一种冷却风扇控制器用控制电路
技术领域
本发明涉及汽车冷却风扇领域，具体而言，涉及一种冷却风扇控制器用控制电路。
背景技术
汽车发动机冷却风扇控制器主要是通过模拟信号进行控制的，通过模拟信号可以调节冷却风扇的状态，这对于车载电瓶来说是一种巨大的能量浪费，目前整车特别是新能源汽车都在追求低静态电流，一个电子产品的静态电流达到20mA—100mA，多个器件就会达到安培级别的损耗；特别是在车辆熄火的情况下，静态电流相对较大容易造成车载电瓶的馈电，同时模拟信号较容易受到其他信号的干扰，造成冷却风扇的状态失控。
发明内容
本发明为了解决车载电瓶能耗高的问题，提供一种冷却风扇控制器用控制电路，当接插件J1口无脉宽信号输入时，三极管Q1、Q3都处于断路状态，此时二极管D1对后端模块无供电，若系统处于正常供电状态实现低功耗只需将MCU-IO口的拉低从而使三极管Q3关断，随后三极管Q1关断，整个电路停止对后续电路模块供电，实现单片机的“自杀”，即单片机断电，自杀之后静态电流可以为0，完全没有损耗，从而实现低功耗。
本发明提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，包括低功耗控制单元，
所述低功耗控制单元用于将模拟信号转换为脉宽信号；且当车辆停止状态下时停止对后续电路模块供电。
所述低功耗控制单元包括脉宽信号(PWM_IN)输入端J1、二极管D21、双二极管D3、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R14、三极管Q1、三极管Q3、电容C1和电容C3；
所述脉宽信号(PWM_IN)输入端J1与二极管D21的负极端连接；所述二极管D21的正极端分别与三极管Q3的集电极和电阻R8一引脚连接；
所述电阻R8另一引脚分别与电阻R3的一引脚、电容C1的一引脚和三极管Q1的基极连接，所述电阻R3的另一引脚、电容C1的另一引脚和三极管Q1的发射极与电源信号连接；
所述三极管Q1的集电极通过电阻R5分别与电阻R7的一引脚和双二极管D3的正极端连接，所述电阻R7的另一引脚接地，所述双二极管D3的第一负极端与微控制单元输入输出接口(MCU-IO)连接；所述双二极管D3的第二负极端分别与电容C3的一引脚和电阻R11的一引脚连接，所述电容C3的另一引脚接地；所述电阻R11的另一引脚分别与三极管Q3基极和电阻R14的一引脚连接，所述电阻R14的另一引脚接地；所述三极管Q3的发射极接地。
本发明提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，还包括二极管D1，所述二极管D1的正极端与三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的负极端设置电压输出端(V_OUT)，电源KL30_12V连接电阻R3、电阻R8、双二极管D2中一个二极管以及电阻R4，对电源KL30_12V电压进行分压，经过分压之后连接三极管Q1，再与二极管D1连接，作为后面电路的输入端。
本发明提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，还包括信号采集单元，
所述信号采集单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电容C2、电容C4、电容C5、二极管D22和三极管Q4；
所述电阻R4一引脚与脉宽信号(PWM_IN)输入端J1连接，另一引脚分别与电阻R1的一引脚、电阻R2的一引脚、电容C2的一引脚和二极管D22的负极端连接；
所述电阻R1与电阻R2并联后与电源信号连接；电容C2的另一引脚接地，所述二极管D22的正极端与电阻R10的一引脚连接；所述电阻R10的另一引脚分别与电容C4的一引脚、电阻R12的一引脚和三极管Q4的基极连接；
所述三极管Q4的发射极和电阻R12的另一引脚分别与电源(VCC_5V)连接；所述三极管Q4的集电极分别与电阻R15的一引脚、R13的一引脚和电容C15的一引脚连接，所述电容C4的另一引脚、C15的另一引脚连接和电阻R15的另一引脚接地，所述R13的另一引脚与信号PWM_INPUT连接。信号采集单元是使单片机能够识别并采集到脉宽信号的输入信号，脉宽信号为高电平时双二极管D2不导通，此时三极管Q4不导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的低电平信号；脉宽信号为低电平时双二极管D2导通，此时三极管Q4也导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的高电平信号；
本发明提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，包括双二极管D2；
所述双二极管D2替换二极管D21和二极管D22；
所述电阻R4另一引脚与双二极管D2的负极端连接，所述双二极管D2的第一正极端与电阻R10一引脚连接，所述双二极管D2的第二正极端分别与三极管Q3的集电极和电阻R8一引脚连接。
本发明提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，还包括信号反馈单元；
所述信号反馈单元包括电阻R6、电阻R9和三极管Q2；
