一種車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于車載模塊監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]車載模塊是指安裝在車輛、工程機(jī)械等設(shè)備上通過蓄電池供電來完成參數(shù)采集、信息傳輸、狀態(tài)顯示、運動控制等功能的傳感器、顯示終端、數(shù)字化儀表、控制器等功能模塊。車輛內(nèi)存在電機(jī)、電磁栗、閥門、繼電器等多種感性負(fù)載，在上電和掉電瞬間會對車載模塊產(chǎn)生過電壓、大電流沖擊。以往車載模塊通過輸入前級的大容量電感、電容的保護(hù)作用來減小過電壓、過電流對車載模塊的損害，沒有輸入電源監(jiān)控功能，不論輸入電源如何波動，均給模塊主電路供電；此種方法對于瞬時大功率脈沖沖擊有一定的抑制作用，但是當(dāng)模塊長時間處于過電壓工作狀態(tài)時，會導(dǎo)致模塊前級電源保護(hù)電路無法及時釋放過載能量發(fā)生擊穿現(xiàn)象，甚至造成模塊主電路的損毀。
[0003]為了兼容不同車型，車載模塊往往采用9一36V寬電壓輸入電源設(shè)計。對于24V系統(tǒng)而言，輸入電壓為12V時已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的欠壓現(xiàn)象，模塊的正常工作會進(jìn)一步消耗蓄電池的電量直致模塊關(guān)斷，可能會造成車輛蓄電池的過度放電，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常啟動，縮短電池的工作壽命。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置。
[0005]實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)解決方案為:一種車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，包括電源監(jiān)控處理器、主電源驅(qū)動模塊、采樣電阻、運放單元、分壓電路、電源轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路、時鐘電路、主電源轉(zhuǎn)換模塊和初級保護(hù)電路，所述運放單元、分壓電路、電源轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路和時鐘電路均與電源監(jiān)控處理器相連，電源監(jiān)控處理器同時與電源驅(qū)動模塊相連，進(jìn)而驅(qū)動功率型邏輯開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，電源驅(qū)動模塊與主電源轉(zhuǎn)換模塊相連，主電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端為車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置的輸出端;初級保護(hù)電路的輸入端接外部電源，其輸出端通過采樣電阻后連接運放單元，采樣電阻的兩端連接運放單元的正負(fù)輸入端，初級保護(hù)電路的輸出端同時與分壓電路的輸入端、電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。
[0006]本實用新型同現(xiàn)有的技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為:1)本實用新型的裝置可以監(jiān)測車載模塊的輸入電壓值和電流值，能實時監(jiān)測車載模塊的功率消耗;2)本實用新型的裝置可以設(shè)置車載模塊正常工作的電壓、電流值，當(dāng)發(fā)生異常情況時，關(guān)斷車載模塊的供電，保護(hù)車載模塊和后續(xù)設(shè)備。
[0007]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的車載模塊輸入電源監(jiān)控部分的原理框圖。
【具體實施方式】
