包,而高压电池包的电量是一定的,所以纯电动新能源汽车上每一个控制器在设计的时候,一定要保障控制器在正常工作时的用电效率问题。该系统在设计的时候,除了追求两点主要的设计思想的同时,也对成本和应用环境做到了设计里面。该系统包含了高效的dcdc电源转换芯片,同时兼顾了平稳的ldo电源转换芯片,确保系统在效率和成本上的平衡。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,dcdc电源转换芯片为控制器车载主电源芯片,提供整个控制器的功耗输出,40ua的超低工作静态电流,开关频率高达2.5mhz,具备使能脚,方便控制;大电流ldo电源转换芯片:电流输出能力高达3a,纹波非常小,非常适合给对纹波敏感的第一用电单元供电;中电流ldo电源转换芯片和小电流ldo电源转换芯片:纹波小,价格低,外围电路设计简单,适用于给第二用电单元和第五用电单元供电。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端的电源管理模块的工作流程为:1)当使能信号没有的情况下,整个电路里面只有dcdc电源转换芯片带电,由于该电源芯片的静态电流只有40ua,所以整个终端控制器的静态电流(终端电源的静态电流与dcdc电源转换芯片的静态电流之和)也就只有40ua多一些,完全能够满足车载控制器对静态电流的要求;2)当使能信号存在,dcdc电源转换芯片开始工作,整个电路开始工作,由于dcdc电源转换芯片的开关频率高达2.5mhz,其电源转换效率高达97%;3)第二级的ldo电源转换芯片(包括所述大电流电源转换芯片、所述小电流电源转换芯片和所述第二小电流电源转换芯片)的电源转换效率比较低,综合效率能达到70%,但是考虑到成本和第三级应用元器件的使用场景,使用ldo既能够保障第三级应用元器件对纹波的干扰,又节省了成本,这样能够达到最优均衡。

参见图6所示,所述自动切换电路包括第二百零一三极管、第二百零二三极管和第二百零三三极管;所述第二百零一三极管的第一输出端与电量输出端连接,所述第二百零一三极管的第二输出端与所述第二百零二三极管的第一输出端连接,所述第二百零一三极管的输入端和所述第二百零一三极管的第二输出端之间连接有第二百零一电阻;所述电量输出端与所述dcdc电源转换电路的电源输入端电连接;所述第二百零二三极管的输入端与所述第二百零三三极管的第一输出端连接,所述第二百零二三极管的第二输出端接地,所述第二百零二三极管的输入端和所述第二百零二三极管的第二输出端之间连接有第二百零五电阻;所述第二百零三三极管的第二输出端接地,所述第二百零三三极管的输入端和所述第二百零三三极管的第二输出端之间连接有第二百零七电阻;所述第二百零一三极管的输入端和所述第二百零三三极管的第一输出端之间串联备用电源;所述第二百零一三极管的第一输出端和所述第二百零三三极管的输入端之间串联车载主电源。

