一种防反电源电路架构的制作方法

本发明涉及热管理控制器防反电源电路，更具体地说，涉及一种可以用于热管理控制器的防反电源电路架构。

背景技术：

1、在新型整车架构中，热管理控制器扮演着至关重要的角色，其主要职责在于精确调控整车电机、电池包等关键部件的温度状态。热管理控制器集成了多个功能模块，尤为关键的是无刷电机驱动模块与步进电机驱动模块。

2、其中，无刷电机驱动模块的输出电流较大，目前普遍采用预驱芯片结合功率mosfet的解决方案，以确保高效稳定地运行。同时，热管理控制器设计还需特别关注对功率mosfet前级输入电源的防反保护，以增强系统的整体安全可靠性。

3、图1揭示了一种典型的热管理控制器防反电源电路架构的原理框图，如图1所示的架构中，mos场效应晶体管110被用作功率防反电源的主开关元件，而电荷泵专用芯片120则负责对mos场效应晶体管110开关的驱动控制。在图1中，kl30代表整车12v电源，而kl30_anti则为经过防反措施处理后输出的稳定12v电源。

4、然而，上述现有设计存在如下的不足之处：

5、1)成本较高：采用电荷泵专用芯片显著增加了系统的制造成本，对于成本控制提出了挑战。

6、2)鲁棒性较差：电荷泵专用芯片的依赖使得系统面临单点失效的风险。一旦该芯片出现故障，将导致防反输出功能丢失，进而可能对后级负载的正常运行造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种防反电源电路架构，解决现有技术的热管理控制器防反电源电路架构成本较高、可靠性较差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种防反电源电路架构，包括反接逻辑控制模块、开关驱动模块以及功率开关控制模块：

3、所述功率开关控制模块，输入端与工作电源连接，输出端为供电接口，通过开关控制工作电源与供电接口之间的通断；

4、所述开关驱动模块，一端与驱动电源连接，另一端与功率开关控制模块连接，对功率开关控制模块施加电压信号，实现对功率开关控制模块的开关控制；

5、所述反接逻辑控制模块，分别与功率开关控制模块、开关驱动模块相连接，用于在电源反接时断开所述功率开关控制模块。

6、在一些实施例中，所述反接逻辑控制模块包括三极管，所述功率开关控制模块包括场效应管：

7、所述三极管与场效应管相连接，在电源正接或反接时，通过提高或拉低电压，控制场效应管的开关通断。

8、在一些实施例中，所述反接逻辑控制模块，还包括第一电阻、第二电阻和第一二极管：

9、所述第一电阻，一端与三极管的基极、第一二极管的负极连接，另一端与工作电源、三极管的发射极连接；

10、所述第二电阻，一端接地，另一端与第一二极管的正极连接；

11、所述第一二极管的负极，与三极管的基极连接。

12、在一些实施例中，所述三极管的集电极通过第一连接点连接到功率开关控制模块的场效应管的栅极；

13、所述功率开关控制模块的场效应管，源极与工作电源相连接，漏极作为输出端。

14、在一些实施例中，所述开关驱动模块，包括若干二极管和第三电阻：

15、所述若干二极管的正极分别连接对应的驱动电源；

16、所述若干二极管的负极分别连接第二连接点；

17、所述第三电阻的一端连接第二连接点，另一端与功率开关控制模块的场效应管的栅极相连接。

18、在一些实施例中，所述驱动电源为直流无刷电机驱动芯片电荷泵。

19、在一些实施例中，所述功率开关控制模块包括第一mos场效应晶体管、第二mos场效应晶体管以及第五电阻、第六电阻；

20、所述第一mos场效应晶体管，栅极通过第六电阻与第一连接点连接，源极与工作电源相连接，漏极作为输出端；

21、所述第二mos场效应晶体管，栅极通过第五电阻与第一连接点连接，源极与工作电源相连接，漏极作为输出端。

22、在一些实施例中，当电源正接时，工作电源通过功率开关控制模块的场效应管的体二极管向后级电路供电；

23、驱动电源输出驱动电压至开关驱动模块，用于驱动对功率开关控制模块的场效应管导通，功率开关控制模块的供电端进行正常供电。

24、在一些实施例中，当电源反接时，反接逻辑控制模块的三极管导通将功率开关控制模块的场效应管的栅极和源极电压拉低至0；功率开关控制模块的场效应管截止，供电端停止供电。

