CN104260677B - 一种车载电源控制电路和汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电源控制技术领域，提供了一种车载电源控制电路和汽车。在车载电源控制电路中，当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，电压接入单元输出点火检测电压，电源控制单元根据该点火检测电压控制电源开关单元将电源电路的输出直流电输出至用电装置；当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，电压接入单元不输出点火检测电压，熄火检测单元输出熄火检测信号至控制器，电源控制单元根据控制器输出的上电维持信号控制电源开关单元将电源电路的输出直流电输出至用电装置，从而使用电装置能够在汽车熄火后的一段时间内获得电能以维持工作状态或执行相关的掉电准备工作，并在汽车异常熄火需要重新点火时，用电装置也不会出现掉电重启。
Description
技术领域
本发明属于电源控制技术领域，尤其涉及一种车载电源控制电路和汽车。
背景技术
目前，汽车作为日常生活中较为重要的交通工具，被广泛应用于客运和货运中。在启动汽车时，需要插入钥匙并将钥匙从钥匙孔的熄火位置拧动至点火位置以使汽车启动并上电，而在控制汽车熄火时，需要将钥匙拧动回钥匙孔的熄火位置以使汽车熄火并下电，则会使汽车中的用电装置(如车载路由器、车载导航仪及行车电脑等等)也会随之掉电。例如车载路由器，如果其在汽车熄火后就无法工作，则会导致其无法在控制器的控制下执行相关的掉电准备工作(如对已被占用的网络信道进行释放)。另外，对于汽车因故障而异常熄火时，在拧动钥匙回到钥匙孔的熄火位置并重新点火的过程中，用电装置同样也会因为汽车熄火而下电，在重新点火后会出现掉电重启的问题。因此，现有技术存在因汽车熄火后无法使汽车上的用电装置提供维持工作状态或执行掉电准备工作所需的电能，且在汽车异常熄火需要重新点火时会使用电装置出现掉电重启的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载电源控制电路，旨在解决现有技术所存在的因汽车熄火后无法使汽车上的用电装置提供维持工作状态或执行掉电准备工作所需的电能，且在汽车异常熄火需要重新点火时会使用电装置出现掉电重启的问题。
本发明是这样实现的，一种车载电源控制电路，与汽车中的点火开关电路、电源电路、用电装置及控制器连接，当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，所述点火开关电路相应地输出电压；当汽车钥匙处于钥匙孔的熄火位置时，所述点火开关电路无电压输出，所述控制器根据所述车载电源控制电路输出的熄火检测信号，在预定时间内输出上电维持信号至所述车载电源控制电路；
所述车载电源控制电路包括：
电压接入单元、电源控制单元、熄火检测单元以及电源开关单元；
所述电压接入单元的输入端连接所述点火开关电路，所述电源控制单元的第一受控端和所述熄火检测单元的检测端共接于所述电压接入单元的输出端，所述电源控制单元的第二受控端用于接收所述上电维持信号，所述电源控制单元的电源控制端连接所述电源开关单元的受控端，所述熄火检测单元的输出端用于向所述控制器输出所述熄火检测信号，所述电源开关单元的输入端连接所述电源电路，所述电源开关单元的输出端连接所述用电装置；
当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，所述电压接入单元对所述点火开关电路输出的电压进行整流分压后输出点火检测电压，所述电源控制单元根据所述点火检测电压控制所述电源开关单元将所述电源电路的输出直流电输出至所述用电装置；
当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，所述电压接入单元不输出所述点火检测电压，所述熄火检测单元输出所述熄火检测信号至所述控制器，所述电源控制单元根据所述上电维持信号控制所述电源开关单元将所述电源电路的输出直流电输出至所述用电装置。
本发明的另一目的还在于提供一种包括上述车载电源控制电路的汽车。
