CN102117086B - 一种汽车电源调压控制模块及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
输入电源通过控制单元检测负载的输出电流来选择输通过高功耗降压模块或通过低功率分压模块输入到调压电路，在小负载情况下通过低功耗分压模块降电压；在大负载情况下通过高功耗降压模块降电压，从而达到防止调压电路过载、为车载电子系统提供可靠的直流电源，缩小了产品的体积，节省了成本，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车电源调压控制模块及其控制方法。
背景技术
目前，汽车的供电系统主要分为12V与24V两种。12V供电系统在汽车上的运用已经十分广泛，主要应用于轿车、小客车等电器负载功率较小的汽车。然而由于加入了大功率负载而对电流的限制等要求，许多大型汽车如大客车、货车等都运用了24V的电源供电系统。
汽车电子系统电源输出的电压一般为5V，主要为主控芯片、逻辑器件等电子元件提供驱动电压。这样，24V汽车供电系统的引入就为汽车电子系统的供电模块提出了新的要求。24V系统内，汽车电源调压控制模块中电子系统供电模块需要将输入的24V直流电压转换成5V的直流电压源。相比12V系统，24V系统更高的输入电压为电子系统的电源模块带来了电流大、发热高、功耗大等新的问题。针对这些问题，现有的解决方案多数是直接将DC to DC调压芯片作为直流电压转换的装置。这种方案的缺陷在于，调压芯片的输入和输出电压差大，若输出端负载电流较高，则芯片上的热损耗会很大，往往会导致芯片发热过高或直接烧坏芯片。若采用输入电压大、极限功率大的调压芯片则比输入电压和功率小的芯片贵出很多，而且为了解决散热问题必须采用大面积的散热片而增加了PCB面板的面积和成本。现有技术往往存在成本高，发热高、易过载、电流不可控等缺点。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种汽车电源调压控制模块以达到为车载电子系统提供可靠、可控制、低热耗并且廉价的供电电源的目的，为了达到上述目的本发明还提供了上述控制模块的控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是，一种汽车电源调压控制模块，包括输入电源，负载，所述的负载与控制单元连接，所述的输入电源分别通过低功率分压模块和高功率降压模块与调压电路连接，所述的调压电路与负载连接，所述的高功率降压模块与控制单元连接。
所述的控制单元与调压电路的输入端连接。
所述的高功率降压模块，包括三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，所述的Q1的基极与控制单元的输出端连接，所述的Q1的发射极接地，Q1的集电极分别通过电阻R1与Q2的发射极连接和通过R1，R2与Q3的集电极连接，所述的Q2的基极分别通过电阻R3，R4与输入电源连接，所述的Q2的集电极与Q3的基极连接，所述的Q3的发射极与输入电源连接，所述的Q3的集电极与调压电路的输入端连接。所述的输入电源为24V直流电源。
所述的低功率分压模块由若干电阻并联组成，所述的电阻的一端与三极管Q3的集电极连接，另一端与三极管Q3的发射极连接。
一种汽车电源调压控制模块的控制方法，输入电源通过控制单元检测负载的输出电流来选择输通过高功耗降压模块或通过低功率分压模块输入到调压电路。
所述的控制单元通过检测调压电路的输入电压，控制输入电源通过高功耗降压模块输入到调压电路。
一种汽车电源调压控制模块的控制方法，其具体包括以下步骤：
步骤100，流程开始；
步骤101，输入电源输入24V电源；
步骤102，判断负载是否处于工作状态或负载电流较大时，判断结果为是，进入步骤103，判断结果为否，进入步骤104；
在步骤103，控制单元输出高电平电压；进入步骤105；
在步骤104，控制单元输出低电平电压；进入步骤106；
在步骤105，输入电源通过高功耗降压模块输入到调压电路，进入步骤107；
在步骤106，输入电源通过低功耗分压模块输入到调压电路，进入步骤107，
在步骤107，判断调压电路的输入电压是否≤16V，判断结构为是，返回步骤103；判断结果为否，进入步骤108；
在步骤108，输出5V电源到负载，返回步骤102。
本发明与现有技术相比，输入电源通过控制单元检测负载的输出电流来选择输通过高功耗降压模块或通过低功率分压模块输入到调压电路，在小负载情况下通过低功耗分压模块降电压；在大负载情况下通过高功耗降压模块降电压，从而达到防止调压电路过载、为车载电子系统提供可靠的直流电源，缩小了产品的体积，节省了成本，降低了能耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明电路原理图；
图2为本发明控制方法的步骤流程图；
在图1-2中，1、输入电源，2、负载，3、低功率分压模块，4、高功率降压模块，5、控制单元，6、调压电路。
具体实施方式
如图1-2所示，一种汽车电源调压控制模块，包括输入电源1，负载2，所述的负载2与控制单元5连接，所述的输入电源1分别通过低功率分压模块3和高功率降压模块4与调压电路6连接，所述的调压电路6与负载2连接，所述的高功率降压模块4与控制单元5连接。
所述的控制单元5与调压电路6的输入端连接。
