CN113271000A - 一种唤醒使能电路和电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种唤醒使能电路，所述唤醒使能电路包括稳压电路、第一唤醒电路、第二唤醒电路、电源电路和控制器；稳压电路用于为第一唤醒电路和第二唤醒电路供电；第一唤醒电路和第二唤醒电路分别用于接收第一使能信号和第二使能信号，并根据运算结果向电源电路输出唤醒信号；电源电路用于根据唤醒信号向控制器供电，使得控制器开始工作。上述技术方案通过冗余设计保证了控制器的正常启动，满足高精度、高可靠性和极低的静态功耗需求。

Description

一种唤醒使能电路和电机控制器

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，特别涉及一种唤醒使能电路和电机控制器。

背景技术

在汽车电子快速发展的背景下，诸多设备因功能需要，要求接入不间断供电(常电)系统。但是厂商对接入常电的设备要求具有极低的静态功耗，并且对使能电路的阈值和滞回值进行了精准的定义，更有满足功能安全的可靠性要求。

当前较多的处理办法是采用继电器或者晶体管作为能使电路的接口，以满足低静态功耗的要求。但是使用继电器或者晶体管，虽然可以做到极低的功耗，但是并不能按照需求准确的定义使能和关闭的阈值，而在应用过程中因信号的干扰、漂移等因素，导致可靠性表现一般。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种唤醒使能电路和电机控制器，通过从常电系统取电的运算及唤醒电路，满足极低的静态功耗以及功能安全的需求，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种唤醒使能电路，所述唤醒使能电路包括稳压电路、第一唤醒电路、第二唤醒电路、电源电路和控制器；其中，

所述稳压电路用于为所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路供电；

所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路分别用于接收第一使能信号和第二使能信号，并根据运算结果向所述电源电路输出唤醒信号；

所述电源电路用于根据所述唤醒信号向所述控制器供电，使得所述控制器开始工作。

可选的，所述第一唤醒电路包括第一比较电路和第一二极管，所述第二唤醒电路包括第二比较电路和第二二极管，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输入端分别接收所述第一使能信号和所述第二使能信号，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端分别连接所述第一二极管和所述第二二极管，且所述第一二极管和所述第二二极管的阴极相连，然后与所述控制器连接。

可选的，所述第一比较电路和所述第二比较电路分别包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器用于将所述第一使能信号和第一预设阈值比较，当大于所述第一预设阈值时，向所述第一二极管输出高电平信号，所述第一二极管导通，向所述电源电路输出唤醒信号；

所述第二比较器用于将所述第二使能信号与第二预设阈值比较，当大于所述第二预设阈值时，向所述第二二极管输出高电平信号，所述第二二极管导通，向所述电源电路输出唤醒信号。

可选的，所述稳压电路的一个输入端连接第一使能信号，另一个输入端连接第二使能信号，所述稳压电路的输出端分别连接第一比较电路和第二比较电路。

可选的，当所述第一使能信号或所述第二使能信号为高电平时，所述稳压电路工作，为所述第一比较电路和所述第二比较电路供电；

当所述第一使能信号或所述第二使能信号为低电平时，所述稳压电路停止为所述第一比较电路和所述第二比较电路供电，从而降低静态电流消耗。

可选的，所述唤醒使能电路还包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和所述第二采集电路的一端分别与所述第一使能信号和所述第二使能信号连接，另一端与所述控制器连接，所述控制器工作后，通过所述第一采集电路、所述第二采集电路以及唤醒信号输出对所述唤醒使能电路进行验证，满足功率安全的要求。

可选的，所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路参数设置相同或不同，并且具有滞回特性，从而提高了系统稳定性。

