一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元制造技术

本实用提出了一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，用以解决现有汽车电源分配单元的重量较重、体积较大、智能化程度低，维修效率低的问题。本实用包括壳体，壳体内设有线路板，线路板上设有MCU控制器、SBC模块和若干个高边驱动芯片，SBC模块集成有电压转换模块和CAN总线接口模块，电压转换模块与外界电源相连接，CAN总线接口模块分别与仪表盘显示屏和MCU控制器相连接，MCU控制器与各个高边驱动芯片相连接，高边驱动芯片与电源相连接，高边驱动芯片与负载相连接。本实用实现对过流故障实现精确切断开关，对负载回路主动保护，智能化程度较高；在线直接显示过流回路编号或高边驱动芯片编号，提高了维护方便性。

A Self-Diagnosis and Self-Control Automotive Electronic Power Distribution Unit

In this paper, a self-diagnosis and self-control automotive electronic power distribution unit is proposed to solve the problems of heavy weight, large volume, low intelligence and low maintenance efficiency of the existing automotive power distribution unit. The utility model includes a shell, which is equipped with a circuit board, a MCU controller, a SBC module and several high-side driving chips. The SBC module integrates a voltage conversion module and a CAN bus interface module. The voltage conversion module is connected with the external power supply. The CAN bus interface module is connected with the dashboard display screen and the MCU controller respectively. The MCU controller is connected with various high-side driving chips. Connecting, the high-side driver chip is connected with the power supply, and the high-side driver chip is connected with the load. The system realizes accurate cut-off switch for over-current fault, active protection for load circuit, and high degree of intelligence. On-line direct display of over-current circuit number or high-side driver chip number improves maintenance convenience.

【技术实现步骤摘要】
一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元
本实用涉及汽车电源分配的
，尤其涉及一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元。
技术介绍
汽车电源分配单元是对车辆配置的传感器、模块、负载及回路进行电源分配及保护且具有一定防护等级要求的一种总成装置，其主要功能是负责全车用电设备的电源分配，并对用电设备的导线进行过载保护，保证用电设备及车辆的安全使用。汽车电源分配单元作为整车电气系统的神经枢纽，主要由塑料壳体、线路板、汇流条、连接器端子、保险、继电器等零部件组成。在正常工况下，汽车电源分配单元装配的继电器线圈回路长时间加载电流造成电能损耗，绝大部分以热能的方式散发到产品内部，促使环境温度升高，造成工作环境恶化。继电器负载回路工作的方式是触点接触或断开，尤其是在触点接触的过程中会产生声音，这种声音对于驾驶舱的乘客来说是不愿接受的噪音。车辆负载回路工作电流异常时，通过保险熔断保护回路导线和负载，这种保护方式是被动式的一次性保护，故障处理后需要重新装配新的保险，智能化程度较低。继电器的结构形式造成其重量和体积较大，尤其是大电流功率型继电器更大；大电流感性负载的保险的重量和体积也较大。以上保险和继电器的工况和特征已经不符合当前汽车厂要求的零部件轻量化、小型化、智能化、低能耗、无噪音的发展趋势。现有汽车电源分配单元包括继电器和保险丝，若干个继电器和保险丝分布在线路板上，每个继电器通过一个保险丝与电源相连接，保险丝能通过的额定电流包括10A、15A、20A和40A，电源通过不同的保险丝和继电器分别与后除霜装置、电子真空泵、水泵、空调离合器、喇叭、油泵、汽车变速器（CVT）、智能自动启停系统（ISS）、左雾灯、右雾灯、左近光灯、后近光灯、左远光灯和后远光灯等相连接，线路板结构复杂，控制较繁琐，智能化程度较低。车辆负载出现故障后，维修人员或者消费者需要打开汽车电源分配单元的盖子或者拆开仪表板护板，根据盖子内部的标识内容或者产品说明书核查汽车电源分配单元内的保险、继电器是否失效，维修效率低，不符合维护快捷、方便的要求。
技术实现思路
针对现有汽车电源分配单元的重量较重、体积较大、智能化程度低，维修效率低，不能满足现有需求的技术问题，本实用提出一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，解决了现有产品中存在的智能化程度低、能耗高、噪音大、体积大、重量重、维修方便性低等问题。为了达到上述目的，本实用的技术方案是这样实现的：一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，包括壳体，壳体内设有线路板，所述线路板上设有MCU控制器、SBC模块和若干个高边驱动芯片，SBC模块集成有电压转换模块和CAN总线接口模块，电压转换模块与外界电源相连接，CAN总线接口模块通过CAN总线与仪表盘显示屏相连接；所述CAN总线接口模块与MCU控制器相连接，MCU控制器分别与各个高边驱动芯片相连接，高边驱动芯片分别与电源和负载相连接。所述MCU控制器分别与IGN信号检测模块和电压检测模块相连接，IGN信号检测模块的IGN信号由点火开关接入，电压检测模块的电压信号并联在电源两端。所述高边驱动芯片的输出脚直接与负载和防静电的电容C2相连接，电容C2的一端与高边驱动芯片的输出端相连接，电容C2的另一端接地；所述负载包括后除霜装置、后视镜驱动装置、电子真空泵、水泵、空调离合器、喇叭、油泵、汽车变速器、智能自动启停系统、远光灯、近光灯和前雾灯，远光灯包括左远光灯和右远光灯，近光灯包括左近光灯和右近光灯，前雾灯包括左前雾灯和右前雾灯。所述电压转换模块包括线性稳压器，CAN总线接口模块包括CAN收发器，线性稳压器的输入端与电源相连接，线性稳压器的输出端与MCU控制器相连；CAN收发器的一端与仪表盘显示屏相连接，CAN收发器的另一端与MCU控制器相连接。所述MCU控制器内设有主控制器、存储器、计算模块、比较模块和CAN控制器，存储器、计算模块、比较模块和CAN控制器均与主控制器相连接，CAN控制器与CAN收发器相连接。所述高边驱动芯片包括MOSFET场效应管、升压驱动电路和电流反馈电路，升压驱动电路的内部与MOSFET晶体管的栅极相连接，升压驱动电路的外部由高边驱动芯片的IN脚作为控制接口，IN脚通过限流电阻R1与MCU控制器的一个I/O口相连接；电流反馈电路由高边驱动芯片的IS脚作为信号反馈接口，IS脚通过分压电阻R7以及一个RC滤波电路与MCU控制器的一个具有AD转换功能的I/O口相连接；高边驱动芯片的输出端与负载相连接，高边驱动芯片的GND引脚接地。所述分压电阻R7与RC滤波电路相连接，RC滤波电路包括电阻R8和电容C3，电阻R7与高边驱动芯片的IS脚相连接，电阻R7分别与电容C3的一端和接地端相连接，电容C3的另一端与电阻R8相连接。所述高边驱动芯片内还设有诊断使能电路，诊断使能电路与高边驱动芯片的DEN脚相连接。所述高边驱动芯片还包括有VS引脚，VS引脚与12V电源以及浪涌电压抑制电路相连接，浪涌电压抑制电路包括电容C1和稳压管Z1，VS引脚分别与电容C1的一端和稳压管Z1的阴极相连接，电容C1的另一端和稳压管Z1的正极接地相连接。所述高边驱动芯片的GND引脚与防反接电路相连接，防反接电路包括电阻R3和二极管D1，GND引脚分别与电阻R3的一端和二极管D1的正极相连接，电阻R3的另一端和二极管D1的负极接地。本实用的有益效果：MCU控制器和高边驱动芯片（HSD）替代传统的保险、继电器后产品重量降低约30%；产在正常工况下没有任何噪音，绝对静音；最大能耗约为传统的继电器的七分之一；高边驱动芯片（HSD）的开关次数可高达100万次，远远高于继电器的10万次，提高了产品使用寿命。本实用对过流故障实现精确切断开关，故障排除后可自动实现重新导通，对回路进行主动保护，智能化程度较高；在线直接显示过流回路编号或高边驱动芯片（HSD）编号，提高了维护方便性。附图说明为了更清楚地说明本实用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实用的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用的系统框图。图2为本实用的线路板的布置结构示意图。图3为本实用的高边驱动芯片的控制电路图。图中，1为高边驱动芯片，2为MCU控制器。具体实施方式下面将结合本实用实施例中的附图，对本实用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实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用保护的范围。如图1和图2所示，一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，包括壳体，壳体内设有线路板，所述线路板上设有MCU控制器2、SBC模块和若干个高边驱动芯片1，SBC模块集成有电压转换模块和CAN总线接口模块，电压转换模块（LDO）与外界12V电源和地相连接，CAN总线接口模块通过CAN总线与仪表盘显示屏相连接；所述CAN总线接口模块与MCU控制器2相连接，MCU控制器2与各个高边驱动芯片1相连接，高边驱动芯片1与电源相连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，包括壳体，壳体内设有线路板，其特征在于，所述线路板上设有MCU控制器（2）、SBC模块和若干个高边驱动芯片（1），SBC模块集成有电压转换模块和CAN总线接口模块，电压转换模块与外界电源相连接，CAN总线接口模块通过CAN总线与仪表盘显示屏相连接；所述CAN总线接口模块与MCU控制器（2）相连接，MCU控制器分别与各个高边驱动芯片相连接，高边驱动芯片分别与电源和负载相连接。

