一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，包括：一連接汽車電池的電壓輸入端Vin；一連接車載終端的電壓輸出端Vout；一位于電壓輸入端Vin和電壓輸出端Vout之間用于執(zhí)行Vin到Vout通斷的開關(guān)管Q1，一在開關(guān)管Q1關(guān)斷時提供穩(wěn)態(tài)電壓的電阻R11以及一隔離電阻R7；至少兩組控制電路，分別對開關(guān)管Q1的通斷進行控制，且任何一組控制電路處于生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓；且所有控制電路處于非生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout電壓為0V。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實現(xiàn)了自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護，其具有成本低、可靠性高、使用壽命長，無需人工操作等優(yōu)點。
【專利說明】一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車載終端，具體涉及的是一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，汽車電池的過度放電容易造成汽車電池的損壞和汽車無法點火啟動，車載終端設(shè)備過壓工作可能造成終端的永久損壞。
[0003]為了解決上述問題，需要加入過欠壓保護電路對終端進行保護。但是目前市場上汽車電源系統(tǒng)輸出電源不統(tǒng)一(常見的有12V系統(tǒng)、24V系統(tǒng)、36V系統(tǒng)以及48V系統(tǒng)等)，而不同電源系統(tǒng)要求過欠壓保護的電壓值存在差異，對實現(xiàn)增加一定的難度，現(xiàn)通常做法有兩種:一、分別開發(fā)支持不同電源系統(tǒng)的車載終端，但是會大大增加成本；二、設(shè)計人工操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，實現(xiàn)支持不同電源系統(tǒng)的切換，由于增加了人工操作因素，實際應(yīng)用極為不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此，本發(fā)明的目的在于提供一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，以解決開發(fā)支持不同電源系統(tǒng)的車載終端，存在成本高的問題以及人工手動切換操作不便的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0006]一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，包括:
一連接汽車電池的電壓輸入端Vin ；
一連接車載終端的電壓輸出端Vout ；
一位于電壓輸入端Vin和電壓輸出端Vout之間用于執(zhí)行Vin到Vout通斷的開關(guān)管Q1，一在開關(guān)管Ql關(guān)斷時提供穩(wěn)態(tài)電壓的電阻Rll以及一隔離電阻R7 ；
至少兩組控制電路，分別對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，且任何一組控制電路處于生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓；且所有控制電路處于非生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout電壓為OV。
[0007]進一步地，所述控制電路包括第一組控制電路和第二組控制電路；
所述第一組控制電路包括穩(wěn)壓管DW1、DW3，電阻R1、R2、R3、R9，三極管Q2、Q3以及電路的保護器件DW6、DW7，所述穩(wěn)壓管DWl —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻Rl、R9連接到三極管Q2的B極；穩(wěn)壓管DW3 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R2、R3與三極管Q2的C極連接，所述三極管Q2的C極與三極管Q3的B極連接，所述三極管Q3的C極通過隔離電阻R7與開關(guān)管Ql連接；
所述穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值大于DW3的穩(wěn)壓值；
所述第二組控制電路包括穩(wěn)壓管DW2、Dff4,電阻R4、R5、R6、R10，三極管Q4、Q5以及電路的保護器件DW8、DW9，所述穩(wěn)壓管DW2 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R4、RlO與三極管Q4的B極連接；穩(wěn)壓管DW4 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R5、R6與三極管Q4的C極連接，三極管Q4的C極與三極管Q5的B極連接，所述三極管Q5的C極通過隔離電阻R7與開關(guān)管Ql連接；
所述穩(wěn)壓管DW2的穩(wěn)壓值大于DW4的穩(wěn)壓值，穩(wěn)壓管DW4的穩(wěn)壓值大于穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值；
其中所述第一組控制電路中三極管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)時，第一組控制電路處于生效狀態(tài)，其對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓；
