一种双电源比较器电路和控制方法 |
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| 申请号 | CN202311730166.4 | 申请日 | 2023-12-15 | 公开(公告)号 | CN117938128A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 宁波均胜智能汽车技术研究院有限公司; | 发明人 | 孙振; 郭敏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种双电源比较器 电路 和控制方法，双电源比较器电路包括：域控制电源；第一电路和第二电路，第一电路和第二电路并联接入域控制电源；第一控 制模 块 ，连接第一电路并控制第一电路的通断；第二 控制模块 ，连接第二电路并控制第二电路的通断；双比较器 串联 电路，双比较器串联电路连接第一控制模块和第二控制模块，双比较器串联电路上依次串联有第一比较器和第二比较器；其中，当第一比较器输出为高电平时，第一控制模块控制第一电路连通；当第一比较器输出为低电平，第二比较器输出为高电平时，第二控制模块控制第二电路连通。本发明解决 现有技术 中采用双电源对域控产品进行供电，容易出现两电源之间互相串电的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双电源比较器电路，其特征在于，所述双电源比较器电路包括： |
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| 说明书全文 | 一种双电源比较器电路和控制方法技术领域背景技术[0002] 随着智能汽车的快速发展，车辆自动驾驶系统以及其他域控制器系统对车辆的控制要求也越来越高，保证车辆安全稳定的工作和安全运行显得尤为重要。而新型汽车架构也造就了控制器的功耗越来越大。 [0003] 但是，在实际施工过程中，存在这样一个问题：现有技术应用中，通常会采用双电源对域控产品进行供电，容易出现两电源之间互相串电，无法满足新型的域控制器产品的大电流要求的问题以及浪费ADC资源。 发明内容[0004] 本发明解决现有技术中采用双电源对域控产品进行供电，容易出现两电源之间互相串电的技术问题。 [0005] 为解决上述问题，本发明提供一种双电源比较器电路，包括：域控制电源；第一电路和第二电路，第一电路和第二电路并联接入域控制电源；第一控制模块，第一控制模块连接第一电路，第一控制模块用于控制第一电路的通断；第二控制模块，第二控制模块连接第二电路，第二控制模块用于控制第二电路的通断；双比较器串联电路，双比较器串联电路连接第一控制模块和第二控制模块，双比较器串联电路上依次串联有第一比较器和第二比较器；其中，当第一比较器输出为高电平时，第一控制模块控制第一电路连通；当第一比较器输出为低电平，第二比较器输出为高电平时，第二控制模块控制第二电路连通。 [0006] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一电路为主电源电路，第二电路为副电源电路，第一电路和第二电路并联接入域控制电源，保证至少一个电路和域控制电源连通。第一控制模块用于控制第一电路的电流，第二控制模块用于控制第二电路的电流，双比较器串联电路通过对第一电路的电压和第二电路的电压进行比较，从而控制第一比较器和第二比较器的输出电平。若第一电路的电压大于第二电路的电压，双比较器串联电路中的第一比较器输出高电平，拉高EN1的电平从而控制第一控制模块，使第一控制模块能够控制第一电路以实现第一电路的连通，从而实现主电源为域控制电源供电；若第一电路的电压小于等于第二电路的电压，双比较器串联电路中的第一比较器输出低电平、第二比较器输出高电平，拉高EN2的电平从而控制第二控制模块，使第二控制模块能够控制第二电路以实现第二电路的连通，从而实现副电源为域控制电源供电。本发明通过第一控制模块、第二控制模块和双比较器串联电路的配合使用，使第一电路和第二电路之间不会出现互相串电的情况，解决第一晶体管和第二晶体管都打开所引入的串电问题。同时本发明的拓扑由硬件(也就是比较器)控制，比较器的延时只有纳秒级别，远低于现有技术中ADC的采样周期，避免引入电源杂波，提高电源的稳定性，避免造成ADC资源和ADC器件的浪费。