CN106253672A - 电动车电压转换电路 - Google Patents

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郑石磊
刘卫卫
杨秋冬
郑振军
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Zhejiang Herui Semiconductor Technology Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种电动车电压转换电路，旨在提供一种自动控制电源电力输送并减少电量浪费的电动车电压转换电路，其技术方案要点是包括依次连接的蓄电池、电压转换器、大灯，其特征在于：电压转换器包括输入端VIN、第一MOS管、第二MOS管、电感、输出端VOUT、PWM输出模块；PWM输出模块包括HO引脚、SW引脚、LO引脚、CS引脚，其HO引脚连接第一MOS管的栅极，LO引脚连接第二MOS管的栅极，SW引脚连接第一MOS管的源极、第二MOS管的漏极以及电感一端；第一MOS管的漏极连接输入端VIN；第二MOS管的源极连接CS引脚以及接地端；电感的另一端连接输出端VOUT；输出端VOUT还连接有感光开关模块，感光开关模块耦接于大灯与输出端VOUT之间，用以根据环境光线控制大灯亮灭。

Description

电动车电压转换电路
技术领域
本发明涉及电动车控制技术领域，特别涉及一种电动车电压转换电路。
背景技术
目前，公告号CN205430056U的中国专利公开了一种电动车的电压转换装置，包括PWM控制电路、开关管、电压反馈电路、电流采样电路、电源电路，所述电源电路用于给PWM控制电路供电，所述PWM控制电路的输出端通过MOS管驱动电路与开关管的栅极连接，所述开关管的漏极与电压转换器的电源输入端连接，开关管的源极与电压转换器的电源输出端之间设有储能电感，电压反馈电路的输入端与电压转换器的电源输出端连接，所述电压反馈电路的输出端与PWM控制电路的第一输入端连接，所述电流采样电路包括设置在开关管源极与PWM控制电路的第二输入端之间的电阻，以及设置在开关管源极与储能电感之间的一段阻值为11mΩ的印制线。
对于电动车的电源一般为蓄电池，现对于蓄电池电压规格为72V，需要通过一定的电路对此电压进行转换为12V供电动车的大灯使用，对于此电压转换现有技术中均得以实现，但是并没有一个有效检测大灯工作状态的功能，对于特殊情况下，例如：白天的时候，并不需要开启大灯，有时候人们使用大灯之后就忘记关掉，以至于大灯在白天的时候依旧打开，从而造成能源的浪费，特别是对蓄电池的电量的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供自动控制电源电力输送并减少电量浪费的电动车电压转换电路。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电动车电压转换电路，包括依次连接的蓄电池、电压转换器、大灯，电压转换器包括输入端VIN、第一MOS管、第二MOS管、电感、输出端VOUT、PWM输出模块；
PWM输出模块包括HO引脚、SW引脚、LO引脚、CS引脚，其HO引脚连接第一MOS管的栅极，LO引脚连接第二MOS管的栅极，SW引脚连接第一MOS管的源极、第二MOS管的漏极以及电感一端；
第一MOS管的漏极连接输入端VIN；
第二MOS管的源极连接CS引脚以及接地端；
电感的另一端连接输出端VOUT；
所述输出端VOUT还连接有感光开关模块，所述感光开关模块耦接于大灯与输出端VOUT之间，用以根据环境光线控制大灯亮灭。
通过上述设置，通过PWM输出模块可以通过HO引脚和LO引脚输出互补的PWM波形，控制占空比，从而可以将输入电压调制成需要的电压等级，从而大灯可以通过此电压进行发光，感光开关模块可以感应外界光线，从而可以进行判断是否是晚上，在光亮度较低的时候可以控制输出端VOUT连接大灯，当白天的时候，则可以断开输出端VOUT与大灯的连接，继而可以在白天的时候，如果使用者忘记关闭蓄电池，则可以通过此电路将大灯的供电回路断开，进而节省电量，符合节能环保的理念。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述感光开关模块包括感光采样单元、比较单元以及开关单元；
