CN103701196A - 一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，由一级DC/DC电路、二级DC/DC电路、电容充放电电路、失电判别电路、旁路开关电路构成，一级DC/DC电路的输出端B2与二级DC/DC电路输入端和电容充放电电路相连接，旁路开关电路的输入、输出端并接在二级DC/DC电路的两端，失电判别电路的一输入端与一级DC/DC电路的输出端B2的分压采样点B4连接，另一输入端与车用电源的输出端A1配置的精密电压基准源B5相连接，失电判别电路输出端B3分别与旁路开关电路和二级DC/DC电路控制端连接，控制旁路开关电路和二级DC/DC电路的工作。其特点是增加了在瞬时失电时维持短时正常供电的功能，保证车载设备安全可靠运行。

Description

一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源
技术领域
本发明涉及一种车用电源，特别是一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源。
背景技术
现有的车载设备都是使用车辆供电系统供电，经直流电压转换器变换为设备使用的电源，这种车用电源存在的问题是：车辆点火启动时，电瓶电压会发生急剧降低，导致已经工作的车载设备暂停工作，待点火结束、车辆发动后，暂停工作的车载设备才重新启动恢复正常。这种情况对车载设备会产生一些不良影响，特别是频繁的启动将降低车载设备的使用寿命，对智能化程度较高、内嵌操作系统的设备，需要等待软件系统重新启动后才能进入工作状态，特别是带有GPS、2G/3G网络的智能设备，重新启动需要较长的时间恢复定位或网络连接，这给驾驶人员带来诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，该电源能保持不间断供电。
本发明的技术解决方案是：一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，包括：一级DC/DC电路，其特征在于还设置有二级DC/DC电路、电容充放电电路、失电判别电路、旁路开关电路，一级DC/DC电路的输出端B2与二级DC/DC电路输入端和电容充放电电路相连接，旁路开关电路的输入、输出端并接在二级DC/DC电路的两端，失电判别电路的一输入端与一级DC/DC电路的输出端B2的分压采样点B4连接，另一输入端与车用电源的输出端A1配置的精密电压基准源B5相连接，失电判别电路输出端B3分别与旁路开关电路和二级DC/DC电路控制端连接，控制旁路开关电路和二级DC/DC电路的工作。
所述的旁路开关控制电路是由单路模式的MOS管构成或由多路模式的MOS管构成。
所述的失电判别电路是由LM293电压比较器构成，LM293电压比较器的输入端分别与一级DC/DC电路输出端B2的分压采样点B4和车用电源输出端A1配置的精密电压基准源B5相连接，输出端B3分别与旁路开关电路和二级DC/DC电路的控制端连接，控制旁路开关电路和二级DC/DC电路的通断。  
所述的电容充放电电路是由2个相互串接的超级电容C1、C2构成，超级电容C1、C2分别并联稳压二极管D1、D2，超级电容经充电限流电阻R1、R2与一级DC/DC电路输出端B2连接，经单向二级管D3与二级DC/DC电路输入端连接。
由单路模式或多路模式的MOS管构成的旁路开关电路，每一路均采用 2个P沟道场效应管T1、T2反向串联，两个场效应管的门级与门级相连，漏级与漏极相连。 
本发明采用了两级串联DC/DC电路，并在第二级DC/DC电路的两端连接旁路开关电路，通过失电判别电路检测一级DC/DC电路的输出电压，当有瞬间失电的情况发生时，失电判别电路输出端B3控制旁路开关电路断开，切断一级DC/DC电路，启动二级DC/DC电路工作，电容充放电路经二级DC/DC电路输出，为车载设备供电，保证车载设备的正常运行。
本发明的特点是：增加了在瞬时失电时维持正常供电的功能，在不影响原有电源工作效率的同时，可以在车辆点火的瞬间维持车载设备的正常工作，保证车载设备安全可靠运行，不受瞬时失电的影响。其电路结构简单，成本低廉，便于生产，适于广泛推广。
附图说明
图1为本发明电路原理示意图；
图2为本发明单路模式旁路开关电路图；
图3为本发明多路模式旁路开关电路图；
图4为本发明失电判别电路图；
图5为本发明在输入电源V1瞬时失电时对应电源输出V2的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，由一级DC/DC电路、二级DC/DC电路、电容充放电电路、失电判别电路和旁路开关电路连接构成，一级DC/DC电路的输入端A、B与车辆电源即电瓶连接，输出端B2与二级DC/DC电路输入端和电容充放电电路相连接，二级DC/DC电路的输出连接至车用电源的输出端A1、B1。