同时解决传统二极管防反所带来的高热，难以提供大电流的问题。 [0007] 在本发明的一个实例中，第一控制模块包括：第一控制器和第一晶体管，第一晶体管串联在第一电路，第一控制器用于控制第一晶体管的开关状态；第二控制模块包括：第二控制器和第二晶体管，第二晶体管串联在第二电路，第二控制器用于控制第二晶体管的开关状态。 [0008] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一控制器用于控制第一晶体管的开关状态，在第一晶体管打开时，能够通过比第一晶体管关闭时更大的电流，同时实现对第一电路的控制，在第一电路电压大于第二电路电压时，能够使用第一电路供给域控制电源，解决了第一晶体管中二极管因持续电流过大发热的问题，使电路设计结构简单；第二控制器用于控制第二晶体管的开关状态，在第二晶体管打开时，能够通过比第二晶体管关闭时更大的电流，同时实现对第二电路的控制，在第一电路电压小于等于第二电路电压时，能够使用第二电路供给域控制电源，解决了第二晶体管中二极管因持续电流过大发热的问题，使电路设计结构简单。 [0009] 在本发明的一个实例中，第一比较器设有第一正输入端、第一负输入端、第一电平输出端；第二比较器设有第二正输入端、第二负输入端、第二电平输出端；其中，第二负输入端连接第一电平输出端。 [0010] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一比较器和第二比较器均设有两个输入端和一个输出点，输入端口用于输入比较的两个电压信号，输出端口用于输出比较结果的电平信号，通过第二负输入端连接第一电平输出端以实现第一比较器和第二比较器的串联。 [0011] 在本发明的一个实例中，第一晶体管设有第一输入端、第一运行端和第一输出端，第一输入端连接第一正输入端和第二负输入端；第二晶体管设有第二输入端、第二运行端和第二输出端，第二输入端连接第一负输入端和第二正输入端。 [0012] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一二极管连通第一输入端和第一输出端，根据第一二极管抢先导通原则，电流通过第一二极管给双比较器串联电路供电，启动双比较器串联电路对第一电路和第二电路的电压进行检测；第一运行端的设置可以实现对第一电路电流的控制，当第一运行端接通时，第一晶体管进入打开状态，反之第一晶体管为闭合状态，第一晶体管在打开状态时比闭合状态时能够通过的电流大，打开状态能够通过满足域控制电源所需要的电流大小，拥有足够的过流能力，防止第一二极管因持续电流过大出现发热的问题。第二二极管连通第二输入端和第二输出端，根据第二二极管抢先导通原则，电流通过第二二极管给双比较器串联电路供电，启动双比较器串联电路对第一电路和第二电路的电压进行检测；第二运行端的设置可以实现对第二电路电流的控制，当第二运行端接通时，第二晶体管进入打开状态，反之第二晶体管为闭合状态，第二晶体管在打开状态时比闭合状态时能够通过的电流大，打开状态能够通过满足域控制电源所需要的电流大小，拥有足够的过流能力，防止第二二极管因持续电流过大出现发热的问题。 [0013] 在本发明的一个实例中，第二输入端和第二正输入端之间还连接有二极管。 [0014] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第二输入端和第二正输入端之间还连接有二极管，也就是第二比较器的第二正输入端和第二电源中间串联二极管，用于降低电压，能够防止误触发第二控制器的EN2口。 [0015] 在本发明的一个实例中，第一控制器设有第一控制端、第二控制端和第三控制端，第一控制端连接第一输入端，第二控制端用于控制第一运行端通断，第三控制端连接第一输出端；第二控制器设有第四控制端、第五控制端和第六控制端，第四控制端连接第二输入端，第五控制端用于控制第二运行端通断，第六控制端连接第二输出端。 [0016] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一控制端连接第一输入端，第三控制端连接第一输出端，实现第一控制器与第一晶体管并联，能够在不影响电路通断的情况下，通过第二控制端控制第一运行端的通断，实现对第一电路电流的控制效果；第四控制端连接第二输入端，第六控制端连接第二输出端，实现第二控制器与第二晶体管并联，能够在不影响电路通断的情况下，通过第五控制端控制第二运行端的通断，实现对第二电路电流的控制效果。 [0017] 在本发明的一个实例中，第一比较器的第一电平输出端接有第一上拉电阻；第二比较器的第二电平输出端接有第二上拉电阻。 [0018] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：第一电平输出端接有第一上拉电阻为了使第一比较器能够输出高电平；第二电平输出端接有第二上拉电阻为了使第二比较器能够输出高电平。 [0019] 另一方面，本发明还提供一种双电源比较器电路的控制方法，包括：第一电路和第二电路接入域控制电源；通过第一比较器和第二比较器判断第一电源和第二电源的电压大小；根据第一电源和第二电源的电压大小，控制第一电路和第二电路的通断；在第一电源的电压大于第二电源的电压的情况下，第一控制模块控制第一电路连通；在第一电源的电压小于等于第二电源的电压的情况下，第二控制模块控制第二电路连通；其中，第一电源为第一电路供电，第二电源为第二电路供电。 [0020] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过使第一电路和第二电路并联接入域控制电源，使第一电路和第二电路能够单独工作给域控制电源供电。通过判断第一电源和第二电源的电压大小，根据第一电源和第二电源的电压大小，控制第一电路和第二电路的通断。若第一电路的电压大于第二电路的电压，通过第一控制模块控制第一电路连通，对域控制电源供电；若第一电路的电压小于等于第二电路的电压，通过第二控制模块控制第二电路连通，对域控制电源供电，实现双路电源输入互相备份，有效解决了电源之间互串的问题，能够满足高算力的域控功率需求。 [0021] 在本发明的一个实例中，通过第一比较器和第二比较器判断第一电源和第二电源的电压大小，包括：在第一比较器输出为高电平的情况下，判断第一电源的电压大于第二电源的电压；在第一比较器输出为低电平，第二比较器输出为高电平的情况下，判断第一电源的电压小于等于第二电源的电压。 [0022] 与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：当第一比较器的第一正输入端的电压高于第一负输入端的电压时，第一比较器输出高电平信号，此时第一正输入端连接的是第一电路，第一负输入端连接的是第二电路，因此能够判断第一电源的电压大于第二电源的电压；当第一比较器的第一正输入端的电压低于第一负输入端的电压时，第一比较器输出低电平信号，当第二比较器的第二正输入端的电压高于第二负输入端的电压时，第二比较器输出高电平信号，此时第二正输入端连接的是第二电路，第二负输入端连接的是第一电路，因此能够判断第二电源的电压大于第一电源的电压，即第一电源的电压小于等于第二电源的电压。 [0023] 采用本发明的技术方案后，能够达到如下技术效果： [0024] (1)本发明通过第一控制模块、第二控制模块和双比较器串联电路的配合使用，使第一电路和第二电路之间不会出现互相串电的情况，解决第一晶体管和第二晶体管都打开所引入的串电问题； [0025] (2)本发明的拓扑由硬件(也就是比较器)控制，比较器的延时只有纳秒级别，远低于现有技术中ADC的采样周期，避免引入电源杂波，提高电源的稳定性，避免造成ADC资源和ADC器件的浪费； [0026] (3)解决传统二极管防反所带来的高热，难以提供大电流的问题； [0028] 图1为本发明实施例一提供的一种双电源比较器电路的结构示意图。 [0029] 图2为本发明实施例二提供的一种双电源比较器电路的控制方法的流程示意图。 [0030] 附图标记说明： [0031] 12‑域控制电源；100‑第一电路；110‑第一控制模块；121‑第一控制器；122‑第一控制端；123‑第二控制端；124‑第三控制端；131‑第一晶体管；132‑第一输入端；133‑第一运行端；134‑第一输出端；135‑第一二极管；200‑第二电路；210‑第二控制模块；221‑第二控制器；222‑第四控制端；223‑第五控制端；224‑第六控制端；231‑第二晶体管；232‑第二输入端；233‑第二运行端；234‑第二输出端；235‑第二二极管；300‑双比较器串联电路；310‑第一比较器；311‑第一正输入端；312‑第一负输入端；313‑第一电平输出端；314‑第一上拉电阻；320‑第二比较器；321‑第二正输入端；322‑第二负输入端；323‑第二电平输出端；324‑第二上拉电阻；400‑二极管。 