專利名稱：帶隔離電路的電子防銹系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子防銹系統(tǒng)，尤其是涉及一種帶隔離電路的汽車車身金屬電子 防銹系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活條件的改善，汽車進(jìn)入平常百姓家的步伐已 經(jīng)越來越快。目前我國(guó)的汽車保有量正快速增加，汽車的使用壽命也越來越長(zhǎng)。同時(shí)，在國(guó) 家節(jié)能減排政策的鼓勵(lì)下，汽車行業(yè)也向著節(jié)能化的方向發(fā)展，微型車和經(jīng)濟(jì)型車成為各 汽車廠商的發(fā)展重點(diǎn)。這意味著汽車的整體重量也變得愈加輕量化，這就要求汽車車身必 須更加輕薄。然而由金屬部件構(gòu)成的汽車車身在氧化環(huán)境下極易被氧化腐蝕。由于汽車車 身的金屬被腐蝕，造成汽車外觀的破壞，更嚴(yán)重的是，汽車車身被腐蝕后，輕量化的汽車車 身的安全性能變得更加重要。因此，汽車車身的防銹性能已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)、制造和保養(yǎng)各 個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要課題。目前汽車車身所采用的防銹蝕方法主要為涂料防銹法和電子式防銹法。涂料防銹法采用保護(hù)膜(或涂層)將金屬基體與外界物理隔離，從而避免金屬與 周圍環(huán)境的作用。其通過在鍍鋅鋼板的表面上涂覆含有鎂(Mg)磷酸鋅系保護(hù)膜，再在該磷 酸鋅系保護(hù)膜的表面上涂覆含有與有機(jī)物反應(yīng)的官能團(tuán)的硅氧烷樹脂保護(hù)膜，從而在構(gòu)成 汽車車身的金屬部件的表面上形成保護(hù)膜的方式來對(duì)車身金屬進(jìn)行防銹。涂料防銹法雖然 能夠在一定程度上保護(hù)車身金屬，但是保護(hù)膜本身存在缺陷，有針孔的存在；并且當(dāng)汽車行 駛過程中由于道路上的沙礫或石子撞擊車身造成保護(hù)膜被破壞或脫落時(shí)，車身金屬將直接 暴露在空氣中而造成其被氧化腐蝕。電子式防銹法主要采用犧牲陽極的陰極保護(hù)技術(shù)。其通過采用一種電位比所要保 護(hù)的金屬還要負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負(fù)的金屬不 斷腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護(hù)其他金屬?，F(xiàn)有技術(shù)中犧牲陽極的陰極保護(hù)技術(shù)存在驅(qū)動(dòng) 電位低，保護(hù)電流調(diào)節(jié)范圍窄，保護(hù)范圍小的缺點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)于有電源總開關(guān)的車輛在開關(guān) 關(guān)閉時(shí)，此時(shí)防銹系統(tǒng)也將因得不到工作電壓而隨同關(guān)閉；此刻若直接將防銹系統(tǒng)連接到 車載蓄電池上，又將會(huì)使車身在關(guān)閉車內(nèi)電源總開關(guān)后重新與電瓶負(fù)極相連，使車內(nèi)電源 總開關(guān)失去應(yīng)有的關(guān)斷作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)存在的不足，提供一種能夠?qū)ζ囓嚿斫饘倨鸨Ｗo(hù) 作用，使?fàn)奚枠O極板代替車身腐蝕，達(dá)到汽車車身減緩生銹的目的。本發(fā)明由控制模塊、電路連接線和犧牲陽極極板構(gòu)成，控制模塊由汽車蓄電池供 電，并輸出45V正電位到安裝在車身各處的犧牲陽極極板上。