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CN113114177B - 一种车规级信号产生系统 - Google Patents

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CN113114177B CN202110560365.XA CN202110560365A CN113114177B CN 113114177 B CN113114177 B CN 113114177B CN 202110560365 A CN202110560365 A CN 202110560365A CN 113114177 B CN113114177 B CN 113114177B
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Abstract

本申请公开了一种车规级信号产生系统，所述车规级信号产生系统用于交流充电桩和欧标直流充电桩的桩与电动车辆的连接交互，该车规级信号产生系统采用第一滤波模块直接对正电源电压和负电源电压进行储能和滤波，以获得第一中间电压和第二中间电压，然后利用稳压源模块分别对第一中间电压和第二中间电压进行稳压，以获得第一稳压源和第二稳压源，第一稳压源和第二稳压源在经过第二滤波模块的分压和滤波处理后，成为第一电平信号和第二电平信号，最后控制开关模块基于所述第一电平信号和第二电平信号产生PWM信号，该车规级信号产生系统无需使用昂贵的车规级稳压芯片，有利于降低车规级信号产生系统的成本。

Description

一种车规级信号产生系统
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域，更具体地说，涉及一种车规级信号产生系统。
背景技术
交流充电桩和欧标直流充电桩的CP(Control Pilot)信号的产生需要±12V电源驱动，CP信号作为充电桩与电动汽车充电过程的重要连接确认以及信息交互模块，采用车轨级芯片可以大大提高这部分功能的可靠性，以确保充电过程的安全。由于CP信号是串联1kΩ电阻输出，所以对于±12V电源的驱动能力要求不会超过12mA。
现有的用于产生CP信号的车规级信号产生系统的成本较高，如何降低车规级信号产生系统的成本成为研究人员的努力方向之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种车规级信号产生系统，以实现降低车规级信号产生系统的成本的目的。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种车规级信号产生系统，包括：第一滤波模块、稳压源模块、第二滤波模块和控制开关模块；其中，
所述第一滤波模块用于分别对输入的正电源电压和负电源电压进行储能和滤波处理，以获得第一中间电压和第二中间电压；
所述稳压源模块包括第一稳压器和第二稳压器，所述第一稳压器用于对所述第一中间电压进行稳压处理，以获得第一稳压源，所述第二稳压器用于对所述第二中间电压进行稳压处理，以获得第二稳压源；
所述第二滤波模块，用于分别对所述第一稳压源和所述第二稳压源进行分压和滤波处理，以获得第一电平信号和第二电平信号；
所述控制开关模块，用于基于所述第一电平信号和所述第二电平信号产生PWM信号。
可选的，还包括：限流分压模块；
所述限流分压模块接于所述第一滤波模块与所述稳压源模块之间，所述限流分压模块，用于对所述第一中间电压和所述第二中间电压进行降压处理，以使降压后的第一中间电压和所述第二中间电压的幅值低于所述正电源电压和所述负电源电压。
可选的，所述第一滤波模块包括第一电容和第二电容；
所述第一电容和所述第二电容串接，所述第一电容的两端用于接收所述正电源电压，所述第二电容的两端用于接收所述负电源电压，所述第一电容和所述第二电容的连接节点接地。
可选的，所述第一稳压器为第一可调并联稳压器，所述第二稳压器为第二可调并联稳压器；
所述第一可调并联稳压器的阳极与所述第二可调并联稳压器的阴极以及所述第一电容和所述第二电容的连接节点均电连接；
所述第一可调并联稳压器的阴极与所述第一电容远离所述第二电容的一端电连接，所述第二可调并联稳压器的阳极与所述第二电容远离所述第一电容的一端电连接；
所述第一可调并联稳压器的参考电压端与所述第二滤波模块的第一输入端电连接；
所述第二可调并联稳压器的参考电压端与所述第二滤波模块的第二输入端电连接。
可选的，所述第二滤波模块包括分压单元和滤波单元；其中，
所述分压单元与所述滤波单元以及所述稳压源模块均并联，所述分压单元的第一输入端作为所述第二滤波模块的第一输入端与所述第一可调并联稳压器的参考电压端电连接；
