一种汽车控制器自恢复唤醒电路的制作方法

1.本实用新型涉及汽车控制器领域，尤其是涉及一种汽车控制器自恢复唤醒电路。


背景技术：

2.随着汽车工业智能化的快速发展，整车功能在不断的增加与完善,整车自恢复按钮开关应用越来越多，自恢复开关特点信号有效时间短，在作为唤醒控制器的应用时，容易丢失信号，导致信号采集不到或者不准确，进行误判，为了解决该问题，迫切需要设计一种控制器自恢复按钮唤醒电源并检测按钮状态的电路方案，专门针对类似应用，旨在提高该自复位开关在实际使用中的稳定性、可靠性。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高自复位开关在实际使用中的稳定性、可靠性的汽车控制器自恢复唤醒电路。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种汽车控制器自恢复唤醒电路，包括放电回路、充电回路、储能元件、电源控制回路、稳压回路、控制器和自保持电路，所述储能元件通过放电回路连接有整车自复位开关，所述储能元件还连接有充电回路和电源控制回路，所述电源控制回路还通过稳压回路连接控制器，所述控制器还通过自保持电路连接电源控制回路。
6.进一步地，所述充电回路和电源控制回路均连接有主电源。
7.进一步地，所述电源控制回路为常开结构。
8.进一步地，所述电源控制回路包括三极管。
9.进一步地，所述储能元件通过放电回路连接整车自复位开关后接地。
10.进一步地，所述储能元件的一端接地，另一端分别连接所述整车自复位开关和电源控制回路。
11.进一步地，所述储能元件为电容。
12.进一步地，所述充电回路和放电回路均为电阻。
13.进一步地，所述控制器为cpu。
14.进一步地，所述汽车控制器自恢复唤醒电路还包括检测电路，该检测电路分别连接控制器和储能元件。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
16.本实用新型通过设置储能元件，在整车自复位开关无效时，储能元件充电，有效时，储能元件放电，由电源控制电路根据储能元件的电平控制控制器导通；由于增加了储能元件的放电和充电过程，使得控制器的导通时间包括储能元件的放电过程和部分充电过程，整车自复位开关变为无效时，控制器依然能进行上电自检初始化工作，避免了因自复位开关的有效状态过短，导致控制器无法上电保持的问题，使得自复位开关在实际使用中更加稳定、可靠。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中提供的一种汽车控制器自恢复唤醒电路的整体电路框图；
18.图2为本实用新型实施例中提供的一种汽车控制器自恢复唤醒电路的主电路图；
19.图中，1、整车自复位开关，2、放电回路，3、充电回路，4、储能元件，5、电源控制回路，6、稳压回路，7、控制器，8、自保持电路，9、检测电路，10、低压蓄电池，11、车载保险；
20. 12_bat为正12v输入电压， 12_mcu_filter为正12vmcu过滤器电压，ext_key_input为整车自复位开关输入信号，m_di_key_input为整车钥匙输入信号，m_keep为电源自保持控制信号，c为电容符号，nf为电容单位纳法，r为电阻符号，q为三极管符号，u为mso管符号，l为电感符号。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例1
24.如图1所示，本实施例提供一种汽车控制器自恢复唤醒电路，包括放电回路2、充电回路3、储能元件4、电源控制回路5、稳压回路6、控制器7和自保持电路8，储能元件4通过放电回路2连接有整车自复位开关1，储能元件4还连接有充电回路3和电源控制回路5，电源控制回路5还通过稳压回路6连接控制器7，控制器7还通过自保持电路8连接电源控制回路5。
25.充电回路3和电源控制回路5均连接有主电源，本实施例中主电源包括相互连接的低压蓄电池10和车载保险11，低压蓄电池10通过车载保险11分别连接充电回路3和电源控制电路5。电源控制回路5为常开结构。
26.工作原理：
27.当整车自复位开关1处于无效状态时，主电源通过充电回路3为储能元件4充电，电源控制回路5处于关断状态，控制器7处于不工作状态。
28.当整车自复位开关1处于有效状态时，储能元件4通过整车自复位开关1放电，电源控制回路5在检测到储能元件4的电压值低于预设的电压阈值后，转换为开通状态，经过稳压回路6为控制器7供电；控制器7通电后，进行上电自检初始化，然后通过自保持电路8控制电源控制回路5进行电源自保持控制。
29.电源控制回路5可选择三极管，实现上述检测到储能元件4的电压值低于预设的电压阈值后，转换为开通状态的功能。
30.本实施例中，储能元件4通过放电回路2连接整车自复位开关1后接地；储能元件4的一端接地，另一端分别连接整车自复位开关1和电源控制回路5。