所述感光采样单元用以将环境光亮转换为检测信号输入给比较单元；
比较单元用以接收检测信号并输出比较信号；
所述开关单元用以接收比较信号并响应动作以控制大灯的亮灭。
通过上述设置，由于环境的亮度经常变化，所以需要设定一个基准，从而通过比较单元设定的基准值进行比较处理，可以在光线亮到一定程度上就直接触发比较信号，从而可以使得开关单元可以根据比较信号使得大灯的连接断开。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述感光采样单元包括光敏电阻RG、电阻R20；
光敏电阻RG一端连接输出端VOUT，另一端连接电阻R20一端；
电阻R20的另一端接地，其中光敏电阻RG与电阻R20的连接点提供检测信号。
通过上述设置，采用光敏电阻RG，当环境光线亮度增加时，光敏电阻RG的电阻下降，由此电路结构可知，其信号输出端的电压也随之升高，从而触发的是低电平信号，开关单元保持断开状态；而当光线变暗的时候，其输出端的电压降低，从而比较单元输出的高电平，从而使得开关单元可以动作进行闭合，从而大灯的供电回路接通，则可以进行照明。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述开关单元包括三极管Q3、继电器K；
所述三极管Q3的基极连接比较单元的输出端以接收比较信号，发射极接地，集电极与继电器K的线圈串联之后连接输出端VOUT；
继电器K的常开触点连接在大灯一端和输出端VOUT之间。
通过上述设置，此开关单元可以根据比较单元输出的比较信号进行动作，三极管Q3的基极接收到高电平，则继电器K触发动作；如果三极管Q3基极接收到低电平，则继电器K初始状态保持。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述蓄电池与输入端之间的电缆上设有指示电路，所述指示电路包括发光二极管LED1、光敏三极管Q4、指示灯LED2；
所述发光二极管LED1的阳极连接输出端VOUT，阴极接地；
所述光敏三极管Q4发射极接地，集电极连接指示灯LED2的阴极，指示灯LED2的阳极连接输出端VOUT。
通过上述设置，现有的蓄电池供电连接的电缆容易出现松动，并且在电动车行驶过程中，长期振动，更有可能使得电缆松动，容易产生安全隐患，采用本方案的指示电路，则可以通过检查电缆是否遮挡发光二极管LED1是否遮挡光敏三极管Q4进行设计，当电缆偏离，则没有遮挡住发光二极管LED1，从而光敏三极管Q4接收到其光线，则使得指示灯LED2点亮，进行指示预警。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述第一MOS管和第二MOS管上分别并联有第二二极管D2和第三二极管D3。
通过上述设置，此电路可以MOS管的栅极是由二氧化硅与另两个电极隔离的，其电阻极高，容易感应静电，导致击穿烧毁，为了防止静电的积累并一个雪崩二极管上去，当电压超过一定值时雪崩二极管反向击穿释放电荷，从而起到保护MOS管的作用。雪崩二极管的反向击穿是可逆的、可恢复的，自身不会损坏。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述蓄电池的线缆上包覆有有二氧化硅溶胶涂层。此溶胶涂层可以指示线缆是否漏电。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述蓄电池上设有，多层复合结构从下至上依次为衬底层、电极层、电解质层、多孔支撑层、电致变色活性层和环境封装层，在电极层与电解质层之间和电致变色活性层与环境封装层之间安装一对辅助电极。
