低功耗电路及基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统的制作方法

本实用新型涉及电动汽车领域，更具体地说，涉及一种低功耗电路及基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统。

背景技术：

为了满足电动汽车电机控制器在整车下电时的功能需求(例如主动放电、状态记录等功能)，电机控制系统通常需要为电机控制器提供低功耗供电。目前常用的低功耗供电通过具有低功耗功能的电源管理芯片和DSP/MCU实现：在整车下发低功耗延时指令时，使电源管理芯片和DSP/MCU进入低功耗模式。

然而，带有低功耗功能的电源管理芯片和DSP/MCU通常成本较高，并需增加电压管理芯片，该增加的电压管理芯片还将导致单板面积增大。上述带有低功耗功能的电源管理芯片运行于低功耗模式时，也存在一定的功耗，无法满足部分客户严苛的待机功耗要求。此外，通常带有低功耗模式的电源管理芯片和DSP/MCU在收到低功耗延时指令到进入低功耗模式的时间是固定的，不利于电机控制系统在收到低功耗延时指令后进行相关的功能操作(如主动放电、数据记录等)。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述电机控制器低功耗运行成本高、进入延时模式的时间固定的问题，提供一种低功耗电路及基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种低功耗电路，包括电压输入端口、电压输出端口、第三开关单元、硬线信号输入端口、控制器信号输入端口、第一开关单元以及第二开关单元；其中：所述硬线信号输入端口连接到第一开关单元的控制端，所述控制器信号输入端口连接到第二开关单元的控制端；所述第三开关单元的两端分别连接电压输入端口和电压输出端口，该第三开关单元的控制端连接到第一开关单元和第二开关单元，并在第一开关单元和第二开关单元中的任一个导通时导通。

在本实用新型所述的低功耗电路中，所述第一开关单元包括第一三极管，且该第一三极管的基极连接到硬线信号输入端口、集电极经由第一电阻连接到第三开关单元的控制端、发射极接地；所述第二开关单元包括第二三极管，且该第二三极管的基极连接到控制器信号输入端口、集电极经由第二电阻连接到第三开关单元的控制端、发射极接地。

在本实用新型所述的低功耗电路中，所述第三开关单元包括PMOS管，且该PMOS管的栅极经由第三电阻连接到电压输入端口、源极连接到电压输入端口、漏极连接到电压输出端口。

在本实用新型所述的低功耗电路中，所述硬线信号输入端口经由第五电阻接地，所述第一三极管的基极与硬线信号输入端口之间还连接有第四电阻，且该第一三极管的基极和发射极之间连接有第一电容；所述控制器信号输入端口经由第七电阻接地，所述第二三极管的基极与控制器信号输入端口之间还连接有第六电阻，且该第二三极管的基极和发射极之间连接有第二电容。

本实用新型还提供一种基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统，包括低压蓄电池、低功耗电路、控制电路以及电子硬线，且所述控制电路中包括有主控制器，其中：所述低功耗电路包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元，且所述第一开关单元的控制端经由硬线信号输入端口连接电子硬线；第二开关单元的控制端经由控制器输入端口连接到控制电路的信号输出端口；所述第三开关单元的两端分别连接低压蓄电池和控制电路，且该第三开关单元的控制端连接到第一开关单元和第二开关单元，并在第一开关单元和第二开关单元中的任一个导通时导通。

在本实用新型所述的基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统中，所述第一开关单元包括第一三极管，且该第一三极管的基极连接到硬线信号输入端口、集电极经由第一电阻连接到第三开关单元的控制端、发射极接地；所述第二开关单元包括第二三极管，且该第二三极管的基极连接到控制器信号输入端口、集电极经由第二电阻连接到第三开关单元的控制端、发射极接地。

在本实用新型所述的基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统中，所述第三开关单元包括PMOS管，且该PMOS管的栅极经由第三电阻连接到电压输入端口、源极连接到电压输入端口、漏极连接到电压输出端口。

在本实用新型所述的基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统中，所述硬线信号输入端口经由第五电阻接地，所述第一三极管的基极与硬线信号输入端口之间还连接有第四电阻，且该第一三极管的基极和发射极之间连接有第一电容；所述控制器信号输入端口经由第七电阻接地，所述第二三极管的基极与控制器信号输入端口之间还连接有第六电阻，且该第二三极管的基极和发射极之间连接有第二电容。

本实用新型的低功耗电路及基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统具有以下有益效果：通过硬线信号与主控制器信号控制开关器件，实现电机控制系统的低功耗需求，而且低功耗延迟时间可控。本实用新型方案新颖，成本低廉且可靠性高，可广泛应用于电动汽车、电动摩托车、电动叉车等需要控制系统实现低功耗的场合。

