一種車載電源的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于汽車領域，具體涉及一種車載電源的控制系統(tǒng)。一種車載電源的控制系統(tǒng)，包括：供電設備、分壓網絡組模塊、比較器組、基準電源、至少一個繼電器、控制模塊、顯示單元，供電設備分別與至少一個繼電器、分壓網絡組模塊相連，比較器組分別與分壓網絡組模塊、基準電源、控制模塊相連，控制模塊與繼電器相連，繼電器與用電設備相連。本發(fā)明可在線編程設置過欠壓斷點及控制時序，具有自保護功能等優(yōu)點。
【專利說明】-種車載電源的控制系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車領域，具體涉及一種車載電源的控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 隨著總線技術的廣泛應用，汽車電氣系統(tǒng)總的發(fā)展趨勢是分布式控制系統(tǒng)替代集 中式控制系統(tǒng)，且智能化器件越來越多。在這樣的系統(tǒng)中，最后的發(fā)展趨勢是電力線束互相 獨立,汽車的電源網絡作為一個相對獨立的系統(tǒng)存在。
[0003] 由于燃油經濟性，動力學及舒適性的原因，車載電力電子設備廣泛使用，汽車上電 氣的總功率不斷提高，高端轎車的平均電功率從20世紀70年代不到500W上升到2005年 的3000W，而且還在不斷增加，因此汽車用電安全越來越受到重視。
[0004] 但是在車載電源在使用過程中，卻存在以下不足之處：
[0005] 1.車載電源與車載用電設備之間缺少過欠壓緩沖區(qū)；
[0006] 2.通斷電功能過于單一，不能有效控制用電設備的通斷電時序，不利于控制用電 設備工作狀態(tài)。


【發(fā)明內容】

[0007] 發(fā)明目的：為解決上述問題，本發(fā)明公開一種車載電源的控制系統(tǒng)。
[0008] 技術內容：一種車載電源的控制系統(tǒng)，包括：
[0009] -供電設備，為車載用電設備供電；
[0010] 一分壓網絡組模塊，監(jiān)測所述供電設備的電壓，并用來設置比較點電壓；
[0011] 一比較器組；
[0012] 一基準電源，為所述比較器組提供基準電壓；
[0013] 至少一個繼電器，用于控制用電設備供電或功能控制切換；
[0014] -控制模塊，根據(jù)所述比較器組反饋的電壓信號通過所述繼電器控制用電設備電 路的工作；
[0015] 一顯示單元，用于顯示所述供電設備及用電設備的狀態(tài)；
[0016] 所述供電設備分別與所述至少一個繼電器、所述分壓網絡組模塊相連，所述比較 器組分別與所述分壓網絡組模塊、所述基準電源、所述控制模塊相連，所述控制模塊與所述 繼電器相連，所述繼電器與用電設備相連。
[0017] 進一步地，所述供電設備為蓄電池。
[0018] 進一步地，所述供電設備的電路還包括一 DC-DC模塊，所述DC-DC模塊提供工作電 壓，在供電設備出現(xiàn)極度過欠壓條件下，自動關閉電壓輸出，預先保障自身安全。
[0019] 進一步地，所述分壓網絡組模塊包括欠壓控制模塊、欠壓報警模塊、過壓報警模 塊、過壓控制模塊，所述欠壓控制模塊、所述欠壓報警模塊、所述過壓報警模塊、所述過壓控 制模塊相互并聯(lián)，所述欠壓控制模塊、所述欠壓報警模塊、所述過壓報警模塊、所述過壓控 制模塊分別與所述供電設備相連。
[0020] 進一步地，所述比較器組包括比較器1、比較器2、比較器3和比較器4，所述比較器 1分別與所述欠壓控制模塊和所述控制模塊相連，所述比較器2分別與所述欠壓報警模塊、 所述控制模塊相連，所述比較器3分別與所述過壓報警模塊、所述控制模塊相連，所述比較 器4分別與所述過壓控制模塊、所述控制模塊相連。
[0021] 進一步地，所述基準電源為一個三端可調分流基準穩(wěn)壓器，所述基準電源分別與 所述比較器1、所述比較器2、所述比較器3及所述比較器4相連。所述基準電源為所述比 較器1、所述比較器2、所述比較器3及所述比較器4提供基準電壓。
[0022] 進一步地，所述顯示單元為發(fā)光二極管組或者液晶顯示屏。
[0023] 進一步地，所述控制模塊還與一在線編程模塊相連。