通过上述设置，此结构可以指示温度是否正常。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、可以进行光线感应，自动控制大灯启闭；
2、可以对电缆位置进行检测，具有松动指示功能，降低安全隐患的风险。
附图说明
图1为本实施例一的电路原理图；
图2为本实施例一的电路原理图；
图3为本实施例二的电路原理图。
图中1、蓄电池；2、电压转换器；3、大灯；4、PWM输出模块；5、感光开关模块；51、感光采样单元；52、比较单元；53、开关单元；Q1、第一MOS管；Q2、第二MOS管；L1、电感。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种电动车电压转换电路，如图1所示，包括依次连接的蓄电池1、电压转换器2、大灯3（参见图2），电压转换器2包括输入端VIN、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、电感L1、输出端VOUT、PWM输出模块4。
PWM输出模块4包括型号为LM5117的IC芯片，此IC芯片具有HO引脚、SW引脚、LO引脚、CS引脚、VCC引脚、VIN引脚、UVLO引脚、RT引脚、COMP引脚、FB引脚、SS引脚、RAMP引脚、AGND引脚、PGND引脚等。其中VIN引脚连接输入端VIN、电容C4一端、电阻R6一端，电容C4另一端接地，电阻R6另一端连接电阻R7一端、UVLO引脚，电阻R7的另一端接地，RT引脚通过电阻R4接地，COMP引脚连接电容C5一端、电容C6一端，FB引脚连接电阻R5另一端、电容C6另一端、电阻R2一端、电阻R1另一端，电阻R5一端连接电容C5另一端，电阻R2的另一端接地，电阻R1的一端连接引脚VOUT、电感L1另一端、输出端VOUT。VCC引脚连接电容C3一端、第一二极管D1阳极，电容C3的另一端接地，第一二极管D1的阴极连接HB引脚、电容C2一端，电容C2的另一端连接SW引脚。
其中，HO引脚连接第一MOS管Q1的栅极，LO引脚连接第二MOS管Q2的栅极，SW引脚连接第一MOS管Q1的源极、第二MOS管Q2的漏极以及电感L1一端；第一MOS管Q1的漏极连接输入端VIN；第二MOS管Q2的源极连接CS引脚以及接地端；电感L1的另一端连接输出端VOUT；第一MOS管Q1和第二MOS管Q2上分别并联有第二二极管D2和第三二极管D3。
如图2所示，输出端VOUT还连接有感光开关模块5，感光开关模块5耦接于大灯3与输出端VOUT之间，用以根据环境光线控制大灯3亮灭。感光开关模块5包括感光采样单元51、比较单元52以及开关单元53；感光采样单元51用以将环境光亮转换为检测信号输入给比较单元52；比较单元52用以接收检测信号并输出比较信号；开关单元53用以接收比较信号并响应动作以控制大灯3的亮灭。
感光采样单元51包括光敏电阻RG、电阻R20；光敏电阻RG一端连接输出端VOUT，另一端连接电阻R20一端；电阻R20的另一端接地，其中光敏电阻RG与电阻R20的连接点提供检测信号。比较单元52包括比较器A、电阻R21、电阻R22、基准电压Vref；基准电压Vref通过电阻R21输入到比较器A的同相输入端，比较器A的反向输入端通过电阻R22接收检测信号，比较器A的输出端通过电阻R23输入到开关单元53上。
开关单元53包括三极管Q3、继电器K；三极管Q3的基极连接比较单元52的输出端以接收比较信号，发射极接地，集电极与继电器K的线圈串联之后连接输出端VOUT；继电器K的常开触点连接在大灯3一端和输出端VOUT之间。
工作原理：蓄电池1提供电源给输入端VIN，通过PWM输出模块4输出PWM波，从而可以控制蓄电池1输入的占空比，从而可以调节电压，符合大灯3的需要，为大灯3提供电源。在晚上的时候，光敏电阻RG电阻较大，此时，由串联电阻R20和光敏电阻RG分压形成的检测信号，此时检测信号的电压小于基准电压Vref，比较器A输出高电平，从而使得继电器K的常开触点闭合，从而进行连通大灯3的供电回路。当白天忘记将大灯3的电源切断或是切断蓄电池1的时候，此时光敏电阻RG受光照电阻值降低，从而通过电阻R20分压形成的检测信号的电压大于基准电压Vref，比较器A输出低电平，从而无法驱动继电器得电，从而断开大灯3的供电回路。