因?yàn)闋奚枠O極板相對(duì)于車 身處于正電位，并有電流通過犧牲陽極極板傳導(dǎo)到車身，從而打破車身金屬產(chǎn)生的腐蝕進(jìn) 程，同時(shí)吸引引起車身腐蝕的負(fù)電荷到犧牲陽極極板上，使活躍的犧牲陽極極板代替車身產(chǎn)生氧化，進(jìn)而使汽車車身得到保護(hù)。對(duì)于安裝在車身上的犧牲陽極極板，通常小型車輛安裝4塊、大型車輛安裝6塊。 該犧牲陽極極板作為犧牲陽極，通過控制模塊輸出的45V正電壓的方式，將引起車身生銹 的電子吸引到電位高的犧牲陽極極板上，使?fàn)奚枠O極板代替車身腐蝕。車身和犧牲陽極 極板之間采用半導(dǎo)體膠帶進(jìn)行連接，該半導(dǎo)體膠帶可采用業(yè)界通用的材料。采用半導(dǎo)體膠 帶進(jìn)行連接的目的是使控制模塊輸出的45V電壓能夠保持在犧牲陽極極板上，并有效控制 犧牲陽極極板上的電流量?？刂颇K 采用帶隔離電路的控制系統(tǒng)。該控制模塊利用汽車蓄電池進(jìn)行供電?？?制模塊由車載蓄電池過放保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路、隔離供電電路、升壓電路、重載提供電路以 及故障判斷電路等組成。此外，控制模塊還包括負(fù)反饋電路，該負(fù)反饋電路可補(bǔ)償過高的高 壓幅值?？刂颇K中的過壓保護(hù)電路在車載蓄電池電壓降低時(shí)自動(dòng)停止控制模塊的工作， 以此保護(hù)車載蓄電池不至于因過放電而損壞。穩(wěn)壓電路采用穩(wěn)壓二極管，其為控制模塊提 供穩(wěn)定的直流電壓。升壓電路由脈沖振蕩電路產(chǎn)生振蕩脈沖，該振蕩脈沖驅(qū)動(dòng)復(fù)合三極 管，并通過耦合電容來產(chǎn)生直流高壓。重載提供電路可提高系統(tǒng)的負(fù)載能力。故障判斷電 路包括指示信號(hào)系統(tǒng)，該指示信號(hào)系統(tǒng)包括錯(cuò)誤信號(hào)燈(fault)、檢測(cè)信號(hào)燈(INSPECT)、 電源電壓低壓報(bào)警燈(BATTERY)以及電源燈。對(duì)于現(xiàn)有的汽車車身防銹系統(tǒng)來說，電源總 開關(guān)串聯(lián)在車載蓄電池負(fù)極，如此，當(dāng)汽車停止工作關(guān)閉車內(nèi)電源總開關(guān)后，車身亦將得不 到-24V電壓，此時(shí)防銹系統(tǒng)也將因得不到工作電壓而隨同關(guān)閉；此刻若直接將防銹系統(tǒng)連 接到車載蓄電池的-24V上，又將會(huì)使車身在關(guān)閉車內(nèi)電源總開關(guān)后重新與電瓶負(fù)極相連， 使車內(nèi)電源總開關(guān)失去應(yīng)有的關(guān)斷作用。因此本發(fā)明在控制模塊中加入隔離供電電路，防 銹系統(tǒng)的工作電壓直接取自車載蓄電池正、負(fù)端，無論車內(nèi)電源總開關(guān)狀態(tài)如何，防銹系統(tǒng) 的保護(hù)接地端(接車身)都將與汽車的電路系統(tǒng)相隔離，相互不再發(fā)生上述影響。該隔離 供電電路采用直流_直流變換器(DC-DC)。通過本發(fā)明的帶隔離供電電路電路的電子防銹系統(tǒng)，利用犧牲陽極來保護(hù)汽車車 身，使車身減緩生銹。并且由于本發(fā)明的電子防銹系統(tǒng)具有隔離供電電路，因此可以解決汽 車總電源開關(guān)關(guān)閉時(shí)系統(tǒng)的工作問題。再者，本發(fā)明的電子防銹系統(tǒng)具有過放保護(hù)電路，從 而能夠在車載蓄電池電壓過低時(shí)切斷系統(tǒng)電路來保護(hù)車載蓄電池，因此汽車在長(zhǎng)時(shí)間停放 時(shí)不會(huì)將車載蓄電池的電路過度消耗。