[0024] 進一步地，上述在線編程模塊是RS232轉換模塊。
[0025] 進一步地，所述控制模塊是STC系列單片機。
[0026] 有益效果：
[0027] 1.可在線編程設置過欠壓斷點及控制時序--對過欠壓報警及通斷點可在線編 程，靈活設置，可通過軟件編程對用電設備進行通斷電時序控制，避免出現(xiàn)系統(tǒng)邏輯失控。
[0028] 2.具有自保護功能--供電設備的電路包含一 DC-DC電壓轉換模塊，其可實時監(jiān) 測輸入電壓值，當檢測到供電設備電壓超出電壓轉換模塊電壓檢測范圍（9V?36V)，電源 轉換模塊關閉輸出，電源檢測保護器因斷電控制電路停止工作，自身處于被保護狀態(tài)。
[0029] 3.自復式--當檢測到輸入電源恢復正常后，保護控制電路可以給用電設備按預 定時序自動重新上電，整個過程無須人工干預。采用寬電壓范圍自保護通斷二級電源供電 模塊，可以在供電設備出現(xiàn)極度過欠壓或過壓條件下預先保護車載電源保護器自身的安全 性，保證整個供電電壓范圍內都能有效保護及控制。
[0030] 4.采用STC系列單片機進行控制，其具有功能豐富，可在線編程，控制方式靈活， 擴展性強等優(yōu)點。
[0031] 5.在不影響用電設備工作的同時，提高了產品使用安全性。車載電器的電源保護 設備可以監(jiān)測供電系統(tǒng)電壓變化并進行實時判斷，使用戶可根據(jù)電源電壓變化情況來決定 是否使用車載電器，并在供電系統(tǒng)電壓過低或過高時，強制切斷其它用電設備，從而實現(xiàn)對 用電設備保護目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明的結構示意框圖
[0033] 圖2為欠壓控制模塊示意圖
[0034] 圖3為欠壓報警模塊示意圖
[0035] 圖4為過壓報警模塊示意圖
[0036] 圖5為過壓控制模塊示意圖

【具體實施方式】
[0037] 為使本領域技術人員更加清楚本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖進一步進行描 述：
[0038] 具體實施例1
[0039] 如圖1所不：一種車載電源的控制系統(tǒng)，包括：
[0040] 一供電設備，為車載用電設備供電；
[0041] 一分壓網絡組模塊，監(jiān)測供電設備的電壓，并用來設置比較點電壓；
[0042] 一比較器組，將采集到電壓與各控制、報警電壓設置點比較，提供一組邏輯電平供 處理器狀態(tài)判斷；
[0043] 一基準電源，為比較器組提供基準電壓；
[0044] 至少一個繼電器，用于控制用電設備供電或功能控制切換；
[0045] 一控制模塊，根據(jù)比較器組的反饋的電壓信號通過繼電器控制用電設備電路的閉 合；
[0046] -顯示單元，用于顯示供電設備及用電設備的狀態(tài)；
[0047] 供電設備分別與所有繼電器、分壓網絡組模塊相連，比較器組分別與分壓網絡組 模塊、基準電源、控制模塊相連，控制模塊與繼電器相連，繼電器與用電設備相連。
[0048] 供電設備為蓄電池。
[0049] 供電設備的電路還包括一 DC-DC模塊，DC-DC模塊提供工作電壓，可在供電設備出 現(xiàn)極度過欠壓條件下自動關閉電壓輸出，預先保障自身安全。
[0050] 分壓網絡組模塊包括欠壓控制模塊、欠壓報警模塊、過壓報警模塊、過壓控制模 塊；欠壓控制模塊、欠壓報警模塊、過壓報警模塊、過壓控制模塊相互并聯(lián)，；欠壓控制模 塊、欠壓報警模塊、過壓報警模塊、過壓控制模塊分別與供電設備相連。
[0051] 如圖2?圖5所示，欠壓控制模塊包括電位計及電阻網絡；欠壓報警模塊包括電位 計及電阻網絡；過壓報警模塊包括電位計及電阻網絡；過壓控制模塊包括電位計及電阻網 絡。
[0052] 比較器組包括比較器1、比較器2、比較器3和比較器4,比較器1分別與欠壓控制 模塊和控制模塊相連，比較器2分別與欠壓報警模塊、控制模塊相連，比較器3分別與過壓 報警模塊、受控制模塊相連，比較器4分別與過壓控制模塊、控制模塊相連。比較器1、比較 器2、比較器3和比較器4型號相同，都是LM393比較器。
[0053] 基準電源是并聯(lián)型三端基準穩(wěn)壓器（如TL431)，基準電源分別與比較器1、比較器 2、比較器3及比較器4相連?；鶞孰娫礊楸容^器1、比較器2、比較器3及比較器4提供基 準電壓。