本发明通过在汽车中采用包括电压接入单元、电源控制单元、熄火检测单元以及电源开关单元的车载电源控制电路，当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，电压接入单元输出点火检测电压，电源控制单元根据该点火检测电压控制电源开关单元将电源电路的输出直流电输出至用电装置；当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，电压接入单元不输出点火检测电压，熄火检测单元输出熄火检测信号至控制器，电源控制单元根据控制器输出的上电维持信号控制电源开关单元将电源电路的输出直流电输出至用电装置，从而使用电装置(如车载路由器)能够在汽车熄火后的一段时间内获得电能，则用电装置能够在汽车熄火后的一段时间内维持工作状态或执行相关的掉电准备工作，并在汽车异常熄火需要重新点火时，用电装置也不会出现掉电重启，解决了现有技术所存在的因汽车熄火后无法使汽车上的用电装置提供维持工作状态或执行掉电准备工作所需的电能，且在汽车异常熄火需要重新点火时会使用电装置出现掉电重启的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的车载电源控制电路的模块结构图；
图2是本发明实施例提供的车载电源控制电路的示例电路结构图；
图3是本发明另一实施例提供的车载电源控制电路的示例电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的车载电源控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：
车载电源控制电路100与汽车中的点火开关电路200、电源电路300、用电装置400及控制器500连接。点火开关电路200在汽车中用于接通电源；电源电路300用于为汽车中的用电装置400(如车载导航仪、行车电脑、车载路由器)供电；控制器500用于对用电装置400进行控制，控制器500可以是单片机、ARM处理器或者其他具备数据逻辑处理能力的可编程控制器。
在现有技术中，当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，点火开关电路200相应地输出电压；用电装置400包括车载路由器401，此外，用电装置400还包括如行车电脑、车载导航仪及倒车可视装置等电路模块。
当汽车钥匙处于钥匙孔的熄火位置时，点火开关电路200无电压输出，控制器500根据车载电源控制电路100输出的熄火检测信号P_det，在预定时间内输出上电维持信号P_ctl至车载电源控制电路100，控制器500同时用电装置400维持工作状态或执行相关的掉电准备工作(如车载路由器401对网络信道进行释放)。其中，控制器500根据熄火检测信号P_det在预定时间内输出上电维持信号P_ctl的过程是现有的控制器中都能够实现的，例如：熄火检测信号P_det和上电维持信号P_ctl均为高电平，当控制器500接收到熄火检测信号P_det(高电平)时，会相应地在预定时间内持续输出上电维持信号P_ctl(高电平)。上述的预定时间可根据实际应用情况进行设置。
车载电源控制电路100包括电压接入单元101、电源控制单元102、熄火检测单元103以及电源开关单元104。
电压接入单元101的输入端连接点火开关电路200，电源控制单元102的第一受控端和熄火检测单元103的检测端共接于电压接入单元101的输出端，电源控制单元102的第二受控端用于接收上述的上电维持信号P_ctl，电源控制单元102的电源控制端连接电源开关单元104的受控端，熄火检测单元103的输出端用于向控制器500输出上述的熄火检测信号P_det，电源开关单元104的输入端连接电源电路300，电源开关单元104的输出端连接用电装置400。
当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，电压接入单元101对点火开关电路200输出的电压进行整流分压后输出点火检测电压K_v，电源控制单元102根据点火检测电压K_v控制电源开关单元104将电源电路300的输出直流电输出至用电装置400。熄火检测单元103根据点火检测电压K_v输出一个低电平至控制器500，则控制器500控制用电装置400正常工作。
其中，汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置是包括以下三种情况的：
(1)用户将汽车钥匙从钥匙孔的熄火位置拧动至点火位置以启动汽车；
(2)在汽车处于正常使用或行驶状态下，汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置；
(3)汽车因故障而突然熄火时，汽车钥匙保持处于钥匙孔的点火位置的状态。
当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，电压接入单元101不输出上述的点火检测电压K_v，熄火检测单元103输出上述的熄火检测信号P_det至控制器，电源控制单元102根据上述的上电维持信号P_ctl控制电源开关单元104将电源电路300的输出直流电输出至用电装置400。