25、在一些实施例中，所述防反电源电路架构，还包括电压钳位保护模块：

26、所述电压钳位保护模块，与开关驱动模块相连接，用于在电源反接时，将开关驱动模块的电位差钳位在安全范围内。

27、在一些实施例中，所述防反电源电路架构，还包括电压钳位保护模块：

28、所述电压钳位保护模块，包括第四二极管；

29、所述第四二极管，正极接地，负极与开关驱动模块的第二连接点相连接。

30、在一些实施例中，所述防反电源电路架构，还包括稳压保护模块：

31、所述稳压保护模块，分别与工作电源、功率开关控制模块相连接，对功率开关控制模块的电压信号进行稳压保护。

32、在一些实施例中，所述防反电源电路架构，还包括稳压保护模块：

33、所述稳压保护模块包括第五二极管：

34、所述第五二极管，正极端连接工作电源、功率开关控制模块的场效应管的源极，负极端通过第一连接点连接到功率开关控制模块的场效应管的栅极。

35、在一些实施例中，所述防反电源电路架构，还包括稳压保护模块：

36、所述稳压保护模块包括第四电阻以及第一电容：

37、所述第四电阻，一端连接工作电源、功率开关控制模块的场效应管的源极，另一端通过第一连接点连接到功率开关控制模块的场效应管的栅极；

38、所述第一电容，一端连接工作电源、功率开关控制模块的场效应管的源极，另一端通过第一连接点连接到功率开关控制模块的场效应管的栅极。

39、本发明提供的防反电源电路架构，不仅能够实现正常供电，而且能在电源反接时有效保护后续电路，在保证鲁棒性的同时，对电路进行简化处理并将成本降至最低。

技术特征：

1.一种防反电源电路架构，其特征在于，包括反接逻辑控制模块、开关驱动模块以及功率开关控制模块：

2.根据权利要求1所述的防反电源电路架构，其特征在于，所述反接逻辑控制模块包括三极管，所述功率开关控制模块包括场效应管：

3.根据权利要求2所述的防反电源电路架构，其特征在于，所述反接逻辑控制模块，还包括第一电阻、第二电阻和第一二极管：

4.根据权利要求2所述的防反电源电路架构，其特征在于，所述三极管的集电极通过第一连接点连接到功率开关控制模块的场效应管的栅极；

5.根据权利要求4所述的防反电源电路架构，其特征在于，所述开关驱动模块，包括若干二极管和第三电阻：

6.根据权利要求5所述的防反电源电路架构，其特征在于，所述驱动电源为直流无刷电机驱动芯片电荷泵。

7.根据权利要求4所述的防反电源电路架构，其特征在于，所述功率开关控制模块包括第一mos场效应晶体管、第二mos场效应晶体管以及第五电阻、第六电阻：

8.根据权利要求4所述的防反电源电路架构，其特征在于，当电源正接时，工作电源通过功率开关控制模块的场效应管的体二极管向后级电路供电；

9.根据权利要求4所述的防反电源电路架构，其特征在于，当电源反接时，反接逻辑控制模块的三极管导通，将功率开关控制模块的场效应管的栅极和源极电压拉低至0；功率开关控制模块的场效应管截止，供电端停止供电。

10.根据权利要求1所述的防反电源电路架构，其特征在于，还包括电压钳位保护模块：

11.根据权利要求5所述的防反电源电路架构，其特征在于，还包括电压钳位保护模块：

12.根据权利要求1所述的防反电源电路架构，其特征在于，还包括稳压保护模块：

13.根据权利要求4所述的防反电源电路架构，其特征在于，还包括稳压保护模块：

14.根据权利要求4所述的防反电源电路架构，其特征在于，还包括稳压保护模块：

技术总结
本发明涉及热管理控制器防反电源电路技术领域，更具体地说，涉及一种防反电源电路架构。本发明提供的防反电源电路架构，包括功率开关控制模块，输入端与工作电源连接，输出端为供电接口，通过开关控制工作电源与供电接口之间的通断；开关驱动模块，一端与驱动电源连接，另一端与功率开关控制模块连接，对功率开关控制模块施加电压信号，实现对功率开关控制模块的开关控制；反接逻辑控制模块，分别与功率开关控制模块、开关驱动模块相连接，用于在电源反接时断开所述功率开关控制模块。本发明不仅能够实现正常供电，而且能在电源反接时有效保护后续电路，在保证鲁棒性的同时，对电路进行简化处理并将成本降至最低。

技术研发人员：徐凌宇,杨守建,王镇
受保护的技术使用者：联合汽车电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23