所述三极管Q2的集电极与电阻R4的另一引脚连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极分别与电阻R6的一引脚和电阻R9的一引脚连接，所述电阻R6的另一引脚与DIAG_OUTPUT连接；所述电阻R9的另一引脚接地。当单片机检测到冷却风扇系统故障时，会通过DIAG_OUTPUT输出高电平从而使三极管Q2打开，从而拉低外部脉宽信号PWM_IN，达到反馈信号的目的。
相对于现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，当接插件J1口无脉宽信号输入时，三极管Q1、Q3都处于断路状态，此时二极管D1对后端模块无供电，若系统处于正常供电状态实现低功耗只需将MCU-IO口的拉低从而使三极管Q3关断，随后三极管Q1关断，整个电路停止对后续电路模块供电，实现单片机的“自杀”，即单片机断电，自杀之后静态电流可以为0，完全没有损耗，从而实现低功耗；
且模拟信号本身是连续的电信号,通过识别其车辆输出的电压幅值作为产品运转与停止的指令，在车辆运行于停止的过程中都需要输出，接收模拟信号的电路本身会有20mA—100mA的功耗，在车辆停止状态下发电机停止工作会消耗电瓶的能量，数字信号则可以做到uA级别，实现降低功耗的目的；
信号采集单元是使单片机能够识别并采集到脉宽信号的输入信号，脉宽信号为高电平时双二极管D2不导通，此时三极管Q4不导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的低电平信号；脉宽信号为低电平时双二极管D2导通，此时三极管Q4也导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的高电平信号；
信号反馈电路当单片机检测到冷却风扇系统故障时，会通过DIAG
_OUTPUT输出高电平从而使三极管Q2打开，从而拉低外部脉宽信号PWM_IN，达到反馈信号的目的；
本设计没有采用传统模拟信号来作为控制冷却风扇的控制信号，而是采用脉宽信号作为输入的控制信号，相对模拟信号控制的方法无需消耗太大的能量，本实施例中脉宽信号控制，仅仅需要很微弱的信号输入就可以实现冷却风扇控制电路的运行，并且所需的能耗较低，对延长汽车电瓶的寿命有一定的好处，而且在实际控制中反应更加灵活。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明提供的单引脚双信号冷却风扇控制装置的系统图；
图2是脉宽信号控制单元和故障反馈信号控制单元的电路图；
图3是本发明提供的单引脚双信号冷却风扇控制装置的原理图；
图4是微处理器与信号输入/输出端的连接关系示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
请参阅图1和图4，本发明实施例提供了一种冷却风扇控制器用控制电路，包括低功耗控制单元，所述低功耗控制单元包括脉宽信号(PWM_IN)输入端J1、二极管D21、双二极管D3、电阻R3、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R14、三极管Q1、三极管Q3、电容C1和电容C3；参阅图4微控制器的PWM_IN引脚与脉宽信号(PWM_IN)输入端J1连接，脉宽信号(PWM_IN)输入端J1与二极管D21的负极端连接；所述二极管D21的正极端分别与三极管Q3的集电极和电阻R8一引脚连接；所述电阻R8另一引脚分别与电阻R3的一引脚、电容C1的一引脚和三极管Q1的基极连接，所述电阻R3的另一引脚、电容C1的另一引脚和三极管Q1的发射极与电源(KL30_12V)连接；所述三极管Q1的集电极通过电阻R5分别与电阻R7的一引脚和双二极管D3的正极端连接，所述电阻R7的另一引脚接地，所述双二极管D3的第一负极端与微控制单元输入输出接口(MCU-IO)连接；所述双二极管D3的第二负极端分别与电容C3的一引脚和电阻R11的一引脚连接，所述电容C3的另一引脚接地；所述电阻R11的另一引脚分别与三极管Q3基极和电阻R14的一引脚连接，所述电阻R14的另一引脚接地；所述三极管Q3的发射极接地。实现低功耗，当接插件J1口无脉宽信号输入时，三极管Q1、Q3都处于断路状态，此时二极管D1对后端模块无供电，若系统处于正常供电状态实现低功耗只需将MCU-IO口的拉低从而使三极管Q3关断，随后三极管Q1关断，整个电路停止对后续电路模块供电，实现单片机的“自杀”从而实现低功耗，即实现单片机自动断电。低功耗控制单元用于将模拟信号转换为脉宽信号；且当车辆停止状态下时停止对后续电路模块供电。
在一种具体实施例种，请参阅图2和图4，还包括信号采集单元，所述信号采集单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电容C2、电容C4、电容C5、二极管D22和三极管Q4；所述电阻R4一引脚与脉宽信号(PWM_IN)输入端J1连接，另一引脚分别与电阻R1的一引脚、电阻R2的一引脚、电容C2的一引脚和二极管D22的负极端连接；所述电阻R1与电阻R2并联后与电源(KL30_12V)连接；电容C2的另一引脚接地，所述二极管D22的正极端与电阻R10的一引脚连接；所述电阻R10的另一引脚分别与电容C4的一引脚、电阻R12的一引脚和三极管Q4的基极连接；所述三极管Q4的发射极和电阻R12的另一引脚分别与电源(VCC_5V)连接；所述三极管Q4的集电极分别与电阻R15的一引脚、R13的一引脚和电容C15的一引脚连接，所述电容C4的另一引脚、C15的另一引脚连接和电阻R15的另一引脚接地，所述R13的另一引脚与信号PWM_INPUT连接。