所述第二組控制電路中三極管Q5處于導(dǎo)通狀態(tài)時，第二組控制電路處于生效狀態(tài)，其對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓；
所述第一組控制電路中三極管Q3處于截止狀態(tài)，且同時第二組控制電路中三極管Q5處于截止狀態(tài)時，第一組、第二組控制電路處于非生效狀態(tài)，電壓輸出端Vout電壓為0V。
[0008]進一步地，該電路還包括有開關(guān)管Ql的保護器件0胃5和電容(:1，所述015、(:1、1?11并聯(lián)后一端與電壓輸入端Vin連接，另一端連接到開關(guān)管Ql與隔離電阻R7之間。
[0009]進一步地，電壓輸入端Vin電壓值小于DW3的穩(wěn)壓值時，電壓輸入端Vin電壓低于DW1、DW2、DW3、DW4的擊穿電壓，所述穩(wěn)壓管DW1、DW2、DW3、DW4均等效為高阻，三極管Q3與Q5工作在截止狀態(tài)，開關(guān)管Ql關(guān)斷，電壓輸出端Vout輸出電壓為0V。
[0010]進一步地，電壓輸入端Vin電壓值介于DW3和DWl的穩(wěn)壓值之間時，DW3處于擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)為低阻，此時DW1、DW2、DW4等效為高阻不變，三極管Q3工作在導(dǎo)通狀態(tài)，則開關(guān)管Ql導(dǎo)通，電壓輸出端Vout輸出等于電壓輸入端Vin的電壓值。
[0011]進一步地，電壓輸入端Vin電壓值介于DW4和DWl的穩(wěn)壓值之間時，DW1、DW3處于擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)為低阻，Dff2, DW4等效為高阻不變，Dffl擊穿使Q2工作在導(dǎo)通狀態(tài)，此時Q3截止，開關(guān)管Ql關(guān)斷，電壓輸出端Vout輸出電壓為0V。
[0012]進一步地，電壓輸入端Vin電壓值介于DW2和DW4的穩(wěn)壓值之間時，DW1、DW3、DW4處于擊穿狀態(tài)，等效為低阻，DW2等效為高阻不變，此時三極管Q5工作在導(dǎo)通狀態(tài)，開關(guān)管Ql導(dǎo)通，電壓輸出端Vout輸出等于電壓輸入端Vin的電壓值。
[0013]進一步地，電壓輸入端Vin電壓值大于DW2的穩(wěn)壓值時，DWl、Dff2, Dff3, DW4處于擊穿狀態(tài)，等效為低阻，此時三極管Q3、Q5處于截止工作狀態(tài)，開關(guān)管Ql關(guān)斷，電壓輸出端Vout輸出電壓為0V。
[0014]本發(fā)明通過至少兩組控制電路，分別對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，當任何一組控制電路處于生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout就可得到輸出電壓；當所有控制電路均處于非生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout的電壓為0V。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實現(xiàn)了自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護，其具有成本低、可靠性高、使用壽命長，無需人工操作等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明過欠壓保護電路的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]請參閱圖1所示，圖1為本發(fā)明過欠壓保護電路的電路原理圖。本發(fā)明提供的是一種過欠壓保護電路，其能夠?qū)崿F(xiàn)自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護，具有降低成本、提升可靠性、使用壽命長、自動化等優(yōu)點。
[0018]本發(fā)明包括有電壓輸入端Vin、電壓輸出端Vout、位于電壓輸入端Vin和電壓輸出端Vout之間用于執(zhí)行Vin到Vout通斷的開關(guān)管Ql和至少兩組控制電路，通過兩組控制電路對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，且在任何一組控制電路處于生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout都可以得到輸出電壓；而所有控制電路處于非生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout的電壓則為0V。
[0019]本實施例以兩組控制電路為例進行說明，在實際使用過程中，可以根據(jù)需要增加多組控制電路。
[0020]開關(guān)管Ql主要用于執(zhí)行Vin到Vout的通斷，DW5為開關(guān)管Ql的保護器件；電容Cl的存在可增強整個電路的抗干擾能力；電阻Rll為開關(guān)管Ql關(guān)斷時提供穩(wěn)態(tài)電壓；R7為隔離電阻。其中DW5、Cl、Rll并聯(lián)后一端與電壓輸入端Vin連接，另一端連接到開關(guān)管Ql與隔離電阻R7之間。
[0021]需要說明的是，本實施例中電壓輸入端Vin連接汽車電池，電壓輸出端Vout連接車載終端，R8等效為車載終端，其一端接地，另一端連接在開關(guān)管Ql與電壓輸出端Vout之間。
[0022]第一組控制電路用于實現(xiàn)對開關(guān)管Ql通斷的控制，其包括有穩(wěn)壓管DW1、Dff3,電阻Rl、R2、R3、R9，三極管Q2、Q3以及電路的保護器件DW6、Dff7 ?
