專利名稱：一種車輛電源自動識別保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車電瓶電壓系統(tǒng)自動識別及電瓶過放保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種車輛電源自動識別保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
汽車電瓶，也叫蓄電池，是電池的一種，它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。目前國內(nèi)的汽車電源系統(tǒng)主要是12V系統(tǒng)和24V系統(tǒng)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，如車載GPS，音響系統(tǒng)等，而目前的車載設(shè)備CPU主頻越來越高，功耗也越來越大，對電瓶電量的消耗也越來越大，當(dāng)用戶長時間不使用車輛，而電瓶處于持續(xù)放電狀態(tài)時，如果沒有過放保護(hù)電路，就會造成電瓶過放，輕則導(dǎo)致汽車不能點火，重則造成電瓶損壞報廢。因此為實現(xiàn)對汽車電瓶的過放保護(hù)，現(xiàn)在通常會采用過放保護(hù)設(shè)備，如車載逆變設(shè)備等，但是這種設(shè)備只能分別針對不同電壓系統(tǒng)的車輛，如12V的只能工作于10-15V之間，24V的只能工作于20-28V之間，低壓保護(hù)電壓分別為IOV和20V，所以12V適用的過放保護(hù)設(shè)備不能工作于24V系統(tǒng)，24V系統(tǒng)適用的過放保護(hù)設(shè)備不能工作于12V。

實用新型內(nèi)容鑒于以上問題，本實用新型的目的在于提供一種車載電源自動識別保護(hù)電路，以實現(xiàn)自動識別12V或24V汽車電瓶電壓，并分別針對不同的電壓系統(tǒng)進(jìn)行低電壓保護(hù)，保護(hù)汽車電瓶不至于過放。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型主要采用以下技術(shù)方案一種車載電源自動識別保護(hù)電路，包括電瓶，還包括有保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路、邏輯判定電路、保護(hù)輸出電路和電源輸出電路，所述保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路與電瓶輸出端連接，并通過邏輯判定電路與保護(hù)輸出電路連接，所述保護(hù)輸出電路與電源輸出電路連接，所述電壓系統(tǒng)采樣電路對電瓶的電源系統(tǒng)進(jìn)行采樣，所述保護(hù)電壓采樣電路對電瓶的輸出電壓進(jìn)行采樣，設(shè)定保護(hù)電壓，所述邏輯判定電路判斷電瓶的輸出電壓與保護(hù)電壓比較，如果高于保護(hù)電壓，則可通過電源輸出電路輸出。其中所述電壓系統(tǒng)采樣電路包括分壓電阻R12、R13，MCU和第一比較器U1B，檢測電壓經(jīng)過分壓電阻R12、R13分壓采集輸入到比較器UlB的負(fù)輸入端或由MCU的ADC采樣判定后將結(jié)果輸出到第一比較器UlB的負(fù)輸入端，如果第一比較器UlB的正輸入端電壓比負(fù)輸入端電壓高，輸出高電平，則判斷電瓶為12V系統(tǒng)；如果第一比較器UlB的正輸入端電壓比負(fù)輸入端電壓低，輸出低電平，則判斷電瓶為24V系統(tǒng)。其中所述電壓系統(tǒng)采樣電路還包括一電壓參考芯片TL431，該電壓參考芯片TL431的輸出與第一比較器UlB的正輸入端連接和第二比較器UlA的負(fù)輸入端連接，產(chǎn)生2. 5V的參考電壓。其中所述電壓邏輯判定電路還包括電阻R7，R16，R15，和第二比較器U1A，12V電瓶系統(tǒng)保護(hù)電壓由R7和R15分壓輸出到UlA的正輸入端，與TL431輸出到UlA負(fù)輸入端的2. 5V進(jìn)行比較，正輸入端電壓高于負(fù)輸入端則表示電瓶電壓在正常范圍，反之則保護(hù)輸出電路工作，電源輸出斷開，24V電瓶系統(tǒng)第一比較器輸出低電平，保護(hù)電壓由R7和R15并R16分壓輸出到UlA的正輸入端，與TL431輸出到UlA負(fù)輸入端的2. 5V進(jìn)行比較，正輸入端電壓高于負(fù)輸入端則表示電瓶電壓在正常范圍，反之則保護(hù)輸出電路工作，電源輸出斷開。本實用新型通過對電瓶電壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測，判斷車輛電瓶的電壓系統(tǒng)為12V或MV，并通過保護(hù)電壓采樣電路對電瓶的輸出電壓進(jìn)行采樣，設(shè)定保護(hù)電壓，然后由邏輯判定電路對電瓶的輸出電壓與保護(hù)電壓比較，如果高于保護(hù)電壓，則可通過電源輸出電路輸出；如果低于保護(hù)電壓，則控制其不能輸出，從而達(dá)到防止電瓶過放的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可實現(xiàn)自動識別12V或24V車輛電瓶電壓，并分別針對不同的電壓系統(tǒng)進(jìn)行低電壓保護(hù)，可有效保護(hù)車輛電瓶不至于過放。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型的電路保護(hù)邏輯示意圖。圖3為本實用新型的電路原理圖。圖4為本實用新型MV電瓶系統(tǒng)鎖定示意圖。圖5為本實用新型MCU控制電路示意圖。