所述分压单元的第二输入端作为所述第二滤波模块的第二输入端与所述第二可调并联稳压器的参考电压端电连接。
可选的，所述分压单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻依次串接，所述第一电阻远离所述第二电阻的一端与所述第一可调并联稳压器的阴极电连接；
所述第四电阻远离所述第三电阻的一端与所述第二可调并联稳压器的阳极电连接；
所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点作为所述分压单元的第一输入端，所述第三电阻和所述第四电阻的连接节点作为所述分压单元的第二输入端；
所述第三电阻和所述第四电阻的连接节点接地。
可选的，所述滤波单元包括第三电容和第四电容；
所述第三电容和第四电容串接，所述第三电容远离所述第四电容的一端与所述第一可调并联稳压器的阴极电连接；
所述第四电容远离所述第三电容的一端与所述第二可调并联稳压器的阳极电连接；
所述第三电容和所述第四电容的连接节点接地。
可选的，所述控制开关模块还用于接收控制信号，所述控制开关模块具体用于，根据所述控制信号顺序输出所述第一电平信号和所述第二电平信号，以获得所述PWM信号。
可选的，还包括：输出匹配电阻；
所述输出匹配电阻与所述控制开关模块的输出端电连接。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种车规级信号产生系统，所述车规级信号产生系统采用第一滤波模块直接对正电源电压和负电源电压进行储能和滤波，以获得第一中间电压和第二中间电压，然后利用稳压源模块分别对第一中间电压和第二中间电压进行稳压，以获得第一稳压源和第二稳压源，第一稳压源和第二稳压源在经过第二滤波模块的分压和滤波处理后，成为第一电平信号和第二电平信号，最后控制开关模块基于所述第一电平信号和第二电平信号产生PWM信号，该车规级信号产生系统无需使用昂贵的车规级稳压芯片，有利于降低车规级信号产生系统的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的一种信号产生系统的结构示意图；
图2为现有技术中的另一种信号产生系统的结构示意图；
图3为本申请的一个实施例提供的一种信号产生系统的电路结构示意图；
图4为本申请的另一个实施例提供的一种信号产生系统的电路结构示意图；
图5为本申请的又一个实施例提供的一种信号产生系统的电路结构示意图；
图6为本申请的再一个实施例提供的一种信号产生系统的电路结构示意图；
图7为本申请的一个可选实施例提供的一种信号产生系统的电路结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，现有的车规级信号产生系统的成本较高。参考图1，图1为目前常见的用于产生CP信号的车规级信号产生系统，通过正电压稳压器和负电压稳压器分别采样正电压输入和负电压输入，从而产生+12V电压和-12V电压，+12V电压和-12V电压通过控制开关和阻值为1kΩ的第一电阻R1，产生PWM信号形式的CP信号。对于工业级的设计，上述器件的价格相对较便宜，所有硬件成本在四五块左右。但如果要满足车规级要求，所有器件都采样车规级的，那么硬件成本将在十块人民币以上(主要是负输出稳压芯片比较贵)，价格相对昂贵。
为了降低成本，发明人经过研究发现，可采用如图2所示的信号产生系统，直接通过DC/DC模块采样电压输入并输出﹢12V电压和-12V电压，+12V电压和-12V电压通过控制开关和阻值为1kΩ的第一电阻R1，产生PWM信号形式的CP信号。该方案的车规级设计，硬件成本一般也可以做到十块人民币以下，价格相对图1方案会便宜一些，但由于是DC/DC电源，且直接输出，对于控制器的EMC(电磁兼容)性能会有严重影响。图2中，PE表示绝缘参考点，一般可以为接地点。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种车规级信号产生系统，所述车规级信号产生系统采用第一滤波模块直接对正电源电压和负电源电压进行储能和滤波，以获得第一中间电压和第二中间电压，然后利用稳压源模块分别对第一中间电压和第二中间电压进行稳压，以获得第一稳压源和第二稳压源，第一稳压源和第二稳压源在经过第二滤波模块的分压和滤波处理后，成为第一电平信号和第二电平信号，最后控制开关模块基于所述第一电平信号和第二电平信号产生PWM信号，该车规级信号产生系统无需使用昂贵的车规级稳压芯片，有利于降低车规级信号产生系统的成本。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种车规级信号产生系统，如图3所示，包括：第一滤波模块10、稳压源模块20、第二滤波模块30和控制开关模块40；其中，