[0009]結(jié)合圖1，本實用新型的車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，包括電源監(jiān)控處理器1、主電源驅(qū)動模塊2、采樣電阻3、運放單元4、分壓電路5、電源轉(zhuǎn)換模塊6、復(fù)位電路7、時鐘電路8、主電源轉(zhuǎn)換模塊9和初級保護(hù)電路10，所述運放單元4、分壓電路5、電源轉(zhuǎn)換模塊6、復(fù)位電路7和時鐘電路8均與電源監(jiān)控處理器1相連，電源監(jiān)控處理器1同時與電源驅(qū)動模塊2相連，進(jìn)而驅(qū)動功率型邏輯開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，電源驅(qū)動模塊2與主電源轉(zhuǎn)換模塊9相連，主電源轉(zhuǎn)換模塊9的輸出端為車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置的輸出端;初級保護(hù)電路10的輸入端接外部電源，其輸出端通過采樣電阻3后連接運放單元4，采樣電阻3的兩端連接運放單元4的正負(fù)輸入端，初級保護(hù)電路10的輸出端同時與分壓電路5的輸入端、電源轉(zhuǎn)換模塊6的輸入端相連。
[0010]所述電源監(jiān)控處理器1的主處理器芯片型號為STM32L100。
[0011 ] 所述電源驅(qū)動模塊2的型號為功率開關(guān)型號為BTS5215L。
[0012]所述電源轉(zhuǎn)換模塊6的電源轉(zhuǎn)換芯片型號為LT3980。
[0013]所述電源監(jiān)控處理器1選用低功耗器件。
[0014]本實用新型在車載模塊的主電源轉(zhuǎn)換電路之前，以電源監(jiān)控處理器1為核心，構(gòu)建一個獨立于車載模塊功能的電源監(jiān)控單元。電源監(jiān)控處理器1選用低功耗處理器，通過采樣電阻3、運放單元4、分壓電路5檢測輸入電源電流值和電壓值。當(dāng)電源輸入在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，電源監(jiān)控處理器1使能電源驅(qū)動模塊2正常工作，控制車載模塊正常上電；當(dāng)發(fā)生過壓、欠壓或過流現(xiàn)象時，監(jiān)控處理器通過主電源驅(qū)動模塊關(guān)斷模塊工作主電源。
[0015]用戶可以通過程序設(shè)置模塊的正常工作電壓，當(dāng)發(fā)生過壓或欠壓現(xiàn)象時，可切斷主模塊的供電，保護(hù)車載模塊不會因電源波動的影響而發(fā)生損毀情況，不會因過度欠壓損毀蓄電池的工作壽命。
[0016]電源監(jiān)控處理器1選用低功耗器件，在外部有車載電池輸入的情況下始終處于工作狀態(tài)。電源監(jiān)控處理器1通過運放單元4、分壓電路5分別檢測輸入電源的電流值和電壓值，從而判斷輸入電源的工作狀態(tài)，通過電源驅(qū)動模塊2控制車載模塊主電源的供電。所述的車載模塊的主電源轉(zhuǎn)換電路之前，以電源監(jiān)控處理器1為核心，構(gòu)建一個獨立于車載模塊功能的電源監(jiān)控單元。
[0017]所述的輸入電源監(jiān)控單元可根據(jù)車型，通過程序更改車載模塊正常工作電源的上、下限閾值。
[0018]下面結(jié)合實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實施例
[0019]本實用新型選用STMicroelectronics公司的STM32L100低功耗處理器為電源監(jiān)控單元的主處理器1，運行模式下的消耗電流為238uA/MHz，休眠狀態(tài)下漏電流僅為0.35uA，通過復(fù)位電路7、時鐘電路8控制最小控制系統(tǒng)。電源驅(qū)動模塊2選用Infineon公司的BTS5215功率型開關(guān)，該芯片集成兩個并行通道，單通道導(dǎo)通電阻90mohmS，可持續(xù)工作電流3.7A，片上集成過熱、過流、短路保護(hù)。電源轉(zhuǎn)換模塊6選用Linear Technology公司的LT3980為電源監(jiān)控單元的主電路轉(zhuǎn)換芯片，該芯片工作于3.6V-58V寬電源輸入范圍，60V以上可持續(xù)工作，最多可承受80V輸入電壓lmin，可以很好的滿足12V、24V、48V等不同級別的車載環(huán)境。
[0020]采樣電阻3選用大功率金屬模電阻器，通過監(jiān)測其兩端電壓，根據(jù)阻值可以判斷輸入電源功率值。電源驅(qū)動模塊2由處理器控制，主要完成使能或關(guān)斷主電流輸入通道大功率M0S管，從而完成對模塊主電源供電電路的驅(qū)動控制功能。
