CN104065032A - 一种车载电源的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车领域，具体涉及一种车载电源的控制系统。一种车载电源的控制系统，包括：供电设备、分压网络组模块、比较器组、基准电源、至少一个继电器、控制模块、显示单元，供电设备分别与至少一个继电器、分压网络组模块相连，比较器组分别与分压网络组模块、基准电源、控制模块相连，控制模块与继电器相连，继电器与用电设备相连。本发明可在线编程设置过欠压断点及控制时序，具有自保护功能等优点。

Description

一种车载电源的控制系统

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种车载电源的控制系统。

背景技术

随着总线技术的广泛应用，汽车电气系统总的发展趋势是分布式控制系统替代集中式控制系统，且智能化器件越来越多。在这样的系统中，最后的发展趋势是电力线束互相独立，汽车的电源网络作为一个相对独立的系统存在。

由于燃油经济性，动力学及舒适性的原因，车载电力电子设备广泛使用，汽车上电气的总功率不断提高，高端轿车的平均电功率从20世纪70年代不到500W上升到2005年的3000W，而且还在不断增加，因此汽车用电安全越来越受到重视。

但是在车载电源在使用过程中，却存在以下不足之处：

1.车载电源与车载用电设备之间缺少过欠压缓冲区；

2.通断电功能过于单一，不能有效控制用电设备的通断电时序，不利于控制用电设备工作状态。

发明内容

发明目的：为解决上述问题，本发明公开一种车载电源的控制系统。

技术内容：一种车载电源的控制系统，包括：

一供电设备，为车载用电设备供电；

一分压网络组模块，监测所述供电设备的电压，并用来设置比较点电压；

一比较器组；

一基准电源，为所述比较器组提供基准电压；

至少一个继电器，用于控制用电设备供电或功能控制切换；

一控制模块，根据所述比较器组反馈的电压信号通过所述继电器控制用电设备电路的工作；

一显示单元，用于显示所述供电设备及用电设备的状态；

所述供电设备分别与所述至少一个继电器、所述分压网络组模块相连，所述比较器组分别与所述分压网络组模块、所述基准电源、所述控制模块相连，所述控制模块与所述继电器相连，所述继电器与用电设备相连。

进一步地，所述供电设备为蓄电池。

进一步地，所述供电设备的电路还包括一DC-DC模块，所述DC-DC模块提供工作电压，在供电设备出现极度过欠压条件下，自动关闭电压输出，预先保障自身安全。

进一步地，所述分压网络组模块包括欠压控制模块、欠压报警模块、过压报警模块、过压控制模块，所述欠压控制模块、所述欠压报警模块、所述过压报警模块、所述过压控制模块相互并联，所述欠压控制模块、所述欠压报警模块、所述过压报警模块、所述过压控制模块分别与所述供电设备相连。

进一步地，所述比较器组包括比较器1、比较器2、比较器3和比较器4，所述比较器1分别与所述欠压控制模块和所述控制模块相连，所述比较器2分别与所述欠压报警模块、所述控制模块相连，所述比较器3分别与所述过压报警模块、所述控制模块相连，所述比较器4分别与所述过压控制模块、所述控制模块相连。

进一步地，所述基准电源为一个三端可调分流基准稳压器，所述基准电源分别与所述比较器1、所述比较器2、所述比较器3及所述比较器4相连。所述基准电源为所述比较器1、所述比较器2、所述比较器3及所述比较器4提供基准电压。

进一步地，所述显示单元为发光二极管组或者液晶显示屏。

进一步地，所述控制模块还与一在线编程模块相连。

进一步地，上述在线编程模块是RS232转换模块。

进一步地，所述控制模块是STC系列单片机。

有益效果：

1.可在线编程设置过欠压断点及控制时序——对过欠压报警及通断点可在线编程，灵活设置，可通过软件编程对用电设备进行通断电时序控制，避免出现系统逻辑失控。

2.具有自保护功能——供电设备的电路包含一DC-DC电压转换模块，其可实时监测输入电压值，当检测到供电设备电压超出电压转换模块电压检测范围(9V～36V)，电源转换模块关闭输出，电源检测保护器因断电控制电路停止工作，自身处于被保护状态。

3.自复式——当检测到输入电源恢复正常后，保护控制电路可以给用电设备按预定时序自动重新上电，整个过程无须人工干预。采用宽电压范围自保护通断二级电源供电模块，可以在供电设备出现极度过欠压或过压条件下预先保护车载电源保护器自身的安全性，保证整个供电电压范围内都能有效保护及控制。