附图说明

图1是本实用新型低功耗电路实施例的示意图。

图2是本实用新型基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型低功耗电路实施例的示意图，该电路可直接应用于电动汽车电机控制器，实现电机控制器下电后的低功耗需求。本实施例中的低功耗电路包括电压输入端口VIN、电压输出端口VOUT、第三开关单元13、硬线信号输入端口IO-EN、控制器信号输入端口MCU-EN、第一开关单元11以及第二开关单元12。上述硬线信号输入端口IO-EN用于外接来自整车的电子硬线，且该硬线信号输入端口IO-EN连接到第一开关单元11的控制端，控制器信号输入端口MCU-EN连接到第二开关单元12的控制端；第三开关单元13的两端分别连接电压输入端口VIN和电压输出端口VOUT，该第三开关单元13的控制端连接到第一开关单元11和第二开关单元12，并在第一开关单元11和第二开关单元12中的任一个导通时导通，从而将电压输入端口VIN的电压输出到电压输出端口VOUT。

上述第一开关单元11包括第一三极管Q1，且该第一三极管Q1的基极连接到硬线信号输入端口IO-EN、集电极经由第一电阻R1连接到第三开关单元13的控制端、发射极接地；第二开关单元12包括第二三极管Q2，且该第二三极管Q2的基极连接到控制器信号输入端口MCU-EN、集电极经由第二电阻R2连接到第三开关单元13的控制端、发射极接地。第三开关单元13包括PMOS管Q3，且该PMOS管Q3的栅极经由第三电阻R3连接到电压输入端口VIN、源极连接到电压输入端口VIN、漏极直接连接到电压输出端口VOUT。

此外，硬线信号输入端口IO-EN经由第五电阻R5接地，第一三极管Q1的基极与硬线信号输入端口IO-EN之间还连接有第四电阻R4，且该第一三极管Q1的基极和发射极之间连接有第一电容C1；控制器信号输入端口MCU-EN经由第七电阻R7接地，第二三极管Q2的基极与控制器信号输入端口MCU-EN之间还连接有第六电阻R6，且该第二三极管Q2的基极和发射极之间连接有第二电容C2。

在电机控制器默认上电前，硬线信号输入端口IO-EN的电压以及连接到控制器信号输入端口MCU-EN的休眠信号分别通过第五电阻R5、第七电阻R7下拉到低电平，第一三极管Q1和第二三极管Q2截止，PMOS管Q3无法导通，电压输入端口VIN与电压输出端口VOUT断开。

当低功耗电路收到低功耗硬线信号，即硬线信号输入端口IO-EN电压变高，第一三极管Q1饱和导通，PMOS管Q3栅源级产生负压而饱和导通，电压输入端口VIN与电压输出端口VOUT连接。控制电路正常工作后，主控制器(DSP/MCU)将输出到控制器输入端口MCU-EN的休眠信号置高，第二三极管Q2饱和导通，告知低功耗电路进入正常工作模式。当硬线信号输入端口IO-EN收到低功耗硬线信号变低后，虽然第一三极管Q1截止，但是因为第二三极管Q2饱和导通，PMOS管Q3栅源级产生负压而依旧饱和导通。当客户通过CAN命令告知主控制器需要下电时，主控制器才会将休眠信号置低，此时第一三极管Q1和第二三极管Q2都截止，电压输入端口VIN与电压输出端口VOUT断开。

通过设置第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的值，可以调节PMOS管Q3的栅源级电压；通过设置第四电阻R4和第六电阻R6的参数，可以调节第一三极管Q1、第二三极管Q2的工作状态。该低功耗电路工作简单、成本低廉、可靠性高。

如图2所示，本实用新型还提供一种基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统。该低功耗控制系统包括低压蓄电池20、低功耗电路10、控制电路30和电子硬线40，且控制电路中包括有主控制器31，其中低功耗电路10包括第一开关单元、第二开关单元以及第三开关单元，且第一开关单元的控制端连接电子硬线40；第二开关单元的控制端连接到主控制器的信号输出端口；第三开关单元的两端分别连接低压蓄电池和控制电路，且该第三开关单元的控制端连接到第一开关单元和第二开关单元，并在第一开关单元和第二开关单元中的任一个导通时导通。

上述第一开关单元包括第一三极管，且该第一三极管的基极经由硬线信号输入端口连接到电子硬线40、集电极经由第一电阻连接到第三开关单元的控制端、发射极接地；所述第二开关单元包括第二三极管，且该第二三极管的基极经由控制器信号输入端口连接到主控制器31的信号输出端口、集电极经由第二电阻连接到第三开关单元的控制端、发射极接地。第三开关单元包括PMOS管，且该PMOS管的栅极经由第三电阻连接到电压输入端口、源极连接到电压输入端口、漏极连接到电压输出端口。

此外，硬线信号输入端口经由第五电阻接地，第一三极管的基极与硬线信号输入端口之间还连接有第四电阻，且该第一三极管的基极和发射极之间连接有第一电容；控制器信号输入端口经由第七电阻接地，第二三极管的基极与控制器信号输入端口之间还连接有第六电阻，且该第二三极管的基极和发射极之间连接有第二电容。

上述基于汽车电子硬线唤醒的低功耗控制系统通过硬线信号与主控制器(MCU/DSP)信号控制开关器件，实现电机控制系统的低功耗需求，而且低功耗延迟时间可控，方案新颖，成本低廉且可靠性高。可广泛应用于电动汽车、电动摩托车、电动叉车等需要控制系统实现低功耗的场合。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。