具體實施方式
為闡述本實用新型的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明。請參見圖1所示，圖1為本實用新型的原理框圖。本實用新型提供的是一種車輛電源自動識別保護(hù)電路，主要用于實現(xiàn)對12V或MV車輛電瓶電壓的自動識別，同時分別針對不同的電壓系統(tǒng)進(jìn)行低電壓保護(hù)，可有效保護(hù)車輛電瓶不至于過放。該車輛電源自動識別保護(hù)電路主要包括有電瓶、保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路、邏輯判定電路、保護(hù)輸出電路和電源輸出電路，所述保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路分別與電瓶輸出端連接，用于對電瓶的輸出電壓進(jìn)行采樣，保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路分別與邏輯判定電路連接，邏輯判定電路用于根據(jù)實際電瓶輸出的電壓與保護(hù)電壓采樣電路所設(shè)定的保護(hù)電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行判斷輸出，所述保護(hù)輸出電路分別與邏輯判定電路和電源輸出電路連接，用于輸出電壓或斷開輸出。如圖2所示，圖2為本實用新型的電路保護(hù)邏輯示意圖。電源通過電瓶輸入到系統(tǒng)電壓采樣電路，系統(tǒng)電壓采樣電路對電瓶的工作電壓12V或24V進(jìn)行識別，并通過保護(hù)電壓采樣電路分別設(shè)定保護(hù)電壓，將該保護(hù)電壓與實際電瓶輸入的電壓進(jìn)行比較，如果電瓶輸入的電壓高于設(shè)定保護(hù)電壓，則說明車輛處于正常工作狀態(tài)，電瓶未出現(xiàn)過放現(xiàn)象；如果電瓶輸入的電壓低于設(shè)定保護(hù)電壓，則說明車輛處于非正常工作狀態(tài)，電瓶處于過放，此時則需要通過保護(hù)輸出電路對電瓶電壓輸出進(jìn)行保護(hù)，直到滿足輸入電壓高于設(shè)定保護(hù)電壓的情況，才能通過電源輸出電路輸出。如圖3、圖4、圖5所示，圖3為本實用新型的電路原理圖；圖4為本實用新型24V電瓶系統(tǒng)鎖定示意圖；圖5為本實用新型MCU控制電路示意圖。本實用新型電路是由一個電壓參考電路和兩路電壓比較器組成，電壓參考電路提供電壓比較基準(zhǔn)，比較器1用于檢測電壓系統(tǒng)，比較器2用于檢測保護(hù)電壓。電壓參考電路由電壓參考芯片TL431連接到比較器1的正輸入端，可產(chǎn)生一個2. 5V的參考電壓。比較器1負(fù)責(zé)將檢測的電壓結(jié)果鎖定并輸出給比較器2調(diào)整保護(hù)比較電壓，電壓檢測由R12，R13兩個電阻分壓采集輸入電壓(C點電壓Uc=Vin*R13/(R12+R13))，C點電壓低于D點電壓為12V電瓶系統(tǒng)，反之則為24V電瓶系統(tǒng)，C點電壓低于D點電壓時比較器輸出為高阻態(tài)，A點的電壓為Uc = Vin*R15/(R7+R15)，C點電壓高于D點電壓時比較器輸出為低，A點的電壓變?yōu)閁c = Vin*(R15//R16)/(R7+(R15//R16))。比較器2以電壓參考為基準(zhǔn)(B點電壓)，比較通過電阻分壓后的輸入電壓(A點電壓)，當(dāng)A點電壓高于B點電壓時，即電瓶電壓高于設(shè)定的保護(hù)電壓，比較器輸出高阻態(tài)，通過上拉電阻Rl輸出，三極管Q6導(dǎo)通，P溝道MOS Q2導(dǎo)通輸出，反之當(dāng)電瓶電壓Vin下降，A點電壓低于B點電壓時，比較器2則輸出低三極管Q6截止，P溝道MOS Q2關(guān)斷。系統(tǒng)電壓采樣電路對檢測到24V系統(tǒng)電壓具有鎖定功能，防止因MV電瓶電壓跌落到12V系統(tǒng)電壓采樣段保護(hù)比較器按12V系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓比較輸出，如下圖當(dāng)電路接入12V系統(tǒng)時C點電壓低于D點電壓，輸出為高阻態(tài)，當(dāng)電路接入24V系統(tǒng)時C點的電壓高于D點的電壓，輸出為低，并將D點的電壓拉低到0. 2V左右，當(dāng)電瓶電壓跌落到12V系統(tǒng)范圍時輸出依然為低(仍然為24V系統(tǒng)電壓輸出態(tài))。另外，本電路具備磁滯保護(hù)功能，即當(dāng)輸入電壓低于保護(hù)電壓保護(hù)后，要開啟電源輸入電壓必須高于設(shè)定的低電保護(hù)電壓，防止保護(hù)時電壓波動產(chǎn)生震蕩。