用于充电机的数字电源控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于充电机的数字电源控制系统，包括电源转换器、次级辅助电源电路、CAN总线控制器和数字控制单元，所述数字控制单元通过CAN总线控制器与电池管理系统（BMS）或整车控制系统（VCU）连接，所述CAN总线控制器控制一次级辅助电源电路向数字控制单元供电，其特征在于:所述数字控制单元与CAN总线控制器之间的控制信号线上连接一下拉电容，该电容一端接控制信号线，另一端接地。本发明专利技术可以彻底的消除软件升级失败的风险，同时保证唤醒休眠功能的正常作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车中电控单元（ECU）的数字控制系统，尤其涉及一种带有CAN唤醒、休眠功能，同时需要通过CAN通讯实现数字系统软件的在线升级功能，用于电动汽车车载充电机的数字电源控制系统。
技术介绍
数字电源凭借其开发周期短、可移植性高、控制灵活等优点取得了广泛的应用，尤其是在需要通讯交互的电动汽车充电机中，数字电源更是不可代替。在车载充电机中，不仅要对充电机的应用软件进行升级维护，还需要充电机具备唤醒、休眠功能。目前充电机都通过总线（CAN）控制器（如NXP的TJA1043A）与电池管理系统（BMS）或其他电子控制单元（ECU）通讯，充电机的应用软件也通过CAN控制器完成升级刷新。唤醒状态下，数字信号处理器（DSP）拉高控制信号线（STB）引脚保持系统供电正常，当需要休眠时，DSP拉低STB引脚，通过CAN芯片对系统下电。但是在对控制芯片IC（DSP或MCU）进行软件升级过程中需要对IC复位操作，而复位后的STB引脚状态DSP默认为低电平，如果复位时间较长，系统就会掉电，从而软件升级失败。而如果对STB引脚采用上拉电阻设计，虽然可以解决升级失败的问题，但是又不能实现休眠功能，因为DSP掉电后STB引脚电平状态就取决于外电路，上拉则为高，系统又被重新上电。现有技术大多尽可能通过增加辅助电源的电容来延长掉电时间，使得DSP复位期间系统不至于掉电。但是这种方法没有从根本上解决升级时复位与唤醒休眠功能的兼容性，且存在着以下缺点：首先这种方法仍然存在着升级失败的风险，其次DSP复位期间系统电源并不稳定，降低了控制芯片的寿命和稳定性，再次在最小系统辅助电源输出端增加大电容增加了产品成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种用于电动汽车车载充电机的数字电源控制系统，该系统可以彻底的消除数字控制器的软件升级失败的风险，同时保证其唤醒休眠功能的正常作用。本专利技术采用的技术方案是，一种用于充电机的数字电源控制系统，包括电源转换器、次级辅助电源电路、CAN总线控制器和数字控制单元，所述数字控制单元通过CAN总线控制器与电池管理系统（BMS）或整车控制系统（VCU）连接，所述CAN总线控制器控制一次级辅助电源电路向数字控制单元供电，其特征在于:所述数字控制单元与CAN总线控制器之间的控制信号线上连接一下拉电容，该电容一端接控制信号线，另一端接地。所述的次级辅助电源电路包括：通过一个二极管连接的外接12V直流电源（蓄电池），通过一个二极管与电源转换器连接的内部12V辅助电源，外接12V直流电源和内部12V辅助电源并列为CAN总线控制器供电；CAN总线控制器通过一个三极管控制电路和一个电平转换电路向数字控制单元供电。所述的数字控制单元具有通过CAN通讯实现数字系统软件在线升级和休眠唤醒的功能。在一具体实施例中，所述下拉电容采用容量为47pF的小电容；所述CAN总线控制器采用TJA1043系列CAN芯片；所述的数字控制单元采用DSP或MCU。本专利技术的优点在于，可以彻底的消除软件升级失败的风险，同时保证唤醒休眠功能的正常作用。此外，本专利技术提出的控制电路可靠，简单、成本低。附图说明图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术中次级辅助电源电路框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对专利技术进行详细的说明。本专利技术提出的数字电源控制系统包括：电源转换器、CAN总线控制器和数字控制单元，数字控制单元通过CAN总线控制器与电池管理系统（BMS）或整车控制系统（VCU）通信。还包括一次级辅助电源电路，所述CAN总线控制器控制次级辅助电源电路向数字控制单元供电。本专利技术提出的技术方案在DSP与CAN控制芯片的STB引脚之间的信号线上增加一个极小的下拉电容（47pF）。该电容一端接STB控制信号线，另一端接地。