本實用新型涉及電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
汽車在點(diǎn)火發(fā)動時，內(nèi)燃機(jī)的起動電機(jī)電路通電時會導(dǎo)致的蓄電池電壓的驟降，往往低于了車載設(shè)備的正常工作電壓范圍，有時點(diǎn)火不成功需再次點(diǎn)火，輸出的電壓不穩(wěn)導(dǎo)致車載設(shè)備處于反復(fù)通斷的過程，對設(shè)備極為不利。在點(diǎn)火成功后，蓄電池與啟動電機(jī)斷開的瞬間會出現(xiàn)拋負(fù)載現(xiàn)象，產(chǎn)生浪涌電壓為汽車本身電源電壓的數(shù)倍，遠(yuǎn)超出車載設(shè)備的工作電壓范圍。然而車載設(shè)備又不可避免的處于這種復(fù)雜的電壓環(huán)境中，這就要求設(shè)備本身要具有抗干擾的能力。
申請?zhí)枮?00810071906.7的中國專利文件公開了一種車載電源抗浪涌裝置，其主要是該裝置涉及一種直流電源附屬設(shè)備，它的N溝道MOS管D端連接汽車電源，S端向負(fù)載提供驅(qū)動電壓，在MOS管的D端與G端之間設(shè)置啟動電路，在汽車電源最初提供輸入電源時，為G端提供初始驅(qū)動電壓啟動該設(shè)備；該MOS管G端與地線之間設(shè)鉗位電路，在D端的電源高于鉗位電壓而低于關(guān)斷電壓時控制S端輸出略低于鉗位電壓；該MOS管D端與地線之間設(shè)過壓保護(hù)電路，其輸出端連接該MOS管G端，控制該MOS管在D端電壓高于關(guān)斷電壓時切斷S端輸出，解決抵抗持續(xù)的高浪涌電壓沖擊的問題。
然而上述的解決方案存在如下缺點(diǎn)：利用N溝道MOS作為開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)浪涌時，MOS管的S端的對地的電壓為31V，當(dāng)輸入電壓超出62V是，為了斷開MOS開關(guān)管，將G端通過一個三極管拉到地，此時VGS的電壓為-31V，已經(jīng)超出MOS管的規(guī)范(±20V)，極易導(dǎo)致MOS管擊穿而損壞，對設(shè)備安全帶來隱患，同時在汽車剛啟動時，沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?dǎo)通延時，對設(shè)備也會帶來一些損傷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有上電延時保護(hù)處理的車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路，有效避免在車輛點(diǎn)火過程中電源不穩(wěn)定使得車載設(shè)備頻繁處于通斷的狀態(tài)。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：
一種車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路，包括：依次電連接的電源輸入保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路、上電延時電路、過壓保護(hù)電路和開關(guān)電路；所述電源輸入保護(hù)電路的輸入端與電源電連接，所述開關(guān)電路的輸出端與車載設(shè)備電連接；
所述電源輸入保護(hù)電路包括雙向抑制二極管和第一二極管；
所述穩(wěn)壓電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管、第二二極管、第三二極管、第一三極管、第二三極管和第一電容；
所述上電延時電路包括第八電阻、第九電阻、第十電阻、第二電容和第一運(yùn)算放大器；第一運(yùn)算放大器包括第一正向輸入端、第一反向輸入端、第一電源端、第一接地端和第一輸出端；所述第一接地端接地；
所述過壓保護(hù)電路包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻和第二運(yùn)算放大器；第二運(yùn)算放大器包括第二正向輸入端、第二反向輸入端、第二電源端、第二接地端和第二輸出端；所述第二接地端接地；
所述開關(guān)電路包括第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第三三極管、第三穩(wěn)壓管和場效應(yīng)管；
所述雙向抑制二極管的一端和第一二極管的正極分別與電源的正極電連接，雙向抑制二極管的另一端接地；
所述第一二極管的負(fù)極分別與第一電阻的一端、第二電阻的一端、第六電阻的一端、第十三電阻的一端、第十七電阻的一端、第三穩(wěn)壓管的負(fù)極和場效應(yīng)管的源極電連接；
所述第一電阻的另一端通過第一穩(wěn)壓管分別與第三電阻的一端、第四電阻的一端和第一三極管的基極電連接；所述第四電阻的另一端接地，第一三極管的發(fā)射極接地；