所述第一滤波模块10用于分别对输入的正电源电压和负电源电压进行储能和滤波处理，以获得第一中间电压和第二中间电压；
所述稳压源模块20包括第一稳压器和第二稳压器，所述第一稳压器用于对所述第一中间电压进行稳压处理，以获得第一稳压源，所述第二稳压器用于对所述第二中间电压进行稳压处理，以获得第二稳压源；
所述第二滤波模块30，用于分别对所述第一稳压源和所述第二稳压源进行分压和滤波处理，以获得第一电平信号和第二电平信号；
所述控制开关模块40，用于基于所述第一电平信号和所述第二电平信号产生PWM信号。
图1中，+表示所述正电源电压，-表示所述负电源电压。
在本实施例中，所述车规级信号产生系统用于交流充电桩和欧标直流充电桩的桩与电动车辆的连接交互，该系统采用第一滤波模块10直接对正电源电压和负电源电压进行储能和滤波，以获得第一中间电压和第二中间电压，然后利用稳压源模块20分别对第一中间电压和第二中间电压进行稳压，以获得第一稳压源和第二稳压源，第一稳压源和第二稳压源在经过第二滤波模块30的分压和滤波处理后，成为第一电平信号和第二电平信号，最后控制开关模块40基于所述第一电平信号和第二电平信号产生PWM信号，该车规级信号产生系统无需使用昂贵的车规级稳压芯片，有利于降低车规级信号产生系统的成本。
可选的，如图4所示，所述车规级信号产生系统，还包括：限流分压模块50；
所述限流分压模块50接于所述第一滤波模块10与所述稳压源模块20之间，所述限流分压模块50，用于对所述第一中间电压和所述第二中间电压进行降压处理，以使降压后的第一中间电压和所述第二中间电压的幅值低于所述正电源电压和所述负电源电压。
仍然参考图4，所述限流分压模块50包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第五电阻R5和第六电阻R6分别对所述第一中间电压和所述第二中间电压进行降压，以使降压后的第一中间电压和第二中间电压的幅值低于输入的电源电压。
可选的，参考图5，所述第一滤波模块10包括第一电容C1和第二电容C2；
所述第一电容C1和所述第二电容C2串接，所述第一电容C1的两端用于接收所述正电源电压，所述第二电容C2的两端用于接收所述负电源电压，所述第一电容C1和所述第二电容C2的连接节点接地。
可选的，参考图6，所述第一稳压器为第一可调并联稳压器D1，所述第二稳压器为第二可调并联稳压器D2；
所述第一可调并联稳压器D1的阳极与所述第二可调并联稳压器D2的阴极以及所述第一电容C1和所述第二电容C2的连接节点均电连接；
所述第一可调并联稳压器D1的阴极与所述第一电容C1远离所述第二电容C2的一端电连接，所述第二可调并联稳压器D2的阳极与所述第二电容C2远离所述第一电容C1的一端电连接；
所述第一可调并联稳压器D1的参考电压端与所述第二滤波模块30的第一输入端电连接；
所述第二可调并联稳压器D2的参考电压端与所述第二滤波模块30的第二输入端电连接。
车规级的可调并联稳压器的芯片价格在0.2元以下，可见整个车规级信号产生系统的硬件部分成本控制在1元以下(除所述控制开关模块40外)，有利于降低成体成本。
可选的，参考图7，所述第二滤波模块30包括分压单元和滤波单元；其中，
所述分压单元与所述滤波单元以及所述稳压源模块20均并联，所述分压单元的第一输入端作为所述第二滤波模块30的第一输入端与所述第一可调并联稳压器D1的参考电压端电连接；
所述分压单元的第二输入端作为所述第二滤波模块30的第二输入端与所述第二可调并联稳压器D2的参考电压端电连接。
所述分压单元包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；
所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4依次串接，所述第一电阻R1远离所述第二电阻R2的一端与所述第一可调并联稳压器D1的阴极电连接；
所述第四电阻R4远离所述第三电阻R3的一端与所述第二可调并联稳压器D2的阳极电连接；
所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的连接节点作为所述分压单元的第一输入端，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的连接节点作为所述分压单元的第二输入端；
所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的连接节点接地。
所述滤波单元包括第三电容C3和第四电容C4；
所述第三电容C3和第四电容C4串接，所述第三电容C3远离所述第四电容C4的一端与所述第一可调并联稳压器D1的阴极电连接；
所述第四电容C4远离所述第三电容C3的一端与所述第二可调并联稳压器D2的阳极电连接；
所述第三电容C3和所述第四电容C4的连接节点接地。
