一种使能控制低功耗线性稳压器的制作方法

1.本实用新型涉及车载低压电池的供电电路，具体的说是一种使能控制低功耗线性稳压器。


背景技术：

2.车载低压电池用于车载电子系统的供电，电子系统不工作时，电池供电电路处于休眠待机状态，要求电池的漏电流小于30ua，具有低功耗性能。当有用电需求时，供电电路可以被使能信号唤醒，从电池获取能量并转化为一个稳定电压，能够支撑产品内部mcu及控制电路的运行。并且在系统运行过程中，切换至电池供电状态时，会产生大幅高于供电电压的尖脉冲，也需要保证供电电路不因此而损坏。通常的解决方法是设计高性能的低功耗ldo（线性稳压电路），但是其集成式的电路设计较为复杂，导致成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型所有解决的技术问题是提供一种基于传统ldo的使能控制低功耗线性稳压器，以简化设计方案，降低成本。
4.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种使能控制低功耗线性稳压器，包括脉冲抑制电路、低功耗开关电路和线性稳压电路，所述低功耗开关电路接在线性稳压电路的取电侧，并由使能信号控制通断，以控制向线性稳压电路供电；所述脉冲抑制电路接在电池与低功耗开关电路之间，其包括一个npn型三极管q1，三极管q1的集电极与电池连接，发射极连接至低功耗开关电路，三极管q1的基极一路经电阻r1接电源，一路经稳压二极管dz1接地，该稳压二极管dz1的稳压值大于电池的最高工作电压，且小于线性稳压电路的最高耐压，使稳压二极管dz1在电路正常工作时阻断电池对地电流，以维持低功耗运行，并在电池在产生脉冲电压时击穿以限制对线性稳压电路的供电电压。
5.所述三极管q1的发射极经电容c1接地。
6.所述三极管q1的发射极连接有限流电阻r2。
7.所述的低功耗开关电路包括一个三极管q2，三极管q2由使能信号直接或间接控制通断，以控制向线性稳压电路供电。
8.所述的三极管q2为pnp型三极管，三极管q2的发射极与脉冲抑制电路连接，集电极连接至线性稳压电路；三极管q2的基极与发射极之间经由电阻r3连接，三极管q2的基极经由电阻r4和一个由使能信号控制通断的三极管q3接地。
9.所述的使能信号由控制总线或电池管理单元传递至三极管q3。
10.还设有检测使能信号并向三极管q3输出自锁信号的控制单元。
11.所述的线性稳压电路包括线性稳压器，线性稳压器的输入端接有电容c2，输出端接有电容c3。
12.本实用新型的有益效果是：采用普通的线性稳压电路（ldo）与脉冲抑制电路和低功耗开关电路配合，分离模块的结构形式降低了电路的复杂度，并且相关器件易于获得，成
本更低。脉冲抑制电路能够抑制电池产生的脉冲电压，保护后端线性稳压电路不受损坏。在供电电路正常工作时以及没有使能信号时，脉冲抑制电路和低功耗开关电路的漏电流极低，保证了电路的低功耗。本技术的电路可以适用有浪涌供电场合使用，同时具备开关控制和低功耗功能，没有使能时，可以达到漏电流小于30ua，被使能时，可支持到100ma电流。
附图说明
13.图1是本实用新型的电路结构示意图。
14.图2是脉冲抑制电路的结构示意图。
15.图3是低功耗开关电路的结构示意图。
16.图4是线性稳压电路的结构示意图。
17.图5是低功耗开关电路的使能唤醒电路示意图。
18.图中标记：1、脉冲抑制电路，2、低功耗开关电路，3、线性稳压电路。
具体实施方式
19.以下结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明。下面实施例所列出的具体内容不限于权利要求记载的技术方案要解决的技术问题所必须的技术特征。同时，所述列举是实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。
20.如图1所示，本实用新型的使能控制低功耗线性稳压器包括脉冲抑制电路1、低功耗开关电路2和线性稳压电路3。线性稳压电路3用于将电池供给的电能转换为一个稳定的电压，用以支撑产品内部mcu及控制电路的运行。线性稳压电路3的取电侧与低功耗开关电路2连接，由低功耗开关电路2根据使能信号控制向线性稳压电路供电线路的通断。
21.如图3所示，低功耗开关电路2包括一个三极管q2，三极管q2接在线性稳压电路3的取电侧，并由使能信号控制通断，从而控制向线性稳压电路供电。三极管q2可以直接由使能信号控制，也可以如图3所示在三极管q2的基极连接一个三极管q3，三极管q3由使能信号控制通断，进而控制三极管q2的基极对地导通或关断，间接控制三极管q2。
22.图示实施例中，三极管q2采用pnp型三极管，其发射极与脉冲抑制电路1连接，集电极连接至线性稳压电路3。三极管q2的基极与发射极之间经由电阻r3连接。当没有使能信号时，三极管q3不导通，三极管q2基极电位被电阻r3拉高到发射极电位，三极管q2不导通。因超过100v耐压的三极管漏电流是非常小的，在q2和q3均不导通时，此部分开关是非常低的漏电流。当有使能信号控制三极管q3导通时，三极管q2基极电位被拉低，经电阻r4形成对地电流，此时三极管q2导通，向线性稳压电路3供电。因三极管的放大倍数比较大，基本可以实现q2和q3的完全导通，从而实现开关的开通功能。
23.所述脉冲抑制电路1接在电池与低功耗开关电路2之间，如图1所示，其包括一个npn型三极管q1，三极管q1的集电极连接电池的输出v_battery，发射极连接至低功耗开关电路2。三极管q1的基极经电阻r1接电源。从电源v_battery获取的电压通过r1在三极管q1的be形成电流，可使三极管q1导通。三极管q1的发射极连接有限流电阻r2和一个接地的电容c1。三极管q1的基极连接有一个接地的稳压二极管dz1，该稳压二极管dz1的稳压值大于电池的最高工作电压，且小于线性稳压电路的最高耐压。例如12v电池组（电池平台电压一般最高16v），可以选型到18v以上的稳压二极管，后端的线性稳压电路ldo一般都能支持到