圖1是本發(fā)明的帶隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)的原理框圖。圖2是本發(fā)明的帶隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)的控制模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，車載蓄電池電源連接過放保護(hù)電路，經(jīng)過穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的直流電壓 后提供給隔離供電電路。隔離供電電路提供的工作電壓經(jīng)過升壓電路后輸出直流高壓。此 直流高壓輸出到車身上連接的犧牲陽極極板。從而使?fàn)奚枠O極板相對(duì)于車身處于正電 位，并有電流通過犧牲陽極極板傳導(dǎo)到車身，打破車身金屬產(chǎn)生的腐蝕進(jìn)程，同時(shí)吸引引起車身腐蝕的負(fù)電荷到犧牲陽極極板上，使活躍的犧牲陽極極板代替車身產(chǎn)生氧化，進(jìn)而使 汽車車身得到保護(hù)。此外，控制模塊中還接入重載提供電路來提高其負(fù)載能力。在控制模 塊中，另外還接入有故障判斷電路，通過故障判斷電路內(nèi)的信號(hào)指示系統(tǒng)，可以為用戶指示 系統(tǒng)的工作狀態(tài)。參見圖2，帶隔離電路的電子防銹系統(tǒng)采用車載蓄電池進(jìn)行供電，供電電壓為 24V。該電子防銹系統(tǒng)具有用作為升壓電路的脈沖振蕩電路，該脈沖振蕩電路由LM358N雙 運(yùn)放放大器、電阻R4、電容Cl組成，振蕩頻率由R4和Cl決定，在本發(fā)明中，振蕩頻率為 50KHz。振蕩脈沖通過電阻R5來驅(qū)動(dòng)復(fù)合三極管T2，該振蕩脈沖控制三極管T2的開啟和 關(guān)閉，這樣，在T2關(guān)閉時(shí)，電感Ll兩端由于高壓反電勢(shì)的作用，通過二極管D2對(duì)電容C2進(jìn) 行充電，從而得到一個(gè)穩(wěn)定的直流高電壓。二極管D1、電阻R7、R6和三極管Tl組成負(fù)反饋 電路，其限制直流高電壓的幅值。電容C2兩端的直流高電壓值由二極管Dl的穩(wěn)壓擊穿值 來決定。調(diào)整電阻R6和R7可以微調(diào)輸出電壓。電容C2兩端的直流高電壓經(jīng)過二極管D3 后分別通過電阻R8、光耦Bi、二極管D4連接至輸出-1端，經(jīng)過電阻R9、光耦B2、二極管D7 連接至輸出_2端。輸出-1端和輸出_2端的輸出電壓范圍可以在0-+47V之間，本發(fā)明采 用的是輸出電壓為45V的情形。當(dāng)輸出電壓短路時(shí)，二極管D5(D8)導(dǎo)通，光耦Bl (B2)內(nèi)部的發(fā)光管由于電壓過低 而 截止，此時(shí)光耦Bl (B2)被關(guān)斷而停止輸出。當(dāng)輸出端并聯(lián)的負(fù)載增加時(shí)，輸出端電壓將 會(huì)降低。此時(shí)為了提高控制模塊的帶負(fù)荷能力，通過由電阻Rll和二極管D6或電阻R13和 二極管D9所構(gòu)成的重載提供電路，當(dāng)輸出端電壓降低至低于圖2中B點(diǎn)的工作電壓0. 6V 后，B點(diǎn)的電壓通過電阻Rll和二極管D6作用于輸出-1端，通過電阻R13和二極管D9作 用于輸出_2端，從而增大輸出端的帶負(fù)荷能力。參見圖2，控制模塊的穩(wěn)壓電路由三極管T6、電阻R23以及穩(wěn)壓二極管D17構(gòu)成， 它們共同為隔離供電電路提供穩(wěn)定的輸入電壓。控制模塊還具有故障判斷電路，其包括指示信號(hào)系統(tǒng)，該指示信號(hào)系統(tǒng)由錯(cuò)誤信 號(hào)燈(fault)、檢測(cè)信號(hào)燈(工NSPECT)、電源電壓低壓報(bào)警燈(BATTERY)以及電源燈組成。 參見圖2，當(dāng)任一輸出端的輸出電壓大于5. 