【技术特征摘要】
1.一种自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，包括壳体，壳体内设有线路板，其特征在于，所述线路板上设有MCU控制器（2）、SBC模块和若干个高边驱动芯片（1），SBC模块集成有电压转换模块和CAN总线接口模块，电压转换模块与外界电源相连接，CAN总线接口模块通过CAN总线与仪表盘显示屏相连接；所述CAN总线接口模块与MCU控制器（2）相连接，MCU控制器分别与各个高边驱动芯片相连接，高边驱动芯片分别与电源和负载相连接。2.根据权利要求1所述的自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，其特征在于，所述MCU控制器（2）分别与IGN信号检测模块和电压检测模块相连接，IGN信号检测模块的IGN信号由点火开关接入，电压检测模块的电压信号并联在电源两端。3.根据权利要求1或2所述的自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，其特征在于，所述高边驱动芯片（1）的输出脚直接与负载和防静电的电容C2相连接，电容C2的一端与高边驱动芯片的输出端相连接，电容C2的另一端接地；所述负载包括后除霜装置、后视镜驱动装置、电子真空泵、水泵、空调离合器、喇叭、油泵、汽车变速器、智能自动启停系统、远光灯、近光灯和前雾灯，远光灯包括左远光灯和右远光灯，近光灯包括左近光灯和右近光灯，前雾灯包括左前雾灯和右前雾灯。4.根据权利要求1所述的自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，其特征在于，所述电压转换模块包括线性稳压器，CAN总线接口模块包括CAN收发器，线性稳压器的输入端与电源相连接，线性稳压器的输出端与MCU控制器相连；CAN收发器的一端与仪表盘显示屏相连接，CAN收发器的另一端与MCU控制器相连接。5.根据权利要求1或4所述的自我诊断及自我控制的汽车电子式电源分配单元，其特征在于，所述MCU控制器内设有主控制器、存储器、计算模块、比较模块和CAN控制器，存储器、计算模块、比较模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤军，王荣喜，孙新普，梁康康，赵平堂，姬和平，范存建，王艳丽，
申请(专利权)人：河南天海电器有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41