4.采用STC系列单片机进行控制，其具有功能丰富，可在线编程，控制方式灵活，扩展性强等优点。

5.在不影响用电设备工作的同时，提高了产品使用安全性。车载电器的电源保护设备可以监测供电系统电压变化并进行实时判断，使用户可根据电源电压变化情况来决定是否使用车载电器，并在供电系统电压过低或过高时，强制切断其它用电设备，从而实现对用电设备保护目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图

图2为欠压控制模块示意图

图3为欠压报警模块示意图

图4为过压报警模块示意图

图5为过压控制模块示意图

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚本发明的技术方案，下面结合附图进一步进行描述：

具体实施例1

如图1所示：一种车载电源的控制系统，包括：

一供电设备，为车载用电设备供电；

一分压网络组模块，监测供电设备的电压，并用来设置比较点电压；

一比较器组，将采集到电压与各控制、报警电压设置点比较，提供一组逻辑电平供处理器状态判断；

一基准电源，为比较器组提供基准电压；

至少一个继电器，用于控制用电设备供电或功能控制切换；

一控制模块，根据比较器组的反馈的电压信号通过继电器控制用电设备电路的闭合；

一显示单元，用于显示供电设备及用电设备的状态；

供电设备分别与所有继电器、分压网络组模块相连，比较器组分别与分压网络组模块、基准电源、控制模块相连，控制模块与继电器相连，继电器与用电设备相连。

供电设备为蓄电池。

供电设备的电路还包括一DC-DC模块，DC-DC模块提供工作电压，可在供电设备出现极度过欠压条件下自动关闭电压输出，预先保障自身安全。

分压网络组模块包括欠压控制模块、欠压报警模块、过压报警模块、过压控制模块；欠压控制模块、欠压报警模块、过压报警模块、过压控制模块相互并联,；欠压控制模块、欠压报警模块、过压报警模块、过压控制模块分别与供电设备相连。

如图2～图5所示，欠压控制模块包括电位计及电阻网络；欠压报警模块包括电位计及电阻网络；过压报警模块包括电位计及电阻网络；过压控制模块包括电位计及电阻网络。

比较器组包括比较器1、比较器2、比较器3和比较器4，比较器1分别与欠压控制模块和控制模块相连，比较器2分别与欠压报警模块、控制模块相连，比较器3分别与过压报警模块、受控制模块相连，比较器4分别与过压控制模块、控制模块相连。比较器1、比较器2、比较器3和比较器4型号相同，都是LM393比较器。

基准电源是并联型三端基准稳压器(如TL431)，基准电源分别与比较器1、比较器2、比较器3及比较器4相连。基准电源为比较器1、比较器2、比较器3及比较器4提供基准电压。

显示单元是由不同颜色的发光二极管组成，用于供电设备工作状态指示。

控制模块还与一在线编程模块相连。

在线编程模块是RS232转换模块。

控制模块是STC系列单片机(型号为STC12C4052)。

对于供电设备的实时电压，欠压控制模块、欠压报警模块、过压报警模块、过压控制模块是同时监测的。

一种车载电源的控制系统在使用时，能够实现下述功能：

1.车载电源检测保护控制器自保护

供电设备的电路包含一DC-DC电压转换模块，其可实时监测输入电压值，当检测到供电设备电压超出电压转换模块电压检测范围(9V～36V)，电源转换模块关闭输出，电源检测保护器因断电控制电路停止工作，自身处于被保护状态。

2.欠压保护

通过欠压控制模块及比较器1对输入电压进行实时检测，当检测到供电设备电压低于预设欠压保护设定值时，电源检测保护控制器控的控制模块根据预设指令，通过后继控制电路对要保护的设备进行欠压保护控制，并配合状态灯予以指示提醒。

欠压保护工作状态：

当供电电压低于20±1.5V时，正常指示灯灭、报警指示灯灭、保护指示灯亮，准备、方位、高低传动信号切断，准备、方位、高低控制信号指示灯熄灭，电源检测保护控制器处于欠压保护状态。

3.欠压报警

通过欠压报警模块及电比较器2对输入电压进行实时检测，当检测到供电设备电压进入预设欠压报警设定值时，电源检测保护控制器控的控制模块根据预设指令，通过后继控制电路对要保护的设备进行欠压报警控制，并配合状态灯予以指示提醒。

欠压报警工作状态：

当供电电压变化至(20±1.5V～22±0.2V)范围内时，正常指示灯灭、报警指示灯维持原状态、保护指示灯灭，准备、方位、高低传动信号保持原状态，准备、方位、高低控制信号指示灯保持原状态。

