一种唤醒电路及包括其的电子装置

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其是一种唤醒电路。

背景技术

随着电动汽车技术的发展，智能化越来越成为其重要特征，利用唤醒电路唤醒电动汽车的充电模式成为必要。

目前的整车唤醒信号包括KL15唤醒（发动机点火信号唤醒），CC唤醒（用于确认充电枪与电动汽车连接状态，并明确充电电缆可承受的最大电流）、CP信号唤醒、整车报文唤醒，充电桩可以控制的仅有CP信号。目前的CP信号主要包括CP信号由低电平变为高电平、CP信号由低电平变PWM波及CP信号由高电平变PWM波几种情况，分别对应插枪唤醒模式、预约充电模式及插枪预约充电模式。

然而，目前的唤醒电路均只能实现上述几种唤醒模式中的其中一种唤醒模式，导致电动汽车的唤醒方法单一。或，为了兼容上述的插枪唤醒模式、预约充电模式及插枪预约充电模式，需要多套唤醒电路，而又导致电路结构复杂，不符合小型化和智能化的发展趋势。

发明内容

本发明提出一种唤醒电路，包括：开关单元，包括开关管Q1，开关管Q1包括第一端、第二端和控制端，开关管的第二端接地；开关控制单元，开关控制单元的输入端接收CP信号，开关控制单元的输出端连接开关管Q1的控制端，以使开关管Q1根据CP信号导通或关断，当CP信号为低电平时，低电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，当CP信号为长时间的高电平时，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平；第一电容C1，第一电容C1的第一端连接开关管Q1的第一端，第一电容C1的第二端输出唤醒信号；电容充电电阻单元，电容充电电阻单元的第一端连接第一电容C1的第二端，电容充电电阻单元的第二端连接辅助电源Vaux，在开关管Q1导通时，辅助电源Vaux经电容充电电阻单元给第一电容C1充电；以及电容放电支路，电容放电支路的两端连接第一电容C1的两端，并电容放电支路的电阻值远大于电容充电电阻单元的电阻值。

更进一步的，当唤醒模式为插枪唤醒模式，则CP信号由低电平变高电平, 当CP信号为低电平时，第一电容C1上的电压为0V，低电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号被上拉为高电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，而使开关管Q1导通，而将唤醒信号拉低，产生下降沿唤醒信号，之后CP信号持续为高电平，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号持续被上拉为高电平，并保持为高电平；

当唤醒模式为预约充电模式，则CP信号由低电平变PWM波, 当CP信号为低电平时，第一电容C1上的电压为0V，低电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号被上拉为高电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，而使开关管Q1导通，而将唤醒信号拉低，产生下降沿唤醒信号，接着在CP信号的高电平期间，辅助电源Vaux通过电容充电电阻单元和导通的开关管Q1对第一电容C1充电，之后当CP信号由PWM波的高电平变为低电平时，低电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，唤醒信号被上拉为高电平，第一电容C1中的能量通过电容放电支路放电，PWM波的下一个CP高电平时第一电容C1继续被充电，由于电容放电支路的电阻值远大于电容充电电阻单元的电阻值，则第一电容C1的放电时间远大于充电时间，使得第一电容C1被逐渐充满，则将唤醒信号保持在高电平；

当唤醒模式为插枪预约充电模式，则CP信号由高电平变PWM波, 当CP信号为长时间的高电平时，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号被上拉为高电平，当CP信号由高电平变为低电平，低电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号继续被上拉为高电平，之后CP信号由低电平变高电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，而使开关管Q1导通，而将唤醒信号拉低，产生下降沿唤醒信号，接着在CP信号的高电平期间，辅助电源Vaux通过电容充电电阻单元和导通的开关管Q1对第一电容C1充电，之后当CP信号由PWM波的高电平变为低电平时，低电平的CP信号经开关控制单元后，在开关控制单元的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，唤醒信号被上拉为高电平，第一电容C1中的能量通过电容放电支路放电，PWM波的下一个CP高电平时第一电容C1继续被充电，由于电容放电支路的电阻值远大于电容充电电阻单元的电阻值，则第一电容C1的放电时间远大于充电时间，使得第一电容C1被逐渐充满，则将唤醒信号保持在高电平。

