一種新能源汽車的電源電壓處理電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新能源汽車的電源電壓處理電路，包括蓄電池、前級處理電路、后級濾波電路、其特征在于：還包括BUCK降壓電路和兩級LDO降壓電路，所述蓄電池輸出端與前級處理電路輸入端相連接，所述前級處理電路輸出端依次連接BUCK降壓電路、后級濾波電路和兩級LDO降壓電路。本實(shí)用新型前級處理電路包括共差模濾波、防反設(shè)計(jì)和瞬態(tài)抑制電路，提供供電可靠性。所述的BUCK降壓電路可有效將12V電壓降為8V，為LDO電路提供供電電壓。所述的LDO兩級電路實(shí)現(xiàn)了5V_50mA、5V_100mA、5V、3.3V和1.9V五路輸出，為主控芯片供電。本專利電路設(shè)計(jì)合理，輸入電壓范圍寬、工作性能穩(wěn)定，壽命長，適合行業(yè)推廣等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種新能源汽車的電源電壓處理電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源電壓處理電路，特別是涉及一種新能源汽車電源電壓處理電路。

【背景技術(shù)】
[0002]目前新能源汽車屬于新興行業(yè)，其發(fā)展迅猛。而供電電源是其能量提供體，是其最核心的部分之一。車載電源蓄電池，需要為很多車載電子系統(tǒng)供電。該電壓及其處理后的輸出電壓的穩(wěn)定性直接影響供電系統(tǒng)的優(yōu)劣。由于大量的感性元件的存在，如果該類負(fù)載電路在運(yùn)行過程中，突然掉電，則電源電壓可能會(huì)發(fā)出一個(gè)高電壓，從而導(dǎo)致電源電路的損壞，甚至造成火災(zāi)。因此電源電壓的處理至關(guān)重要。目前采用的LDO電路輸入輸出電路的電壓差不能太大，負(fù)載不能太大，但穩(wěn)定性好，響應(yīng)快，輸出紋波小。而BUCK電路輸入電壓范圍較寬，效率高，但紋波較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中電源電壓處理電路輸出穩(wěn)定性較低，容易損壞電源電路，造成火災(zāi)等事故發(fā)生的問題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，通過BUCK降壓電路和兩級LDO降壓電路配合進(jìn)行三次降壓，最終獲得穩(wěn)定的五路電壓輸出的新能源汽車的電源電壓處理電路。
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0005]一種新能源汽車的電源電壓處理電路，包括蓄電池、前級處理電路、后級濾波電路、其特征在于:還包括BUCK降壓電路和兩級LDO降壓電路，所述蓄電池輸出端與前級處理電路輸入端相連接，所述前級處理電路輸出端依次連接BUCK降壓電路、后級濾波電路和兩級LDO降壓電路。
[0006]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述前級處理電路包括端口濾波電路、瞬態(tài)高壓抑制電路、防反電路，所述端口濾波電路包括端口電容Cl和共模電感U1、差模濾波電感LI，電容Cl兩端分別與蓄電池的正負(fù)極相連，共模電感Ul的兩個(gè)同名端分別與蓄電池的正負(fù)極相連，另外兩個(gè)引腳一個(gè)與地相連，另一個(gè)和差模濾波電感LI的一端相連，瞬態(tài)高壓抑制電路由瞬態(tài)抑制二極管Zl組成，二極管Zl的一端和差模濾波電感LI相連，另一端和地相連，防反電路由二極管Dl組成，二極管Dl —端和瞬態(tài)抑制二極管Zl的正極相連，二極管Dl另一端與BUCK型電源芯片U2的電壓輸入引腳7相連，作為BUCK型電源芯片U2的輸入電壓。
[0007]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:在BUCK型電源芯片U2的電壓輸入引腳7上并聯(lián)有用于濾除輸入引腳噪聲的電容C2和電容C3。
