一种车载电子设备软硬件分离控制关机的电路和方法与流程

本发明属于车载电子设备技术领域，具体地涉及一种车载电子设备软硬件分离控制关机的电路和方法。

背景技术：

车载电子设备，如车载多媒体显示屏，在汽车上的运用中，其电源的供电开关控制信号一般都受车上的acc信号进行控制，当车钥匙转到accon时，acc信号将会有电压跳变，车载电子设备将通过内部的acc检测电路，然后告知cpu核心系统进行设备的上电。通过acc的上电和断电检测，cpu核心系统进行设备的开关机控制，实现电源的通断电，从而满足车载电子设备的低静态电流的要求，一般车载静态电流都得小于5ma，但是有时由于系统等各种原因，如果不对前端的总电源进行断电的话，这个静态电流往往无法满足小于5ma的要求。在实际运用中经常采用单个cpu软件控制或双cpu软件控制关机的方式实现设备关机断电，但是有时会出现cpu概率性的异常死机问题，由于设备总的电源受cpu本身控制，cpu死机后将导致车载电子设备无法关机的问题；也有些设备直接预留一个硬件开关，直接进行断电，不进行cpu软件控制关机，这种方式将会导致内存经常性的异常掉电带来的内存损坏，最终设备无法启动。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车载电子设备软硬件分离控制关机的电路和方法用以解决上述的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种车载电子设备软硬件分离控制关机的电路，包括电源开关模块、延时关断模块、acc检测模块和车载电子设备，车载电源通过电源开关模块为车载电子设备供电，所述延时关断模块的输入端接acc信号，所述延时关断模块的输出端接电源开关模块的控制端，当有acc信号时，延时关断模块使电源开关模块的控制端处于第一电平而导通，当没有acc信号时，延时关断模块延时一段时间后使电源开关模块的控制端处于第二电平而关断，所述acc检测模块的输入端接acc信号，所述acc检测模块的输出端接车载电子设备的主控模块的输入端，所述车载电子设备的主控模块根据acc检测模块的检测结果相应地控制该车载电子设备开关机。

进一步的，所述延时关断模块包括npn三极管q1、npn三极管q2、npn三极管q3、pnp三极管q4和充电电容c3，所述npn三极管q1的基极接acc信号，发射极接地，集电极依次串联充电电容c3和电阻r6接车载电源，所述pnp三极管q4的基极串联电阻r3接npn三极管q1的集电极与充电电容c3之间的节点，所述pnp三极管q4的发射极接充电电容c3和电阻r6之间的节点，所述pnp三极管q4的集电极串联电阻r8接npn三极管q2的基极，同时串联电阻r7接地，所述npn三极管q2的基极串联电阻r9接地，所述npn三极管q2的发射极接地，所述npn三极管q2的集电极接npn三极管q3的基极，电阻r10和r11串联后接在车载电源与地之间，所述电阻r10和r11之间的节点接npn三极管q3的基极，所述npn三极管q3的发射极接地，所述npn三极管q3的集电极接电源开关模块的控制端。

更进一步的，所述延时关断模块还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2和二极管d1，所述二极管d1的正端串联电阻r1接acc信号，所述二极管d1的负端接npn三极管q1的基极，所述电容c1的第一端接电阻r1与二极管d1之间的节点，另一端接地，所述电阻r2和电容c2并联后接在npn三极管q1的基极与地之间。

进一步的，所述延时关断模块还包括稳压二极管d4，所述稳压二极管d4的负端接充电电容c3和电阻r6之间的节点，所述稳压二极管d4的的正端接地。

更进一步的，所述延时关断模块还包括电阻r4和电容c4，所述电阻r4和电容c4串联后与稳压二极管d4并联。

进一步的，所述电源开关模块包括nmos管q5、电容c5、二极管d3和稳压二极管d5，所述nmos管q5的漏极接车载电源，所述nmos管q5的源极接车载电子设备的电源端，为车载电子设备供电，所述nmos管q5的栅极为电源开关模块的控制端，接npn三极管q3的集电极，所述二极管d3的正端接车载电源，所述二极管d3的负端串联电阻r13接稳压二极管d5的负端，所述稳压二极管d5的正端接地，所述电阻r13与稳压二极管d5之间的节点接nmos管q5的栅极，所述电容c5与电阻r14串联后与稳压二极管d5并联。

更进一步的，还包括dc-dc转换器，所述dc-dc转换器的输入端接nmos管q5的源极，所述dc-dc转换器的输出端接车载电子设备的电源端。

更进一步的，还包括倍压电路，所述倍压电路包括二极管d6、二极管d2、电阻r12和电容c6，所述dc-dc转换器的sw端串联电容c6接二极管d6的正端，所述二极管d6的负端串联电阻r12接nmos管q5的栅极，所述二极管d2的负端接在电容c6与二极管d6之间的节点，所述二极管d2的正端接dc-dc转换器的输入端。