具体实施方式[0032] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0033] 【实施例一】 [0034] 参见图1，其为本发明实施例一提供的一种双电源比较器电路，双电源比较器电路包括：域控制电源12；第一电路100和第二电路200，第一电路100和第二电路200并联接入域控制电源12；第一控制模块110，第一控制模块110连接第一电路100，第一控制模块110用于控制第一电路100的通断；第二控制模块210，第二控制模块210连接第二电路200，第二控制模块210用于控制第二电路200的通断；双比较器串联电路300，双比较器串联电路300连接第一控制模块110和第二控制模块210，双比较器串联电路300上依次串联有第一比较器310和第二比较器320；其中，当第一比较器310输出为高电平时，第一控制模块110控制第一电路100连通；当第一比较器310输出为低电平，第二比较器320输出为高电平时，第二控制模块210控制第二电路200连通。 [0035] 在一个具体的实施例中，KL30_1为主电源供电，KL30_2为副电源供电。第一电路100为主电源电路，第二电路200为副电源电路，第一电路100和第二电路200并联接入域控制电源12，保证至少一个电路和域控制电源12连通。第一控制模块110用于控制第一电路 100的电流，第二控制模块210用于控制第二电路200的电流，双比较器串联电路300通过对第一电路100的电压和第二电路200的电压进行比较，从而控制第一比较器310和第二比较器320的输出电平。若第一电路100的电压大于第二电路200的电压，双比较器串联电路300中的第一比较器310输出高电平，拉高EN1的电平从而控制第一控制模块110，使第一控制模块110能够控制第一电路100以实现第一电路100的连通，从而实现主电源为域控制电源12供电；若第一电路100的电压小于等于第二电路200的电压，双比较器串联电路300中的第一比较器310输出低电平、第二比较器320输出高电平，拉高EN2的电平从而控制第二控制模块 210，使第二控制模块210能够控制第二电路200以实现第二电路200的连通，从而实现副电源为域控制电源12供电。 [0036] 具体的，现有技术中采用MOS防反(即NMOS)，但是防反二极管400压降大，大电流情况下热耗高，长时间工作有炸管风险导致系统不安全，同时在主电源和副电源打开时有串电的风险，难以保证大电流下系统的稳定性。本发明通过第一控制模块110、第二控制模块210和双比较器串联电路300的配合使用，使第一电路100和第二电路200之间不会出现互相串电的情况，解决第一晶体管131和第二晶体管231都打开所引入的串电问题。同时本发明的拓扑由硬件(也就是比较器)控制，比较器的延时只有纳秒级别，远低于现有技术中ADC的采样周期，避免引入电源杂波，提高电源的稳定性，避免造成ADC资源和ADC器件的浪费。同时解决传统二极管400防反所带来的高热，难以提供大电流的问题。 [0037] 优选的，域控制电源12例如为DCDC后级供电设备。 [0038] 进一步的，第一控制模块110包括：第一控制器121和第一晶体管131，第一晶体管131串联在第一电路100，第一控制器121用于控制第一晶体管131的开关状态；第二控制模块210包括：第二控制器221和第二晶体管231，第二晶体管231串联在第二电路200，第二控制器221用于控制第二晶体管231的开关状态。 [0039] 具体的，第一控制器121用于控制第一晶体管131的开关状态，在第一晶体管131打开时，能够通过比第一晶体管131关闭时更大的电流，同时实现对第一电路100的控制，在第一电路100电压大于第二电路200电压时，能够使用第一电路100供给域控制电源12，解决了第一晶体管131中二极管400因持续电流过大发热的问题，使电路设计结构简单；第二控制器221用于控制第二晶体管231的开关状态，在第二晶体管231打开时，能够通过比第二晶体管231关闭时更大的电流，同时实现对第二电路200的控制，在第一电路100电压小于等于第二电路200电压时，能够使用第二电路200供给域控制电源12，解决了第二晶体管231中二极管400因持续电流过大发热的问题，使电路设计结构简单。 [0040] 优选的，第一晶体管131和第二晶体管231为NMOS晶体管；第一控制器121和第二控制器221例如为smart diode controller智能二极管400控制器。在双电源供电时，根据硬件比较器判断，使能smart diode controller保证不会出现串电的同时，打开MOS通过大电流，因为内阻低压降低显著降低防反的热耗。 [0041] 进一步的，第一比较器310设有第一正输入端311、第一负输入端312、第一电平输出端313；第二比较器320设有第二正输入端321、第二负输入端322、第二电平输出端323；其中，第二负输入端322连接第一电平输出端313。 [0042] 需要说明的是，第一比较器310和第二比较器320均设有两个输入端和一个输出点，输入端口用于输入比较的两个电压信号，输出端口用于输出比较结果的电平信号，通过第二负输入端322连接第一电平输出端313以实现第一比较器310和第二比较器320的串联。 [0043] 进一步的，第一晶体管131设有第一输入端132、第一运行端133和第一输出端134，第一输入端132连接第一正输入端311和第二负输入端322；第二晶体管231设有第二输入端232、第二运行端233和第二输出端234，第二输入端232连接第一负输入端312和第二正输入端321。 [0044] 具体的，第一二极管135连通第一输入端132和第一输出端134，根据第一二极管135抢先导通原则，电流通过第一二极管135给双比较器串联电路300供电，启动双比较器串联电路300对第一电路100和第二电路200的电压进行检测；第一运行端133的设置可以实现对第一电路100电流的控制，当第一运行端133接通时，第一晶体管131进入打开状态，反之第一晶体管131为闭合状态，第一晶体管131在打开状态时比闭合状态时能够通过的电流大，打开状态能够通过满足域控制电源12所需要的电流大小，拥有足够的过流能力，防止第一二极管135因持续电流过大出现发热的问题。第二二极管235连通第二输入端232和第二输出端234，根据第二二极管235抢先导通原则，电流通过第二二极管235给双比较器串联电路300供电，启动双比较器串联电路300对第一电路100和第二电路200的电压进行检测；第二运行端233的设置可以实现对第二电路200电流的控制，当第二运行端233接通时，第二晶体管231进入打开状态，反之第二晶体管231为闭合状态，第二晶体管231在打开状态时比闭合状态时能够通过的电流大，打开状态能够通过满足域控制电源12所需要的电流大小，拥有足够的过流能力，防止第二二极管235因持续电流过大出现发热的问题。 [0045] 进一步的，第二输入端232和第二正输入端321之间还连接有二极管400。 [0046] 需要说明的是，第二输入端232和第二正输入端321之间还连接有二极管400，也就是第二比较器320的第二正输入端321和第二电源中间串联二极管400，用于降低电压，能够防止误触发第二控制器221的EN2口。 [0047] 进一步的，第一控制器121设有第一控制端122、第二控制端123和第三控制端124，第一控制端122连接第一输入端132，第二控制端123用于控制第一运行端133通断，第三控制端124连接第一输出端134；第二控制器221设有第四控制端222、第五控制端223和第六控制端224，第四控制端222连接第二输入端232，第五控制端223用于控制第二运行端233通断，第六控制端224连接第二输出端234。 [0048] 具体的，第一控制端122连接第一输入端132，第三控制端124连接第一输出端134，实现第一控制器121与第一晶体管131并联，能够在不影响电路通断的情况下，通过第二控制端123控制第一运行端133的通断，实现对第一电路100电流的控制效果；第四控制端222连接第二输入端232，第六控制端224连接第二输出端234，实现第二控制器221与第二晶体管231并联，能够在不影响电路通断的情况下，通过第五控制端223控制第二运行端233的通断，实现对第二电路200电流的控制效果。 [0049] 进一步的，第一比较器310的第一电平输出端313接有第一上拉电阻314；第二比较器320的第二电平输出端323接有第二上拉电阻324。 [0050] 具体的，第一电平输出端313接有第一上拉电阻314为了使第一比较器310能够输出高电平；第二电平输出端323接有第二上拉电阻324为了使第二比较器320能够输出高电平。 [0051] 【实施例二】 [0052] 参见图2，其为本发明实施例二提供的一种双电源比较器电路的控制方法的流程示意图，通过实施例一中的双电源比较器电路实现，具体包括如下步骤： [0053] 步骤S100：第一电路100和第二电路200接入域控制电源12； [0054] 步骤S200：通过第一比较器310和第二比较器320判断第一电源和第二电源的电压大小； [0055] 步骤S300：根据第一电源和第二电源的电压大小，控制第一电路100和第二电路200的通断； [0056] 步骤S310：在第一电源的电压大于第二电源的电压的情况下，第一控制模块110控制第一电路100连通； [0057] 步骤S320：在第一电源的电压小于等于第二电源的电压的情况下，第二控制模块210控制第二电路200连通； [0058] 其中，第一电源为第一电路100供电，第二电源为第二电路200供电。 [0059] 在一个具体的实施例中，通过步骤S100使第一电路100和第二电路200并联接入域控制电源12，使第一电路100和第二电路200能够单独工作给域控制电源12供电。通过步骤S200判断第一电源和第二电源的电压大小，通过步骤S300根据第一电源和第二电源的电压大小，控制第一电路100和第二电路200的通断。若第一电路100的电压大于第二电路200的电压，通过步骤S310第一控制模块110控制第一电路100连通，对域控制电源12供电；若第一电路100的电压小于等于第二电路200的电压，通过步骤S320第二控制模块210控制第二电路200连通，对域控制电源12供电，实现双路电源输入互相备份，有效解决了电源之间互串的问题，能够满足高算力的域控功率需求。 [0060] 具体的，第一电源为主电源，第二电源为副电源，双电源比较器电路是在接收到使能信号后打开MOS管使得电路完全导通，可以驱动大的负载，此MOS控制器(即第一控制器121和第二控制器221)通过内部升压使得Vgs大于MOS管(即第一晶体管131和第二晶体管 231)的导通电压从而打开MOS管。双电源比较器电路是在进行一级比较KL30_1和KL30_2电压大小，如果KL30_1大于KL30_2，那么第一比较器310输出高电平从而拉高EN1的电平达到控制第一控制器121，第一控制器121控制Vgs电压导通第一晶体管131为负载供电；如果KL30_1小于等于KL30_2，那么第一比较器310一级输出低电平，而第二比较器320的第二正输入端321接的是KL30_2中间串联二极管400，有一定的压差可以防止误触发EN2，当第一比较器310输出低电平，第二比较器320输出高电平，拉高EN2的电平达到控制第二控制器221，第二控制器221控制Vgs电压导通第二晶体管231为负载供电。 [0061] 进一步的，步骤S200包括： [0062] 步骤S210：在第一比较器310输出为高电平的情况下，判断第一电源的电压大于第二电源的电压； [0063] 步骤S220：在第一比较器310输出为低电平，第二比较器320输出为高电平的情况下，判断第一电源的电压小于等于第二电源的电压。 [0064] 具体的，当第一比较器310的第一正输入端311的电压高于第一负输入端312的电压时，第一比较器310输出高电平信号，此时第一正输入端311连接的是第一电路100，第一负输入端312连接的是第二电路200，因此能够判断第一电源的电压大于第二电源的电压；当第一比较器310的第一正输入端311的电压低于第一负输入端312的电压时，第一比较器 310输出低电平信号，当第二比较器320的第二正输入端321的电压高于第二负输入端322的电压时，第二比较器320输出高电平信号，此时第二正输入端321连接的是第二电路200，第二负输入端322连接的是第一电路100，因此能够判断第二电源的电压大于第一电源的电压，即第一电源的电压小于等于第二电源的电压。 [0065] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 |
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