其中，汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置是包括以下两种情况的：
(1)用户将汽车钥匙从钥匙孔的点火位置拧动至熄火位置以关闭汽车；
(2)汽车因故障而突然熄火时，汽车钥匙维持在钥匙孔的点火位置，用户在重新启动汽车之前，需要先将汽车钥匙从钥匙孔的点火位置拧动至熄火位置以使汽车恢复到未启动的状态。
因此，在汽车正常熄火时，用电装置400(如车载路由器401)都能够在熄火后的一段时间内维持工作状态或者启动相关的掉电准备工作(如车载路由器401对网络信道进行释放)；再者，对于汽车因故障而异常熄火，且需要拧动钥匙回到熄火位置并重新点火时，用电装置400(如车载路由器401)也不会出现掉电重启的问题。
图2示出了本发明实施例提供的车载电源控制电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：
电压接入单元101包括：
第一二极管D1、第一电阻R1及第二电阻R2；
第一二极管D1的阳极为电压接入单元101的输入端，第一二极管D1的阴极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端的共接点为电压接入单元101的输出端，第二电阻R2的第二端接地。
电源控制单元102包括：
第二二极管D2、第一电容C1、第三电阻R3、第二电容C2、第四电阻R4、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6以及第一NMOS管Q1；
第二二极管D2的阳极为电源控制单元102的第一受控端，第二二极管D2的阴极与第一电容C1的第一端共接于第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端与第二电容C2的第一端、第四电阻R4的第一端以及第五电阻R5的第一端共接于第六电阻R6的第一端，第四电阻R4的第二端连接第三二极管D3的阴极，第三二极管D3的阳极为电源控制单元102的第二受控端，第六电阻R6的第二端连接第一NMOS管Q1的栅极，第一NMOS管Q1的漏极为电源控制单元102的电源控制端，第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端、第五电阻R5的第二端以及第一NMOS管Q1的源极共接于地。
熄火检测单元103包括：
第三电容C3、第四电容C4、第七电阻R7、第五电容C5、第八电阻R8、第九电阻R9、第二NMOS管Q2以及第十电阻R10；
第三电容C3的第一端与第四电容C4的第一端及第七电阻R7的第一端的共接点为熄火检测单元103的检测端，第七电阻R7的第二端与第五电容C5的第一端及第八电阻R8的第一端共接于第九电阻R9的第一端，第九电阻R9的第二端连接第二NMOS管Q2的栅极，第三电容C3的第二端与第四电容C4的第二端、第五电容C5的第二端、第八电阻R8的第二端以及第二NMOS管Q2的源极共接于地，第二NMOS管Q2的漏极与第十电阻R10的第一端的共接点为熄火检测单元103的输出端，第十电阻R10的第二端连接直流电源(如图2所示，其输出电压可为+3.3V)。
电源开关单元104包括：
第六电容C6、第十一电阻R11、第十二电阻R12、PMOS管Q3、第七电容C7以及第八电容C8；
第六电容C6的第一端与第十二电阻R12的第一端及PMOS管Q3的源极共接所形成的共接点为电源开关单元104的输入端，第十一电阻R11的第一端为电源开关单元104的受控端，第十一电阻R11的第二端与第十二电阻R12的第二端共接于PMOS管Q3的栅极，PMOS管Q3的漏极与第七电容C7的第一端及第八电容C8的第一端共接所形成的共接点为电源开关单元104的输出端，第六电容C6的第二端与第七电容C7的第二端以及第八电容C8的第二端共接于地。
此外，如图2所示，在本发明另一实施例中，电压接入单元101包括：
磁珠FB1、第一二极管D1、第一电阻R1及第二电阻R2；
磁珠FB1的第一端为电压接入单元101的输入端，磁珠FB1的第二端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端的共接点为电压接入单元101的输出端，第二电阻R2的第二端接地。
以下结合工作原理对上述的车载电源控制电路作进一步说明：