本实施例中所述基于北斗导航系统的车载智能终端,所述自动切换电路还包括第二百二极管d200,所述第二百零一三极管q201的第一输出端与所述第二百二极管d200的反向端连接,所述第二百二极管的顺向端与所述车载主电源连接;还包括第二百零三电阻r203,所述第二百零三三极管q203的第一输出端与所述第二百零三电阻r203的一端连接,所述第二百零三电阻r203的另一端与所述备用电源连接。还包括第二百零六电阻r206,所述第二百零三三极管q203的输入端与所述第二百零六电阻r206的一端连接,所述第二百零六电阻r206的另一端与所述车载主电源连接。还包括第二百零二电阻r202,所述第二百零一三极管q201的第二输出端与所述第二百零二电阻r202的一端连接,所述第二百零二电阻r202的另一端与所述第二百零二三极管q202的第一输出端连接。还包括第二百零四电阻r204,所述第二百零二三极管q202的输入端与所述第二百零四电阻r204的一端连接,所述第二百零四电阻r204的另一端与所述第二百零三三极管q203的第一输出端连接。还包括第二百零一电容c201、第二百零二电容c202和第二百零三电容c203,所述第二百零三电容c203的第一电容板与所述第二百零六电阻r206和所述第二百零七电阻r207的公共连接点连接,所述第二百零三电容c203的第二电容板接地;所述第二百零一电容c201的第一电容板与所述第二百零一三极管q201的第一输出端连接,所述第二百零一电容c201的第二电容板接地;所述第二百零二电容c202与所述第二百零一电容c201并联。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,通过第二百零一三极管q201、第二百零二三极管q202和第二百零三三极管q203构成的自动切换电路,实现车载通讯装置用电源的电量输出端的供电电源在备用电源和车载主电源之间的无缝切换,解决了车载通讯装置的不间断供电问题以及两套供电系统切换的难题,不需要单片机等mcu控制,根据外界条件的不同实现自动切换,电路结构简单,设计灵巧,成本低廉,性能稳定,能够根据不同环境进行微调。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,所述第二百零一三极管q201的第一输出端通过第二百二极管d200与车载主电源连接,所述第二百零三三极管q203的第一输出端通过第二百零三电阻r203与备用电源连接,所述第二百零三三极管q203的输入端通过第二百零六电阻r6与车载主电源连接,所述第二百零一三极管q201的第二输出端通过第二百零二电阻r202与所述第二百零二三极管q202的第一输出端连接;所述第二百零二三极管q202的输入端通过第二百零四电阻r204与所述第二百零三三极管q203的第一输出端连接;通过设置多个不同的分压电阻,能够实现供电电源切换速度的调控,实现电路的可控性。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,所述自动切换电路还包括第二百零一电容c201、第二百零二电容c202和第二百零三电容c203,所述第二百零三电容c203的第一电容板与所述第二百零六电阻r206和所述第二百零七电阻r7的公共连接点连接,所述第二百零三电容c203的第二电容板接地;所述第二百零一电容c201的第一电容板与所述第二百零一三极管q201的第一输出端连接,所述第二百零一电容c201的第二电容板接地;所述第二百零二电容c202与所述第二百零一电容c201并联;通过设置缓冲电容,在供电电源切换的过程中,对电压跌落和上升起到一个缓冲作用,减少对电路的冲击,提高电路的稳定性和可靠性。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,适用于具备两套供电系统且需要自动无缝隙切换的车载控制器,通过运用电容器、电阻器、二极管、三极管(全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管(以下简称三极管))以及金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管(以下简称mosfet)搭建一套高效稳定的切换电路系统。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,三极管是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有npn和pnp两种结构形式,但使用最多的是硅npn和锗pnp两种三极管,(其中,n是负极的意思(代表英文中negative),n型半导体在高纯度硅中加入磷取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是正极的意思(positive)是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。mosfet是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effecttransistor)。mosfet依照其“通道”(工作载流子)的极性不同,可分为“n型”与“p型”的两种类型,通常又称为nmosfet与pmosfet,其他简称尚包括nmos、pmos等。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,电容对电压跌落上升起到一个缓冲作用;电阻:通过多种不同电阻的组合,搭建不同的电压分路;三极管:本系统选用n型三极管,运用n型三极管的高速开关性能;mosfet:本系统选用p沟道增强型mosfet(简称pmos),运用其导电性:在栅源极间加正电压ugs,栅极是绝缘的,实现漏极和源极导电;二极管:选用二极管正向导通,反向截止的功能。

参见图7所示,所述can解析电路包括can收发器和共模电感器;所述can收发器设置有用于向中央控制器发送can参数信号的发射端301和用于接收中央处理器发来的控制信号的接收端304;还设置有高电压端307和低电压端306;所述共模电感器包括呈共模感应设置的第三百零一电感l301和第三百零二电感l302;其中,所述第三百零一电感l301的第一端a与所述高电压端307连接,所述第三百零一电感l301的第二端b用于与can总线的高压信号线连接;所述第三百零二电感l302的第一端c与所述低电压端306连接,所述第三百零二电感l302的第二端d用于与can总线的低压信号线连接。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,通过设置can收发器和共模电感器,利用共模电感器过滤共模的电磁干扰信号,同时起到emi滤波的作用,抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射,提高了can解析电路的抗干扰能力,保证了信号在高速传输中的可靠性。