实施例2：如图3所示，蓄电池1与输入端之间的电缆上设有指示电路，指示电路包括发光二极管LED1、光敏三极管Q4、指示灯LED2；发光二极管LED1的阳极连接输出端VOUT，阴极接地；光敏三极管Q4发射极接地，集电极连接指示灯LED2的阴极，指示灯LED2的阳极连接输出端VOUT。
工作过程：现有的蓄电池1供电连接的电缆容易出现松动，并且在电动车行驶过程中，长期振动，更有可能使得电缆松动，容易产生安全隐患。通过本电路，则可以通过检查电缆是否遮挡发光二极管LED1是否遮挡光敏三极管Q4进行设计，当电缆偏离，则没有遮挡住发光二极管LED1，从而光敏三极管Q4接收到其光线，则使得指示灯LED2点亮，进行指示预警。
在输出端VOUT还连接有M7805的三端稳压器，其输出的5V电压用来驱动多层符合结构。在其电压的驱动下，此多层复合结构可以用来检测温度变化，已提供警示作用。
多层复合结构生产方式如下：
第一步，利用步骤A1.1～A1.2或步骤 B1.1～B1.2制备电致变色活性层，
A1.1、将摩尔比为4∶96～96∶4的苯胺和二苯胺的混合物、3，4-乙撑二氧噻吩或3-羟乙氧基吡咯中的一种或两种溶解于摩尔浓度为0.01～0.5M的硫酸中配置成摩尔浓度为0.2～0.8M的混合液；
A1.2、在步骤A1.1得到混合液中加入摩尔浓度为0.2～0.8M的掺杂剂，在恒电压0.1 ～1.2v下，以Pt为对电极、饱和Ag/AgCl-为参比电极，沉积时间30min～6h，在多孔支撑层上电沉积得到厚度为0.4～100um的电致变色活性层；
B1.1、将聚苯胺、聚噻吩或聚吡咯中的一种或两种溶解于间甲酚、甲基吡咯烷酮溶剂或N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，配置得到摩尔浓度为0.01～1M的聚合物溶液；
B1.2、在步骤B1.1得到的聚合物溶液中加入摩尔浓度为0.01～10M的掺杂剂，研磨分散均匀后采用喷涂方法，在多孔支撑层上制备厚度为0.1um～200um的电致变色活性层；
第二步，制备电解质层，
A2.1、将金、铝、银、钙或铟锡氧化物ITO通过溅射在衬底层上形成电极层；
A2.2、将离子介质组份与导电组份溶解于碳酸二甲酯 DMC、碳酸二乙酯 DEC 或碳酸二甲酯DMC和碳酸二乙酯DEC的混合液中制备得到摩尔浓度为0.001～10M的溶液，其中离子介质组份为聚偏氟乙烯PVDF、聚丙烯腈PAN或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)PVDF-HFP中的一种或一种以上的混合物，导电组份为LiClO4、NaClO4、LiCF3SO3、其他种类的锂盐或其他种类的钠盐中的一种或一种以上混合物；
A2.3、在步骤A2.2得到的溶液中加入四氢呋喃、丙酮或醋酸丁酯溶剂得到混合溶液；
A2.4、将混合溶液加热至不低于60℃，搅拌均匀；
A2.5、将步骤 A2.4 得到的混合溶液采用流延法得到电导率在 10 -7 ～ 10-4S/cm电解质薄层，将电解质薄层放置在电极层通过热压得到电解质层 (3) 或将步骤 A2.4 得到的混合
溶液通过喷涂在电极层形成电导率在10-7～10-4S/cm的电解质层；
第三步，将第一步得到的制备了电致变色活性层的多孔支撑层、第二步制备了电解质层的电极层和衬底层、辅助电极和环境封装层通过层压复合在一起，得到变发射率、变反射率电致变色智能热控涂层。
步骤 A2.2中导电组份还包括离子液体。
步骤 A1.2和步骤B1.2中掺杂剂为聚磺酸钾、樟脑磺酸、聚甲基苯磺酸钾盐、高氯酸锂、硫酸或盐酸。