当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，由电压接入单元101对点火开关电路200输出的电压进行限流分压后输出点火检测电压K_v，点火检测电压K_v经过第二二极管D2整流，并通过由第一电容C1、第三电阻R3、第二电容C2、第五电阻R5及第六电阻R6构成的滤波网络进行滤波处理后输出至第一NMOS管Q1的栅极，第一NMOS管Q1随即导通并将第十一电阻R11处的电压拉低，进而使PMOS管Q3导通，则电源电路300的输出直流电通过PMOS管Q3输出至车载路由器401等用电装置，则汽车中的用电装置400能够获得正常供电；同时，点火检测电压K_v通过由第三电容C3、第四电容C4、第七电阻R7、第五电容C5、第八电阻R8及第九电阻R9构成的滤波网络进行滤波处理后输出至第二NMOS管Q2的栅极，第二NMOS管Q2随即导通并将第十电阻R10的第一端的电位拉低，从而能够反馈一个低电平给控制器500，则控制器500控制用电装置400正常工作。
当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，点火开关电路200不输出电压，则电压接入单元101不输出上述的点火检测电压K_v，由于无点火检测电压K_v输入至熄火检测单元103，所以第二NMOS管Q2的栅极为低电平，则第二NMOS管Q2随之截止，第十电阻R10的第一端输出高电平作为熄火检测信号P_det至控制器500，控制器500根据熄火检测信号P_det，在预定时间内输出高电平作为上电维持信号P_ctl至第三二极管D3的阳极，上电维持信号P_ctl经过第三二极管D3整流，并通过由第四电阻R4、第二电容C2、第五电阻R5及第六电阻R6构成的滤波网络进行滤波处理后输出至第一NMOS管Q1的栅极，则第一NMOS管Q1随即导通并将第十一电阻R11处的电压拉低，进而使PMOS管Q3导通，则电源电路300的输出直流电通过PMOS管Q3输出至车载路由器401等用电装置，则汽车中的用电装置400在汽车熄火后的预定时间内依然能够获得正常供电，同时，控制器500控制用电装置400维持工作状态或执行相关的掉电准备工作(如车载路由器401对网络信道进行释放)。例如，对于车载路由器401，在上述的预定时间过后，车载路由器401已完成信道释放，所以控制器500不再输出上电维持信号P_ctl，则第一NMOS管会随之截止，PMOS管Q3也随之截止，电源电路300的输出直流电无法通过PMOS管Q3输出至车载路由器401等用电装置，于是，车载路由器401等用电装置因此而掉电。
基于上述车载电源控制电路在汽车中的应用，本发明实施例还提供了一种包括上述车载电源控制电路的汽车。
综上所述，本发明实施例通过在汽车中采用包括电压接入单元101、电源控制单元102、熄火检测单元103以及电源开关单元104的车载电源控制电路100，当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，电压接入单元101输出点火检测电压K_v，电源控制单元102根据该点火检测电压K_v控制电源开关单元104将电源电路300的输出直流电输出至用电装置400；当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，电压接入单元101不输出点火检测电压，熄火检测单元103输出熄火检测信号P_det至控制器500，电源控制单元102根据控制器500输出的上电维持信号P_ctl控制电源开关单元104将电源电路300的输出直流电输出至用电装置400，从而使用电装置400(如车载路由器401)能够在汽车熄火后的一段时间内获得电能，则用电装置400能够在汽车熄火后的一段时间内维持工作状态或执行相关的掉电准备工作，并在汽车异常熄火需要重新点火时，用电装置400也不会出现掉电重启，解决了现有技术所存在的因汽车熄火后无法使汽车上的用电装置提供维持工作状态或执行掉电准备工作所需的电能，且在汽车异常熄火需要重新点火时会使用电装置出现掉电重启的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种车载电源控制电路，与汽车中的点火开关电路、电源电路、用电装置及控制器连接，当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，所述点火开关电路相应地输出电压；当汽车钥匙处于钥匙孔的熄火位置时，所述点火开关电路无电压输出，所述控制器根据所述车载电源控制电路输出的熄火检测信号，在预定时间内输出上电维持信号至所述车载电源控制电路；其特征在于，所述车载电源控制电路包括：
电压接入单元、电源控制单元、熄火检测单元以及电源开关单元；
所述电压接入单元的输入端连接所述点火开关电路，所述电源控制单元的第一受控端和所述熄火检测单元的检测端共接于所述电压接入单元的输出端，所述电源控制单元的第二受控端用于接收所述上电维持信号，所述电源控制单元的电源控制端连接所述电源开关单元的受控端，所述熄火检测单元的输出端用于向所述控制器输出所述熄火检测信号，所述电源开关单元的输入端连接所述电源电路，所述电源开关单元的输出端连接所述用电装置；