更进一步的，开关控制单元包括第二电容C2、第三电容C3、第一电阻单元和二极管D3，第一电阻单元的第一端为开关控制单元的输入端，用于接收CP信号，第一电阻单元的第二端连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端连接开关管Q1的控制端，第三电容C3的第一端连接开关管Q1的控制端，第三电容C3的第二端接地，二极管D3的阳极接地，二极管D3的阴极连接第二电容C2的第二端，第二电容C2的第二端形成开关控制单元的输出端。

更进一步的，当CP信号为低电平时，开关控制单元中的第二电容C2和第三电容C3上的电压均为0V，则开关控制单元的输出端输出低电平；当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，第二电容C2相当于短路，开关控制单元将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端；当CP信号为长时间的高电平时，由于第二电容C2的隔直作用，第三电容C3上的电压为0V，则开关控制单元的输出端输出低电平；并在CP信号为低电平时，第三电容C3上的能量通过第二电容C2和第一电阻单元形成的放电回路放电，第二电容C2上的能量通过第一电阻单元和二极管D3形成的放电回路放电。

更进一步的，开关控制单元还包括第二电阻单元，第二电阻单元连接在第一电阻单元的第一端与接地端之间。

更进一步的，开关控制单元还可包括二极管D2，二极管D2的阳极连接第一电阻单元的第二端，二极管D2的阴极连接第一电阻单元的第一端。

更进一步的，还包括二极管D1，二极管D1的阳极接收CP信号，二极管D1的阴极连接第一电阻单元的第一端。

更进一步的，电容放电支路包括放电电阻单元和二极管D4，放电电阻单元的第一端连接第一电容C1的第一端，放电电阻单元的第二端连接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极连接第一电容C1的第二端.

更进一步的，二极管D4的阴极还连接辅助电源Vaux。

本申请还提供一种电子装置，包括上述的唤醒电路。

附图说明

图1为本发明一实施例的唤醒电路示意图。

图2a为一实施例的CP信号波形图。

图2b为一实施例的CP信号波形图。

图2c所示的一实施例的CP信号波形图

图3为本发明另一实施例的唤醒电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例中，在于提供一种唤醒电路，具体的，请参阅图1所示的本发明一实施例的唤醒电路示意图，本申请的唤醒电路包括：

开关单元12，包括开关管Q1，开关管Q1包括第一端、第二端和控制端，开关管的第二端接地；

开关控制单元11，开关控制单元11的输入端接收CP信号，开关控制单元11的输出端连接开关管Q1的控制端，以使开关管Q1根据CP信号导通或关断，当CP信号为低电平时，低电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元11将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，当CP信号为长时间的高电平时，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平；

第一电容C1，第一电容C1的第一端连接开关管Q1的第一端，第一电容C1的第二端输出唤醒信号；

电容充电电阻单元13，电容充电电阻单元13的第一端连接第一电容C1的第二端，电容充电电阻单元13的第二端连接辅助电源Vaux，在开关管Q1导通时，辅助电源Vaux经电容充电电阻单元13给第一电容C1充电；以及

电容放电支路14，电容放电支路14的两端连接第一电容C1的两端，并电容放电支路14的电阻值远大于电容充电电阻单元13的电阻值。

具体的，当唤醒模式为插枪唤醒模式，则CP信号由低电平变高电平，请参阅图2a所示的一实施例的CP信号波形图，当CP信号为低电平时，第一电容C1上的电压为0V，低电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号被上拉为高电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元11将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，而使开关管Q1导通，而将唤醒信号拉低，产生下降沿唤醒信号，之后CP信号持续为高电平，也即为长时间的高电平，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号持续被上拉为高电平，并保持为高电平，如此在唤醒模式为插枪唤醒模式时，仅产生一个下降沿唤醒信号。

当唤醒模式为预约充电模式，则CP信号由低电平变PWM波，请参阅图2b所示的一实施例的CP信号波形图，当CP信号为低电平以及CP信号由低电平变为高电平的瞬间，唤醒电路的工作过程与插枪唤醒模式时相同，在此不再赘述，接着在CP信号的高电平期间，辅助电源Vaux通过电容充电电阻单元13和导通的开关管Q1对第一电容C1充电，之后当CP信号由PWM波的高电平变为低电平时，低电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，唤醒信号被上拉为高电平，第一电容C1中的能量通过电容放电支路14放电，PWM波的下一个CP高电平时第一电容C1继续被充电，由于电容放电支路14的电阻值远大于电容充电电阻单元13的电阻值，则第一电容C1的放电时间远大于充电时间，使得第一电容C1被逐渐充满，则将唤醒信号保持在高电平，如此在唤醒模式为预约充电模式时，仅产生一个下降沿唤醒信号。