此涂层连接在蓄电池输出端或是电路的输出端VOUT上，通过电压调节实现了电致变色器件的电致变色和反射率、发射率的可控变化；发明制备的电致变色活性层的发射率、反射率调控范围大，相应时间短、电化学稳定性好、耐高低温交变的特点，基本满足智能热控需求；电致变色活性层材料发射率可以在0.07～0.89范围内、反射率可以在0.1～0.6范围内进行调控，在-0.8～5v的电压调节下，电致变色热控涂层的太阳光谱反射率变化大于0.4，发射率变化大于0.25，经过±100℃，100次循环不剥离不脱落，且还原后具备上述性能；
本发明用直流电驱动，可得到透明、金黄、浅绿、深绿、墨绿等各色电致变色涂层，并具备不同的反射率和发射率。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种电动车电压转换电路，包括依次连接的蓄电池(1)、电压转换器(2)、大灯(3)，其特征在于：电压转换器(2)包括输入端VIN、第一MOS管(Q1)、第二MOS管(Q2)、电感(L1)、输出端VOUT、PWM输出模块(4)；
PWM输出模块(4)包括HO引脚、SW引脚、LO引脚、CS引脚，其HO引脚连接第一MOS管(Q1)的栅极，LO引脚连接第二MOS管(Q2)的栅极，SW引脚连接第一MOS管(Q1)的源极、第二MOS管(Q2)的漏极以及电感(L1)一端；
第一MOS管(Q1)的漏极连接输入端VIN；
第二MOS管(Q2)的源极连接CS引脚以及接地端；
电感(L1)的另一端连接输出端VOUT；
所述输出端VOUT还连接有感光开关模块(5)，所述感光开关模块(5)耦接于大灯(3)与输出端VOUT之间，用以根据环境光线控制大灯(3)亮灭。
2.根据权利要求1所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述感光开关模块(5)包括感光采样单元(51)、比较单元(52)以及开关单元(53)；
所述感光采样单元(51)用以将环境光亮转换为检测信号输入给比较单元(52)；
比较单元(52)用以接收检测信号并输出比较信号；
所述开关单元(53)用以接收比较信号并响应动作以控制大灯(3)的亮灭。
3.根据权利要求2所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述感光采样单元(51)包括光敏电阻RG、电阻R20；
光敏电阻RG一端连接输出端VOUT，另一端连接电阻R20一端；
电阻R20的另一端接地，其中光敏电阻RG与电阻R20的连接点提供检测信号。
4.根据权利要求2或3所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述开关单元(53)包括三极管Q3、继电器K；
所述三极管Q3的基极连接比较单元(52)的输出端以接收比较信号，发射极接地，集电极与继电器K的线圈串联之后连接输出端VOUT；
继电器K的常开触点连接在大灯(3)一端和输出端VOUT之间。
5.根据权利要求1所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述蓄电池(1)与输入端之间的电缆上设有指示电路，所述指示电路包括发光二极管LED1、光敏三极管Q4、指示灯LED2；
所述发光二极管LED1的阳极连接输出端VOUT，阴极接地；
所述光敏三极管Q4发射极接地，集电极连接指示灯LED2的阴极，指示灯LED2的阳极连接输出端VOUT。
6.根据权利要求1所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述第一MOS管(Q1)和第二MOS管(Q2)上分别并联有第二二极管D2和第三二极管D3。
7.根据权利要求1所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述蓄电池的线缆上包覆有有二氧化硅溶胶涂层。
8.根据权利要求1所述的电动车电压转换电路，其特征在于：所述蓄电池上设有，多层复合结构从下至上依次为衬底层、电极层、电解质层、多孔支撑层、电致变色活性层和环境封装层，在电极层与电解质层之间和电致变色活性层与环境封装层之间安装一对辅助电极。
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