一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路，屬于車輛電源保護電路【技術(shù)領(lǐng)域】；解決的技術(shù)問題是：提供一種能自適應(yīng)車輛電源電壓并自動進行欠壓保護的車輛電源保護電路；采用的技術(shù)方案是：一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路，電路結(jié)構(gòu)為：二極管D1的正極并接電阻R7的一端和電阻R11的一端后與電源輸入端P1相連，所述二極管D1的負極并接電阻R4的一端、電阻R1的一端、電阻R2的一端、穩(wěn)壓二極管DW2的負極、電阻R3的一端和電容C1的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Q1的源極相連；本實用新型適用于汽車配電領(lǐng)域。
【專利說明】—種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路，屬于車輛電源保護電路【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著車載設(shè)備CPU主頻越來越高，功耗越來越大，對電瓶電量的消耗越來越大，目前國內(nèi)的車輛電源主要是DC12V和DC24V兩種，一些車載設(shè)備，特別是后裝設(shè)備在車輛熄火后還需由電瓶供電，如GNSS車載設(shè)備、音響系統(tǒng)等，當長時間不使用車輛，因電瓶將持續(xù)放電，如果沒有過放(電瓶低電)保護電路，會造成電瓶過放，輕則導(dǎo)致車輛不能點火，重則造成電瓶損壞而報廢。
[0003]現(xiàn)在已有一些設(shè)備能實現(xiàn)電瓶低電保護，但只能分別針對不同電壓系統(tǒng)的車輛，如分為12V版本和24V版本，12V版本只能工作于10-15V之間，24V版本只能工作于20-28V之間，低壓保護電壓分別為IOV和20V，適用12V的設(shè)備不能工作于24V系統(tǒng)，適用24V的設(shè)備不能工作于12V系統(tǒng)，還有部分設(shè)備需要通過跳線開關(guān)去設(shè)置不同電源系統(tǒng)，如一些品牌的汽車行駛記錄儀，對通過跳線開關(guān)設(shè)置工作電壓的設(shè)備如果跳線調(diào)錯，則達不到保護的目的，例如設(shè)備跳線設(shè)置為12V系統(tǒng)，卻接在24V車輛上，由于車載設(shè)備可以工作在寬電源電壓范圍，但其電瓶低電保護卻為IOV左右，若長時間停車，24V的電瓶放電到IOV才保護，那電瓶基本上就報廢了。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能自適應(yīng)車輛電源電壓并自動進行欠壓保護的車輛電源保護電路。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路，電路結(jié)構(gòu)為:二極管Dl的正極并接電阻R7的一端和電阻Rll的一端后與電源輸入端Pl相連，所述二極管Dl的負極并接電阻R4的一端、電阻Rl的一端、電阻R2的一端、穩(wěn)壓二極管DW2的負極、電阻R3的一端和電容Cl的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Ql的源極相連；
[0006]所述電阻R4的另一端并接可控穩(wěn)壓二極管DW3的負極、可控穩(wěn)壓二極管DW3的參考極和電容C4的一端后與比較器Ul的負輸入端a2相連，所述可控穩(wěn)壓二極管DW3的正極和電容C4的另一端均接地；所述電阻Rl的另一端與穩(wěn)壓二極管DWl的負極相連，所述穩(wěn)壓二極管DWl的正極并接電容C2的一端后與比較器Ul的正極電源端相連，所述電容C2的另一端接地；所述電阻R2的另一端并接電阻R5的一端和電阻RlO的一端后與比較器Ul的輸出端相連，所述電阻RlO的另一端與NPN型三極管Q2的基極相連；
[0007]所述穩(wěn)壓二極管DW2的正極并接電阻R3的另一端、電容Cl的另一端和電阻R6的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Ql的柵極相連，所述電阻R6的另一端與NPN型三極管Q2的集電極相連，所述NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地，所述P溝道型場效應(yīng)管Ql的漏極為電源輸出端P2 ；
[0008]所述電阻R7的另一端并接電阻R8的一端、電阻R9的一端、電容C3的一端和電阻R5的另一端后與比較器Ul的正輸入端al相連，所述電阻R8的另一端與第二接線端子d2相連，所述電阻R9的另一端和電容C3的另一端均接地，所述比較器Ul的負極電源端接地；