以比較器2為例，設(shè)Vin穩(wěn)定為1IV，A點電壓高于B點電壓時為一個穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)Vin電壓下降到10. 5V,A點電壓變?yōu)榈陀贐點電壓，比較器輸出低，A點的分壓關(guān)系變?yōu)閂a = Vin*(R15//R9)/(R7+(R15//R9))，Vin必須高于IlV電壓才能使比較器輸出為高阻態(tài)。本實用新型還具備手動模式功能，即通過跳線設(shè)定需保護(hù)的電壓系統(tǒng)，通過JP3跳線可設(shè)置為手動設(shè)置保護(hù)，電壓跳線1-2短接為自動識別保護(hù)，跳線2-3短接相當(dāng)于比較器1輸出為低，電瓶保護(hù)為24V電瓶系統(tǒng)，1-2-3全開路相當(dāng)于比較器1輸出高阻態(tài)，電瓶保護(hù)為12V電瓶系統(tǒng)。以上是對本實用新型所提供的一種車輛電源自動識別保護(hù)電路進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種車輛電源自動識別保護(hù)電路，包括電瓶，其特征在于還包括有保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路、電壓邏輯判定電路、保護(hù)輸出電路和電源輸出電路，所述保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路與電瓶輸出端連接，并通過邏輯判定電路與保護(hù)輸出電路連接，所述保護(hù)輸出電路與電源輸出電路連接，所述電壓系統(tǒng)采樣電路對電瓶的電源系統(tǒng)進(jìn)行采樣，所述保護(hù)電壓采樣電路對電瓶的輸出電壓進(jìn)行采樣，設(shè)定保護(hù)電壓，所述邏輯判定電路判斷電瓶的輸出電壓與保護(hù)電壓比較，如果高于保護(hù)電壓，則可通過電源輸出電路輸出O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電源自動識別保護(hù)電路，其特征在于所述電壓系統(tǒng)采樣電路包括分壓電阻R12、R13，MCU和第一比較器U1B，檢測電壓經(jīng)過分壓電阻R12、R13分壓采集輸入到第一比較器UlB的負(fù)輸入端或由MCU的ADC采樣判定后將結(jié)果輸出到第一比較器UlB的負(fù)輸入端，如果第一比較器UlB的正輸入端電壓比負(fù)輸入端電壓高，輸出高電平，則判斷電瓶為12V系統(tǒng)；如果第一比較器UlB的正輸入端電壓比負(fù)輸入端電壓低，輸出低電平，則判斷電瓶為24V系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛電源自動識別保護(hù)電路，其特征在于所述電壓系統(tǒng)采樣電路還包括一電壓參考芯片TL431，該電壓參考芯片TL431的輸出與第一比較器UlB的正輸入端和第二比較器UlA的負(fù)輸入端連接，產(chǎn)生2. 5V的參考電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛電源自動識別保護(hù)電路，其特征在于所述電壓邏輯判定電路包括電阻R7，R16，R15，和第二比較器U1A，12V電瓶系統(tǒng)保護(hù)電壓由R7和R15分壓輸出到UlA的正輸入端，與TL431輸出到UlA負(fù)輸入端的2. 5V進(jìn)行比較，正輸入端電壓高于負(fù)輸入端則表示電瓶電壓在正常范圍，反之則保護(hù)輸出電路工作，電源輸出斷開，24V電瓶系統(tǒng)第一比較器輸出低電平，保護(hù)電壓由R7和R15并R16分壓輸出到UlA的正輸入端，與TL431輸出到UlA負(fù)輸入端的2. 5V進(jìn)行比較，正輸入端電壓高于負(fù)輸入端則表示電瓶電壓在正常范圍，反之則保護(hù)輸出電路工作，電源輸出斷開。
專利摘要本實用新型公開了一種車輛電源自動識別保護(hù)電路，包括電瓶，還包括有保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路、邏輯判定電路、保護(hù)輸出電路和電源輸出電路，所述保護(hù)電壓采樣電路、電壓系統(tǒng)采樣電路與電瓶輸出端連接，并通過邏輯判定電路與保護(hù)輸出電路連接，所述保護(hù)輸出電路與電源輸出電路連接，所述電壓系統(tǒng)采樣電路對電瓶的電源系統(tǒng)進(jìn)行采樣，所述保護(hù)電壓采樣電路對電瓶的輸出電壓進(jìn)行采樣，設(shè)定保護(hù)電壓，所述邏輯判定電路判斷電瓶的輸出電壓與保護(hù)電壓比較，如果高于保護(hù)電壓，則可通過電源輸出電路輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可實現(xiàn)自動識別12V或24V車輛電瓶電壓，并分別針對不同的電壓系統(tǒng)進(jìn)行低電壓保護(hù)，可有效保護(hù)車輛電瓶不至于過放。
文檔編號H02H7/18GK202340120SQ201120508860
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者梁毛鷂 申請人:深圳市伊愛高新技術(shù)開發(fā)有限公司