[0023]穩(wěn)壓管DWl —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻Rl、R9連接到三極管Q2的B極，而電路的保護器件DW6 —端接地，另一端連接到串聯(lián)的電阻Rl和R9之間。
[0024]穩(wěn)壓管DW3 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R2、R3與三極管Q2的C極連接，而電路的保護器件DW7 —端接地，另一端連接到串聯(lián)的電阻R2和R3之間。三極管Q2的E極接地，C極與三極管Q3的B極連接，所述三極管Q3的C極通過隔離電阻R7與開關(guān)管Ql連接。
[0025]第二組控制電路用于實現(xiàn)對開關(guān)管Ql通斷的控制，其包括有穩(wěn)壓管DW2、DW4，電阻R4、R5、R6、R10，三極管Q4、Q5以及電路的保護器件DW8、DW9。
[0026]穩(wěn)壓管DW2 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R4、R10與三極管Q4的B極連接，電路的保護器件DW8 —端接地，另一端連接在串聯(lián)的電阻R4、RlO之間。
[0027]穩(wěn)壓管DW4 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R5、R6與三極管Q4的C極連接，電路的保護器件DW9 —端接地，另一端連接在串聯(lián)的電阻R5、R6之間。
[0028]三極管Q4的E極接地，C極與三極管Q5的B極連接，所述三極管Q5的C極通過隔尚電阻R7與開關(guān)管Ql連接。
[0029]本實施中第一組控制電路中穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值須大于穩(wěn)壓管DW3的穩(wěn)壓值，第二組控制電路中穩(wěn)壓管DW2的穩(wěn)壓值須大于穩(wěn)壓管DW4的穩(wěn)壓值，穩(wěn)壓管DW4的穩(wěn)壓值大于穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值。
[0030]以DW2>DW4>DW1>DW3的穩(wěn)壓值為條件，對Vin端電壓值在A、B、C、D、E五個階段進行工作原理說明如下(注:如下工作原理說明均忽略Q2、Q3、Q4、Q5三極管的Vbe值)。
[0031]階段一，Vin端電壓值在DW3的穩(wěn)壓值以下:
Vin電壓低DW1、DW2、DW3、DW4的擊穿電壓，4個穩(wěn)壓管均等效為高阻，流過Q3與Q5的Ibe電流幾乎為0，Q3與Q5工作在截止狀態(tài)，則開關(guān)管Ql關(guān)斷，Vout端輸出電壓為0V。
[0032]階段二，Vin端電壓值在DW3?DW1的穩(wěn)壓值之間:
DW3處于擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)為低阻，DW1、DW2、DW4等效為高阻不變；流過Q3的Ibe電流急增。Q3工作在導(dǎo)通狀態(tài),則開關(guān)管Ql導(dǎo)通，Vout端輸出等于Vin端的電壓值。
[0033]階段三，Vin端電壓值在DW1?DW4的穩(wěn)壓值之間:
DffUDW3處于擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)為低阻，DW2、DW4等效為高阻不變；因DWl的擊穿使Q2工作在導(dǎo)通狀態(tài)，Q2的導(dǎo)通引起流過Q3三極管Ibe電流幾乎為0，Q3截止，則開關(guān)管Ql關(guān)斷，Vout端輸出電壓為0V。
[0034]階段四，Vin端電壓值在DW4?DW2的穩(wěn)壓值之間:
DffU Dff3, DW4處于擊穿狀態(tài)，等效為低阻，DW2等效為高阻不變；同階段三分析得知DffU DW3同時處于擊穿狀態(tài)會引起Q3截止；DW4處于擊穿狀態(tài)使流過Q5的Ibe電流急增，Q5工作在導(dǎo)通狀態(tài)；則開關(guān)管Ql導(dǎo)通，Vout端輸出等于Vin端的電壓值。
[0035]階段五，Vin端電壓值在DW2的穩(wěn)壓值以上:
DffU Dff2, Dff3, DW4處于擊穿狀態(tài)，等效為低阻；同階段三分析得知DWl、DW3同時處于擊穿狀態(tài)會引起Q3截止；同理分析，Dff2, Dff4同時處于擊穿狀態(tài)會引起Q5截止；因Q3、Q5都處于截止工作狀態(tài)，開關(guān)管Ql關(guān)斷，Vout端輸出電壓為0V。
[0036]由此可知，Vin端電壓值在DW3?DW1穩(wěn)壓值之間和在DW4?DW2穩(wěn)壓值之間時，Vout端有正常的電壓輸出，反之則為0V，從而實現(xiàn)自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護功能。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，包括: 一連接汽車電池的電壓輸入端Vin ； 一連接車載終端的電壓輸出端Vout ； 一位于電壓輸入端Vin和電壓輸出端Vout之間用于執(zhí)行Vin到Vout通斷的開關(guān)管Q1，一在開關(guān)管Ql關(guān)斷時提供穩(wěn)態(tài)電壓的電阻Rll以及一隔離電阻R7 ； 至少兩組控制電路，分別對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，且任何一組控制電路處于生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓；且所有控制電路處于非生效狀態(tài)時，電壓輸出端Vout電壓為OV。