仍然参考图3-图7，所述车规级信号产生系统还包括：输出匹配电阻R7；
所述输出匹配电阻R7与所述控制开关模块40的输出端电连接。
可选的，所述控制开关模块40还用于接收控制信号，所述控制开关模块40具体用于，根据所述控制信号顺序输出所述第一电平信号和所述第二电平信号，以获得所述PWM信号。
综上所述，本申请实施例提供了一种车规级信号产生系统，所述车规级信号产生系统采用第一滤波模块10直接对正电源电压和负电源电压进行储能和滤波，以获得第一中间电压和第二中间电压，然后利用稳压源模块20分别对第一中间电压和第二中间电压进行稳压，以获得第一稳压源和第二稳压源，第一稳压源和第二稳压源在经过第二滤波模块30的分压和滤波处理后，成为第一电平信号和第二电平信号，最后控制开关模块40基于所述第一电平信号和第二电平信号产生PWM信号，该车规级信号产生系统无需使用昂贵的车规级稳压芯片，有利于降低车规级信号产生系统的成本。
本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种车规级信号产生系统，其特征在于，包括：第一滤波模块、稳压源模块、第二滤波模块和控制开关模块；其中，
所述第一滤波模块用于分别对输入的正电源电压和负电源电压进行储能和滤波处理，以获得第一中间电压和第二中间电压；其中，所述第一滤波模块包括第一电容和第二电容；所述第一电容和所述第二电容串接，所述第一电容的两端用于接收所述正电源电压，所述第二电容的两端用于接收所述负电源电压，所述第一电容和所述第二电容的连接节点接地；
所述稳压源模块包括第一稳压器和第二稳压器，所述第一稳压器用于对所述第一中间电压进行稳压处理，以获得第一稳压源，所述第二稳压器用于对所述第二中间电压进行稳压处理，以获得第二稳压源；其中，所述第一稳压器为第一可调并联稳压器，所述第二稳压器为第二可调并联稳压器；所述第一可调并联稳压器的阳极与所述第二可调并联稳压器的阴极以及所述第一电容和所述第二电容的连接节点均电连接；所述第一可调并联稳压器的阴极与所述第一电容远离所述第二电容的一端电连接，所述第二可调并联稳压器的阳极与所述第二电容远离所述第一电容的一端电连接；所述第一可调并联稳压器的参考电压端与所述第二滤波模块的第一输入端电连接；所述第二可调并联稳压器的参考电压端与所述第二滤波模块的第二输入端电连接；
所述第二滤波模块，用于分别对所述第一稳压源和所述第二稳压源进行分压和滤波处理，以获得第一电平信号和第二电平信号；其中，所述第二滤波模块包括分压单元和滤波单元；所述分压单元与所述滤波单元以及所述稳压源模块均并联，所述分压单元的第一输入端作为所述第二滤波模块的第一输入端与所述第一可调并联稳压器的参考电压端电连接；所述分压单元的第二输入端作为所述第二滤波模块的第二输入端与所述第二可调并联稳压器的参考电压端电连接；
所述控制开关模块，用于基于所述第一电平信号和所述第二电平信号产生PWM信号；所述控制开关模块还用于接收控制信号，所述控制开关模块具体用于，根据所述控制信号顺序输出所述第一电平信号和所述第二电平信号，以获得所述PWM信号。
2.根据权利要求1所述的车规级信号产生系统，其特征在于，还包括：限流分压模块；
所述限流分压模块接于所述第一滤波模块与所述稳压源模块之间，所述限流分压模块，用于对所述第一中间电压和所述第二中间电压进行降压处理，以使降压后的第一中间电压和所述第二中间电压的幅值低于所述正电源电压和所述负电源电压。
3.根据权利要求1所述的车规级信号产生系统，其特征在于，所述分压单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻依次串接，所述第一电阻远离所述第二电阻的一端与所述第一可调并联稳压器的阴极电连接；
所述第四电阻远离所述第三电阻的一端与所述第二可调并联稳压器的阳极电连接；
所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点作为所述分压单元的第一输入端，所述第三电阻和所述第四电阻的连接节点作为所述分压单元的第二输入端；
所述第三电阻和所述第四电阻的连接节点接地。
4.根据权利要求1所述的车规级信号产生系统，其特征在于，所述滤波单元包括第三电容和第四电容；
所述第三电容和第四电容串接，所述第三电容远离所述第四电容的一端与所述第一可调并联稳压器的阴极电连接；
所述第四电容远离所述第三电容的一端与所述第二可调并联稳压器的阳极电连接；
所述第三电容和所述第四电容的连接节点接地。
5.根据权利要求1所述的车规级信号产生系统，其特征在于，还包括：输出匹配电阻；
所述输出匹配电阻与所述控制开关模块的输出端电连接。
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