[0008]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述BUCK降壓電路包括脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路和基準(zhǔn)電壓電路，脈寬調(diào)制電路是通過將電阻R2和R3連接點(diǎn)的電壓反饋給BUCK型電源芯片U2的反饋引腳4實(shí)現(xiàn)的，BUCK型電源芯片U2的驅(qū)動(dòng)引腳8和二極管D2的負(fù)極相連，二極管D2負(fù)極又和電感L2的一端相連，電感L2的另一端和電容C6、C7的正極相連，二極管D2負(fù)極和電容C6、C7的負(fù)極相連，且與地相連，電阻Rl的一端和BUCK型電源芯片U2驅(qū)動(dòng)引腳8相連，另一端和電容C5串聯(lián)后接地，基準(zhǔn)電壓電路由分壓電阻R2和R3組成，電阻R2的一端和電容C6的正極相連，另一端和電阻R3 —端串聯(lián)，電阻R3的另外一端和地相接。
[0009]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述后級濾波電路采用LC濾波電路，由電感L3和電容C8組成。
[0010]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述后級濾波電路的電感L3的一端和BUCK降壓電路輸出節(jié)點(diǎn)相連，另一端和電容C8的正極串聯(lián)，所述電容C8的負(fù)極接地。
[0011]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述兩級LDO降壓電路包括第一級LDO降壓電路和第二級LDO降壓電路，第一級LDO降壓電路包括LDO芯片U3，所述第二級LDO降壓電路包括LDO芯片U4。
[0012]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:LD0芯片U3的電壓輸出引腳9和電容C13正極相連，C13的負(fù)極和地相連，電容C14并聯(lián)于電容C13兩端，LDO芯片U3的電壓輸出引腳4和電容C9正極相連，C9的負(fù)極和地相連，電容C9的正極還與電感L4的一端相連，電感L4的另一端和電容ClO的一端相連，電容ClO的另一端接地，LDO芯片U3的電壓輸出引腳17和電容Cll正極相連，Cl I的負(fù)極和地相連。電容Cll的正極和電感L5的一端相連，電感L5的另一端和電容C12的一端相連，電容C12的另一端接地。
[0013]前述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:LD0芯片U4的電壓輸入引腳5、6、11和12均和第一級LDO降壓電路輸出的5V相連，端口濾波電容C17的正極和電壓輸入端相連，C17的負(fù)極和地相連。電容C18并聯(lián)于電容C17兩端，LDO芯片U4引腳17和18均為3.3V的輸出引腳，所述引腳17和18引出電路相并聯(lián)，且并聯(lián)的連接點(diǎn)與電容C16的正極相連，C16的負(fù)極接地，LDO芯片U4引腳23和24均為可調(diào)電壓輸出端的輸出引腳，兩路并聯(lián)使用，電容C15的正極和該并聯(lián)端相連，C15的負(fù)極接地，電阻R4的一端和可調(diào)電壓輸出端相連，另一端和電阻R5相連，電阻R4和R5的公共端接到LDO芯片U4的反饋引腳25上，電阻R5的另外一端接地。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型是采用了 BUCK降壓電路和LDO降壓電路混合的方式，所述的BUCK降壓電路可有效將12V電壓降為8V,并為LDO電路提供供電電壓。所述第一級LDO降壓電路有效電壓8V降到5V_50m A、5V_100mA和5V，其中前兩路用于外部傳感器供電，后一路用于內(nèi)部電路的5V供電；而第二級LDO降壓電路為5V到3.3V和1.9V,實(shí)現(xiàn)3路電壓輸出，為主控芯片供電。