功率模块控制器及电子设备制造技术

本发明专利技术提供一种功率模块控制器及电子设备，功率模块控制器包括微控制模块、逻辑处理模块、驱动模块及外设电源管理模块。在本发明专利技术中，结合微控制模块及外设电源管理模块这两种简单的控制芯片，以及逻辑处理模块及驱动模块的纯集成电路产品，形成了简单高效的功率模块安全驱动控制技术方案，能在正常时实现脉宽调制控制，在故障时使驱动模块及对应的功率模块进入安全状态，提高了功率控制产品的安全性和可靠性；同时，两级控制芯片不涉及复杂的运算处理，只需要简单的控制芯片即可，逻辑处理模块的设计仅需要逻辑元器件和少数的外围电子元器件即可实现，其对应结构简单、成本低，基于电子元器件的处理切换，其切换控制速度快，稳定性和可靠性强。定性和可靠性强。定性和可靠性强。

【技术实现步骤摘要】
功率模块控制器及电子设备


[0001]本专利技术涉及电子控制
，具体涉及一种功率模块控制器及电子设备。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的发展，对核心部件的需求不仅仅局限于功能的实现，更聚焦于功能的安全性。
[0003]电机控制器功能安全系统简单可以概述为外设电源管理模块、微控制模块、逻辑处理模块和驱动模块这四个模块。逻辑处理模块居于微控制模块和驱动模块中间，主要承担了安全信号的滤波和传递。但逻辑处理模块不仅仅是简单的传递信号，还应该具备有信号稳定性保护和支持功能安全的策略执行。因此，基于满足电机控制器的功能安全开发，需要设计出满足功能安全的逻辑电路。
[0004]针对这个技术问题，现有技术的解决方案如下：现有技术一(107910852B)中配置了与驱动电路连接的逻辑门电路，但该逻辑门电路中高边与低边完全相互独立，会存在高边与低边同时驱动的冲突，且该逻辑门电路涉及继电器，继电器进入安全状态较慢，可靠性较低；现有技术二(CN 212114770 U)中设计了ASC信号传递电路，仅于第一路ASC信号传递路径上连接数字隔离器，其余两路ASC信号传递路径上均连接靠电流源控制的多级放大电路，并将多级放大电路的电流源控制端与数字隔离器的输出端连接，其需要用到较多的数字隔离器及晶体管，对应成本高且结构复杂。
[0005]因此，目前急需一种简单高效的用于驱动功率模块的逻辑电路技术方案。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种功率模块的逻辑控制驱动技术方案，结合简单的控制芯片与逻辑电路的结构设计，在控制芯片的控制基础上，通过逻辑电路的逻辑处理，实现功率模块的脉宽调制控制及安全关断等多种功能切换，提高功率控制产品的安全性和可靠性。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0008]一种功率模块控制器，包括：
[0009]微控制模块；
[0010]逻辑处理模块，与所述微控制模块电连接；
[0011]驱动模块，与所述逻辑处理模块电连接，用于驱动功率模块；
[0012]外设电源管理模块，与所述逻辑处理模块电连接，与所述微控制模块通信连接，并为所述微控制模块、所述逻辑处理模块及所述驱动模块提供工作电压；
[0013]其中，所述微控制模块输出第一脉宽调制信号、第一使能信号、第一高边安全信号及第一低边安全信号，所述外设电源管理模块输出电源管理信号，所述逻辑处理模块接收所述第一脉宽调制信号、所述第一使能信号、所述第一高边安全信号、所述第一低边安全信号及所述电源管理信号并进行逻辑处理，得到并向所述驱动模块输出第二脉宽调制信号、
第二使能信号、第二高边安全信号及第二低边安全信号，以使所述驱动模块进入脉宽调制控制状态或者安全状态。
