一种双电源冗余集成半桥油泵控制器的制作方法

1.本实用新型公开了一种兼容12v和24v供电系统且具备完善冗余功率的燃油泵控制器，属于汽车燃油供给系统技术领域。


背景技术：

2.汽车燃油泵控制器是发动机电子控制系统中的重要组成部分。电动调节控制器一般为12v或24v供电，使用单一电源为系统供电使用分立的功率器件控制油泵电机运转，并且很多控制器不带有通信及自诊断和故障上报功能；这种电动调节控制器的电源兼容性不好，无法同时兼容12v和24v的供电系统，无传感器独立电源，且无故障反馈功能，无法将电动调节控制器的工作状态向外反馈，安全性不是很好。
3.现有电子燃油泵控制器，分立器件体积大故障率高，不具有冗余设计功能，发生故障就就会失效，控制器件的性能较低，导致电源兼容性差；电路设计的不足导致功能的欠缺，不适用于性能要求较高的整车。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术的不足，提供一种兼容12v和24v供电系统且功能完善的双电源冗余集成半桥油泵控制器。
5.本实用新型的技术方案是设置12v/24v转5v电源接口，独立压力传感器可控电源；设置并联的功率驱动模块电路和冗余功率驱动电路，具有功能齐全、性能可靠、控制算法简单、电源兼容性好，具有冗余功能等优点，可以用来驱动300w以内12v或24v的油泵。
6.按照功能分为电源模块、检测控制模块、驱动模块。
7.电源模块包括：12v/24v转5v电源接口，独立压力传感器可控电源；
8.检测控制模块包括：mcu模块，电流检测模块，电压检测模块，温度检测模块，以及通信使能模块，can通信电路等；
9.驱动模块包括： 功率驱动模块电路和冗余功率驱动电路，由两路并联的大电流集成半桥芯片模块构成。其具有功能齐全、性能可靠、控制算法简单、电源兼容性好，具有冗余功能等优点，可以用来驱动300w以内12v或24v的油泵。
10.一种双电源冗余集成半桥油泵控制器，包括12v/24v电源模块和与其相连的12v/24v转5v模块，mcu与其构成数据通道的电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、油泵继电器控制模块、通信使能模块和压力传感器相连接，其特征是所述的12v或者24v电源模块和可控电源相连与所述的压力传感器构成供电回路，所述的12v或者24v电源模块与两路并联的大电流集成半桥芯片构成供电回路，所述的两路并联的大电流集成半桥芯片的控制端与mcu的控制端口连接，所述的两路并联的大电流集成半桥芯片的输出端与汽车油泵相连接。
11.所述的两路并联的大电流集成半桥芯片由成品集成电路构成，型号为btn8982ta。
12.所述的可控电源由一个与所述的mcu构成控制回路的可控电源芯片构成，型号为
tle4250
‑
2g。
13.工作时，将控制器安装在油泵控制器位置，通过硬线与油泵连接，通过can通信控制油泵控制器来实现油泵的运转；运行过程中实时检测油泵状态，当油泵控制器出现故障时，控制器会采取相应的措施以保护控制器和油泵，如出现功率驱动部件故障时冗余功率驱动部件会参与工作保证工作不间断，并通过通信接口也会发出故障代码。
14.本实用新型的优点如下：
15.1，电源兼容性强，可以兼容12v和24v两种供电系统；
16.2，功能齐全，能对电压、电流、温度进行监测，并具有故障诊断功能，抗干扰能力强，系统安全性高；
17.3，具有独立的的传感器可控电源，具有关键部件冗余功能，集成功率驱动器件稳定可靠，采用关键驱动部件冗余设计，在一组器件出问题的情况下不影响系统正常工作；
18.4， 采用mcu控制集成半桥驱动的方案，关键器件集成度高，控制精度高稳定可靠；
19.5， 具有安全可靠的外部输入检测功能，具有can通信功能可以实时高效控制及故障上报。
附图说明
20.图1为控制器与油泵及车身连接示意方框图；
21.图2为油泵控制电路连接方框图，图中：1、12v/24v电源模块， 2、12v/24v转5v模块，3、车身，4、电流检测模块，5、电压检测模块，6、温度检测模块，7、油泵继电器控制模块，8、通信使能模块，9、can通信电路，10、mcu，11、大电流集成半桥芯片模块，12、大电流集成半桥芯片模块，13、压力传感器，14、看门狗，15、汽车油泵，16、可控电源模块；
22.图3为控制器中12v/24v转5v电路；
23.图4为控制器中的压力传感器可控电源电路；
24.图5为控制器中电压检测电路；
25.图6为控制器中可控电源的电压检测电路；
26.图7为控制器中带有冗余功能的油泵驱动电路；
27.图8为控制器中can通信电路；
28.图9为控制器中输入信号检测电路；
29.图10为控制器中看门狗电路。
具体实施方式
30.实施例一
31.下面结合附图和具体实施例进一步说明。
32.一种双电源冗余集成半桥油泵控制器，包括12v/24v电源模块和与其相连的12v/24v转5v模块，mcu与其构成数据通道的电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块、油泵继电器控制模块、通信使能模块和压力传感器相连接，其特征是所述的12v或者24v电源模块与可控电源相连与所述的压力传感器构成供电回路，所述的12v或者24v电源模块与两路并联的大电流集成半桥芯片构成供电回路，所述的两路并联的大电流集成半桥芯片的控制端与mcu的控制端口连接，所述的两路并联的大电流集成半桥芯片的输出端与汽车油泵相