所述第二電阻的另一端分別與第一三極管的集電極和第五電阻的一端電連接，所述第五電阻的另一端與第二三極管的基極電連接；
所述第六電阻的另一端與第二三極管的集電極電連接；
所述第二三極管的發(fā)射極通過第二穩(wěn)壓管接地，第二三極管的發(fā)射極通過第二二極管分別與第三二極管的負(fù)極、第一電容的一端、第七電阻的一端和第一電源電連接；
所述第一電容的另一端接地，第七電阻的另一端接地；
所述第八電阻的一端、第九電阻的一端、第一運(yùn)算放大器的第一電源端和第二運(yùn)算放大器的第二電源端分別與第一電源電連接；
所述第八電阻的另一端通過第二電容接地，第八電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器的第一正向輸入端電連接；
所述第九電阻的另一端通過第十電阻接地，第九電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器的第一反向輸入端電連接；
所述第一運(yùn)算放大器的第一輸出端通過第十一電阻分別與第十二電阻的一端、第三電容的一端和第二運(yùn)算放大器的第二正向輸入端電連接，第十二電阻的另一端接地，第三電容的另一端接地；
所述第十三電阻的另一端通過第十四電阻接地，第十三電阻的另一端與第二運(yùn)算放大器的第二反向輸入端電連接；所述第二運(yùn)算放大器的第二輸出端通過第十五電阻分別與第十六電阻的一端和第三三極管的基極電連接，所述第十六電阻的另一端接地，所述第三三極管的發(fā)射極接地；
所述第十七電阻的另一端、第三穩(wěn)壓管的正極和場效應(yīng)管的柵極電連接后通過第十八電阻與第三三極管的集電極電連接；
所述場效應(yīng)管的漏極與車載設(shè)備電連接。
進(jìn)一步的，還包括第四二極管，所述第四二極管的負(fù)極與第一電源電連接，所述第四二極管的正極與第二運(yùn)算放大器的第二正向輸入端電連接。
進(jìn)一步的，所述第十七電阻和第十八電阻的阻值比為3:1。
本實用新型的有益效果在于：
本實用新型的車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路是車輛在點(diǎn)火啟動時先進(jìn)行上電延時保護(hù)處理，且延時時間不受輸入電源的大小而改變，有效避免了在點(diǎn)火過程中電源的不穩(wěn)定使得設(shè)備頻繁處于通斷的狀態(tài)而帶來不利影響。車載設(shè)備正常啟動工作后，由車載設(shè)備后級的電源反饋給控制電路，同時關(guān)閉由電阻與穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路，減低了功率損耗。對輸入電源的大小進(jìn)行時時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)由拋負(fù)載等引起的浪涌電壓時，將MOS管開關(guān)關(guān)閉處理，等待電源恢復(fù)正常后，重新啟動設(shè)備，有效的保護(hù)了車載設(shè)備的安全性。
附圖說明
圖1為本實用新型的車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路的電路連接圖。
具體實施方式
為詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。
請參照圖1，本實用新型提供的一種車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路，包括：依次電連接的電源輸入保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路、上電延時電路、過壓保護(hù)電路和開關(guān)電路；所述電源輸入保護(hù)電路的輸入端與電源電連接，所述開關(guān)電路的輸出端與車載設(shè)備電連接；
所述電源輸入保護(hù)電路包括雙向抑制二極管D3和第一二極管D1；
所述穩(wěn)壓電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R11、第四電阻R13、第五電阻R6、第六電阻R3、第七電阻R14、第一穩(wěn)壓管D4、第二穩(wěn)壓管D9、第二二極管D7、第三二極管D6、第一三極管Q3、第二三極管Q2和第一電容C1；
所述上電延時電路包括第八電阻R7、第九電阻R5、第十電阻R16、第二電容C2和第一運(yùn)算放大器U1A；所述第一運(yùn)算放大器采用型號為LMV358的芯片，第一運(yùn)算放大器包括第一正向輸入端(圖1中U1A的標(biāo)號為3的引腳)、第一反向輸入端(圖1中U1A的標(biāo)號為2的引腳)、第一電源端(圖1中U1A的標(biāo)號為8的引腳)、第一接地端(圖1中U1A的標(biāo)號為4的引腳)和第一輸出端(圖1中U1A的標(biāo)號為1的引腳)；所述第一接地端接地；