电容充放电电路是由限流电阻R1、R2、两个串接的超级电容C1、C2以及单向二极管D3连接构成，每个超级电容的两端并联2.5V稳压二极管D1、D2，在充电过程中起到对2个超级电容电压均衡的作用，超级电容C1的一端经限流电阻R1、R2与一级DC/DC电路输出端B2连接，同时经单向二极管D3与二级DC/DC电路的输入端连接，超级电容C2的另一端接地。
连接在二级DC/DC电路的两端的旁路开关电路是由单路模式的MOS管T1、T2构成，见图2。如果设备电流较大，也可以采用多路模式的MOS管构成，见图3。无论是单路模式还是多路模式，其每一路均采用 2个P沟道场效应管T1、T2反向串联，两个场效应管的门级与门级相连，漏级与漏极相连。
失电判别电路是由LM293电压比较器构成，LM293电压比较器的输入端6脚连接一级DC/DC电路输出端B2通过R3和R4分压后的电压采样点B4、8脚和车用电源输出端A1连接，输出端7脚即B3端通过上拉电阻R6分别与旁路开关电路和二级DC/DC电路连接，控制旁路开关电路和二级DC/DC电路的通断，5脚接精密基准电压参考源B5，精密基准电压参考源由分压电阻R5和稳压二极管D5构成，并接在车辆电源输入A1、B1端，为其提供基准电压，见图4。 
本发明的工作过程是：正常供电时，只有一级DC/DC电路和旁路开关电路工作，二级DC/DC电路关断，第一级DC/DC电路将车辆电源供给的12V或24V转换为5.2V电压输出，经过旁路开关电路的MOS管T1、T2直接为车载设备供电，同时给超级电容C1、C2充电。当车辆点火启动，电瓶电压发生急剧降低时，电压变化如图5中V1状态，此时失电判别电路检测到第一级DC/DC电路输出端B2电压跌落至5V以下，失电判别电路立即关断旁路开关电路的MOS管T1、T2，同时启动二级DC/DC电路，将超级电容中储存的电能经二级DC/DC电路输出为车载设备供电，即将超级电容储存的2.5V至5V之间的电能升压到设备可以使用的5V标准电压，电压为图5中V2状态，从而实现了在车辆电源即电瓶瞬间电压跌落时仍能保证车载设备正常工作的目的。当车辆电源电压恢复正常时，第一级DC/DC电路恢复工作，失电判别电路检测到一级DC/DC电路输出的5.2V电压，接通旁路开关电路的MOS管，关断二级DC/DC电路，恢复正常的工作模式，由一级DC/DC电路、旁路开关电路重新给车载设备供电，并继续对超级电容充电。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但并不局限于此实施例。但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，包括：一级DC/DC电路，其特征在于还设置有二级DC/DC电路、电容充放电电路、失电判别电路、旁路开关电路，一级DC/DC电路的输出端B2与二级DC/DC电路输入端和电容充放电电路相连接，旁路开关电路的输入、输出端并接在二级DC/DC电路的两端，失电判别电路的一输入端与一级DC/DC电路的输出端B2的分压采样点B4连接，另一输入端与车用电源的输出端A1配置的精密电压基准源B5相连接，失电判别电路输出端B3分别与旁路开关电路和二级DC/DC电路控制端连接，控制旁路开关电路和二级DC/DC电路的工作。
2.根据权利要求1所述的一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，其特征在于所述的旁路开关控制电路是由单路模式的MOS管构成或由多路模式的MOS管构成。
3.根据权利要求1所述的一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，其特征在于所述的失电判别电路是由LM293电压比较器构成，LM293电压比较器的输入端分别与一级DC/DC电路输出端B2的分压采样点B4和车用电源输出端A1配置的精密电压基准源B5相连接，输出端B3分别与旁路开关电路和二级DC/DC电路的控制端连接，控制旁路开关电路和二级DC/DC电路的通断。 
4.根据权利要求1所述的一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，其特征在于所述的电容充放电电路是由2个相互串接的超级电容C1、C2构成，超级电容C1、C2分别并联稳压二极管D1、D2，超级电容经充电限流电阻R1、R2与一级DC/DC电路输出端B2连接，经单向二级管D3与二级DC/DC电路输入端连接。
5.根据权利要求2所述的一种能补偿车载设备瞬时失电的车用电源，其特征在于由单路模式或多路模式的MOS管构成的旁路开关电路，每一路均采用 2个P沟道场效应管T1、T2反向串联，两个场效应管的门级与门级相连，漏级与漏极相连。
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