[發明專利]一種集成防反接及高邊開關電路和控制器

有效

• 申請號: 202110404330.7
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113067468B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張汝清;陳思婕;穆林;李中;方成;郝守剛
• 申請（專利權）人: 常州易控汽車電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M1/08;H02M1/44
• 代理公司: 北京科領智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

本發明實施例提供了一種集成防反接及高邊開關電路和控制器，集成防反接及高邊開關電路包括高邊驅動單元、電源單元、反接保護單元、單片機單元、使能控制單元；高邊驅動單元與高邊負載電連接，用于為高邊負載供電；電源單元與高邊驅動單元電連接，為高邊驅動單元供電；反接保護單元與電源單元電連接，防止電源單元反接造成控制器的損壞；單片機單元與使能控制單元電連接，用于向使能控制單元發送高邊使能信號；使能控制單元與高邊驅動單元電連接，將高邊使能信號處理后發送至高邊驅動單元。本發明集成電路防反接與高邊驅動兩種功能，降低了生產成本，減少了電路占用空間，增加了電路穩定性。

技術領域

本發明涉及控制器技術領域，具體而言，涉及一種集成防反接及高邊開關電路和控制器。

背景技術

目前，在汽車產品開發設計中，對電控系統的要求越來越高，尤其是對于執行機構的電氣診斷、執行器的驅動電流能力、驅動頻率、控制器電源反接保護等功能，其中，在控制器設計中需將主繼電器驅動功能集成到印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)中，在這樣的條件下，不僅要求控制器能夠穩定可靠的運行，還要求其有足夠大的電流輸出能力。

在控制器的設計中，針對汽車控制器的工作環境溫度，高邊開關的設計如果不考慮其功率器件的發熱狀況，很容易造成在大電流工作狀態下器件發熱嚴重，達到器件的結溫，使器件燒毀或失效，進而導致控制器失去正常控制功能。此外，對于整個控制器來說，高邊驅動或主繼電器電路(高邊開關)需要設計防反接功能，在電源反接狀態下避免對內部電路的損傷。因此，在控制器電路設計中，需要考慮反接保護功能及高邊開關功能。

在現有技術中，采用PMOS管的導通特性設計反接保護功能，鑰匙開關閉合前，電路供電電壓通過防反接電路、濾波電路等輸出到發動機控制器的DCDC電源電路、高邊開關，此時DCDC電源電路、高邊開關處于不工作狀態。當鑰匙開關閉合時，DCDC電源電路輸出電壓，喚醒單片機，單片機發出鑰匙開關使能信號，之后，單片機發出控制信號給高邊開關控制電路，高邊開關控制使能高邊開關并輸出電源給功率驅動電路，當單片機發出控制信號后，預驅動電路將驅動相應的功率驅動電路工作。但是，反接MOS管的電路設計采用PMOS管，PMOS管的反接電路設計簡單，僅適用于小電流電路中，在控制器驅動電流過大時，PMOS管的內阻過大，功耗大，會導致自身發熱嚴重，并且PMOS管本身成本較高，大大增加了控制器的設計成本。同時，在現有技術中高邊驅動電路的設計思路復雜，需專門設計使用為單片機供電的電源及濾波電路，進一步增加了成本，且降低了空間利用率，不能實現電路集成化。此外，使用DCDC電路為單片機供電，DCDC充電泵電路產生的噪聲干擾大，對電路的正常功能會造成一定的影響。

發明內容

本說明書提供一種集成防反接及高邊開關電路和控制器，用以克服現有技術中存在的至少一個技術問題。

根據本發明的第一方面實施例，提供了一種集成防反接及高邊開關電路，包括：

高邊驅動單元，與高邊負載電連接，用于為所述高邊負載供電；

電源單元，與所述高邊驅動單元電連接，用于為所述高邊驅動單元供電；

反接保護單元，所述反接保護單元與所述電源單元電連接，用于防止所述電源單元反接造成控制器的損壞；

單片機單元，所述單片機單元與使能控制單元電連接，用于向所述使能控制單元發送高邊使能信號；

所述使能控制單元，與所述高邊驅動單元電連接，用于將所述高邊使能信號處理后發送至所述高邊驅動單元。

其中，所述高邊驅動單元包括MOS管驅動芯片U1、高邊驅動電路、輸出濾波電路、輸入濾波電路；