可选的，所述稳压电路和所述电源电路的供电源为蓄电池。

可选的，所述稳压电路为TLE4296，和/或，所述控制器为单片机。

本发明另一方面提供了一种电机控制器，所述电机控制器包括根据上述任一项所述的唤醒使能电路。

本发明的优点及有益效果是：

本发明的技术方案通过冗余设计保证了控制器的正常启动，满足高精度、高可靠性和极低的静态功耗需求。

进一步的，采用电压比较器可以精准的设定阈值和滞回值；

且电压比较器从常电系统取电，既可以满足功能的需求，也满足低静态功耗的要求；

上述唤醒使能电路采用冗余设计，提高系统的可靠性，满足功能安全的需求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明的一个实施例中唤醒使能电路结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅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。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

本发明一方面的实施例公开了一种所述唤醒使能电路包括稳压电路、第一唤醒电路、第二唤醒电路、电源电路和控制器；其中，所述稳压电路用于在接收到使能信号的高电平后向所述第一唤醒电路或所述第二唤醒电路供电，使得所述第一唤醒电路或所述第二唤醒电路开始工作。

所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路分别用于接收第一使能信号和第二使能信号，并对第一使能信号或第二使能信号进行逻辑比较、求取差值等运算，然后根据运算结果向所述电源电路输出唤醒信号，该唤醒信号可以是高电平信号。

所述电源电路在所述唤醒信号即高电平信号的输入的情况下，开始向所述控制器供电，从而使得所述控制器开始工作。

综上，该实施例的上述技术方案，通过设置冗余唤醒电路，且保证了控制器的正常启动，满足高精度、高可靠性和极低的静态功耗需求。

在一个或一些实施例中，所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路为对称设置，其中，所述第一唤醒电路包括第一比较电路和第一二极管，所述第二唤醒电路包括第二比较电路和第二二极管，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输入端分别接收所述第一使能信号和所述第二使能信号，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端分别连接所述第一二极管和所述第二二极管，且所述第一二极管和所述第二二极管的阴极相连，然后与所述控制器连接。

在使能信号到达时，上述的比较电路判断所述使能信号与厂商定义的阈值进行比较，比如当大于所述阈值时，向所述二极管发出高电平信号，使得所述二极管导通，进而产生唤醒信号，使得电源电路为控制器供电，从而使得控制器开始工作。

在一个或一些实施例中，所述第一比较电路和所述第二比较电路分别包括第一比较器和第二比较器，通过比较器实现使能信号的电压值与预设阈值的比较，上述比较电路中还包括一些外围电路设置，这里不再详述。

具体的，所述第一比较器用于将所述第一使能信号的电压值和第一预设阈值比较，当大于所述第一预设阈值时，向所述第一二极管输出高电平信号，使得所述第一二极管导通，从而向所述电源电路输出唤醒信号。

同样的，所述第二比较器用于将所述第二使能信号与第二预设阈值比较，当大于所述第二预设阈值时，向所述第二二极管输出高电平信号，所述第二二极管导通，向所述电源电路输出唤醒信号。

在一个优选的实施例中，参见图1所示，所述稳压电路的一个输入端连接第一使能信号，另一个输入端连接第二使能信号，所述稳压电路的输出端分别连接第一比较电路和第二比较电路。

当所述第一使能信号或所述第二使能信号为高电平时，所述稳压电路工作，为所述第一比较电路和所述第二比较电路供电。

当所述第一使能信号或所述第二使能信号为低电平时，所述稳压电路停止为所述第一比较电路和所述第二比较电路供电，从而降低静态电流消耗。

在一个或一些实施例中，所述唤醒使能电路还包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和所述第二采集电路的一端分别与所述第一使能信号和所述第二使能信号连接，另一端与所述控制器连接，所述控制器工作后通过所述第一采集电路、所述第二采集电路以及唤醒信号输出获取使能信号的电平信息，还可以对唤醒信号进行采样，判断是否是在高电平信号到来后才开启控制器，上述执行逻辑是否正确，从而对所述唤醒使能电路进行验证，从而满足功率安全的需求。

需要指出的是，所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路中的电阻、电压、阈值等参数的设置可以相同或者不同，并且具有滞回特性，从而提高了系统稳定性。

在一个优选的实施例中，所述稳压电路和所述电源电路的供电源为蓄电池，优选为新能源车上的低压电池，此时所述使能信号为车钥匙的开启信号，或者是从其他控制器获得的间接使能信号。