4V時(shí)，三極管T4將一直導(dǎo)通以驅(qū)動(dòng)電源燈LED3 閃爍發(fā)光；當(dāng)兩個(gè)輸出端電壓同時(shí)低于5. 4V時(shí)，三極管T4被截止，從而電源燈LED3停止閃 爍發(fā)光，此時(shí)三極管T3同樣被截止，F(xiàn)ault燈LED2被導(dǎo)通發(fā)光，以此指示錯(cuò)誤信號(hào)；當(dāng)任一 輸出端低于19V以下時(shí)，二極管DlO (Dl2)導(dǎo)通，檢測(cè)信號(hào)燈INSPECTLED1逐漸被點(diǎn)亮。當(dāng)A 點(diǎn)的電源輸入電壓低于23V時(shí)，過放保護(hù)電路中的三極管T5被截止，此時(shí)隔離電路中的輸 入端②由于與之連接的三極管T5被截止而無電壓輸入，因此其輸出端④的輸出電壓幾乎 為0，從而整個(gè)控制模塊電路不工作。此時(shí)電源電壓低壓報(bào)警燈(BATTERY) LED4被點(diǎn)亮，從 而提示蓄電池電壓過低。圖2中的電容C3和C4分別對(duì)隔離電路輸出的電壓信號(hào)以及蓄電池電源輸出的電 壓信號(hào)進(jìn)行濾波。當(dāng)控制模塊電路的電源輸入端由于不慎反接時(shí)，二極管D16為控制模塊 提供保護(hù)，從而防止損壞電路。此外，控制模塊輸入端還并聯(lián)有壓敏電阻S10，該壓敏電阻 SlO的作用是防止輸入電壓過高而損壞控制模塊電路。參見圖2，在本發(fā)明所述的帶隔離電路的電子防銹系統(tǒng)中，控制模塊電路所采用的 所有三極管的耐壓均大于60V。此外，對(duì)于控制模塊電路的A點(diǎn)工作電壓和B點(diǎn)工作電壓，為了保證電路的正常工作，A點(diǎn)工作電壓于B點(diǎn)工作電壓的電壓差不大于0. 8V，也就是說， A點(diǎn)的工作電壓為輸入電壓24V，那么B點(diǎn)的工作電壓即為23. 2V。參見圖2，隔離供電電路由型號(hào)為B2415S-1W的直流-直流(DC-DC)電源模塊構(gòu) 成，其輸入電壓為直流24V，輸入空載電流為7mA，輸入滿載電流為55mA，輸出電壓為15V，輸 出電流為7-67mA，滿載效率為78%。通過隔離供電電路，防銹系統(tǒng)的工作電壓直接取自車 載蓄電池正、負(fù)端，因此無論車內(nèi)電源總開關(guān)狀態(tài)如何，防銹系統(tǒng)的保護(hù)接地端(接車身) 都將與汽車的電路系統(tǒng)相隔離。本發(fā)明所述的帶隔離電路的 電子防銹系統(tǒng)的輸出端電連接至犧牲陽極極板，犧牲 陽極極板的材料可采用金屬材料，例如鋁、鋅、鎂或它們的合金。犧牲陽極極板和車身之間 由半導(dǎo)體導(dǎo)電膠帶連接，半導(dǎo)體導(dǎo)電膠帶可采用本領(lǐng)域公知的材料，半導(dǎo)體導(dǎo)電膠帶由于 使用溫度范圍寬，能夠保持穩(wěn)定的電導(dǎo)率，并且能夠在高電場(chǎng)下產(chǎn)生均勻電場(chǎng)、減小電場(chǎng)應(yīng) 力。因此通過采用半導(dǎo)體導(dǎo)電膠帶連接犧牲陽極極板和車身，使控制模塊電路輸出的45V 電壓能夠穩(wěn)定的保持在犧牲陽極極板上，并有效控制電流量?？刂颇K電路施加電動(dòng)勢(shì)至 犧牲陽極極板，從而犧牲陽極極板材料不斷消耗，釋放出的電流供給車身并使車身陰極計(jì) 劃，如此引起車身腐蝕的負(fù)電荷被吸引到犧牲陽極極板上，使活躍的犧牲陽極極板代替車 身產(chǎn)生氧化，進(jìn)而保護(hù)汽車車身。本發(fā)明所公開的帶隔離電路的電子防銹系統(tǒng)由于具有過放保護(hù)電路，因此當(dāng)電源 電壓過低時(shí)能夠切斷系統(tǒng)電源，從而保護(hù)車載蓄電池。并且通過隔離供電電路，從而解決了 電源總開關(guān)的車輛在開關(guān)關(guān)閉時(shí)的系統(tǒng)工作問題，而且還可使系統(tǒng)與車輛其他用電器互不影響。