[發明專利]一種符合功能安全的汽車24V電控系統冗余降壓電路及方法

在審

• 申請號: 201910367922.9
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110162131A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 王志偉
• 申請（專利權）人: 萬向錢潮股份有限公司;萬向集團公司
• 主分類號: G05F1/625
• 分類號: G05F1/625
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種符合功能安全的汽車24V電控系統冗余降壓電路，其特征在于：包括線性降壓模塊、DC-DC降壓模塊、線性降壓被動關閉模塊、DC-DC模塊被動關閉模塊、DC-DC主動開啟模塊、輸出反饋模塊，線性降壓模塊與線性降壓被動關閉模塊電連接，DC-DC模塊被動關閉模塊通過DC-DC主動開啟模塊與DC-DC降壓模塊電連接，線性降壓被動關閉模塊、輸出反饋模塊分別與DC-DC降壓模塊的輸出端電連接；DC-DC降壓模塊的輸出端和線性降壓模塊的輸出端與電源管理IC電連接，反饋模塊的輸出電壓采樣信號給MCU，MCU輸出DC-DC使能信號給DC-DC降壓模塊。

2.一種采用權利要求1所述的符合功能安全的汽車24V電控系統冗余降壓電路的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)、通過參數配置，保證系統首次啟動時，線性降壓模塊先于DC-DC降壓模塊啟動工作，即DC-DC主動開啟模塊工作晚于DC-DC被動關閉模塊工作；

(2)、系統休眠狀態下，線性降壓模塊工作，將輸入的24V高電壓線性降低為電源管理IC正常工作所需的電壓；此時電源管理IC及MCU為休眠狀態，輸出關閉，線性降壓模塊只需要提供靜態輸出功耗；由于MCU不工作，DC-DC降壓模塊的使能控制為0，并且，線性降壓模塊輸出電壓Vl會激活DC-DC模塊被動關閉模塊工作，DC-DC使能控制的兩個輸入都是0，DC-DC降壓模塊為休眠狀態，不工作；

(3)當系統被開關或者CAN信號喚醒后，電源管理IC工作，輸出電壓喚醒MCU，MCU進入低功耗工作模式，系統由線性降壓模塊提供比較低的靜態輸出功耗；

(4)MCU控制DC-DC使能信號，激活DC-DC降壓模塊工作，DC-DC降壓模塊開始輸出電源管理IC正常工作所需的電壓，系統開始由線性降壓模塊和DC-DC降壓模塊一起提供比較低的靜態輸出功耗；

(5)當DC-DC降壓模塊輸出電壓不斷升高時，線性降壓被動關閉模塊激活，關斷線性降壓模塊輸出，此時完全由DC-DC降壓模塊為電源管理系統供電；

(6)MCU通過輸出反饋模塊監控到DC-DC降壓模塊輸出電壓已經穩定后，系統進入正常工作模式，完全由DC-DC降壓模塊提供正常的輸出功耗；

(7)系統工作完成，需要關閉時，MCU通知整個系統完成后處理，通過控制DC-DC使能信號，關閉DC-DC降壓模塊工作；

(8)DC-DC降壓模塊停止工作后，線性降壓被動關閉模塊停止工作，線性降壓模塊又恢復工作，為電源管理IC正常工作所需的靜態電壓；

(9)MCU通過一定延時，保證線性降壓模塊和DC-DC降壓模塊完成工作狀態切換后，整個系統又進入休眠狀態，完成一個工作循環；

(10)當DC-DC降壓模塊失效，無法供電時，步驟(4)中線性降壓被動關閉模塊不會激活，系統一直由線性降壓模塊供電，同時MCU會監測到DC-DC降壓模塊失效，發出警報，同時系統工作在降級模式；

(11)當線性降壓模塊失效，無法供電時，DC-DC降壓模塊主動開啟模塊生效，自動激活DC-DC降壓模塊工作，MCU通過輸出反饋模塊檢測出本次循環線性降壓模塊未啟動，判斷線性降壓模塊故障，發出警報。