CN110690880A - 极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构 - Google Patents

极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，包括使能输入脚，连接在电源芯片和电瓶电源之间，用于通过电瓶电源控制电源芯片使能；二极管，所述的二极管连接在电瓶电源和Vin电源之间，用于通过二极管单向导通性使电瓶电源控制电源芯片使能。采用了本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，车载仪表在暗电流非常小时休眠，又要在1～2秒断电后，电源重新恢复时不转钥匙，不发报文唤醒的情况下依赖仪表自身复位启动单片机。本发明使用电源芯片使能输入脚，只要使能输入端为低电平就可以立即关闭5V电源的输出，解决了低暗电流休眠情况下断电再恢复后仪表立即启动的新问题。

Description

极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪 表电路结构
技术领域
本发明涉及汽车电子控制领域，尤其涉及汽车组合仪表电源设计领域，具体是指一种极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构。
背景技术
目前整车厂对车载仪表暗电流的需求越来越高，甚至提出要达到1mA以内。可以通过电源芯片的选择与***优化设计达到目的，但带来了一个新问题，暗电流越小，在蓄电池微断电恢复模式下单片机无法从休眠中恢复启动。
传统组合仪表能够满足整车厂的网络要求的原因往往是暗电流要求低。一般只要求3mA/12V或者5mA/24V。暗电流大在蓄电池缺电后电压能迅速下降达到复位门槛。
单片机要想从休眠中启动方法有两个。一个是唤醒源唤醒，另一个是复位启动。因为负载消耗小，5V电压还没有下降总电源又恢复了。此时仪表既没有得到外部唤醒信号又没有能够达到复位条件所以无法启动。
复位芯片的启动必须在电压穿过某个小于5V的阀值才能起效。如果输入电压5V不变不会触发复位信号输出
电源芯片正常工作输出5V下降前提条件一般来说必须输入电压小于7V。由于车辆电气环境恶劣，仪表需要较强的电源滤波能力，需要在输入端(24V)挂入比较大的电容，一般都会超过470uF，使得这一矛盾在车载仪表中更加突出。断开总电后有大储能器件存在，使得24V电源***下降速度非常慢，造成需要很久才能达到电源芯片输出下降的门槛7V电压值。
主机厂的网络测试有特殊需求——要求断开蓄电池电源3秒后恢复电源需要仪表能工作，正常收发报文。
现有技术中电源输入电路结构如图1和图2所示，在仪表休眠后电瓶电源+上只有1mA的电流。断线后由于VIN上的大电容存在，24V电压下降太慢使得5V在长时间内没有变化造成无法复位。单片机不复位也不被唤醒所以继续休眠起不到重新上电立即启动的效果。而整车要求此时是需要外发CAN报文的。于是就无法满足要求。现有技术的复位电路如图3所示，复位芯片每当输入电压大于4.63V的时候输出复位信号。现有技术的波形效果图如图4所示。其中蓝线是总电源网络，黄色是电源芯片输出5V。失去总电源18秒后5V电压才有波动。19秒后才有机会复位。只有总电源下降到一定程度才会关闭5V输出。这个问题已经不仅仅是微断电而是较长时间断电后，总电源重新恢复后仪表无法从休眠中恢复。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足效率高、结构简单、适用范围广泛的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构。
为了实现上述目的，本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构如下：
该极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，电路结构包括依次相连的电瓶电源、Vin电源、电源芯片和单片机，其主要特点是，所述的电路结构包括使能输入脚，连接在电源芯片和电瓶电源之间，用于通过电瓶电源控制电源芯片使能。
较佳地，所述的电路结构还包括二极管，所述的二极管连接在电瓶电源和Vin电源之间，用于通过二极管单向导通性使电瓶电源控制电源芯片使能。
较佳地，所述的电路结构还包括复位芯片，连接在电源芯片和单片机之间，用于在电压异常下降的情况下输出复位信号。
较佳地，所述的使能输入脚处于低电平时使电源芯片停止输出。
采用了本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，车载仪表在暗电流非常小时休眠，又要在1～2秒断电后，电源重新恢复时不转钥匙，不发报文唤醒的情况下依赖仪表自身复位启动单片机。本发明使用电源芯片使能输入脚，只要使能输入端为低电平就可以立即关闭5V电源的输出。不必等到电源芯片前端电压低于7V，且使用二极管单向导通性能用二极管前端的电瓶电源网络控制电源芯片的使能脚达到最终目的。解决了低暗电流休眠情况下断电再恢复后仪表立即启动的新问题。
附图说明
图1为现有技术的电源输入电路结构示意图。
图2为现有技术的电源芯片电路结构示意图。
图3为现有技术的复位电路结构图。
图4为现有技术的波形效果图。
图5为本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构中的电源输入电路结构示意图。