[0014]可选地，所述微控制模块接收上位机的驱动控制指令及检测模块的检测反馈信号，并根据所述驱动控制指令或者所述检测反馈信号调控所述第一脉宽调制信号、所述第一使能信号、所述第一高边安全信号及所述第一低边安全信号的状态，所述外设电源管理模块接收所述检测模块的检测反馈信号及所述微控制模块的反馈信号，并根据所述检测反馈信号及所述反馈信号调控所述电源管理信号的状态，结合所述逻辑处理模块的逻辑处理，使所述驱动模块进入脉宽调制控制状态或者安全状态。
[0015]可选地，所述逻辑处理模块包括第一逻辑处理单元，所述第一逻辑处理单元对所述第一脉宽调制信号及所述第一使能信号进行与运算，得到并向所述驱动模块输出所述第二脉宽调制信号。
[0016]可选地，所述第一逻辑处理单元包括一个两输入逻辑与门，所述逻辑与门的第一输入端接所述第一脉宽调制信号，所述逻辑与门的第二输入端接所述第一使能信号，所述逻辑与门的输出端输出所述第二脉宽调制信号。
[0017]可选地，所述逻辑处理模块包括第二逻辑处理单元，所述第二逻辑处理单元包括第一逻辑处理子单元、第二逻辑处理子单元及第三逻辑处理子单元；所述第一逻辑处理子单元对所述第一高边安全信号、所述第一低边安全信号及所述电源管理信号进行与运算，得到并向所述驱动模块输出第二高边安全信号；所述第二逻辑处理子单元对所述第一使能信号及所述电源管理信号进行与运算，得到并向所述驱动模块输出第二使能信号；所述第三逻辑处理子单元对所述第一低边安全信号及所述电源管理信号进行与非运算，得到并向所述驱动模块输出第二低边安全信号。
[0018]可选地，所述第一逻辑处理子单元包括两个两输入的逻辑与门，第一个所述逻辑与门的第一输入端接所述第一高边安全信号，第一个所述逻辑与门的第二输入端接所述电源管理信号，第一个所述逻辑与门的输出端接第二个所述逻辑与门的第一输入端，第二个所述逻辑与门的第二输入端接所述第一低边安全信号，第二个所述逻辑与门的输出端输出所述第二高边安全信号。
[0019]可选地，所述第一逻辑处理子单元包括一个三输入的逻辑与门，所述逻辑与门的第一输入端接所述第一高边安全信号，所述逻辑与门的第二输入端接所述第一低边安全信号，所述逻辑与门的第三输入端接所述电源管理信号，所述逻辑与门的输出端输出所述第二高边安全信号。
[0020]可选地，所述第一逻辑处理子单元包括四个两输入的逻辑与门，第一个所述逻辑与门的第一输入端接所述第一使能信号，第一个所述逻辑与门的第二输入端接所述第一高边安全信号，第一个所述逻辑与门的输出端接第二个所述逻辑与门的第二输入端，第二个所述逻辑与门的第一输入端接所述第一低边安全信号，第二个所述逻辑与门的输出端输出所述第二高边安全信号，第三个所述逻辑与门的第一输入端接所述第一高边安全信号，第三个所述逻辑与门的第二输入端接所述第一使能信号，第三个所述逻辑与门的输出端接第四个所述逻辑与门的第一输入端，第四个所述逻辑与门的第二输入端接所述第一低边安全信号，第四个所述逻辑与门的输出端输出所述第二高边安全信号。
[0021]可选地，所述第二逻辑处理子单元包括一个两输入的逻辑与门，所述逻辑与门的
第一输入端接所述第一使能信号，所述逻辑与门的第二输入端接所述电源管理信号，所述逻辑与门的输出端输出所述第二使能信号。
[0022]可选地，所述第二逻辑处理子单元包括两个两输入的逻辑与门，第一个所述逻辑与门的第一输入端接所述电源管理信号，第一个所述逻辑与门的第二输入端接所述第一使能信号，第一个所述逻辑与门的输出端输出所述第二使能信号，第二个所述逻辑与门的第一输入端接所述第一使能信号，第二个所述逻辑与门的第二输入端接所述电源管理信号，第二个所述逻辑与门的输出端输出所述第二使能信号。