2.如權(quán)利要求1所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，所述控制電路包括第一組控制電路和第二組控制電路； 所述第一組控制電路包括穩(wěn)壓管DWl、DW3，電阻町、1?2、1?3、1?9，三極管Q2、Q3以及電路的保護器件DW6、DW7，所述穩(wěn)壓管DWl —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻Rl、R9連接到三極管Q2的B極；穩(wěn)壓管DW3 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R2、R3與三極管Q2的C極連接，所述三極管Q2的C極與三極管Q3的B極連接，所述三極管Q3的C極通過隔離電阻R7與開關(guān)管Ql連接； 所述穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值大于DW3的穩(wěn)壓值； 所述第二組控制電路包括穩(wěn)壓管DW2、Dff4,電阻R4、R5、R6、R10，三極管Q4、Q5以及電路的保護器件DW8、DW9，所述穩(wěn)壓管DW2 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R4、RlO與三極管Q4的B極連接；穩(wěn)壓管DW4 —端連接到電壓輸入端Vin，另一端通過電阻R5、R6與三極管Q4的C極連接，三極管Q4的C極與三極管Q5的B極連接，所述三極管Q5的C極通過隔離電阻R7與開關(guān)管Ql連接； 所述穩(wěn)壓管DW2的穩(wěn)壓值大于DW4的穩(wěn)壓值，穩(wěn)壓管DW4的穩(wěn)壓值大于穩(wěn)壓管DWl的穩(wěn)壓值； 其中所述第一組控制電路中三極管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)時，第一組控制電路處于生效狀態(tài)，其對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓； 所述第二組控制電路中三極管Q5處于導(dǎo)通狀態(tài)時，第二組控制電路處于生效狀態(tài)，其對開關(guān)管Ql的通斷進行控制，電壓輸出端Vout可得到輸出電壓； 所述第一組控制電路中三極管Q3處于截止狀態(tài)，且同時第二組控制電路中三極管Q5處于截止狀態(tài)時，第一組、第二組控制電路處于非生效狀態(tài)，電壓輸出端Vout電壓為0V。
3.如權(quán)利要求2所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，還包括有開關(guān)管Ql的保護器件DW5和電容Cl，所述DW5、C1、R11并聯(lián)后一端與電壓輸入端Vin連接，另一端連接到開關(guān)管Ql與隔離電阻R7之間。
4.如權(quán)利要求2所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，電壓輸入端Vin電壓值小于DW3的穩(wěn)壓值時，電壓輸入端Vin電壓低于DW1、DW2、DW3、DW4的擊穿電壓，所述穩(wěn)壓管DW1、DW2、DW3、DW4均等效為高阻，三極管Q3與Q5工作在截止狀態(tài)，開關(guān)管Ql關(guān)斷，電壓輸出端Vout輸出電壓為0V。
5.如權(quán)利要求2所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，電壓輸入端Vin電壓值介于DW3和DWl的穩(wěn)壓值之間時，DW3處于擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)為低阻，此時DffU Dff2, DW4等效為高阻不變，三極管Q3工作在導(dǎo)通狀態(tài)，則開關(guān)管Ql導(dǎo)通，電壓輸出端Vout輸出等于電壓輸入端Vin的電壓值。
6.如權(quán)利要求2所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，電壓輸入端Vin電壓值介于DW4和DW1的穩(wěn)壓值之間時，DW1、DW3處于擊穿狀態(tài)，呈現(xiàn)為低阻，DW2.DW4等效為高阻不變，DW1擊穿使Q2工作在導(dǎo)通狀態(tài)，此時Q3截止，開關(guān)管Q1關(guān)斷，電壓輸出端Vout輸出電壓為0V。
7.如權(quán)利要求2所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，電壓輸入端Vin電壓值介于DW2和DW4的穩(wěn)壓值之間時，DW1、DW3、DW4處于擊穿狀態(tài)，等效為低阻，DW2等效為高阻不變，此時三極管Q5工作在導(dǎo)通狀態(tài)，開關(guān)管Q1導(dǎo)通，電壓輸出端Vout輸出等于電壓輸入端Vin的電壓值。
8.如權(quán)利要求2所述的自動支持不同電源系統(tǒng)的過欠壓保護電路，其特征在于，電壓輸入端Vin電壓值大于DW2的穩(wěn)壓值時，0胃1、012、013、014處于擊穿狀態(tài)，等效為低阻，此時三極管Q3、Q5處于截止工作狀態(tài)，開關(guān)管Q1關(guān)斷，電壓輸出端Vout輸出電壓為0V。
【文檔編號】H02H3/24GK104242233SQ201410501026
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】戴海南 申請人:深圳市伊愛高新技術(shù)開發(fā)有限公司