当汽车钥匙处于钥匙孔的点火位置时，所述电压接入单元对所述点火开关电路输出的电压进行限流分压后输出点火检测电压，所述电源控制单元根据所述点火检测电压控制所述电源开关单元将所述电源电路的输出直流电输出至所述用电装置；
当汽车钥匙从钥匙孔的点火位置回到熄火位置时，所述电压接入单元不输出所述点火检测电压，所述熄火检测单元输出所述熄火检测信号至所述控制器，所述电源控制单元根据所述上电维持信号控制所述电源开关单元将所述电源电路的输出直流电输出至所述用电装置，控制器同时控制用电装置维持工作状态或执行相关的掉电准备工作。
2.如权利要求1所述的车载电源控制电路，其特征在于，所述电压接入单元包括：
第一二极管、第一电阻及第二电阻；
所述第一二极管的阳极为所述电压接入单元的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端的共接点为所述电压接入单元的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
3.如权利要求1所述的车载电源控制电路，其特征在于，所述电压接入单元包括：
磁珠、第一二极管、第一电阻及第二电阻；
所述磁珠的第一端为所述电压接入单元的输入端，所述磁珠的第二端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端的共接点为所述电压接入单元的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
4.如权利要求1所述的车载电源控制电路，其特征在于，所述电源控制单元包括：
第二二极管、第一电容、第三电阻、第二电容、第四电阻、第三二极管、第五电阻、第六电阻以及第一NMOS管；
所述第二二极管的阳极为所述电源控制单元的第一受控端，所述第二二极管的阴极与所述第一电容的第一端共接于所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端与所述第二电容的第一端、所述第四电阻的第一端以及所述第五电阻的第一端共接于所述第六电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极为所述电源控制单元的第二受控端，所述第六电阻的第二端连接所述第一NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的漏极为所述电源控制单元的电源控制端，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第五电阻的第二端以及所述第一NMOS管的源极共接于地。
5.如权利要求1所述的车载电源控制电路，其特征在于，所述熄火检测单元包括：
第三电容、第四电容、第七电阻、第五电容、第八电阻、第九电阻、第二NMOS管以及第十电阻；
所述第三电容的第一端与所述第四电容的第一端及所述第七电阻的第一端的共接点为所述熄火检测单元的检测端，所述第七电阻的第二端与所述第五电容的第一端及所述第八电阻的第一端共接于所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端连接所述第二NMOS管的栅极，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、所述第八电阻的第二端以及所述第二NMOS管的源极共接于地，所述第二NMOS管的漏极与所述第十电阻的第一端的共接点为所述熄火检测单元的输出端，所述第十电阻的第二端连接直流电源。
6.如权利要求1所述的车载电源控制电路，其特征在于，所述电源开关单元包括：
第六电容、第十一电阻、第十二电阻、PMOS管、第七电容以及第八电容；
所述第六电容的第一端与所述第十二电阻的第一端及所述PMOS管的源极共接所形成的共接点为所述电源开关单元的输入端，所述第十一电阻的第一端为所述电源开关单元的受控端，所述第十一电阻的第二端与所述第十二电阻的第二端共接于所述PMOS管的栅极，所述PMOS管的漏极与所述第七电容的第一端及所述第八电容的第一端共接所形成的共接点为所述电源开关单元的输出端，所述第六电容的第二端与所述第七电容的第二端以及所述第八电容的第二端共接于地。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至6任一项所述的车载电源控制电路。
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