本發(fā)明涉及到新能源汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路及休眠方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的電子系統(tǒng)在汽車上得到了應(yīng)用，完成不同的測量、控制、和驅(qū)動等功能，電子控制系統(tǒng)的增加，同時也增加了供電電源的消耗。新能源車輛在停駛后的一段時間內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)所有的電子控制單元(如整車VCU、電池管理系統(tǒng)、高壓控制單元、電機控制器等)仍處于工作狀態(tài)，其總電流可達幾百mA,需要在汽車不運行以及所選的電子設(shè)備不工作時，關(guān)閉控制模塊或進入低功耗狀態(tài)，避免導(dǎo)致電池耗盡。為了應(yīng)對不斷增長的低功耗需求，汽車電子應(yīng)用處理器除了改善器件的特性，采用更先進的工藝，在電路和系統(tǒng)上進行優(yōu)化，還采用多種低功耗設(shè)計，如不同的工作模式(正常模式、空閑模式、休眠模式)，在空閑模式下，處理器的功耗約為幾mA，在休眠模式下，單片機的功毫為uA級，極大的降低了電源的消耗，當處理器處于休眠狀態(tài)下，其功耗可以忽略不計，但是在整個電子系統(tǒng)中，為ECU模塊供電的電源仍處于工作狀態(tài)下，與處理器相連接的各種外設(shè)接口，仍然存在電源的消耗?，F(xiàn)有的技術(shù)方案中有采用對電源進行控制的方法，通過硬件直接對電源進行開關(guān)控制，其不足之處是當電源關(guān)閉后，處理器掉電后，CPU和定時器等電路的時鐘全部被凍結(jié)，只有重新上電并硬件復(fù)位后才能再次進入工作狀態(tài)，處理器RAM中的數(shù)據(jù)全部丟失，程序?qū)念^開始執(zhí)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路，其包括主電源控制電路、主電源、輔助電源控制電路、輔助電源、接口電路、處理器、CAN收發(fā)器組成；

主電源控制電路與主電源相連接，所述主電源控制電路用于控制所述主電源的供電輸出，所述主電源與接口電路、處理器、CAN收發(fā)器相連接并為其提供工作電源；

輔助電源控制電路與輔助電源相連接，所述輔助電源控制電路用于控制所述輔助電源的供電輸出，輔助電源與處理器、CAN收發(fā)器相連接并為其提供在休眠狀態(tài)時的工作電源，處理器與CAN收發(fā)器、主電源控制電路、輔助電源控制電路相連接。

較佳地，所述主電源控制電路與所述處理器相連接并受處理器控制，所述處理器產(chǎn)生一個控制信號并發(fā)送至所述主電源控制電路，所述主電源控制電路控制所述主電源進入工作狀態(tài)或休眠狀態(tài)，當所述主電源處于工作狀態(tài)時，輸出一個穩(wěn)定電壓給所述接口電路、處理器和CAN收發(fā)器；

輔助電源控制電路與所述處理器相連接并受處理器控制，所述處理器產(chǎn)生一個控制信號發(fā)送至所述主電源控制電路，所述主電源控制電路控制輔助電源進入工作狀態(tài)或休眠狀態(tài)，當輔助電源工作時，所述輔助電源輸出一個穩(wěn)定電壓，給所述處理器和CAN收發(fā)器提供休眠工作電源。

較佳地，所述處理器在休眠狀態(tài)下，如果有外部中斷觸發(fā)或CAN總線上有信息活動時，顯性電平會觸發(fā)CAN喚醒動作，激活處理器的CAN接收中斷，處理器重新進入正常工作模式，其GPIO輸出電平控制信號，接通主電源，關(guān)閉輔助電源，使系統(tǒng)重新進入工作狀態(tài)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路采用低功耗設(shè)計，通過使用輔助電源與主電源配合工作，通過軟件控制處理器工作在不同的工作模式下，從軟件從次上，控制硬件的工作頻率和硬件的工作時間，在低功耗時使系統(tǒng)活動減少，內(nèi)核時鐘關(guān)閉，鎖相環(huán)、flash存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等模塊關(guān)閉,從而降低處理器自身功耗的。同時，使外部接口芯片大部分電源被切斷,從而達到可能的最小系統(tǒng)功耗,此時處理器可以被外部的引腳、復(fù)位或者使用低功耗時鐘的周期性喚醒源所喚醒?；蛲ㄟ^CAN總線網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生喚醒中斷，使系統(tǒng)重新進入工作狀。通過芯片的休眠模式切換，使系統(tǒng)在不的狀態(tài)下采用不同的工作模式(休眠模式，工作模式，低功耗模式)，降低系統(tǒng)功耗，最大程度的節(jié)約了新能源汽車電子VCU模塊的能耗。