图6为本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构中的电源芯片电路结构示意图。
图7为本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构的波形效果图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，电路结构包括依次相连的电瓶电源、Vin电源、电源芯片和单片机，其中包括使能输入脚，连接在电源芯片和电瓶电源之间，用于通过电瓶电源控制电源芯片使能。
作为本发明的优选实施方式，所述的电路结构还包括二极管，所述的二极管连接在电瓶电源和Vin电源之间，用于通过二极管单向导通性使电瓶电源控制电源芯片使能。
作为本发明的优选实施方式，所述的电路结构还包括复位芯片，连接在电源芯片和单片机之间，用于在电压异常下降的情况下输出复位信号。
作为本发明的优选实施方式，所述的使能输入脚处于低电平时使电源芯片停止输出。
本发明的具体实施方式中，车载仪表在暗电流非常小时休眠，又要在1～2秒断电后，电源重新恢复时不转钥匙，不发报文唤醒的情况下依赖仪表自身复位启动单片机，本发明，满足了此要求。
本发明中电瓶电源指整车蓄电池电源，该电源通过线束连接到仪表接插件。Vin电源指电瓶电源到接插件进入仪表内部后的电源。Vin为内部的含义。该电源一般是电瓶电源经过大电容滤波后的电源。现有设计中电瓶电源与Vin电源之间是直连的，而本发明中上述两个电源网络之间串联了一个二极管。
如图5所示，本发明的电路结构同时满足以下三个条件：
1、使用电源芯片使能输入脚。只要使能输入端为低电平就可以立即关闭5V电源的输出。不必等到电源芯片前端电压低于7V。***是否复位依赖5V电源输出是否小于过4.63V。
2、选择输入使能端。如果只是使用VIN电源网络来分压是不合格的。因为大电容E2使得电压下降速度还是很慢，所以必须使用总电源分压策略又不能被E2大电容影响的控制端。本发明使用分割电瓶电源与VIN电源网络的方法，使用电瓶电源来控制电源芯片使能，电路结构如图6所示。
3、使用原复位芯片，只要5V电压异常下降即可输出复位信号
本发明的核心是在VIN与电源接插件之间串一个二极管。使用二极管单向导通性能用二极管前端的电瓶电源网络控制电源芯片的使能脚达到最终目的。
此时仪表自身大电容不再对使能控制端造成影响。图6白色箭头的回流路径是不会发生的。这样VIN的电压还在缓慢下降的时候5V输出已经被关闭了。总电源恢复后就可以发出复位信号启动仪表单片机。虽然使能控制端直接使用整车电源抗干扰能力差些，我们可以通过设置远大于使能门槛值的方法避免意外关闭电源芯片。
控制端电阻分压后再控制使能脚可以通过设置两个电阻，保证正常工作16V～32V情况下远大于电源芯片使能门槛电压。同时加入小电容高频滤波对低频无影响。
本发明的波形效果图如图6所示，蓝线是电瓶电源电压，黄线是电源芯片输出5V电压。可见外界电源迅速跌落无延迟，总电源关闭过了1秒多以后5V电压明显就有跌落。总电源再恢复后可以触发复位。从图中可以看出断电1秒后的重新上电瓶电源就能保证单片机复位启动。
本发明的在7寸TFT仪表的具体实施例如下：
(1)使用VIN总电控制电源芯片使能脚试图在总电下降的情况下关闭5V输出，但是由于VIN上有很大的电容所以不能通过电源芯片的EN使能脚关断5V电源，只做这一点变更方案失败。
(2)在VIN与电源接插件之间串一个二极管使用二极管单向导通性能用二极管前端的电瓶电压电源网络控制电源芯片的使能脚达到最终目的。此时仪表自身大电容不再对使能控制端造成影响。
这两点同时使用在仪表产品中是本设计的创新点，解决了低暗电流休眠情况下断电再恢复后仪表立即启动的新问题。
采用了本发明的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，车载仪表在暗电流非常小时休眠，又要在1～2秒断电后，电源重新恢复时不转钥匙，不发报文唤醒的情况下依赖仪表自身复位启动单片机。本发明使用电源芯片使能输入脚，只要使能输入端为低电平就可以立即关闭5V电源的输出。不必等到电源芯片前端电压低于7V，且使用二极管单向导通性能用二极管前端的电瓶电源网络控制电源芯片的使能脚达到最终目的。解决了低暗电流休眠情况下断电再恢复后仪表立即启动的新问题。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，电路结构包括依次相连的电瓶电源、Vin电源、电源芯片和单片机，其特征在于，所述的电路结构还包括使能输入脚，连接在电源芯片和电瓶电源之间，用于通过电瓶电源控制电源芯片使能。
2.根据权利要求1所述的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括二极管，所述的二极管连接在电瓶电源和Vin电源之间，用于通过二极管单向导通性使电瓶电源控制电源芯片使能。
3.根据权利要求1所述的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括复位芯片，连接在电源芯片和单片机之间，用于在电压异常下降的情况下输出复位信号。
4.根据权利要求1所述的极低暗电流休眠环境下实现整车微断电后立即启动的车载仪表电路结构，其特征在于，所述的使能输入脚处于低电平时使电源芯片停止输出。
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