[0009]所述電阻Rll的另一端并接電阻R12的一端和電容C5的一端后與比較器U2的負輸入端b2相連，所述電阻R12的另一端和電容C5的另一端均接地，所述比較器U2的正輸入端bl并接電阻R13的一端后與二極管D2的正極相連，所述電阻R13的另一端與+12V電源端相連；所述二極管D2的負極并接比較器U2的輸出端后與第一接線端子dl相連，所述第三接線端子d3接地。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:
[0011]一、本實用新型具有電壓檢測功能，能夠自動判斷輸入電源的電壓等級，對24V電壓檢測具有鎖定功能，可以防止24V電源電壓跌落到12V電源電壓范圍內(nèi)引起電路故障；
[0012]二、本實用新型具有磁滯保護功能，當輸入電壓低于保護電壓，電路關(guān)斷電源輸出，如果要開啟電源輸出，電源電壓必須高于設(shè)定的低電保護電壓，這樣可以防止電路保護時電源電壓波動而使電源輸出不穩(wěn)定；
[0013]三、本實用新型具備手動模式功能，可以通過跳線設(shè)定需保護的電源電壓，如果跳線短接第二接線端子d2和第三接線端子d3，比較器U2輸出為低，則相當于檢測的電源為24V電瓶，如果第一接線端子dl、第二接線端子d2和第三接線端子d3全開路，比較器U2輸出為高阻態(tài)，則相當于檢測的電源為12V電瓶；
[0014]四、本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡潔，自身功耗低，對車輛電瓶無影響，實用性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明:
[0016]圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路，電路結(jié)構(gòu)為:二極管Dl的正極并接電阻R7的一端和電阻Rl I的一端后與電源輸入端Pl相連，所述二極管Dl的負極并接電阻R4的一端、電阻Rl的一端、電阻R2的一端、穩(wěn)壓二極管DW2的負極、電阻R3的一端和電容Cl的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Ql的源極相連。
[0018]所述電阻R4的另一端并接可控穩(wěn)壓二極管DW3的負極、可控穩(wěn)壓二極管DW3的參考極和電容C4的一端后與比較器Ul的負輸入端a2相連，所述可控穩(wěn)壓二極管DW3的正極和電容C4的另一端均接地；所述電阻Rl的另一端與穩(wěn)壓二極管DWl的負極相連，所述穩(wěn)壓二極管DWl的正極并接電容C2的一端后與比較器Ul的正極電源端相連，所述電容C2的另一端接地；所述電阻R2的另一端并接電阻R5的一端和電阻RlO的一端后與比較器Ul的輸出端相連，所述電阻RlO的另一端與NPN型三極管Q2的基極相連。
[0019]所述穩(wěn)壓二極管DW2的正極并接電阻R3的另一端、電容Cl的另一端和電阻R6的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Ql的柵極相連，所述電阻R6的另一端與NPN型三極管Q2的集電極相連，所述NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地，所述P溝道型場效應(yīng)管Ql的漏極為電源輸出端P2。
[0020]所述電阻R7的另一端并接電阻R8的一端、電阻R9的一端、電容C3的一端和電阻R5的另一端后與比較器Ul的正輸入端al相連，所述電阻R8的另一端與第二接線端子d2相連，所述電阻R9的另一端和電容C3的另一端均接地，所述比較器Ul的負極電源端接地。
[0021]所述電阻Rll的另一端并接電阻R12的一端和電容C5的一端后與比較器U2的負輸入端b2相連，所述電阻R12的另一端和電容C5的另一端均接地，所述比較器U2的正輸入端bl并接電阻R13的一端后與二極管D2的正極相連，所述電阻R13的另一端與+12V電源端相連，所述+12V電源端為一獨立的12V穩(wěn)壓電源，可采用一個穩(wěn)壓電源芯片供電；所述二極管D2的負極并接比較器U2的輸出端后與第一接線端子dl相連，所述第三接線端子d3接地，使用跳線可以短接上述接線端子，本實用新型在使用的時，需將第一接線端子dl和第二接線端子d2連通。
[0022]上述電阻Rl I和電阻R12分壓采集電源輸入端Pl的輸入電壓Vin，當比較器U2的負輸入端b2的電壓低于比較器U2的正輸入端bl的電壓時,輸入電壓Vin為12V系統(tǒng),反之為24V系統(tǒng)，上述比較器U2用于檢測車輛電源系統(tǒng)電壓，比較器Ul用于檢測低電壓保護電壓。