當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路框圖；

圖2為本發(fā)明提供的新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明提供的低功耗休眠電路處理器在工作狀態(tài)下的工作示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的低功耗休眠電路處理器在休眠狀態(tài)下的工作示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路，其包括主電源控制電路、主電源、輔助電源控制電路、輔助電源、接口電路、處理器、CAN收發(fā)器組成；

主電源控制電路與主電源相連接，所述主電源控制電路用于控制所述主電源的供電輸出，所述主電源與接口電路、處理器、CAN收發(fā)器相連接并為其提供工作電源；

輔助電源控制電路與輔助電源相連接，所述輔助電源控制電路用于控制所述輔助電源的供電輸出，輔助電源與處理器、CAN收發(fā)器相連接并為其提供在休眠狀態(tài)時的工作電源，處理器與CAN收發(fā)器、主電源控制電路、輔助電源控制電路相連接。

如圖1、圖2所示，所述主電源控制電路與所述處理器相連接并受處理器控制，所述處理器產(chǎn)生一個控制信號并發(fā)送至所述主電源控制電路，所述主電源控制電路控制所述主電源進入工作狀態(tài)或休眠狀態(tài)，當所述主電源處于工作狀態(tài)時，輸出一個穩(wěn)定電壓給所述接口電路、處理器和CAN收發(fā)器；

輔助電源控制電路與所述處理器相連接并受處理器控制，所述處理器產(chǎn)生一個控制信號發(fā)送至所述主電源控制電路，所述主電源控制電路控制輔助電源進入工作狀態(tài)或休眠狀態(tài)，當輔助電源工作時，所述輔助電源輸出一個穩(wěn)定電壓，給所述處理器和CAN收發(fā)器提供休眠工作電源。

所述處理器在休眠狀態(tài)下，如果有外部中斷觸發(fā)或CAN總線上有信息活動時，顯性電平會觸發(fā)CAN喚醒動作，激活處理器的CAN接收中斷，處理器重新進入正常工作模式，其GPIO輸出電平控制信號，接通主電源，關(guān)閉輔助電源，使系統(tǒng)重新進入工作狀態(tài)。

休眠電路構(gòu)成如圖2所示，主電源由U1、C1、V1、L1、R5、R6、C2、C3組成一個開關(guān)型集成穩(wěn)壓器，可提供一個驅(qū)動能力達3A，具有良好的線性和負載調(diào)節(jié)特性的電源,其輸出電壓通過電阻R5、R6分壓實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出，圖中C1為Cboost電容，V1為整流管，L1為儲能電感，為開關(guān)管工作提供保證，并通過電容C2、C3進行濾波，產(chǎn)生一個穩(wěn)定電壓VCC0，為整個系統(tǒng)提供正常工作時所需的電源。主電源控制電路由電阻R1、R2、R3、R4、和三極管Q1、Q2及控制信號S1組成，當S1為低電平時，三極管Q1截止，三極管Q2導(dǎo)通，開關(guān)穩(wěn)壓器U1的ON/OFF引腳為高電平，開關(guān)穩(wěn)壓器U1開始工作。主電源輸出電路由二極管V3和V4組成，當主電源工作時，電壓VCC0通過二極管V3、V4分別為處理器、CAN收發(fā)器、和接口電路提供工作電源。

輔助電源由三極管Q4、Q5、電阻R10、C4、穩(wěn)壓管V2，濾波電容C5組成，當三極管Q4導(dǎo)通時，電源VBB通過三極管Q4、電阻R10分壓、穩(wěn)壓管V2穩(wěn)壓、三極管Q5基極濾波電容C4濾波后，在穩(wěn)壓管V2上產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓VD2，其輸出電壓VDD等于VD2與三極管Q5的Ube極結(jié)電壓之差。輔助電源控制電路由電阻R7、R8、R9、和三極管Q3及控制信號S2組成，當S2為高電平時，三極管Q3、Q4導(dǎo)通，在穩(wěn)壓管V2上產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓VD2，三極管Q5導(dǎo)通，并經(jīng)電容C5濾波輸出一個穩(wěn)定的電壓VDD。輔助電源工作狀態(tài)檢測電路由電阻R11、R12、電容C6組成，主要用于檢測輔助電源電路是否投入工作狀態(tài)，當三極管Q4導(dǎo)通后，在穩(wěn)壓管V2上產(chǎn)生一個電壓VD2以后，該電壓被電阻R1、R12分壓并經(jīng)電容C6濾波后，得到一個采樣電壓，送入到處理器U2的ADC采樣通道AN0，通過對AN0通道的采樣值獲取，可判斷輔助電源是否處于工作并輸出狀態(tài)。