当唤醒模式为插枪预约充电模式，则CP信号由高电平变PWM波，请参阅图2c所示的一实施例的CP信号波形图，则CP信号初始为高电平（也即为长时间的高电平），当CP信号为长时间的高电平时，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号被上拉为高电平，当CP信号由高电平变为低电平，低电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号继续被上拉为高电平，之后CP信号由低电平变高电平，当CP信号由低电平变为高电平的瞬间以及CP信号的后续的PWM波期间，其工作原理与预约充电模式时相同，在此不再赘述。

具体的，请参阅图1，开关控制单元11包括第二电容C2、第三电容C3、第一电阻单元111和二极管D3，第一电阻单元111的第一端为开关控制单元11的输入端，用于接收CP信号，第一电阻单元111的第二端连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端连接开关管Q1的控制端，第三电容C3的第一端连接开关管Q1的控制端，第三电容C3的第二端接地，二极管D3的阳极接地，二极管D3的阴极连接第二电容C2的第二端，第二电容C2的第二端形成开关控制单元11的输出端。当CP信号为低电平时，开关控制单元11中的第二电容C2和第三电容C3上的电压均为0V，则开关控制单元11的输出端输出低电平，也即低电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平；当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，第二电容C2相当于短路，开关控制单元11将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，也即在CP信号由低电平变为高电平的瞬间，开关控制单元11将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端；当CP信号为长时间的高电平时，由于第二电容C2的隔直作用，第三电容C3上的电压为0V，则开关控制单元11的输出端输出低电平，也即在CP信号为长时间的高电平时，长时间的高电平的CP信号经开关控制单元11后，在开关控制单元11的输出端输出低电平。并在CP信号为低电平时，第三电容C3上的能量通过第二电容C2和第一电阻单元111形成的放电回路放电，第二电容C2上的能量通过第一电阻单元111和二极管D3形成的放电回路放电。

更进一步的，如图1所示，开关控制单元11还可包括第二电阻单元112，第二电阻单元112连接在第一电阻单元111的第一端与接地端之间，则在CP信号为低电平时，第三电容C3上的能量通过第二电容C2、第一电阻单元111和第二电阻单元112形成的放电回路放电，第二电容C2上的能量通过第一电阻单元111、第二电阻单元112和二极管D3形成的放电回路放电。

更进一步的，如图1所示，开关控制单元11还可包括二极管D2，二极管D2的阳极连接第一电阻单元111的第二端，二极管D2的阴极连接第一电阻单元111的第一端，在CP信号为低电平时，对第三电容C3和第二电容C2上的能量放电的放电回路通过二极管D2，也即二极管D2导通将第一电阻单元111短路，而提高放电速度。

更进一步的，请参阅图3所示的本发明另一实施例的唤醒电路示意图，唤醒电路还包括二极管D1，二极管D1的阳极接收CP信号，二极管D1的阴极连接第一电阻单元111的第一端。由于本申请的唤醒电路的CP信号的输入端是与整车CP端连接在一起的，二极管D1可保证本申请的唤醒电路单向性的，而保证本申请的唤醒电路内部电路有问题时不会影响外部电路，提高整车的可靠性。

在一实施例中，第三电容C3可为开关管Q1的寄生电容，也可为外接电容。

在一实施例中，开关控制单元11还包括第三电阻单元113，第三电阻单元113连接在开关管Q1的控制端与接地端之间，用于防止开关管Q1误导通。

在一实施例中，如图1所示，电容放电支路14包括放电电阻单元141和二极管D4，放电电阻单元141的第一端连接第一电容C1的第一端，放电电阻单元141的第二端连接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极连接第一电容C1的第二端。具体的，放电电阻单元141的电阻值远大于电容充电电阻单元13的电阻值。更进一步的，二极管D4的阴极还连接辅助电源Vaux。具体的，二极管D4的阴极接到辅助电源Vaux，可以保证在开关管Q1导通而对第一电容C1充电时，二极管D4不导通，而降低损耗，否则会有一部分电流流过二极管D4和放电电阻单元141，而增加器件损耗。

在一实施例中，辅助电源Vaux提供12V的电压值，当然也可为其它合适的电压值，在此不做限定。

在一实施例中，开关管Q1为金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），其中第一端为漏极D，第二端为源极S，控制端为栅极G。