所述的高功率降压模块4，包括三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，所述的Q1的基极与控制单元5的输出端连接，所述的Q1的发射极接地，Q1的集电极分别通过电阻R1与Q2的发射极连接和通过R1，R2与Q3的集电极连接，所述的Q2的基极分别通过电阻R3，R4与输入电源1连接，所述的Q2的集电极与Q3的基极连接，所述的Q3的发射极与输入电源1连接，所述的Q3的集电极与调压电路6的输入端连接。
所述的输入电源1为24V直流电源。
所述的低功率分压模块3由若干电阻并联组成，所述的电阻的一端与三极管Q3的集电极连接，另一端与三极管Q3的发射极连接。
控制单元5的输入端还与负载2连接，控制单元5通过检测负载的输出电流来选择输入电源是通过高功耗降压模块向调压电路供电还是通过低功率分压模块向调压电路供电。
当控制单元5发现负载2处于工作状态或负载2电流较大时，控制单元输出高电平电压到三极管Q1的基极，三极管Q1，Q2，Q3均导通，输入电源通过高功耗降压模块4向调压电路6供电，其电流流过高功耗降压模块4。此时电流从三极管Q3的发射极流过集电极，三极管Q3的发射极与集电极之间管压降三极管Q3集电极输出的电压降低。高功耗降压模块4工作时，三极管Q3的集电极输出与调压电路6相连接，调压电路6的输入电压经过Q3的降压作用后，降低了调压电路6的输入端和输出端的压差。以此达到在大负载的情况下降低调压电路6的的工作温度，保证电路不过载的目的。
当控制单元5发现负载2处于不工作状态或者负载电流较小时，控制单元5输出低电平电压到三极管Q1的基极，三极管Q1、Q2、Q3关闭，输入电源1通过低功率分压模块3向调压电路6供电，电流流过低功耗分压模块3。此时高功耗降压模块4断路不工作。由于此时负载2电流较小，所以流经调压电路6的电流很小，固输入电压无需经过大幅降压处理。电流从低功耗分压模块的电阻流过，后直接输入调压电路6。
控制单元5还实时监测调压电路6的输入电压。当此引脚的输入电压过低(≤16V)时，说明在大负载情况下高功耗降压模块4未工作而低功耗分压模块3上的电流过大。此时控制单元5输出高电平电压到三极管Q1的基极，打开高功耗降压模块以防止软件控制失误烧坏低功耗分压模块。
一种汽车电源调压控制模块的控制方法，输入电源1通过控制单元5检测负载2的输出电流来选择输通过高功耗降压模块4或通过低功率分压模块3输入到调压电路6。
所述的控制单元5通过检测调压电路6的输入电压，控制输入电源1通过高功耗降压模块4输入到调压电路6。
一种汽车电源调压控制模块的控制方法，其具体包括以下步骤：
步骤100，流程开始；
步骤101，输入电源输入24V电源；
步骤102，判断负载是否处于工作状态或负载电流较大时，判断结果为是，进入步骤103，判断结果为否，进入步骤104；
在步骤103，控制单元输出高电平电压；进入步骤105；
在步骤104，控制单元输出低电平电压；进入步骤106；
在步骤105，输入电源通过高功耗降压模块输入到调压电路，进入步骤107；
在步骤106，输入电源通过低功耗分压模块输入到调压电路，进入步骤107，
在步骤107，判断调压电路的输入电压是否≤16V，判断结构为是，返回步骤103；判断结果为否，进入步骤108；
在步骤108，输出5V电源到负载，返回步骤102。
Claims (3)
1.一种汽车电源调压控制模块，包括输入电源（1），负载（2），所述的负载（2）与控制单元（5）连接，其特征在于：所述的输入电源（1）分别通过低功率分压模块（3）和高功率降压模块（4）与调压电路（6）连接，所述的调压电路（6）与负载（2）连接，所述的高功率降压模块（4）与控制单元（5）的输出端连接，所述的控制单元（5）的输入端与调压电路（6）的输入端连接，所述的高功率降压模块（4），包括三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，所述的Q1的基极与控制单元（5）的输出端连接，所述的Q1的发射极接地，Q1的集电极分别通过电阻R1与Q2的发射极连接和通过R1 ，R2与Q3的集电极连接，所述的Q2的基极分别通过电阻R3,R4与输入电源1连接，所述的Q2的集电极与Q3的基极连接，所述的Q3的发射极与输入电源（1）连接，所述的Q3的集电极与调压电路（6）的输入端连接，所述的电阻R3与电阻R4并联，所述的电阻R1与电阻R2串联。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电源调压控制模块，其特征在于：所述的低功率分压模块（3）由若干电阻并联组成，所述的电阻的一端与三极管Q3的集电极连接，另一端与三极管Q3的发射极连接。
3.一种根据权利要求1所述的汽车电源调压控制模块的控制方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
步骤100，流程开始；
步骤101，输入电源输入24V电源；
步骤102，判断负载是否处于工作状态或负载电流较大时，判断结果为是，进入步骤103，判断结果为否，进入步骤104；
在步骤103，控制单元输出高电平电压；进入步骤105；
在步骤104，控制单元输出低电平电压；进入步骤106；
在步骤105，输入电源通过高功耗降压模块输入到调压电路，进入步骤107；
在步骤106，输入电源通过低功耗分压模块输入到调压电路，进入步骤107，
在步骤107，判断调压电路的输入电压是否≤16V，判断结构为是，返回步骤103；判断结果为否，进入步骤108；
在步骤108，输出5V电源到负载，返回步骤102。
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