[0054] 顯示單元是由不同顏色的發(fā)光二極管組成，用于供電設備工作狀態(tài)指示。
[0055] 控制模塊還與一在線編程模塊相連。
[0056] 在線編程模塊是RS232轉換模塊。
[0057] 控制模塊是STC系列單片機（型號為STC12C4052)。
[0058] 對于供電設備的實時電壓，欠壓控制模塊、欠壓報警模塊、過壓報警模塊、過壓控 制模塊是同時監(jiān)測的。
[0059] -種車載電源的控制系統(tǒng)在使用時，能夠實現(xiàn)下述功能：
[0060] 1.車載電源檢測保護控制器自保護
[0061] 供電設備的電路包含一 DC-DC電壓轉換模塊，其可實時監(jiān)測輸入電壓值，當檢測 到供電設備電壓超出電壓轉換模塊電壓檢測范圍（9V?36V)，電源轉換模塊關閉輸出，電 源檢測保護器因斷電控制電路停止工作，自身處于被保護狀態(tài)。
[0062] 2.欠壓保護
[0063] 通過欠壓控制模塊及比較器1對輸入電壓進行實時檢測，當檢測到供電設備電壓 低于預設欠壓保護設定值時，電源檢測保護控制器控的控制模塊根據(jù)預設指令，通過后繼 控制電路對要保護的設備進行欠壓保護控制，并配合狀態(tài)燈予以指示提醒。
[0064] 欠壓保護工作狀態(tài)：
[0065] 當供電電壓低于20±1. 5V時，正常指示燈滅、報警指示燈滅、保護指示燈亮，準 備、方位、高低傳動信號切斷，準備、方位、高低控制信號指示燈熄滅，電源檢測保護控制器 處于欠壓保護狀態(tài)。
[0066] 3.欠壓報警
[0067] 通過欠壓報警模塊及電比較器2對輸入電壓進行實時檢測，當檢測到供電設備電 壓進入預設欠壓報警設定值時，電源檢測保護控制器控的控制模塊根據(jù)預設指令，通過后 繼控制電路對要保護的設備進行欠壓報警控制，并配合狀態(tài)燈予以指示提醒。
[0068] 欠壓報警工作狀態(tài)：
[0069] 當供電電壓變化至（20±1. 5V?22±0. 2V)范圍內時，正常指示燈滅、報警指示燈 維持原狀態(tài)、保護指示燈滅，準備、方位、高低傳動信號保持原狀態(tài)，準備、方位、高低控制信 號指示燈保持原狀態(tài)。
[0070] 當供電電壓在（20±1.5V?22±0. 2V)范圍內，產品直接加電時，正常指示燈滅、 保護指示燈亮、報警指示燈亮，準備、方位、高低傳動信號切斷，準備、方位、高低控制信號指 示燈熄滅，電源檢測保護控制器處于欠壓報警保護狀態(tài)。
[0071] 4.正常工作
[0072] 通過欠壓報警模塊和比較器2、過壓報警模塊和比較器3對輸入電壓進行實時檢 測，當檢測到供電設備電壓進入正常電壓設定值時，電源檢測保護控制器控的控制模塊根 據(jù)預設指令，通過后繼控制電路對要保護的設備進行正常工作控制，并配合狀態(tài)燈予以指 示提醒。
[0073] 正常工作狀態(tài)：
[0074] 當供電電壓變化至（22±0. 2V?30±0. 2V)范圍內時，正常指示燈亮、保護指示燈 滅、報警指示燈滅，準備、方位、高低傳動信號接通，準備、方位、高低控制信號指示燈亮，電 源檢測保護控制器處于接通狀態(tài)。
[0075] 5.過壓報警
[0076] 通過過壓報警模塊及比較器3對輸入電壓進行實時檢測，當檢測到供電設備電壓 進入預設過壓報警設定值時，電源檢測保護控制器控的控制模塊根據(jù)預設指令，通過后繼 控制電路對要保護的設備進行過壓報警控制，并配合狀態(tài)燈予以指示提醒。
[0077] 過壓報警工作狀態(tài)：
[0078] 當供電電壓變化至（30±0. 2V?31±0. 2V)范圍內時，正常指示燈滅、報警指示燈 維持原狀態(tài)、保護指示燈滅，準備、方位、高低傳動信號保持原狀態(tài)，準備、方位、高低控制信 號指示燈保持原狀態(tài)。
[0079] 當供電電壓在（30±0. 2V?31±0. 2V)范圍內，產品直接加電時，正常指示燈滅、 保護指示燈亮、報警指示燈亮，準備、方位、高低傳動信號切斷，準備、方位、高低控制信號指 示燈熄滅，電源檢測保護控制器處于過壓報警保護狀態(tài)。
[0080] 6.過壓保護
