多路同步控制電路制造技術

本發(fā)明專利技術旨在提供一種多路同步控制電路，包括兩組以上的微控制電路，每組微控制電路分別包括微控制器MCU、N溝道MOS管Q、二極管D1、二極管D2、電容C1、電容C2、電源VCC；每組微控制電路的微控制器MCU分別設有GPO1和GPO2，GPO1輸出DEVICE設備所需要的控制信號，GPO2輸出一定頻率的高頻信號；其中VCC、D1、D2、C1、C2和GPO2輸出的高頻信號組成自舉、濾波電路，確保N溝道MOS管處于雙向導通狀態(tài)。或者，每組微控制電路的微控制器MCU分別只設有GPO1，且GPO1輸出的頻率的為高頻信號。本發(fā)明專利技術能夠解決現(xiàn)有技術中冗余控制器中任何一個出現(xiàn)故障時，導致其他控制器無法正常控制或監(jiān)控外設的風險。制器無法正常控制或監(jiān)控外設的風險。制器無法正常控制或監(jiān)控外設的風險。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
多路同步控制電路


[0001]本專利技術涉及控制電路領域，具體涉及一種多路同步控制電路。

技術介紹

[0002]目前輔助駕駛、無人駕駛和無人機正處于高速發(fā)展階段，而這些領域對安全性能要求都很高，為了滿足更高級別的功能安全要求，電路設計上通常需要采用冗余設計方案。比如，對于同一個或同一類外部設備(如攝像頭、激光雷達、超聲波雷達、毫米波雷達等)，需要采用兩個控制器來監(jiān)控、控制，當其中一個控制器損壞或異常時，另一個還能工作，確保車輛或無人機能夠有時間安全停靠。
[0003]現(xiàn)有方案中，各個控制器通過“或門”或“與門”直接控制、監(jiān)控外設。當其中一個控制器損壞時，都有可能導致另一個控制器無法正常控制或監(jiān)控外設的風險，因為控制器損壞或異常時，其GPO狀態(tài)是不確定的，有可能是“高電平”狀態(tài)，也可能是“低電平”狀態(tài)。比如圖1中的MCU1異常時，如果GPO是“低電平”狀態(tài)，則MCU2的GPO輸出“高電平”也無效了；同理，比如圖2中的MCU1異常時，如果GPO是“高電平”狀態(tài)，則MCU2的GPO輸出“低電平”也無效。