[0023]當比較器U2的負輸入端b2的電壓低于比較器U2的正輸入端bl的電壓時，比較器U2輸出為高阻態(tài)，比較器Ul的正輸入端al的電壓為(Vin*R15/ (R7+R15))，當比較器U2的負輸入端b2的電壓低于比較器U2的正輸入端bl的電壓時，比較器U2輸出為低，比較器Ul的正輸入端al的電壓為Vin*(R15//R16)/(R7+(R15//R16)，所述比較器Ul以可控穩(wěn)壓二極管DW3的電壓為基準，即比較器Ul的負輸入端a2的電壓，與比較器Ul的正輸入端al的電壓做比較，當比較器Ul的正輸入端al電壓高于比較器Ul的負輸入端a2的電壓，即電瓶電壓高于設(shè)定的保護電壓時，比較器Ul輸出高電平，NPN型三極管Q2導(dǎo)通，P溝道型場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通；反之當電瓶電壓下降，當比較器Ul的正輸入端al電壓低于比較器Ul的負輸入端a2的電壓，比較器Ul輸出低電瓶，NPN型三極管Q2截止，P溝道型場效應(yīng)管Ql關(guān)斷電源輸出，防止電源耗盡。
[0024]本實用新型具有電壓檢測功能，能夠自動判斷輸入電源的電壓等級，對24V電壓檢測具有鎖定功能，可以防止24V電源電壓跌落到12V電源電壓范圍內(nèi)引起電路故障；具有磁滯保護功能，當輸入電壓低于保護電壓，電路關(guān)斷電源輸出，如果要開啟電源輸出，電源電壓必須高于設(shè)定的低電保護電壓，這樣可以防止電路保護時電源電壓波動而使電源輸出不穩(wěn)定；具備手動模式功能，可以通過跳線設(shè)定需保護的電源電壓，如果跳線短接第二接線端子d2和第三接線端子d3，比較器U2輸出為低，則相當于檢測的電源為24V電瓶，如果第一接線端子dl、第二接線端子d2和第三接線端子d3全開路，比較器U2輸出為高阻態(tài)，則相當于檢測的電源為12V電瓶；本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡潔，自身功耗低，對車輛電瓶無影響，實用性強。
[0025]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)車輛電源電壓的保護電路，其特征在于:電路結(jié)構(gòu)為:二極管Dl的正極并接電阻R7的一端和電阻Rll的一端后與電源輸入端Pl相連，所述二極管Dl的負極并接電阻R4的一端、電阻Rl的一端、電阻R2的一端、穩(wěn)壓二極管DW2的負極、電阻R3的一端和電容Cl的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Ql的源極相連； 所述電阻R4的另一端并接可控穩(wěn)壓二極管DW3的負極、可控穩(wěn)壓二極管DW3的參考極和電容C4的一端后與比較器Ul的負輸入端a2相連，所述可控穩(wěn)壓二極管DW3的正極和電容C4的另一端均接地；所述電阻Rl的另一端與穩(wěn)壓二極管DWl的負極相連，所述穩(wěn)壓二極管DWl的正極并接電容C2的一端后與比較器Ul的正極電源端相連，所述電容C2的另一端接地；所述電阻R2的另一端并接電阻R5的一端和電阻RlO的一端后與比較器Ul的輸出端相連，所述電阻RlO的另一端與NPN型三極管Q2的基極相連； 所述穩(wěn)壓二極管DW2的正極并接電阻R3的另一端、電容Cl的另一端和電阻R6的一端后與P溝道型場效應(yīng)管Ql的柵極相連，所述電阻R6的另一端與NPN型三極管Q2的集電極相連，所述NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地，所述P溝道型場效應(yīng)管Ql的漏極為電源輸出端P2 ； 所述電阻R7的另一端并接電阻R8的一端、電阻R9的一端、電容C3的一端和電阻R5的另一端后與比較器Ul的正輸入端al相連，所述電阻R8的另一端與第二接線端子d2相連，所述電阻R9的另一端和電容C3的另一端均接地，所述比較器Ul的負極電源端接地；所述電阻Rll的另一端并接電阻R12的一端和電容C5的一端后與比較器U2的負輸入端b2相連，所述電阻R12的另一端和電容C5的另一端均接地，所述比較器U2的正輸入端bl并接電阻R13的一端后與二極管D2的正極相連，所述電阻R13的另一端與+12V電源端相連；所述二極管D2的負極并接比較器U2的輸出端后與第一接線端子dl相連，所述第三接線端子d3接地。
【文檔編號】H02H7/18GK203553911SQ201320644587
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月19日
【發(fā)明者】王凱武, 張惠生, 鄭為民, 田海林, 李洪霞, 周春紅, 席忠華, 靳鍵云, 閆永芳, 姚宸, 趙群, 王秋云 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司臨汾供電公司