31.储能元件4为电容，充电回路3和放电回路2均为电阻，控制器7为cpu。
32.作为一种优选的实施方式，汽车控制器自恢复唤醒电路还包括检测电路9，该检测电路9分别连接控制器7和储能元件4，用于在控制器7唤醒后，进行开关的状态采集。
33.下面对本实施例提供的汽车控制器自恢复唤醒电路能提高控制器的工作唤醒以及开关的状态采集的可靠性的效果进行数据分析。
34.1、基本原理
35.在外部自复位开关无效的情况下，控制器内的储能元件进行充电，直至充电饱和，该状态下电源控制电路断开，稳压电路无输出，cpu不工作；该储能元件从电量为0，开始充电，该储能元件电压vt1，满足以下公式：
[0036]vt1
＝v0 (v
max-v0)*(1-e
(-t1/rc)
)
[0037]
式中，v
t1
为时间t1状态下，储能元件的两端的电压值；v
max
为储能元件充满时的电压值；v0为储能元件的两端的初始电压；r为储能元件充电的限流电阻；c为储能元件的容值；t1为充电时间t1。
[0038]
在外部自复位开关有效的情况下，控制器内部储能元件进行快速放电，将储能元件电压迅速下降，电源控制电路接通，由于自复位开关有效时间短，会很快变成无效状态，此时储能元件再进行充电，充电过程中，储能元件的电压会逐步上升，在电压上升期间，稳压电源保持输出，cpu进行工作，cpu初始化完成后，进行自保持电路的使能，并进行开关状态的检测，此时虽然开关状态已经无效，但由于储能元件电压还在上升的过程中，电压值未达到无效状态，所以依然可以检测到开关的有效状态。从而实现cpu的唤醒以及状态的检测功能。在储能元件放电过程中，储能元件电压vt2，满足以下公式：
[0039]vt2
＝ve*e
(-t2/rc)
[0040]
式中，v
t2
为放电时间t2状态下，储能元件两端的电压值；ve为储能元件两端的初始电压；r为储能元件充电的限流电阻；c为储能元件的容值；t2为放电时间t2。
[0041]
2、使用状态
[0042]
下面结合图2进行具体分析：
[0043]
当外部开关无效时，“ext_key_input”输入为无效状态，电源12v通过电阻r2给电容c25进行充电，电容充满，此时三极管q6基级的电压为12v，三极管q6断开，q7和q3也处于断开状态，mos管u10断开，电源后级稳压电源以及cpu均处于停止工作的状态。
[0044]
当外部开关有效时，“ext_key_input”输入为有效状态，“ext_key_input”的有效时间比较短，一般在100ms左右，这里以100ms进行计算，此时电容c25通过电阻r72和外部的开关进行放电；那么电容c25在满电荷的状态下，经过100ms的时间放电后，c25的电压值v1满足：
[0045]v1
＝ve*e
(-t1/rc)
[0046]
其中ve＝12v，t1＝0.1s,c＝100uf,r＝120ω；
[0047]
计算得：v1＝12*e
(-0.1/(120*0.0001))
[0048]v1
＝0.00000561v(接近于0v)
[0049]
结论：经过100ms的电容放电，电容内部电荷几乎已经放完，电容两端电压接近于0v。
[0050]
当外部开关无效时，“ext_key_input”输入为无效状态，电源12v通过电阻r2给电
容c25进行充电，已知cpu识别的低电平范围为0～3.5v，当要求cpu检测电平为低电平时，电容c25两端的电压最大值v2满足如下计算：
[0051]v2
＝3.5/(r74/(r73 r74))
[0052]
已知r74＝82k，r73＝100k，得出v2＝7.7v；
[0053]
经过上述计算，当电容c25两端的电压小于7.7v时，cpu检测的开关状态为有效状态，反之大于等于7.7v时，开关状态为无效状态；那么计算电容c25从0v充电到7.7v，所需要的充电时间t2满足以下公式：
[0054]v2
＝v0 (v
max-v0)*(1-e
(-t2/rc)
)
[0055]
已知v2＝7.7v，v0＝0v，r＝12k，c＝100uf,v
max
＝12v；
[0056]
计算得：t2＝rc*ln(v
max
/(v
max-v2))
[0057]
t2＝12000*0.0001*ln(12/(12-7.7))
[0058]
t2＝0.535s
[0059]
从自复位开关有效开始，进行电源控制电路闭合上电，cpu上电自检初始化，并进行状态检测需要时间在250ms左右，由于正常使用自复位开关有效状态时长在100ms左右，所以在不使用该设计方案的情况下，仅通过使用自复位开关的闭合与断开无法完全实现cpu的正常唤醒以及检测；在使用该设计方案后，自复位开关的有效状态从100ms的时间延长到535ms，cpu正常唤醒，通过“m_keep”进行电源自保持控制，并检测开关的有效状态，从而实现控制器后续的相关功能。
[0060]
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。