如图1所示，DC-DC是高压直流电转低压直流电的充电机内部辅助电源转换器。DC-DC的输入是高压直流电源，可以是充电机的输出，也可以是车载储能电池的输出。充电机内部辅助电源转换器将高压直流电转换成低压直流电（12V）。另外辅助电源电路提供5V，3.3V电源，受CAN信号INH控制，具体见图2。CAN芯片的供电电源（12V）既可以来自充电机辅助电源，也可以来自外部12V供电。CAN芯片通过CANBUS与整车CAN网络（主要是电池管理系统BMS和整车控制系统VCU）连接。电源转换器提供低压电源给CAN芯片和数字控制单元（DSP/MCU），通过PCB板走线连接。CAN芯片与DSP之间通过PCB板走线直接相连，主要是几路信号线（CAN-H,CAN-L,STB,ENABLE,WEEKUP等信号）。CAN-H和CAN-L是CAN芯片和DSP之间的CAN通讯信号线。CAN芯片可以采用TJA1043A系列芯片。CAN芯片向辅助电源电路输出控制信号，该信号状态受STB和其他信号的影响，在本方案中利用该信号来控制辅助电源的供电，以达到系统休眠和唤醒的功能。电源转换器后面是一个次级辅助电源电路，如图2所示，包括：通过一个二极管与外接12V直流电源（蓄电池），通过一个二极管与电源转换器连接的内部12V辅助电源，外接12V直流电源和内部12V辅助电源并列为CAN总线控制器供电；CAN总线控制器通过一个三极管控制电路和一个电平转换电路向数字控制单元供电。CAN芯片输出一个信号（INH），用于控制辅助电源给DSP系统供电。在其他信号状态确定的条件下，当STB为高电平时INH也为高信号，辅助电源提供电源（5V/3.3V）给DSP/MCU最小系统，系统处于唤醒状态；当STB为低电平时，INH也为低信号，辅助电源断开给DSP供电，从而达到系统休眠的功能，以节约耗电。图2中，外接12V直流电源在电动汽车上一般直接连蓄电池；充电机内部12V辅助电源由内部DC-DC转换而来；CAN芯片供电电源可来自外接12V直流电源或充电机内部12V辅助电源。CAN芯片输出控制信号INH,用以控制DSP最小系统的供电。当系统需要休眠的时候，该信号为低，切断12V电源的供电。当系统需要唤醒时，INH变为高电平，接通辅助电源供电电路。电平转换芯片用于将12V电平转换为DSP最小系统可用的5V或3.3V电平。采用本专利技术技术方案后，当DSP在进行软件升级期间的复位动作时，DSP侧的STB引脚呈高阻态，其电平状态取决于外电路。而外电路由于新增下拉电容的存在会保持为高电平。由于此时DSP和CAN芯片的STB引脚都是高阻状态，所以该电容能量几乎不会被卸荷放掉，所以能够保证DSP复位和升级成功；当系统需要休眠时，DSP通过将STB引脚拉低（DSP内部接地），下拉电容上的能量瞬间释放，STB引脚电平变为低电平，CAN芯片检测到STB变低后将系统下电。系统下电后，DSP的STB引脚不再受控（相当于悬空），但因为下拉电容上没有能量，所以STB引脚将保持为低电平，从而保证系统保持为休眠状态。CAN芯片不限于使用TJA1043系列，只要具有唤醒控制功能的CAN芯片都可以使用。数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于充电机的数字电源控制系统，包括电源转换器、次级辅助电源电路、CAN总线控制器和数字控制单元，所述数字控制单元通过CAN总线控制器与电池管理系统（BMS）或整车控制系统（VCU）连接，所述CAN总线控制器控制一次级辅助电源电路向数字控制单元供电，其特征在于: 所述数字控制单元与CAN总线控制器之间的控制信号线上连接一下拉电容，该电容一端接控制信号线，另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种用于充电机的数字电源控制系统，包括电源转换器、次级辅助电源电路、CAN总线控制器和数字控制单元，所述数字控制单元通过CAN总线控制器与电池管理系统（BMS）或整车控制系统（VCU）连接，所述CAN总线控制器控制一次级辅助电源电路向数字控制单元供电，其特征在于:所述数字控制单元与CAN总线控制器之间的控制信号线上连接一下拉电容，该电容一端接控制信号线，另一端接地。
2.如权利要求1所述的数字电源控制系统，其特征在于：所述的次级辅助电源电路包括：通过一个二极管连接的外接12V直流电源（蓄电池），通过一个二极管与电源转换器连接的内部12V辅助电源，外接12V直流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钧，姚顺，冯颖盈，杨学锋，张宏韬，
申请(专利权)人：深圳威迈斯电源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44