本實(shí)用新型使得輸出電壓范圍變寬，通過性較好，且輸出端電壓值穩(wěn)定紋波小，更加安全可靠。其前級處理電路，有效抑制電路的共模、差模信號，還可抑制瞬態(tài)大電流和防反。該電路有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作性能穩(wěn)定，適合行業(yè)推廣等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型新能源汽車電源電壓處理電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是圖1的電路原理圖。
[0017]附圖中各電路的標(biāo)記如下:前級處理電路10 ；BUCK降壓電路20 ;后級濾波電路30 ;兩級LDO降壓電路40。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
[0019]如圖1-2所示，一種新能源汽車的電源電壓處理電路，包括蓄電池、前級處理電路
10、后級濾波電路30、BUCK降壓電路20和兩級LDO降壓電路40，所述蓄電池輸出端與前級處理電路10輸入端相連接，所述前級處理電路10輸出端依次連接BUCK降壓電路20、后級濾波電路30和兩級LDO降壓電路40。BUCK降壓電路20，將12V電壓降為8V電壓，減少后級輸入電壓的沖擊；而后級濾波電路30，保證LDO輸入電壓的穩(wěn)定；兩級LDO降壓電路40，最終輸出主控芯片所需的五路電壓，分別為5V_50m A、5V_100m A、5V、3.3V和1.9V。
[0020]下面結(jié)合附圖對每部分電路進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]前級處理電路10包括端口濾波電路、瞬態(tài)高壓抑制電路、防反電路。端口濾波電路由端口電容Cl和共模電感U1、差模濾波電感LI組成。電容Cl 一端接蓄電池正極，一端接蓄電池負(fù)極，用于端口的去耦。共模電感Ul的兩個(gè)同名端分別與蓄電池的正負(fù)極相連，共模電感Ul另外兩個(gè)引腳一個(gè)與地相連,一個(gè)和差模濾波電感LI的一端相連。其作用分別為濾除共模和差模干擾。瞬態(tài)高壓抑制電路由瞬態(tài)抑制二極管Zl組成，其一端和差模濾波電感相連，另一端和地相連。其作用是抑制瞬態(tài)產(chǎn)生的高壓，保證電路穩(wěn)定在某一電壓值，保護(hù)電路不受損壞。防反電路由二極管Dl組成，其一端和瞬態(tài)抑制二極管Zl的正極相連，二極管Dl另一端與BUCK型電源芯片U2的電壓輸入引腳7相連，作為BUCK型電源芯片U2的輸入電壓。在BUCK型電源芯片U2的電壓輸入端，還需有電容C2和電容C3組合使用，濾除輸入引腳的噪聲。在本電路圖中，各芯片的使能端默認(rèn)態(tài)為使能狀態(tài)，在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0022]BUCK降壓電路20包括脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路和基準(zhǔn)電壓電路。脈寬調(diào)制電路是通過將電阻R2和R3連接點(diǎn)的電壓反饋給電源芯片U2的反饋引腳4實(shí)現(xiàn)的，該反饋可保證R2和R3連接點(diǎn)的電壓穩(wěn)定在1.221V。開關(guān)電路是通過芯片U2的驅(qū)動(dòng)引腳8實(shí)現(xiàn)的。夕卜部電感L2、電容C6、電容C7和二極管D2與芯片內(nèi)部電路組成了典型的BUCK電路。BUCK型電源芯片U2的驅(qū)動(dòng)引腳8和二極管的負(fù)極相連，其負(fù)極又和電感L2的一端相連，電感L2的另一端和電容C6、C7的正極相連。二極管D2和電容C6、C7的另外一端相連，且與地相連。電阻Rl的一端和驅(qū)動(dòng)引腳8相連，另一端和電容C5串聯(lián)后接地。該電路是為了對驅(qū)動(dòng)引腳8進(jìn)行濾波，減少電路的干擾?；鶞?zhǔn)電壓電路由分壓電阻R2和R3組成，電阻R2的一端和電容C6的正極相連，另一端和電阻R3串聯(lián)。該公共節(jié)點(diǎn)電壓反饋給BUCK型電源芯片。以保證該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在1.221V。電阻R3的另外一端和地相接。此時(shí)通過匹配電阻R2和R3的比值，使的R2與電容C6的公共端輸出電壓為8V。實(shí)現(xiàn)12V到8V的降壓。
