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汽车电子控制应用需要强大的输入功率调节。一方面,电路必须吸收100 v的瞬态,同时在点火开关关闭后提供稳定的直流总线几百毫秒,这样CPU就有时间在关闭前将记录数据写入EEPROM。高能瞬态吸收器的使用通常满足前者的要求,而机电继电器处理后者。
这里描述的电路为这两种要求提供了新的解决方案。它取代了具有电子开关的昂贵和庞大的瞬态吸收器,以及具有简单RC定时器的机电继电器,该机电继电器可在点火点关闭后维持DC总线的预设时间。
12-V直流电池总线通过反极性保护二极管D1进入电源调节级(参见图)。电子开关Q2是负责总线瞬态保护的电路块的核心。晶体管Q1和Q3形成一个逻辑块,在不同条件下开启和关闭Q1。
这种用于汽车电子控制单元的功率调节电路用电子开关Q1和带有RC定时器电路R5-C2-R6的机电继电器取代了笨重的瞬态吸收器。
正常情况下,点火开关保持开,Q3保持开,Q2保持开。Q1通常只有在母线电压超过直流33v时才开断,由32v齐纳器Z1控制(瞬态及其他过电压情况下)。
当点火钥匙关闭时,Q3在R5、C2和R6控制下保持一段时间,Q2保持。由于Q2通过D1直接连接到电池,电路在Q3时保持供电,因此,Q2是打开的。
然而,CPU通过它的一个输入信号感知到点火关闭的情况,并开始执行“清理”操作,例如在R5-C2-R6延迟电路提供给它的呼吸过程中,将记录在RAM中的数据存储到EEPROM。这种巧妙的方案不需要通常使用的机电继电器,从而降低了成本,并消除了繁琐的布线。
在过压/母线瞬态状态超过33v dc时,Q1由于基极电路中32v dc稳压器件的作用而开启。它关闭Q2,保护负载电路免受高压。
一个棘手的情况出现了,当CPU在正常操作时,正在RAM中记录数据。Q2将关闭,CPU电源将消失,需要在瞬态消失后进行开机复位,Q2将恢复电源。这是非常不希望看到的,因为它会干扰写入RAM中的数据的完整性。
这个问题可以通过在瞬态期间(通常是几百毫秒)将CPU置于休眠状态,并在瞬态结束时将其唤醒来解决。这样做可以避免在这种情况下进行硬重置。
电容器C8在睡眠模式下保持CPU活跃。极低的CPU电流避免在瞬态期间排出C8,避免了CPU功率重置。CPU还可以在瞬态期间关闭输出功率驱动器,以保护它们免受高电流尖峰。