连接。
33.所述的两路并联的大电流集成半桥芯片由成品集成电路构成，型号为btn8982ta。
34.所述的可控电源由一个与所述的mcu构成控制回路的可控电源芯片构成，型号为tle4250
‑
2g。
35.本实施例具体结构详述如下：
36.请参阅图1，油泵与油泵控制器和车身相连，车身通过硬线给控制器发送指令以控制油泵运转，控制器也通过硬线将自身状态反馈给车身；
37.此实施例兼容12v与24v两种供电系统，采用高性能集成半桥驱动芯片对油泵进行驱动，并设计了冗余电路保障控制器稳定运行，采用独立的传感器可控电源，控制精确，系统集成mcu对电压、电流、温度、压力等信号进行采集，功能齐全，具有看门狗，性能稳定，安全性高。
38.请参阅图2，12v/24v电源模块1与12v/24v转5v模块2、电流检测模块4、电压检测模块5，大电流集成半桥芯片模块11，大电流集成半桥芯片模块12，以及可控电源模块16相连，为5v模块2、电流检测模块4、电压检测模块5、大电流集成半桥芯片模块11、大电流集成半桥芯片模块12以及可控电源模块16提供12v或者24v电源；12v/24v转5v模块2将12v/24v电源转为5v后，连接至mcu10；电流检测模块4将检测到的电流信号值传输至mcu10进行检测；电压检测模块5将12v/24v电源模块1的值传输至mcu10进行检测；温度检测模块6将pcb板端温度转为模拟量传输至mcu10；油泵继电器控制模块7将控制信号传输至mcu10；通信使能模块8将使能信号传输至mcu；can通信电路9与mcu10以及车身3相连，将外部的指令信号传输至mcu10，将mcu10的反馈信号传输至外部车身3；大电流集成半桥芯片11和大电流集成半桥芯片12与mcu10相连，大电流集成半桥芯片11和大电流集成半桥芯片12与汽车油泵15相连，mcu10对大电流集成半桥芯片11和大电流集成半桥芯片12进行驱动参数配置，大电流集成半桥芯片11和大电流集成半桥芯片12驱动汽车油泵15运转，大电流集成半桥芯片11和大电流集成半桥芯片12将电流信号，工作状态等信号反馈值传输给mcu10；压力传感器13与可控电源16与以及mcu10相连，mcu10控制可控电源16为压力传感器13供电，压力传感器13将压力信号值传输给mcu10；看门狗14用于检测系统稳定可靠。
39.汽车油泵在运行过程中，需要进行压力控制和状态反馈，且可能出现故障（如空转或过热等情况），出现故障时需要控制器采取相应的保护措施，本实用新型的优点是控制器能与车身进行交互，具有压力控制功能与状态反馈功能，集成半桥芯片内部集成了电流检测，硬件保护及自检功能，检测精度高，性能稳定，故障率低，当故障发生时控制器能采取相应的措施进行保护，大电流集成半桥芯片故障时冗余的大电流集成半桥芯片介入工作，避免控制器停止工作等严重后果。
40.12v/24v转5v电路请参阅图3，12v/24v电源电路主要由tvs、电容、电阻、电源转换芯片组成，此电路的主要功能是将12v/24v电压转为5v，给mcu、逻辑控制电路和采样电路等提供电源。
41.可控电源请参阅图4，电路主要由电容、电阻、电源转换芯片组成，此电路的主要功能是将12v/24v电压转为5v，为压力传感器供电，并且该电路可以又mcu控制输出，在不需要输出时可以关闭，降低系统的功耗，该电源独立工作稳定可靠；
42.电压检测电路请参阅图5，电路主要由电阻、电容、tvs组成，此电路的主要功能是
检测电机的电压，代表当前的工作状态；
43.可控电源的电压检测电路请参阅图6，电路主要由电阻、电容、tvs、三级管组成，此电路的主要功能是检测电源的电压，代表当前的工作状态，并且具有关断功能未使用的时候可以关断，可以降低系统功耗；
44.带有冗余功能的油泵驱动电路请参阅图7，电路主要由集成半桥芯片、电阻、电容、二极管组成，此电路的主要功能是驱动油泵运转，对母线电流，油泵工作状态进行检测，具有过流、过载保护功能，并设计了冗余电路，在一部分电路故障时冗余电路投入工作，保障系统稳定运行；
45.can通信电路请参阅图8，电路主要由can通信芯片、电阻、电容、tvs组成，此电路的主要功能是can通信，具有抗干扰，性能稳定等功能；
46.输入信号检测电路请参阅图9，电路主要由tl431芯片、电阻、电容、组成，此电路的主要功能是使用tl431构成的限幅器检测外部的输入信号，具有抗干扰，性能稳定等功能；
47.看门狗电路请参阅图10，电路主要由看门狗、电阻、电容组成，此电路主要功能是实现看门狗功能，具有系统稳定可靠功能。
48.本实施例是一种兼容12v和24v的燃油泵控制器，包括控制单元，电源单元，电机驱动单元和冗余电机驱动单元，所述的电源单元包括为系统供电的5v ldo模块和为压力传感器供电的可控5v ldo，所述的控制单元包括mcu模块、看门狗模块、电压检测模块、温度检测模块和通信模块，油泵驱动单元包括控制逻辑模块，大电流集成半桥功率芯片模块和冗余大电流集成半桥功率芯片模块。通过上述构成，控制器兼容12v和24v系统，在驱动油泵的同时对供电电压、工作温度、负载电流、工作状态进行监测，并且具有故障诊断，冗余工作功能和故障上报功能，保证油泵控制器器的正常运行，性能稳定可靠，功能齐全。