[0021 ] 上電時，電源監(jiān)控單元首先上電，STM32L100處理器工作，通過片上ADC通道采集輸入電源電壓值、采樣電阻兩端電壓值，與在程序中設(shè)定的閾值進(jìn)行實時比較。輸入電源在設(shè)定范圍內(nèi)時，使能電源驅(qū)動模塊2，給模塊主電源供電；當(dāng)超出模塊工作電壓時，關(guān)斷電源驅(qū)動模塊2，模塊主電源斷電，模塊停止工作。當(dāng)檢測到輸入電源長時間在設(shè)定閾值以下時，電源監(jiān)控處理器進(jìn)入休眠模式，以減小欠壓時模塊的功率損耗。
[0022]本實用新型的裝置可以監(jiān)測車載模塊的輸入電壓值和電流值，能實時監(jiān)測車載模塊的功率消耗。
【主權(quán)項】
1.一種車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，其特征在于，包括電源監(jiān)控處理器(1)、主電源驅(qū)動模塊(2)、采樣電阻(3)、運放單元(4)、分壓電路(5)、電源轉(zhuǎn)換模塊(6)、復(fù)位電路(7)、時鐘電路(8)、主電源轉(zhuǎn)換模塊(9)和初級保護(hù)電路(10)，所述運放單元(4)、分壓電路(5)、電源轉(zhuǎn)換模塊(6)、復(fù)位電路(7 )和時鐘電路(8)均與電源監(jiān)控處理器(1)相連，電源監(jiān)控處理器α)同時與電源驅(qū)動模塊(2)相連，進(jìn)而驅(qū)動功率型邏輯開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，電源驅(qū)動模塊(2)與主電源轉(zhuǎn)換模塊(9)相連，主電源轉(zhuǎn)換模塊(9)的輸出端為車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置的輸出端;初級保護(hù)電路(10)的輸入端接外部電源，其輸出端通過采樣電阻(3)后連接運放單元(4)，采樣電阻(3 )的兩端連接運放單元(4)的正負(fù)輸入端，初級保護(hù)電路(10)的輸出端同時與分壓電路(5 )的輸入端、電源轉(zhuǎn)換模塊(6 )的輸入端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，其特征在于，電源監(jiān)控處理器(1)選用低功耗器件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，其特征在于，電源驅(qū)動模塊(2)的型號為功率開關(guān)型號為BTS5215L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，其特征在于，電源轉(zhuǎn)換模塊(6)的電源轉(zhuǎn)換芯片型號為LT3980。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，其特征在于，電源監(jiān)控處理器(1)的主處理器芯片型號為STM32L100。
【專利摘要】本實用新型公開了一種車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置，包括電源監(jiān)控處理器、主電源驅(qū)動模塊、采樣電阻、運放單元，所述運放單元、分壓電路、電源轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路和時鐘電路均與電源監(jiān)控處理器相連，電源監(jiān)控處理器同時與電源驅(qū)動模塊相連，進(jìn)而驅(qū)動功率型邏輯開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，電源驅(qū)動模塊與主電源轉(zhuǎn)換模塊相連，主電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端為車載模塊輸入電源監(jiān)控裝置的輸出端；電源監(jiān)控單元根據(jù)采集到的輸入電壓、電流值，控制模塊主電源的供電回路通斷。本實用新型能夠?qū)崟r監(jiān)測車載模塊的功率消耗，當(dāng)發(fā)生異常情況時，關(guān)斷車載模塊的供電，能夠有效保護(hù)車載模塊的功能電路，提高車載模塊的過壓承受能力，延長車載電池的使用壽命。
【IPC分類】B60R16/033
【公開號】CN205113224
【申請?zhí)枴緾N201520875400
【發(fā)明人】喬旭興, 周睿, 歐國峰, 楊哲, 鄧燁峰, 楊乾乾, 曹力, 顏偉, 孫波, 何海波
【申請人】中國船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月5日