以上所述僅僅只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種具有隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)，具有控制電路模塊和保護(hù)極板，其特征在于所述控制電路模塊由車載蓄電池過放保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路、隔離供電電路、升壓電路、重載提供電路以及故障判斷電路組成，所述保護(hù)極板為犧牲陽極極板；所述控制電路模塊具有第一輸出端和第二輸出端；所述第一輸出端和所述第二輸出端與所述犧牲陽極極板通過半導(dǎo)體導(dǎo)電膠帶電連接；所述第一輸出端和所述第二輸出端的輸出電壓范圍是0-+47V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)，其特征在于所述車載蓄電池過放保護(hù)電路在車載蓄電池輸出電壓降低IV后，切斷所述控制模塊 電路的電源；所述穩(wěn)壓電路由三極管、電阻和穩(wěn)壓二極管組成；所述升壓電路為脈沖振蕩 電路，振蕩頻率為50kHz ；所述重載提供電路由電阻和二極管構(gòu)成，其可以提高所述電子防 銹系統(tǒng)的負(fù)載能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)，其特征在于所述隔離供電電路為直流-直流(DC-DC)電源模塊，該直流-直流(DC-DC)電源模塊 的的輸入電壓范圍是21. 6VDC-26. 4VDC，輸出電壓為15VDC，輸入電流范圍是7_55mA，輸出 電流范圍是7-67mA，效率為78%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)，其特征在于所述故障判斷電路包括錯(cuò)誤信號(hào)燈(fault)、檢測(cè)信號(hào)燈(INSPECT)、電源電壓低壓報(bào) 警燈(BATTERY)以及電源燈；所述錯(cuò)誤信號(hào)燈(fault)、檢測(cè)信號(hào)燈(INSPECT)、電源電壓低 壓報(bào)警燈(BATTERY)以及電源燈全部為發(fā)光二極管(LED)；當(dāng)任一輸出端的輸出電壓大于 5. 4V時(shí)，電源燈閃爍發(fā)光；當(dāng)兩個(gè)輸出端電壓同時(shí)低于5. 4V時(shí)，電源燈停止閃爍發(fā)光，而錯(cuò) 誤信號(hào)燈(fault)導(dǎo)通發(fā)光；當(dāng)任一輸出端低于19V以下時(shí)，檢測(cè)信號(hào)燈(INSPECT)被點(diǎn) 亮；當(dāng)車載蓄電池電源電壓低于23V時(shí)，電源電壓低壓報(bào)警燈(BATTERY)被點(diǎn)亮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)，其特征在于其中所述犧牲陽極極板的材料為金屬材料，例如鋁、鋅、鎂或它們的合金。
全文摘要
本發(fā)明的帶隔離供電電路的電子防銹系統(tǒng)，利用犧牲陽極來保護(hù)汽車車身，使車身減緩生銹。并且由于本發(fā)明的電子防銹系統(tǒng)具有隔離供電電路，因此可以解決汽車總電源開關(guān)關(guān)閉時(shí)系統(tǒng)的工作問題。再者，本發(fā)明的電子防銹系統(tǒng)具有過放保護(hù)電路，從而能夠在車載蓄電池電壓過低時(shí)切斷系統(tǒng)電路來保護(hù)車載蓄電池，因此汽車在長(zhǎng)時(shí)間停放時(shí)不會(huì)將車載蓄電池的電路過度消耗。
文檔編號(hào)C23F13/06GK101880883SQ201010208128
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者王勇 申請(qǐng)人:王勇