[0023]可选地，所述第三逻辑处理子单元包括一个两输入的逻辑与非门，所述逻辑与非门的第一输入端接所述第一低边安全信号，所述逻辑与非门的第二输入端接所述电源管理信号，所述逻辑与非门的输出端输出所述第二低边安全信号。
[0024]可选地，所述第三逻辑处理子单元包括两个两输入的逻辑与非门，第一个所述逻辑与非门的第一输入端接所述电源管理信号，第一个所述逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率模块控制器，其特征在于，包括：微控制模块；逻辑处理模块，与所述微控制模块电连接；驱动模块，与所述逻辑处理模块电连接，用于驱动功率模块；外设电源管理模块，与所述逻辑处理模块电连接，与所述微控制模块通信连接，并为所述微控制模块、所述逻辑处理模块及所述驱动模块提供工作电压；其中，所述微控制模块输出第一脉宽调制信号、第一使能信号、第一高边安全信号及第一低边安全信号，所述外设电源管理模块输出电源管理信号，所述逻辑处理模块接收所述第一脉宽调制信号、所述第一使能信号、所述第一高边安全信号、所述第一低边安全信号及所述电源管理信号并进行逻辑处理，得到并向所述驱动模块输出第二脉宽调制信号、第二使能信号、第二高边安全信号及第二低边安全信号，以使所述驱动模块进入脉宽调制控制状态或者安全状态。2.根据权利要求1所述的功率模块控制器，其特征在于，所述微控制模块接收上位机的驱动控制指令及检测模块的检测反馈信号，并根据所述驱动控制指令或者所述检测反馈信号调控所述第一脉宽调制信号、所述第一使能信号、所述第一高边安全信号及所述第一低边安全信号的状态，所述外设电源管理模块接收所述检测模块的检测反馈信号及所述微控制模块的反馈信号，并根据所述检测反馈信号及所述反馈信号调控所述电源管理信号的状态，结合所述逻辑处理模块的逻辑处理，使所述驱动模块进入脉宽调制控制状态或者安全状态。3.根据权利要求2所述的功率模块控制器，其特征在于，所述逻辑处理模块包括第一逻辑处理单元，所述第一逻辑处理单元对所述第一脉宽调制信号及所述第一使能信号进行与运算，得到并向所述驱动模块输出所述第二脉宽调制信号。4.根据权利要求3所述的功率模块控制器，其特征在于，所述第一逻辑处理单元包括一个两输入逻辑与门，所述逻辑与门的第一输入端接所述第一脉宽调制信号，所述逻辑与门的第二输入端接所述第一使能信号，所述逻辑与门的输出端输出所述第二脉宽调制信号。5.根据权利要求2所述的功率模块控制器，其特征在于，所述逻辑处理模块包括第二逻辑处理单元，所述第二逻辑处理单元包括第一逻辑处理子单元、第二逻辑处理子单元及第三逻辑处理子单元；所述第一逻辑处理子单元对所述第一高边安全信号、所述第一低边安全信号及所述电源管理信号进行与运算，得到并向所述驱动模块输出第二高边安全信号；所述第二逻辑处理子单元对所述第一使能信号及所述电源管理信号进行与运算，得到并向所述驱动模块输出第二使能信号；所述第三逻辑处理子单元对所述第一低边安全信号及所述电源管理信号进行与非运算，得到并向所述驱动模块输出第二低边安全信号。6.根据权利要求5所述的功率模块控制器，其特征在于，所述第一逻辑处理子单元包括两个两输入的逻辑与门，第一个所述逻辑与门的第一输入端接所述第一高边安全信号，第一个所述逻辑与门的第二输入端接所述电源管理信号，第一个所述逻辑与门的输出端接第二个所述逻辑与门的第一输入端，第二个所述逻辑与门的第二输入端接所述第一低边安全信号，第二个所述逻辑与门的输出端输出所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭曦，彭龙飞，钟川，杜长虹，李宗华，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：