在一个优选的实施例中，所述稳压电路为TLE4296，所述控制器为单片机，上述唤醒使能电路可用于新能源车辆之中。

本发明另一方面的实施例还提供了一种电机控制器，该电机控制器采用了如上任一项所述的唤醒使能电路。

综上，当第一使能信号或第二使能信号为高电平时，稳压电路(例如TLE4296)工作，并给第一比较电路和第二比较电路供电，比较电路对比使能信号和设定阈值，满足要求时输出唤醒使能信号给电源电路，使得控制器上电。控制器工作后对第一采集电路，第二采集电路以及唤醒信号输出进行采集和对比，确认上电逻辑。

另外，当上述的使能信号小于2V时，稳压电路输出关闭，唤醒使能信号关闭输出。单片机通过对比第一采集电路，第二采集电路和唤醒信号输出，满足要求时确认下电逻辑。

上述唤醒使能电路尤其适用于新能源车上，当唤醒使能电路接到整车的蓄电池上，满足宽电压范围输出的需求，当唤醒使能电路下电后，静态电流只有5uA，静态功耗极低。整个电路输入使能信号采用冗余路径设计，单片机对使能信号做采样对比，提高了系统的可靠性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种唤醒使能电路，其特征在于，所述唤醒使能电路包括稳压电路、第一唤醒电路、第二唤醒电路、电源电路和控制器；其中，

所述稳压电路用于为所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路供电；

所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路分别用于接收第一使能信号和第二使能信号，并根据运算结果向所述电源电路输出唤醒信号；

所述电源电路用于根据所述唤醒信号向所述控制器供电，使得所述控制器开始工作。

2.根据权利要求1所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述第一唤醒电路包括第一比较电路和第一二极管，所述第二唤醒电路包括第二比较电路和第二二极管，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输入端分别接收所述第一使能信号和所述第二使能信号，所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端分别连接所述第一二极管和所述第二二极管，且所述第一二极管和所述第二二极管的阴极相连，然后与所述控制器连接。

3.根据权利要求2所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述第一比较电路和所述第二比较电路分别包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器用于将所述第一使能信号和第一预设阈值比较，当大于所述第一预设阈值时，向所述第一二极管输出高电平信号，所述第一二极管导通，向所述电源电路输出唤醒信号；

所述第二比较器用于将所述第二使能信号与第二预设阈值比较，当大于所述第二预设阈值时，向所述第二二极管输出高电平信号，所述第二二极管导通，向所述电源电路输出唤醒信号。

4.根据权利要求2所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述稳压电路的一个输入端连接第一使能信号，另一个输入端连接第二使能信号，所述稳压电路的输出端分别连接第一比较电路和第二比较电路。

5.根据权利要求4所述的唤醒使能电路，其特征在于，当所述第一使能信号或所述第二使能信号为高电平时，所述稳压电路工作，为所述第一比较电路和所述第二比较电路供电；

当所述第一使能信号或所述第二使能信号为低电平时，所述稳压电路停止为所述第一比较电路和所述第二比较电路供电，从而降低静态电流消耗。

6.根据权利要求1所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述唤醒使能电路还包括第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路和所述第二采集电路的一端分别与所述第一使能信号和所述第二使能信号连接，另一端与所述控制器连接，所述控制器工作后，通过所述第一采集电路、所述第二采集电路以及唤醒信号输出对所述唤醒使能电路进行验证，满足功率安全的要求。

7.根据权利要求1-6任一项所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述第一唤醒电路和所述第二唤醒电路参数设置相同或不同，并且具有滞回特性，从而提高了系统稳定性。

8.根据权利要求1-6任一项所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述稳压电路和所述电源电路的供电源为蓄电池。

9.根据权利要求1-6任一项所述的唤醒使能电路，其特征在于，所述稳压电路为TLE4296，和/或，所述控制器为单片机。

10.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器包括根据权利要求1-9任一项所述的唤醒使能电路。

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