所述過壓保護(hù)電路包括第十一電阻R10、第十二電阻R17、第十三電阻R8、第十四電阻R18和第二運(yùn)算放大器U1B；所述第二運(yùn)算放大器也同樣采用型號為LMV358的芯片，第二運(yùn)算放大器包括第二正向輸入端(圖1中U1B的標(biāo)號為5的引腳)、第二反向輸入端(圖1中U1B的標(biāo)號為6的引腳)、第二電源端(圖1中U1B的標(biāo)號為8的引腳)、第二接地端(圖1中U1B的標(biāo)號為4的引腳)和第二輸出端(圖1中U1B的標(biāo)號為7的引腳)；所述第二接地端接地；
所述開關(guān)電路包括第十五電阻R12、第十六電阻R19、第十七電阻R4、第十八電阻R9、第三三極管Q4、第三穩(wěn)壓管D2和場效應(yīng)管Q1；
所述雙向抑制二極管的一端和第一二極管的正極分別與電源的正極電連接，雙向抑制二極管的另一端接地；
所述第一二極管的負(fù)極分別與第一電阻的一端、第二電阻的一端、第六電阻的一端、第十三電阻的一端、第十七電阻的一端、第三穩(wěn)壓管的負(fù)極和場效應(yīng)管的源極電連接；
所述第一電阻的另一端通過第一穩(wěn)壓管分別與第三電阻的一端、第四電阻的一端和第一三極管的基極電連接；所述第四電阻的另一端接地，第一三極管的發(fā)射極接地；
所述第二電阻的另一端分別與第一三極管的集電極和第五電阻的一端電連接，所述第五電阻的另一端與第二三極管的基極電連接；
所述第六電阻的另一端與第二三極管的集電極電連接；
所述第二三極管的發(fā)射極通過第二穩(wěn)壓管接地，第二三極管的發(fā)射極通過第二二極管分別與第三二極管的負(fù)極、第一電容的一端、第七電阻的一端和第一電源電連接；
所述第一電容的另一端接地，第七電阻的另一端接地；
所述第八電阻的一端、第九電阻的一端、第一運(yùn)算放大器的第一電源端和第二運(yùn)算放大器的第二電源端分別與第一電源電連接；
所述第八電阻的另一端通過第二電容接地，第八電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器的第一正向輸入端電連接；
所述第九電阻的另一端通過第十電阻接地，第九電阻的另一端與第一運(yùn)算放大器的第一反向輸入端電連接；
所述第一運(yùn)算放大器的第一輸出端通過第十一電阻分別與第十二電阻的一端、第三電容的一端和第二運(yùn)算放大器的第二正向輸入端電連接，第十二電阻的另一端接地，第三電容的另一端接地；
所述第十三電阻的另一端通過第十四電阻接地，第十三電阻的另一端與第二運(yùn)算放大器的第二反向輸入端電連接；所述第二運(yùn)算放大器的第二輸出端通過第十五電阻分別與第十六電阻的一端和第三三極管的基極電連接，所述第十六電阻的另一端接地，所述第三三極管的發(fā)射極接地；
所述第十七電阻的另一端、第三穩(wěn)壓管的正極和場效應(yīng)管的柵極電連接后通過第十八電阻與第三三極管的集電極電連接；
所述場效應(yīng)管的漏極與車載設(shè)備電連接。
從上述描述可知，本實用新型的有益效果在于：本實用新型的車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路是車輛在點(diǎn)火啟動時先進(jìn)行上電延時保護(hù)處理，且延時時間不受輸入電源的大小而改變，有效避免了在點(diǎn)火過程中電源的不穩(wěn)定使得設(shè)備頻繁處于通斷的狀態(tài)而帶來不利影響。車載設(shè)備正常啟動工作后，由車載設(shè)備后級的電源反饋給控制電路，同時關(guān)閉由電阻與穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路，減低了功率損耗。對輸入電源的大小進(jìn)行時時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)由拋負(fù)載等引起的浪涌電壓時，將MOS管開關(guān)關(guān)閉處理，等待電源恢復(fù)正常后，重新啟動設(shè)備，有效的保護(hù)了車載設(shè)備的安全性。
進(jìn)一步的，還包括第四二極管D5，所述第四二極管的負(fù)極與第一電源電連接，所述第四二極管的正極與第二運(yùn)算放大器的第二正向輸入端電連接。
進(jìn)一步的，所述第十七電阻R4和第十八電阻R9的阻值比為3:1。
輸入保護(hù)電路：電源輸入端并聯(lián)一個TVS管D3到GND，TVS管SFI2220SA470的動作電壓為45V，殘壓小于77V。當(dāng)系統(tǒng)在上電或者工作于拋負(fù)載狀態(tài)出現(xiàn)浪涌電壓時，TVS管D3擊穿呈現(xiàn)低阻通路，將能量快速釋放到大地，將電壓鉗位在77V以內(nèi)。同時接一個規(guī)格為100V/3A的二極管D1，實現(xiàn)防反接保護(hù)。將TVS管D3放置在二極管D1前端，有利于減輕二極管的D1的負(fù)擔(dān)。