参见图7所示,所述can解析电路还包括防静电保护二极管单元,所述防静电保护二极管单元的第一端e与所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述防静电保护二极管单元的第二端f与所述第三百零一电感l301的第二端b连接,所述防静电保护二极管单元的第三端g接地。所述防静电保护二极管单元包括第三百零一防静电保护二极管d301和第三百零二防静电保护二极管d302,所述第三百零一防静电保护二极管d301的一端与所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述第三百零一防静电保护二极管d301的另一端接地;所述第三百零二防静电保护二极管d302的一端与所述第三百零一电感l301的第二端b连接,所述第三百零二防静电保护二极管d302的另一端接地;利用防静电保护二极管对高速数据传输中的i/o端口进行过压、防静电保护,提高了can解析电路的容错能力。

参见图7所示,所述的can解析电路还包括滤波电路,所述滤波电路的一端分别与所述第三百零一电感l301的第二端b和所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述滤波电路的另一端与所述can收发器的参考信号端305连接;所述滤波电路包括第三百零一电阻r301、第三百零一电容c301和第三百零三电容c303;所述第三百零三电容c303的第一电容板与所述can收发器的参考信号端305连接,所述第三百零三电容c303的第二电容板接地;所述第三百零一电阻r301的两端分别与所述第三百零一电感l301的第二端b和所述can收发器的参考信号端305连接;所述第三百零一电容c301的第一电容板与所述第三百零一电感l301的第二端b连接,所述第三百零一电容c301的第二电容板接地;所述滤波电路还包括第三百零二电阻r302和第三百零二电容c302,所述第三百零二电阻r302的两端分别与所述第三百零二电感l302的第二端d和所述can收发器的参考信号端305连接;所述第三百零二电容c302的第一电容板与所述第三百零二电感l302的第二端d连接,所述第三百零二电容c302的第二电容板接地;利用滤波电路过滤掉高速信号传输过程中的低频干扰信号,提高信号的传输质量,进一步提高了can解析电路的抗干扰能力。

参见图7所示,所述的can解析电路还包括第三百零三电阻r303,所述can收发器的干扰信号输出端308与所述第三百零三电阻r303的一端连接,所述第三百零三电阻r303的另一端接地。所述的can解析电路还包括第三百零四电容c304,所述can收发器的电源输入端303分别与供电电源(即dcdc电源转换电路的转换电源输出端,见vcc)和所述第三百零四电容c304的第一电容板连接,所述第三百零四电容c304的第二电容板接地;所述can收发器的接地端302接地。所述can收发器的型号为tja1042。所述共模电感器采用深圳市贝优特科技有限公司的型号为t181007-8mh的共模电感器;所述防静电保护二极管采用深圳市诚谦顺电子有限公司的型号为besdl0402-12的esd静电保护二极管。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,can收发器(有时也称为驱动器)是can总线的物理层,用于将二进制码流转换为差分信号发送,将差分信号转换为二进制码流接收。共模电感(commonmodechoke),也叫共模扼流圈,常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。在板卡设计中,共模电感也是起emi滤波的作用,用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。防静电保护二极管,是一种过压、防静电保护元件,是为高速数据传输应用的i/o端口保护设计的器件。esd保护器件是用来避免电子设备中的敏感电路受到esd(静电放电)的影响。

本发明所公开的基于北斗导航系统的车载智能终端,tja1042是恩智浦的新型收发器专为高速can应用而设计,传输速度高达1mb/秒,并且开发过程中和汽车主要生产厂商通力合作,使新产品具有极低的电磁辐射(eme)特性,激振效应保护功能更强。即使对于ecu日益增多、总线拓扑结构持续复杂化的当前最先进的网络,上述特点也能确保通信的可靠性;共模电感一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。esd静电保护二极管并联于电路中,当电路正常工作时,它处于截止状态(高阻态),不影响线路正常工作,当电路出现异常过压并达到其击穿电压时,它迅速由高阻态变为低阻态,给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内,从而保护被保护ic或线路;当异常过压消失,其恢复至高阻态,电路正常工作。

本实施例中所述can解析电路的工作流程为:1)当电路开始工作的时候,数据以高达500kb/s的速度在传输,对外形成辐射干扰,同时外部的干扰也极易影响到高速信号的准确性;2)此时就需要共模电感对高速信息进行处理,把对外辐射干扰降到最低,同时将外部干扰倒走;3)电路应用在外部接口的时候,在控制器的插拔过程中,极易形成静电,通过esd保护器件,把静电倒走,通过esd器件有着极低的结电容,又不会影响到高速信号的准确性;4)通过控制电阻器的阻值,可以实现该电路在can网络中的灵活运用。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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