ECU模塊在工作過程中，主電源工作，為系統(tǒng)提供電源，處理器通過CAN收發(fā)器接收總線上的CAN信息，并進行相應(yīng)的處理，當整車系統(tǒng)進入停駛狀態(tài)時，總線上的控制節(jié)點先后被關(guān)閉，ECU模塊接收不到總線上的CAN信息，此進處理器準備進入休眠模式，其處理流程如圖3所示，處理器首先對其外部的GPIO進行處理，將部分端器配置到相應(yīng)的電平，以降低功耗，如圖2所示，CAN收發(fā)器休眠控制端口STB連接到處理器的控制端口PA3，在正常模式處理器將PA3配置為一個低電平。在這種模式下,收發(fā)器可以通過CAN線路CANH和CANL傳輸和接收數(shù)據(jù)。將總線上的差分接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)RXD輸出到處理器。進入休眠模式時，處理器將PA3端口配置為高電平，此時CAN收發(fā)器U3進入休眠模式，電流下降至微安級。

隨后，處理器將其輸出端口PA1(S2)置為高電平，當PA1(S2)為高電平時，通過電阻R7、R8分壓，送入到三極管Q3的基極，三極管Q3導(dǎo)通，Q3的集電極為低電平，三極管Q4導(dǎo)通，在穩(wěn)壓管V2上產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓VD2，三極管Q5導(dǎo)通，并經(jīng)電容C5濾波輸出一個穩(wěn)定的電壓VDD。輔助電源工作狀態(tài)檢測電路由電阻R11、R12、電容C6組成，主要用于檢測輔助電源電路是否投入工作狀態(tài)，當三極管Q4導(dǎo)通后，在穩(wěn)壓管V2上產(chǎn)生一個電壓VD2以后，該電壓被電阻R1、R12分壓并經(jīng)電容C6濾波后，得到一個采樣電壓，送入到處理器U2的ADC采樣通道AN0，通過對AN0通道的采樣值獲取，可判斷輔助電源是否處于工作并輸出狀態(tài)。

當處理器檢測到AN0通道有電壓存在并達到相應(yīng)的電壓值時，表明輔助電源已經(jīng)投入正常工作，處理器通過軟件關(guān)閉其內(nèi)部ADC模塊，外設(shè)模塊，并配置CAN喚醒中斷后，重新初始化CAN模塊，隨后設(shè)置一個備份寄存器并關(guān)閉看門狗模塊，用于系統(tǒng)喚醒后的狀態(tài)查詢，最后將處理器的GPIO端口PA0(S1)置為高電平，當PA0(S1)為高電平時，三極管Q1導(dǎo)通，三極管Q2截止，開關(guān)穩(wěn)壓器U1的ON/OFF引腳為低電平，開關(guān)穩(wěn)壓器U1停止工作。主電源VCC0輸出關(guān)閉。此時輔助電源已經(jīng)正常工作，系統(tǒng)供電轉(zhuǎn)由輔助電源VDD提供。在輔助電源工作時，由于在主電源和輔助電源之間串接了一個二極管V3，防止了輔助電源反串到主電源電路為接口電路提供工作電源。

處在休眠狀態(tài)下的ECU模塊，總電流下降至微安級，此時，處理器內(nèi)部時鐘及看門狗模塊，ADC模塊、外設(shè)模塊等均處理停止狀態(tài)，運行數(shù)據(jù)均保存在RAM單元，當系統(tǒng)重新進入工作狀態(tài)時，總線上有信息活動時，CAN信號通過CAN線路CANH和CANL傳輸和接收數(shù)據(jù)。將總線上的差分接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)RXD輸出到處理器。當RXD輸出端口有電平脈沖信號輸出時，觸發(fā)CAN喚醒中斷，處理器的軟件跳轉(zhuǎn)到CAN喚醒中斷處理程序中，其處理流程如圖4所示，當產(chǎn)生喚醒中斷時，系統(tǒng)重新對CAN模塊進行初始化，并配置相應(yīng)的接收中斷后完成中斷配置，并配置外部中斷，修改備份寄存器后，對外部的GPIO進行處理，將PA3配置為低電平，使CAN收發(fā)器進入正常工作狀態(tài)。隨后開啟ADC模塊，外設(shè)模塊，和看門狗模塊，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)，最后處理器將輸出端口PA2(S1)配置為低電平，PA1(S2)置為低電平，當S1為低電平時，三極管Q1截止，三極管Q2導(dǎo)通，開關(guān)穩(wěn)壓器U1的ON/OFF引腳為高電平，開關(guān)穩(wěn)壓器U1開始工作。主電源電路輸出電壓VCC0，電壓VCC0通過二極管V3、V4分別為處理器、CAN收發(fā)器、和接口電路提供工作電源。同時當PA1(S2)為低電平時，三極管Q3截止，Q3的集電極為高電平，三極管Q4截止，在穩(wěn)壓管V2無電壓，三極管Q5截止輔助電源關(guān)閉。

本發(fā)明提供的新能源汽車電子VCU模塊的低功耗休眠電路采用低功耗設(shè)計，通過使用輔助電源與主電源配合工作，使處理器不同的工作模式，最大程度的節(jié)約了新能源汽車電子VCU模塊的能耗。

以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。