穩(wěn)壓電路：輸入電源在9V-36V范圍內(nèi)，剛上電時，NPN管Q3的基極因無驅(qū)動信號而截止，此時電流經(jīng)R2、R6流向NPN管Q2，Q2導(dǎo)通，阻值1K的功率電阻R3與5.1V的穩(wěn)壓管D9形成通路，構(gòu)成一個5.1V穩(wěn)壓電路，經(jīng)D7向控制核心電路供電。在二極管會形成一個05V-0.7V左右的壓降，控制電路實際的工作電壓在4.5V左右，C1實現(xiàn)儲能濾波，R14為放電原件。任何時候出現(xiàn)大于43V的浪涌電壓時，D4導(dǎo)通，三極管Q3導(dǎo)通，此時Q2截止，關(guān)閉穩(wěn)壓電路，達(dá)到保護(hù)功率電阻和穩(wěn)壓管D9作用。
上電延時電路：控制電路由低壓型運(yùn)放LMV358為核心，電源電壓經(jīng)R6與R16分壓后輸入至第一級運(yùn)放U1A的反向輸入端，作為延時電路的參考比較電壓，電壓值設(shè)置在3V。R7與C2組成充電回路，C2的正極輸入至運(yùn)放U1A的正向輸入端。剛上電時，C2兩端電壓為0V，經(jīng)R7電阻對C2進(jìn)行充電，只有當(dāng)C2的電壓大于3V時，運(yùn)放U1A才輸出高電平，達(dá)到上電延時的功能。該延時機(jī)制的充電電壓一直保持在4.5V左右，輸入電源大小不會改變上電延時充電時間，只有通過設(shè)置R7與C2的值才可以改變延時時間，二極管D5為放電回路提供快速放電的功能。
過壓保護(hù)電路：上電延時之后，U1A輸出高電平，經(jīng)R10、R17分壓C3濾波，輸入至第二級運(yùn)放U1B的正向輸入端，分壓電壓值設(shè)置在3V，作為過壓保護(hù)的參考電壓。浪涌過壓的閥值設(shè)置在60V左右，R8與R18將輸入的電源進(jìn)行分壓，接到U1B的反向輸入端。正常電壓范圍內(nèi)，U1B的正向輸入端的電壓高于反向輸入端，運(yùn)放輸出高電平，三極管Q4導(dǎo)通，P溝道MOS管得到驅(qū)動電壓信號實現(xiàn)導(dǎo)通，對后級電路正常供電。當(dāng)浪涌電壓出現(xiàn)時，U1B的反向輸入端的電壓超過3V，高于正向輸入端，此時運(yùn)放輸出低電平，三極管Q4就截止，P溝道MOS管截止，實現(xiàn)過壓斷電保護(hù)的功能。
控制切換電路：因由R3與穩(wěn)壓管D9構(gòu)成的5.1V穩(wěn)壓電源自身存在功率損耗，且隨著輸入電壓的升高損耗也隨之增大，故在車載設(shè)備模塊電源5V啟動后，將電源反饋給控制電路，給控制電路供電。Q3導(dǎo)通，Q2就截止，從而關(guān)斷了前級穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路。由運(yùn)放組成的控制電路因有后級電源的供給繼續(xù)正常工作。當(dāng)出現(xiàn)大于60V浪涌電壓時，R1和D4構(gòu)成的通路形成驅(qū)動信號和后級5V電源共同作用，三極管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)，穩(wěn)壓電路處于關(guān)閉狀態(tài)，同時運(yùn)放U1B輸出低電平信號，P溝道MOS管關(guān)斷，此時控制電路也無電源供電，MOS管開關(guān)就一直關(guān)閉，實現(xiàn)過壓保護(hù)設(shè)備的功能。當(dāng)輸入電源恢復(fù)正常后，Q3截止，穩(wěn)壓電路啟動，車載設(shè)備也將重新啟動。
開關(guān)電路：采用耐壓為100V/9.4A的P溝道MOS管12P10，驅(qū)動電路由R4、D2、R9和Q4構(gòu)成，R4與R9的電阻比值設(shè)置為3:1，保證了在較低的輸入電壓時，對MOS管的正常驅(qū)動。在R4兩端并聯(lián)一個12V穩(wěn)壓管，當(dāng)輸入電源電壓較大時，保證驅(qū)動信號電壓不高于12V，達(dá)到保護(hù)MOS管的作用。
綜上所述，本實用新型提供的一種車載設(shè)備延時浪涌保護(hù)電路是車輛在點(diǎn)火啟動時先進(jìn)行上電延時保護(hù)處理，且延時時間不受輸入電源的大小而改變，有效避免了在點(diǎn)火過程中電源的不穩(wěn)定使得設(shè)備頻繁處于通斷的狀態(tài)而帶來不利影響。車載設(shè)備正常啟動工作后，由車載設(shè)備后級的電源反饋給控制電路，同時關(guān)閉由電阻與穩(wěn)壓管組成的穩(wěn)壓電路，減低了功率損耗。對輸入電源的大小進(jìn)行時時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)由拋負(fù)載等引起的浪涌電壓時，將MOS管開關(guān)關(guān)閉處理，等待電源恢復(fù)正常后，重新啟動設(shè)備，有效的保護(hù)了車載設(shè)備的安全性。
以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。