32v，即可以选择18~30v的稳压二极管。
24.正常情况下，因为v_battery上的电压小于稳压二极管dz1的稳压值，稳压二极管dz1阻断对地电流，三极管q1的b极可以从v_battery获取到电流，那么三极管q1就可以从c极到e极过电流，实现电池向低功耗开关电路2和线性稳压电路3供电。此时产生的漏电流就基本只有稳压二极管dz1的漏电流，可维持低功耗运行。如果电池供电出现脉冲电压，电池v_battery上有一个尖脉冲超出稳压二极管dz1的稳压值，那么稳压二极管dz1就瞬间导通，电容c1上的电压也就被稳压二极管dz1和三极管q1钳位，以限制对线性稳压电路的供电电压。
25.如图4所示，所述的线性稳压电路包括线性稳压器u1，用于将电池输出电压转化为后端电子器件的稳定供电电压。线性稳压器u1的输入端接有电容c2，输出端接有电容c3。实现从电容c2获取能量转换到电容c3稳定供电的功能，其自身漏电流较大，但是与前面的低功耗开关电路配合，c2没有电压也就产生不了漏电流，低功耗开关电路开通，也就可以实现能量从c2到c3的稳压供应。
26.如图5所示，所述的使能信号可以包括来自电池管理单元bms的唤醒信号和来自控制总线can的唤醒信号。来自bms或can的唤醒信号均可控制低功耗开关电路开通。在使能信号控制低功耗开关电路导通后，控制单元mcu输出自锁信号lock维持导通。控制单元mcu由线性稳压电路输出电压供电，电路没有唤醒，则无法发送自锁信号。控制单元mcu连接有用于检测电路唤醒状态的检测电路，使能信号唤醒电路的同时，控制单元mcu基于检测到的唤醒信号发出自锁信号，维持电路导通。
27.以上对具体实施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术构思及其核心思想，尽管本文使用了特定的优选实施例对技术方案进行了描述和说明，但其不应理解为对本实用新型自身的限制。本领域技术人员在不脱离本技术构思的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。这些轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：包括脉冲抑制电路、低功耗开关电路和线性稳压电路，所述低功耗开关电路接在线性稳压电路的取电侧，并由使能信号控制通断，以控制向线性稳压电路供电；所述脉冲抑制电路接在电池与低功耗开关电路之间，其包括一个npn型三极管q1，三极管q1的集电极与电池连接，发射极连接至低功耗开关电路，三极管q1的基极一路经电阻r1接电源，一路经稳压二极管dz1接地，该稳压二极管dz1的稳压值大于电池的最高工作电压，且小于线性稳压电路的最高耐压，使稳压二极管dz1在电路正常工作时阻断电池对地电流，以维持低功耗运行，并在电池在产生脉冲电压时击穿以限制对线性稳压电路的供电电压。2.如权利要求1所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：所述三极管q1的发射极经电容c1接地。3.如权利要求1所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：所述三极管q1的发射极连接有限流电阻r2。4.如权利要求1所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：所述的低功耗开关电路包括一个三极管q2，三极管q2由使能信号直接或间接控制通断，以控制向线性稳压电路供电。5.如权利要求4所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：所述的三极管q2为pnp型三极管，三极管q2的发射极与脉冲抑制电路连接，集电极连接至线性稳压电路；三极管q2的基极与发射极之间经由电阻r3连接，三极管q2的基极经由电阻r4和一个由使能信号控制通断的三极管q3接地。6.如权利要求5所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：所述的使能信号由控制总线或电池管理单元传递至三极管q3。7.如权利要求5所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：还设有检测使能信号并向三极管q3输出自锁信号的控制单元。8.如权利要求1所述的一种使能控制低功耗线性稳压器，其特征在于：所述的线性稳压电路包括线性稳压器，线性稳压器的输入端接有电容c2，输出端接有电容c3。

技术总结
一种使能控制低功耗线性稳压器，包括脉冲抑制电路、低功耗开关电路和线性稳压电路，低功耗开关电路接在线性稳压电路取电侧，由使能信号控制通断；脉冲抑制电路接在电池与低功耗开关电路之间，包括三极管Q1，三极管Q1的集电极与电池连接，发射极连接至低功耗开关电路，三极管Q1的基极一路经电阻R1接电源，一路经稳压二极管DZ1接地，稳压二极管DZ1的稳压值大于电池的最高工作电压，且小于线性稳压电路的最高耐压，在电路正常工作时阻断电池对地电流，以维持低功耗运行，并在产生脉冲电压时限制对线性稳压电路的供电电压。分离模块的结构形式降低了电路复杂度，成本更低，可以适用有浪涌供电场合使用，同时具备开关控制和低功耗功能。能。能。


技术研发人员：张家书 冯鹏辉
受保护的技术使用者：洛阳嘉盛电源科技有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/3