当供电电压在(20±1.5V～22±0.2V)范围内，产品直接加电时，正常指示灯灭、保护指示灯亮、报警指示灯亮，准备、方位、高低传动信号切断，准备、方位、高低控制信号指示灯熄灭，电源检测保护控制器处于欠压报警保护状态。

4.正常工作

通过欠压报警模块和比较器2、过压报警模块和比较器3对输入电压进行实时检测，当检测到供电设备电压进入正常电压设定值时，电源检测保护控制器控的控制模块根据预设指令，通过后继控制电路对要保护的设备进行正常工作控制，并配合状态灯予以指示提醒。

正常工作状态：

当供电电压变化至(22±0.2V～30±0.2V)范围内时，正常指示灯亮、保护指示灯灭、报警指示灯灭，准备、方位、高低传动信号接通，准备、方位、高低控制信号指示灯亮，电源检测保护控制器处于接通状态。

5.过压报警

通过过压报警模块及比较器3对输入电压进行实时检测，当检测到供电设备电压进入预设过压报警设定值时，电源检测保护控制器控的控制模块根据预设指令，通过后继控制电路对要保护的设备进行过压报警控制，并配合状态灯予以指示提醒。

过压报警工作状态：

当供电电压变化至(30±0.2V～31±0.2V)范围内时，正常指示灯灭、报警指示灯维持原状态、保护指示灯灭，准备、方位、高低传动信号保持原状态，准备、方位、高低控制信号指示灯保持原状态。

当供电电压在(30±0.2V～31±0.2V)范围内，产品直接加电时，正常指示灯灭、保护指示灯亮、报警指示灯亮，准备、方位、高低传动信号切断，准备、方位、高低控制信号指示灯熄灭，电源检测保护控制器处于过压报警保护状态。

6.过压保护

通过过压控制模块及比较器4对输入电压进行实时检测，当检测到供电设备电压高于预设过压保护设定值时，电源检测保护控制器控的控制模块根据预设指令，通过后继控制电路对要保护的设备进行过压保护控制，并配合状态灯予以指示提醒。

过压保护工作状态：

当供电电压高于31±0.2V时，正常指示灯灭、报警指示灯灭、保护指示灯亮，准备、方位、高低传动信号切断，准备、方位、高低控制信号指示灯熄灭，电源检测保护控制器处于过压保护状态。

具体实施例2

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于显示单元为一显示屏。

Claims (10)

1.一种车载电源的控制系统，其特征在于，包括：

一供电设备，为车载用电设备供电；

一分压网络组模块，监测所述供电设备的电压，并用来设置比较点电压；

一比较器组；

一基准电源，为所述比较器组提供基准电压；

至少一个继电器，用于控制用电设备供电或功能控制切换；

一控制模块，根据所述比较器组反馈的电压信号通过所述继电器控制用电设备电路的工作；

一显示单元，用于显示所述供电设备及用电设备的状态；

所述供电设备分别与所述至少一个继电器、所述分压网络组模块相连，所述比较器组分别与所述分压网络组模块、所述基准电源、所述控制模块相连，所述控制模块与所述继电器相连，所述继电器与用电设备相连。

2.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述供电设备为蓄电池。

3.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述供电设备的电路还包括一DC-DC模块，所述DC-DC模块提供工作电压，在供电设备出现极度过欠压条件下，自动关闭电压输出，预先保障自身安全。

4.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述分压网络组模块包括欠压控制模块、欠压报警模块、过压报警模块、过压控制模块，所述欠压控制模块、所述欠压报警模块、所述过压报警模块、所述过压控制模块相互并联，所述欠压控制模块、所述欠压报警模块、所述过压报警模块、所述过压控制模块分别与所述供电设备相连。

5.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述比较器组包括比较器1、比较器2、比较器3和比较器4，所述比较器1分别与所述欠压控制模块和所述控制模块相连，所述比较器2分别与所述欠压报警模块、所述控制模块相连，所述比较器3分别与所述过压报警模块、所述控制模块相连，所述比较器4分别与所述过压控制模块、所述控制模块相连。

6.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述基准电源为一个三端可调分流基准稳压器，所述基准电源分别与所述比较器1、所述比较器2、所述比较器3及所述比较器4相连。

7.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述显示单元为发光二极管组或者液晶显示屏。

8.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述控制模块还与一在线编程模块相连。

9.如权利要求8所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述在线编程模块是RS232转换模块。

10.如权利要求1所述的车载电源的控制系统，其特征在于，所述控制模块是STC系列单片机。