进一步的，还包括前端滤波电路，所述前端滤波电路设置在车载电源的输出端上。

本发明还公开了一种车载电子设备软硬件分离控制关机的方法，包括如下步骤：

a.当有acc信号时，使电源开关模块导通，车载电源通过电源开关模块给车载电子设备供电，车载电子设备的主控模块控制车载电子设备正常开机；

b.当没有acc信号时，车载电子设备的主控模块控制车载电子设备关机进入低功耗模式后，使电源开关模块关闭，断开车载电源为车载电子设备供电。

本发明的有益技术效果：

本发明电路结构简单，易于实现，低成本，应用方便，且具有低静态电流以及实现软件、硬件分离关机控制，保证正常关机下cpu有足够的时间保存当前状态数据，防止内存经常性的异常掉电带来的内存损坏，以及cpu出现异常无法进行软件关机时，设备也能正常进行硬件关机等优点。

附图说明

图1为本发明具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明公开了一种车载电子设备软硬件分离控制关机的方法，包括如下步骤：

a.当有acc信号时，使电源开关模块导通，车载电源通过电源开关模块给车载电子设备供电，车载电子设备的主控模块控制车载电子设备正常开机；

b.当没有acc信号时，车载电子设备的主控模块控制车载电子设备关机进入低功耗模式后，使电源开关模块关闭，断开车载电源为车载电子设备供电。

图1所示为用于实现上述方法的车载电子设备软硬件分离控制关机的电路，包括电源开关模块、延时关断模块1、acc检测模块2和车载电子设备，本具体实施例中，车载电子设备以车载多媒体显示屏为例来说明，但不限于此。车载多媒体显示屏包括主控模块3以及由主控模块3控制的液晶显示屏4和其它功能模块，具体可以参考现有技术，此不再细说。

本具体实施中，主控模块3为cpu核心系统，内有mcu，具有音视频处理功能，含有电源管理ic，ddr3、emmc、wifi、蓝牙、gps等组合电路，实际中运行在安卓平台下。

车载电源通过电源开关模块为车载电子设备供电，本具体实施例中，车载电源为车载电瓶，车载电瓶的输出端batt通过电源开关模块接cpu核心系统3，为cpu核心系统3供电，同时通过cpu核心系统3控制给液晶显示屏4和其它功能模块供电。

本具体实施例中，车载电瓶的输出端batt设有前端滤波电路6，用于对车载电瓶的输出电压进行滤波和保护，前端滤波电路6内包含lc滤波或共模滤波、防反接二极管、大功率tvs管等器件，具体可以参照现有技术，此不再细说。

所述延时关断模块1的输入端接acc信号，所述延时关断模块1的输出端接电源开关模块的控制端，当有acc信号时，延时关断模块1使电源开关模块的控制端处于第一电平而导通，当没有acc信号时，延时关断模块1延时一段时间后使电源开关模块的控制端处于第二电平而关断，所述acc检测模块2的输入端接acc信号，所述acc检测模块2的输出端接车载电子设备的cpu核心系统3的输入端，所述车载电子设备的cpu核心系统3根据acc检测模块2的检测结果相应地控制该车载电子设备开关机，即软件开关机，具体的，软件关机时，实际运用中安卓退出正在运行下的相关进程，保存相关数据，同时对相关模块的断电控制操作。

本具体实施例中，所述延时关断模块1包括npn三极管q1、npn三极管q2、npn三极管q3、pnp三极管q4和充电电容c3，所述npn三极管q1的基极接acc信号，发射极接地，集电极依次串联充电电容c3和电阻r6接前端滤波电路6的输出端vcc，所述pnp三极管q4的基极串联电阻r3接npn三极管q1的集电极与充电电容c3之间的节点，所述pnp三极管q4的发射极接充电电容c3和电阻r6之间的节点，所述pnp三极管q4的集电极串联电阻r8接npn三极管q2的基极，同时串联电阻r7接地，所述npn三极管q2的基极串联电阻r9接地，所述npn三极管q2的发射极接地，所述npn三极管q2的集电极接npn三极管q3的基极，电阻r10和r11串联后接在接前端滤波电路的输出端vcc与地之间，所述电阻r10和r11之间的节点接npn三极管q3的基极，所述npn三极管q3的发射极接地，所述npn三极管q3的集电极接电源开关模块的控制端。