[0023]后級濾波電路30由電感L3和電容C8組成了 LC濾波電路。L3的一端和上述的8V輸出節(jié)點(diǎn)相連，另一端和電容C8的正極相連。電容C8的負(fù)極接地。其作用是濾除高頻諧波，輸出穩(wěn)定的8V電壓。
[0024]兩級LDO降壓電路40由兩款LDO芯片實(shí)現(xiàn)。LDO芯片U3實(shí)現(xiàn)了 8V到5V_50mA、5V_100m A和5V的降壓；LD0芯片U4實(shí)現(xiàn)了 5V到3.3V和L 9V的降壓。第一級LDO降壓電路，LDO芯片U3的三路5V輸出端進(jìn)行濾波處理，保證輸出電壓穩(wěn)定。LDO芯片U3引腳9和電容C13正極相連，C13的負(fù)極和地相連。電容C14并聯(lián)于大電容C13兩端，進(jìn)行匹配濾波。LDO芯片U3引腳9輸出5V電壓。LDO芯片U3引腳4和電容C9正極相連，C9的負(fù)極和地相連。電容C9的正極和電感L4的一端相連，電感L4的另一端和電容ClO的一端相連，電容ClO的另一端接地。該電路構(gòu)成型濾波結(jié)構(gòu)。LDO芯片U3引腳4輸出5V_100mA能力的電壓。LDO芯片U3引腳17和電容Cll正極相連，Cll的負(fù)極和地相連。電容Cll的正極和電感L5的一端相連，電感L5的另一端和電容C12的一端相連，電容C12的另一端接地。該電路構(gòu)成π型濾波結(jié)構(gòu)。LDO芯片U3引腳17輸出5V_50mA能力的電壓。第一級LDO降壓電路實(shí)現(xiàn)8V到5V_50m A、5V_100m A和5V的降壓。
[0025]第二級LDO降壓電路，LDO芯片U4的電壓輸入端5、6、11和12均和第一級LDO降壓電路輸出的5V相連，端口濾波電容C17的正極和電壓輸入端相連，C17的負(fù)極和大地相連。電容C18并聯(lián)于大電容C17兩端，進(jìn)行匹配濾波。LDO芯片U4引腳17和18均為3.3V的輸出引腳，為增加載流能力，將這兩路并聯(lián)使用。電容C16的正極和該輸出引腳相連，C16的負(fù)極接地。其作用是端口濾波。LDO芯片U4芯片引腳23和24均為可調(diào)電壓的的輸出引腳，為增加載流能力，將這兩路并聯(lián)使用。電容C15的正極和該輸出引腳相連，C15的負(fù)極接地。其作用是端口濾波。電阻R4的一端和可調(diào)電壓輸出端相連，另一端和電阻R5相連。電阻R4和R5的公共端接到LDO芯片U4的反饋引腳25腳上，電阻R5的另外一端接地。該可調(diào)電壓值取決于電阻R4和R5的比值，可匹配到主控芯片所需的1.9V。
[0026]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界。
【權(quán)利要求】
1.一種新能源汽車的電源電壓處理電路，包括蓄電池、前級處理電路、后級濾波電路、其特征在于:還包括BUCK降壓電路和兩級LDO降壓電路，所述蓄電池輸出端與前級處理電路輸入端相連接，所述前級處理電路輸出端依次連接BUCK降壓電路、后級濾波電路和兩級LDO降壓電路，所述前級處理電路包括端口濾波電路、瞬態(tài)高壓抑制電路、防反電路，所述端口濾波電路包括端口電容Cl和共模電感U1、差模濾波電感LI，電容Cl兩端分別與蓄電池的正負(fù)極相連，共模電感Ul的兩個(gè)同名端分別與蓄電池的正負(fù)極相連，另外兩個(gè)引腳一個(gè)與地相連，另一個(gè)和差模濾波電感LI的一端相連，瞬態(tài)高壓抑制電路由瞬態(tài)抑制二極管Zl組成，二極管Zl的一端和差模濾波電感LI相連，另一端和地相連，防反電路由二極管Dl組成，二極管Dl —端和瞬態(tài)抑制二極管Zl的正極相連，二極管Dl另一端與BUCK型電源芯片U2的電壓輸入引腳7相連，作為BUCK型電源芯片U2的輸入電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:在BUCK型電源芯片U2的電壓輸入引腳7上并聯(lián)有用于濾除輸入引腳噪聲的電容C2和電容C3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述BUCK降壓電路包括脈寬調(diào)制電路、開關(guān)電路和基準(zhǔn)電壓電路，脈寬調(diào)制電路是通過將電阻R2和R3連接點(diǎn)的電壓反饋給BUCK型電源芯片U2的反饋引腳4實(shí)現(xiàn)的，BUCK型電源芯片U2的驅(qū)動(dòng)引腳8和二極管D2的負(fù)極相連，二極管D2負(fù)極又和電感L2的一端相連，電感L2的另一端和電容C6、C7的正極相連，二極管D2負(fù)極和電容C6、C7的負(fù)極相連，且與地相連，電阻Rl的一端和BUCK型電源芯片U2驅(qū)動(dòng)引腳8相連，另一端和電容C5串聯(lián)后接地，基準(zhǔn)電壓電路由分壓電阻R2和R3組成，電阻R2的一端和電容C6的正極相連，另一端和電阻R3一端串聯(lián)，電阻R3的另外一端和地相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述后級濾波電路采用LC濾波電路，由電感L3和電容C8組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述后級濾波電路的電感L3的一端和BUCK降壓電路輸出節(jié)點(diǎn)相連，另一端和電容C8的正極串聯(lián)，所述電容C8的負(fù)極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:所述兩級LDO降壓電路包括第一級LDO降壓電路和第二級LDO降壓電路，第一級LDO降壓電路包括LDO芯片U3，所述第二級LDO降壓電路包括LDO芯片U4。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:LD0芯片U3的電壓輸出引腳9和電容C13正極相連，C13的負(fù)極和地相連，電容C14并聯(lián)于電容C13兩端，LDO芯片U3的電壓輸出引腳4和電容C9正極相連，C9的負(fù)極和地相連，電容C9的正極還與電感L4的一端相連，電感L4的另一端和電容ClO的一端相連，電容ClO的另一端接地，LDO芯片U3的電壓輸出引腳17和電容Cll正極相連，Cll的負(fù)極和地相連。電容Cll的正極和電感L5的一端相連，電感L5的另一端和電容C12的一端相連，電容C12的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新能源汽車的電源電壓處理電路，其特征在于:LD0芯片U4的電壓輸入引腳5、6、11和12均和第一級LDO降壓電路輸出的5V相連，端口濾波電容C17的正極和電壓輸入端相連，C17的負(fù)極和地相連。電容C18并聯(lián)于電容C17兩端，LDO芯片U4引腳17和18均為3.3V的輸出引腳，所述引腳17和18引出電路相并聯(lián)，且并聯(lián)的連接點(diǎn)與電容C16的正極相連，C16的負(fù)極接地，LDO芯片U4引腳23和24均為可調(diào)電壓輸出端的輸出引腳，兩路并聯(lián)使用，電容C15的正極和該并聯(lián)端相連，C15的負(fù)極接地，電阻R4的一端和可調(diào)電壓輸出端相連，另一端和電阻R5相連，電阻R4和R5的公共端接到LDO芯片U4的反饋引腳25上，電阻R5的另外一端接地。
【文檔編號】H02M3/06GK204089587SQ201420052741
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】高曉杰, 牛敬彬, 陳方園 申請人:昆山力久新能源汽車技術(shù)有限公司