上述的CP信号中的长时间的高电平、长时间的低电平、持续为高电平或持续为低电平，指电平保持的时间较CP信号中的PWM波中的高电平或低电平保持的时间长。在一实施例中，如电平保持1ms以上的时间。

在一实施例中，上述的放电电阻单元141的电阻值远大于电容充电电阻单元13的电阻值，或，电容放电支路14的电阻值远大于电容充电电阻单元13的电阻值中的 “远大于”指大于20倍以上。

以上所述的任何电阻单元可仅包括一个电阻，如图1所示，电容充电电阻单元13仅包括电阻R6，放电电阻单元141仅包括电阻R5，第一电阻单元111仅包括电阻R3，然其也可为多个电阻的串和/或并联，如图1所示，第二电阻单元112由电阻R1和电阻R2串联形成。

对于图1所示的具体的唤醒电路，当唤醒模式为插枪唤醒模式，则CP信号由低电平变高电平，如图2a所示，CP信号初始为低电平（即为长时间的低电平）时，开关控制单元11中的第二电容C2、第三电容C3以及第一电容C1上的电压均为0V，则开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号被上拉为高电平；当CP信号由低电平变为高电平的瞬间，第二电容C2相当于短路，开关控制单元11将高电平的CP信号传递至开关管Q1的控制端，而使开关管Q1导通，而将唤醒信号拉低，因此产生下降沿唤醒信号，之后CP信号为长时间的高电平，由于第二电容C2的隔直作用，第三电容C3上的电压为0V，则开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使得唤醒信号被上拉为高电平，并保持为高电平，如此在唤醒模式为插枪唤醒模式时，仅产生一个下降沿唤醒信号。当唤醒模式为预约充电模式，则CP信号由低电平变PWM波，如图2b所示，CP信号初始为低电平时以及CP信号由低电平变为高电平的瞬间，唤醒电路的工作过程与插枪唤醒模式时相同，在此不再赘述，接着在PWM波的高电平期间，第二电容C2和第三电容C3由高电平的CP信号充电，第三电容C3由辅助电源Vaux经充电容充电电阻单元13及导通的开关管Q1对其充电，接着CP信号由PWM波的高电平变为低电平，第三电容C3中的能量通过第二电容C2和第一电阻单元111放掉，第二电容C2中的能量通过第一电阻单元111和二极管D3放掉，则开关管Q1关断，唤醒信号被上拉为高电平，并第一电容C1中的能量通过放电电阻单元141和二极管D4放电，PWM波的下一个CP高电平时第一电容C1继续被充电，由于放电电阻单元141的电阻值远大于电容充电电阻单元13的电阻值，则第一电容C1的放电时间远大于充电时间，使得第一电容C1被逐渐充满，则唤醒信号保持在高电平，如此在唤醒模式为预约充电模式时，仅产生一个下降沿唤醒信号，而不会随CP信号的PWM波产生PWM波式的唤醒信号，从而保证接收唤醒信号的下降沿唤醒芯片能正常工作。当唤醒模式为插枪预约充电模式，则CP信号由高电平变PWM波，如图2c所示，CP信号初始为高电平（即为长时间的高电平）时，由于第二电容C2的隔直作用，第三电容C3上的电压为0V，则开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使得唤醒信号被上拉为高电平，接着CP信号由高电平变为PWM波的低电平，开关控制单元11中的第二电容C2、第三电容C3以及第一电容C1上的电压均为0V，则开关控制单元11的输出端输出低电平，而控制使得开关管Q1关断，而使唤醒信号继续被上拉为高电平，之后CP信号由PWM波的低电平变为高电平并继续为PWM波，CP信号由低电平变为高电平的瞬间及之后的PWM波期间，唤醒电路的工作过程与预约充电时的PWM波时相同，在此不再赘述，唤醒信号被保持为高电平，如此在唤醒模式为插枪预约充电模式时，仅产生一个下降沿唤醒信号，而不会随CP信号的PWM波产生PWM波式的唤醒信号，从而保证接收唤醒信号的下降沿唤醒芯片能正常工作。

如此，本申请的唤醒电路不仅能满足电动汽车的多种唤醒方法需求，解决唤醒方法单一的问题，且仅通过一个唤醒电路就能兼容电动汽车的多种唤醒方法需求，且电路结构简单，损耗小，控制简单。

本申请一实施例中，还提供一种电子装置，包括上述的唤醒电路。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。