[0081] 通過過壓控制模塊及比較器4對輸入電壓進行實時檢測，當檢測到供電設備電壓 高于預設過壓保護設定值時，電源檢測保護控制器控的控制模塊根據(jù)預設指令，通過后繼 控制電路對要保護的設備進行過壓保護控制，并配合狀態(tài)燈予以指示提醒。
[0082] 過壓保護工作狀態(tài)：
[0083] 當供電電壓高于31±0. 2V時，正常指示燈滅、報警指示燈滅、保護指示燈亮，準 備、方位、高低傳動信號切斷，準備、方位、高低控制信號指示燈熄滅，電源檢測保護控制器 處于過壓保護狀態(tài)。
[0084] 具體實施例2
[0085] 與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅僅在于顯示單元為一顯示屏。
【權利要求】
1. 一種車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 一供電設備，為車載用電設備供電； 一分壓網絡組模塊，監(jiān)測所述供電設備的電壓，并用來設置比較點電壓； 一比較器組； 一基準電源，為所述比較器組提供基準電壓； 至少一個繼電器，用于控制用電設備供電或功能控制切換； 一控制模塊，根據(jù)所述比較器組反饋的電壓信號通過所述繼電器控制用電設備電路的 工作； 一顯示單元，用于顯示所述供電設備及用電設備的狀態(tài)； 所述供電設備分別與所述至少一個繼電器、所述分壓網絡組模塊相連，所述比較器組 分別與所述分壓網絡組模塊、所述基準電源、所述控制模塊相連，所述控制模塊與所述繼電 器相連，所述繼電器與用電設備相連。
2. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述供電設備為蓄電池。
3. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述供電設備的電路還包 括一 DC-DC模塊，所述DC-DC模塊提供工作電壓，在供電設備出現(xiàn)極度過欠壓條件下，自動 關閉電壓輸出，預先保障自身安全。
4. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分壓網絡組模塊包括 欠壓控制模塊、欠壓報警模塊、過壓報警模塊、過壓控制模塊，所述欠壓控制模塊、所述欠壓 報警模塊、所述過壓報警模塊、所述過壓控制模塊相互并聯(lián)，所述欠壓控制模塊、所述欠壓 報警模塊、所述過壓報警模塊、所述過壓控制模塊分別與所述供電設備相連。
5. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述比較器組包括比較器 1、比較器2、比較器3和比較器4,所述比較器1分別與所述欠壓控制模塊和所述控制模塊 相連，所述比較器2分別與所述欠壓報警模塊、所述控制模塊相連，所述比較器3分別與所 述過壓報警模塊、所述控制模塊相連，所述比較器4分別與所述過壓控制模塊、所述控制模 塊相連。
6. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基準電源為一個三端 可調分流基準穩(wěn)壓器，所述基準電源分別與所述比較器1、所述比較器2、所述比較器3及所 述比較器4相連。
7. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示單元為發(fā)光二極 管組或者液晶顯示屏。
8. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還與一在線 編程模塊相連。
9. 如權利要求8所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述在線編程模塊是RS232 轉換模塊。
10. 如權利要求1所述的車載電源的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊是STC系列 單片機。
【文檔編號】H02H3/06GK104065032SQ201410331345
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】謝強, 梁振修, 陳建慶, 喬石, 鄒德民, 程培忠, 邵婉, 孫禮正, 遲百超, 王志堅, 邱成龍, 趙獻憲, 王留保, 閆俊寶 申請人:煙臺北方星空自控科技有限公司