技術實現(xiàn)思路

[0004]本專利技術旨在提供一種多路同步控制電路，該多路同步控制電路結構設計科學合理，能夠解決現(xiàn)有技術中冗余控制器中任何一個出現(xiàn)故障時，導致其他控制器無法正常控制或監(jiān)控外設的風險。
[0005]所述的多路同步控制電路，包括兩組以上的微控制電路，每組微控制電路分別包括微控制器MCU、N溝道MOS管Q、二極管D1、二極管D2、電容C1、電容C2、電源VCC；
[0006]每組微控制電路的微控制器MCU分別設有GPO1和GPO2，GPO1輸出DEVICE設備所需要的控制信號，GPO2輸出設定頻率的時鐘信號；或者，每組微控制電路的微控制器MCU分別只設有GPO1，且GPO1輸出的頻率的為高頻信號；
[0007]在每組微控制電路中，VCC電源與二極管D1的正極連接；二極管D1的負極和二極管D2的正極連接；微控制器MCU的GPO1與N溝道MOS管Q的源極S連接，微控制器MCU的GPO2與電容C1的2腳連接，電容C1的1腳與二極管D1的負極并聯(lián)后與二極管D2的正極連接，二極管D2的負極與電容C2的1腳并聯(lián)后與N溝道MOS管Q的柵極G連接，電容C2的2腳接地；或者，在每組微控制電路中，VCC電源與二極管D1的正極連接；二極管D1的負極和二極管D2的正極連接；N溝道MOS管Q的源極S和電容C1的2腳并聯(lián)后與微控制器MCU的GPO1連接，電容C1的1腳與二極管D1的負極并聯(lián)后與二極管D2的正極連接，二極管D2的負極與電容C2的1腳并聯(lián)后與N溝道MOS管Q的柵極G連接，電容C2的2腳接地；
[0008]各組微控制電路的N溝道MOS管Q的漏極D并聯(lián)后與DEVICE設備連接。
[0009]每組微控制電路還包括電容C3、電阻R1；所述的電容C3、電阻R1分別與電容C2并聯(lián)。
[0010]所述電容C1的容量為1
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47μF。
[0011]所述電容C2的容量為1
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47μF。
[0012]所述電容C3的容量均0.01
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1μF。
[0013]所述電阻R的阻值為10
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470KΩ。
[0014]本專利技術工作原理如下：
[0015]1.對于方案一，即每組微控制電路的微控制器MCU分別設有GPO1和GPO2，GPO1輸出DEVICE設備所需要的控制信號，GPO2輸出設定頻率的時鐘信號；工作原理如下：
[0016]N溝道MOS管Q要雙向導通，必須滿足Vgs>Vgs(th)的條件。所以在選擇VCC時，要求Vgs(th)<(VCC
?
2*Vf)，其中，Vf為二極管D1、D2的正向壓降。每組微控制電路中的N溝道MOS管Q是雙向導通還是單向導通是由其GPO2的“時鐘”信號來控制：只有當該MCU正常的時候，該MCU才能控制GPO2輸出一定頻率的“時鐘”信號，一旦該MCU出現(xiàn)異常則無法輸出“時鐘”信號，而會變成或“高”、或“低”、或“高阻態(tài)”等單一狀態(tài)。每組微控制電路中GPO2輸出的“時鐘”信號與二極管D1、D2、C1、C2組成自舉、濾波電路，滿足Vgs>Vgs(th)而使Q1一直處于雙向導通狀態(tài)。一旦MCU異常時，GPO2不能輸出“時鐘”信號，自舉電路停止工作，不能滿足Q1的Vgs>Vgs(th)條件而變成單向導通。
[0017]每組微控制電路中，N溝道MOS管Q的S極接MCU，D極接DEVICE，也就是當Q變成單向導通時，只有GPO1輸出的“高電平”才可以通過Q內部的體二極管送達DEVICE，而GPO1輸出的“低電平”會因為Q處于“關”的狀態(tài)，而不能送達DEVICE。又因為兩個開關Q是“與”的關系，如果其中一個MCU異常而使其對應的GPO1輸出“高電平”是不會影響控制系統(tǒng)的，而能影響控制系統(tǒng)的“低電平”已經(jīng)被攔截，無法拉低正常工作MCU輸出的“高電平”，該“高電平”依然能夠順利送達DEVICS。也就是說，異常的MCU不管GPO1變“高”或變“低”都不會對控制系統(tǒng)造成影響；
[0018]如果任何一組或一組以上的微控制電路的MCU異常而使其對應的GPO1一直處于“低電平”，因為這個“低電平”被攔截而對DEVICE沒有任何影響，此時其他正常的微控制電路的MCU的GPO1輸出的“高電平”還是能夠正常送達DEVICE。如果任一組或一組以上的微控制電路的MCU異常而使該組MCU的GPO1一直處于“高電平”，對DEVICE也沒有影響，因為此時其他微控制電路的MCU還正常工作，對應MCU的GPO2所產生的“時鐘”信號與D1、D2、C1、C2組成的自舉、濾波電路還是正常工作，使其控制的N溝道MOS管一直處于雙向導通狀態(tài)，所以正常工作的MCU的GPO1輸出的“低電平”能夠順利送達DEVICE。
[0019]對于方案二，即每組微控制電路的微控制器MCU分別只設有GPO1，且GPO1輸出的頻率的為高頻信號，對應的是另外一種應用場景，即當DEVICE設備所需要的控制信號是高頻信號，且GPO1的頻率滿足自舉電路正常工作，可以直接利用GPO1控制N溝道MOS開關，而省去GPO2。其電路連接改為：C1的2腳直接接到GPO1上，其他的連接跟方案一相同。
[0020]方案二，工作原理如下：
[0021]N溝道MOS管Q要雙向導通，必須滿足Vgs>Vgs(th)的條件。所以在選擇VCC時，要求Vgs(th)<(VCC
?
2*Vf)，其中，Vf為二極管D1、D2的正向壓降。每組微控制電路中的N溝道MOS管Q是雙向導通還是單向導通是由其GPO1的高頻“時鐘”信號來控制：只有當該MCU正常的時候，該MCU才能控制GPO1輸出高頻率的“時鐘”信號，一旦該MCU出現(xiàn)異常則無法輸出“時鐘”信號，而會變成或“高”、或“低”、或“高阻態(tài)”等單一狀態(tài)。每組微控制電路中GPO1輸出的高頻率“時鐘”信號與二極本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種多路同步控制電路，其特征在于：包括兩組以上的微控制電路，每組微控制電路分別包括微控制器MCU、N溝道MOS管Q、二極管D1、二極管D2、電容C1、電容C2、電源VCC；每組微控制電路的微控制器MCU分別設有GPO1和GPO2，GPO1輸出DEVICE設備所需要的控制信號，GPO2輸出設定頻率的時鐘信號；或者，每組微控制電路的微控制器MCU分別只設有GPO1，且GPO1輸出的頻率的為高頻信號；在每組微控制電路中，VCC電源與二極管D1的正極連接；二極管D1的負極和二極管D2的正極連接；微控制器MCU的GPO1與N溝道MOS管Q的源極S連接，微控制器MCU的GPO2與電容C1的2腳連接，電容C1的1腳與二極管D1的負極并聯(lián)后與二極管D2的正極連接，二極管D2的負極與電容C2的1腳并聯(lián)后與N溝道MOS管Q的柵極G連接，電容C2的2腳接地；或者，在每組微控制電路中，VCC電源與二極管D1的正極連接；二極管D1的負極和二極管D2的正極連接；N溝道MOS管Q的源極S和電容C1的...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：譚程，班華電，諶炎輝，梁洸強，農田友，
申請(專利權)人：廣西徐沃工程機械設備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：