信号采集的目标是使单片机能够识别并采集到脉宽信号的输入信号，脉宽信号为高电平时双二极管D2不导通，此时三极管Q4不导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的低电平信号。脉宽信号为低电平时双二极管D2导通，此时三极管Q4也导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的高电平信号。
在一种具体实施例种，请参阅图3，包括双二极管D2；
所述双二极管D2替换二极管D21和二极管D22；
所述电阻R4另一引脚与双二极管D2的负极端连接，所述双二极管D2的第一正极端与电阻R10一引脚连接，所述双二极管D2的第二正极端分别与三极管Q3的集电极和电阻R8一引脚连接。采用一个元件替换两个元件，减小成本，且一个元件更方便维修时找出故障点。
在一种具体实施例种，请参阅图2、3和4，还包括信号反馈单元；所述信号反馈单元包括电阻R6、电阻R9和三极管Q2；所述三极管Q2的集电极与电阻R4的另一引脚连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的基极分别与电阻R6的一引脚和电阻R9的一引脚连接，所述电阻R6的另一引脚与微控制器DIAG_OUTPUT引脚连接；所述电阻R9的另一引脚接地。
信号反馈电路，当单片机检测到冷却风扇系统故障时，会通过微控制器DIAG_OUTPUT输出高电平从而使三极管Q2打开，从而拉低外部脉宽信号PWM_IN，达到反馈信号的目的。
在一种具体实施例中，请参阅图3，还包括二极管D1，所述二极管D1的正极端与三极管Q1的集电极连接，所述二极管D1的负极端设置电压输出端(V_OUT)；电源KL30_12V连接电阻R3、电阻R8、双二极管D2中一个二极管以及电阻R4，对电源KL30_12V电压进行分压，经过分压之后连接三极管Q1，再与二极管D1连接，作为后面电路的输入端；电阻R5与电阻R7分压后与双二极管D3连接、双二极管D3的两个二极管分别连接电阻R11与MCU-IO口，电阻R11与电阻R14分压后连接三极管Q3的基极，当三极管Q3导通时接地此时三极管Q1也会导通，此时形成互锁会一直给后端电路供电。
图1图示了冷却风扇控制器中低功耗控制电路及信号采集与反馈电路的集成设计的电路示意图,所述低功耗控制单元包括电阻R3、电容C1、三极管Q1、D1、电阻R5、电阻R7、二极管D3、电阻R8、三极管Q3、电阻R11、电阻R14、电容C3以及D2的其中一个二极管。低功耗控制单元可以根据脉宽输入信号的状态配合MCU_IO让系统进入低功耗模式，也可以根据脉宽信号的状态对后续单元进行供电。电源KL30_12V连接电阻R3、电阻R8、双二极管D2中一个二极管以及电阻R4，对电源KL30_12V电压进行分压，经过分压之后连接三极管Q1，再与二极管D1连接，作为后面电路的输入端。电阻R5与电阻R7分压后与双二极管D3连接、双二极管D3的两个二极管分别连接电阻R11与MCU-IO口，电阻R11与电阻R14分压后连接三极管Q3的基极，当三极管Q3导通时接地此时三极管Q1也会导通，此时形成互锁会一直给后端电路供电。当接插件J1口无脉宽信号输入时，三极管Q1、Q3都处于断路状态，此时二极管D1对后端模块无供电，若系统处于正常供电状态实现低功耗只需将MCU-IO口的拉低从而使三极管Q3关断，随后三极管Q1关断，整个电路停止对后续电路模块供电，实现单片机的“自杀”从而实现低功耗。
图2中图示了本发明的用于信号采集与反馈的电路示意图，信号采集与反馈电路包括阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C2、电阻R6、电阻R9、三极管Q2、双二极管D2中另一个二极管、电阻R10、电阻R12、三极管Q4、电阻R13、电阻R15、电容C4以及电容C5。信号采集的目标是使单片机能够识别并采集到脉宽信号的输入信号，脉宽信号为高电平时双二极管D2不导通，此时三极管Q4不导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的低电平信号。
脉宽信号为低电平时双二极管D2导通，此时三极管Q4也导通，输入至单片机的信号PWM_INPUT为单片机可识别的高电平信号。信号反馈电路，当单片机检测到冷却风扇系统故障时，会通过DIAG_OUTPUT输出高电平从而使三极管Q2打开，从而拉低外部脉宽信号PWM_IN，达到反馈信号的目的。
该实施例中，没有采用传统模拟信号来作为控制冷却风扇的控制信号，而是采用脉宽信号作为输入的控制信号，相对模拟信号控制的方法无需消耗太大的能量，本实施例中脉宽信号控制，仅仅需要很微弱的信号输入就可以实现冷却风扇控制电路的运行，并且所需的能耗较低，对延长汽车电瓶的寿命有一定的好处，而且在实际控制中反应更加灵活。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