本具体实施例中，所述延时关断模块1还包括第一滤波电路，用于对acc信号进行滤波处理，所述第一滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2和二极管d1，所述二极管d1的正端串联电阻r1接acc信号，所述二极管d1的负端接npn三极管q1的基极，所述电容c1的第一端接电阻r1与二极管d1之间的节点，另一端接地，所述电阻r2和电容c2并联后接在npn三极管q1的基极与地之间。

本具体实施例中，所述延时关断模块1还包括稳压二极管d4，所述稳压二极管d4的负端接充电电容c3和电阻r6之间的节点，所述稳压二极管d4的的正端接地，所述充电电容c3还并联有电阻r5。

进一步的，本具体实施例中，所述延时关断模块1还包括电阻r4和电容c4，所述电阻r4和电容c4串联后与稳压二极管d4并联。电阻r4和电容c4组成滤波电路，滤除稳压二极管d4端的尖波信号。

本具体实施例中，所述电源开关模块包括nmos管q5、电容c5、二极管d3和稳压二极管d5，所述nmos管q5的漏极接前端滤波电路的输出端vcc，所述nmos管q5的源极接cpu核心系统3的电源端(车载多媒体显示屏的电源端)，通过cpu核心系统3为整个车载多媒体显示屏供电，所述nmos管q5的栅极为电源开关模块的控制端，接npn三极管q3的集电极，所述二极管d3的正端接前端滤波电路的输出端vcc，所述二极管d3的负端串联电阻r13接稳压二极管d5的负端，所述稳压二极管d5的正端接地，所述电阻r13与稳压二极管d5之间的节点接nmos管q5的栅极，所述电容c5与电阻r14串联后与稳压二极管d5并联。电容c5与电阻r14组成rc滤波电路，滤除稳压二极管d5两端的尖波信号。

本具体实施例中，nmos管q5为大功率nmos管。

本具体实施例中，还包括dc-dc转换器5，所述dc-dc转换器5的输入端接nmos管q5的源极，所述dc-dc转换器5的输出端接cpu核心系统3的电源端。

本具体实施例中，还包括倍压电路，所述倍压电路包括二极管d6、二极管d2、电阻r12和电容c6，所述dc-dc转换器5的sw端串联电容c6接二极管d6的正端，所述二极管d6的负端串联电阻r12接nmos管q5的栅极，所述二极管d2的负端接在电容c6与二极管d6之间的节点，所述二极管d2的正端接dc-dc转换器5的输入端。

本具体实施例中，acc检测模块2可以是三极管控制检测也可以是光耦检测电路等，具体可以参考现有技术，此不再细说。

工作过程：

当有acc信号输入时(即车钥匙转到accon时)，npn三极管q1、npn三极管q2和pnp三极管q4导通，npn三极管q3截止，此时通过倍压电路，使得nmos管q5的栅极电压大于源极电压，从而nmos管q5导通，车载电源通过dc-dc转换器5转换后给cpu核心系统3供电，再通过cpu核心系统3给其他功能模块(如液晶显示屏4)供电；同时充电电容c3也被迅速充电到电压v1，此时设备正常供电，cpu核心系统3也将检测到acc检测模块2输出的低电平信号(即有acc信号)，使得cpu控制相应的电源控制i\o口为高，打开各功能模块的电源，使得设备正常启动工作。

当acc信号断开时(即车钥匙转到accoff时)，npn三极管q1截止，此时充电电容c3上的电压将通过pnp三极管q4和电阻r3构成的回路开始放电，在放电的过程中，继续向pnp三极管q4提供基极电流维持了pnp三极管q4的导通，从而使得npn三极管q2导通，npn三极管q3截止，nmos管q5导通，车载电源继续正常供给后级电路，当充电电容c3的电荷放完时(经过时间t2)，pnp三极管q4截止，使得npn三极管q2截止，从而npn三极管q3导通，nmos管q5截止，车载电源停止供给后级电路，在充电电容c3放电过程中，因cpu核心系统3检测到acc检测模块2输出的高电平信号(即没有acc信号)，cpu进行数据的保存，进入关机流程，同时控制相应的电源控制i\o口为低状态，使得设备后级电源全部断开，在时间t1后cpu进入低功耗模式，在时间t2(即延时时间)后，所有电源因nmos管q5的截止被切断，此时设备的静态电路达到最小，实际运用中小于5ma，只要合理选择充电电容c3、电阻r3和电阻r5的参数，使得时间t2大于时间t1，即可达到既防止设备在accoff状态下,因cpu死机导致设备无法关机的问题，又保证了正常关机下，cpu也有足够的时间进行数据的保存后再进行断电，防止内存经常性的异常掉电带来的内存损坏。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。