CN107776515B - 一种自适应车载终端的电瓶保护电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应车载终端的电瓶保护电路，连接在汽车电瓶电源、汽车钥匙信号与电源转换电路之间，该电瓶保护电路包括：汽车钥匙信号控制电路、电瓶自适应电路和低压保护电路；所述汽车钥匙信号控制电路、电瓶自适应电路和低压保护电路相互连接；所述电源转换电路的输入端与所述汽车电瓶电源相连，使能端与所述低压保护电路相连，输出端与车载终端相连。本发明的汽车电瓶电源通过电源转换电路后，在使能端的控制下，给车载终端供电，汽车钥匙信号控制电路实现了汽车钥匙信号有效时，能避免汽车电瓶电源跌落造成的设备复位，电瓶自适应电路实现了不同电瓶的兼容使用，低压保护电路实现了自适应电压低压关断保护。

Description

一种自适应车载终端的电瓶保护电路及方法

技术领域

本发明涉及一种保护电路，特别是涉及一种自适应车载终端的电瓶保护电路及方法。

背景技术

随着车载电子设备数量的增多，车载终端的耗电逐步加大，汽车电瓶消耗更快。当前，很多车载终端接的是常电，在车辆不启动情况下还是继续工作，这样长时间耗电会导致汽车电瓶耗光或者低于启动电压而无法启动，因此很有必要采取相应的保护措施。

现有的汽车电瓶保护电路，存在两个问题：一是无法同时匹配12V和24V的汽车电瓶，需要采用不同的电路形态，才能实现低压关断；一是没有点火控制信号参与，导致车辆启动时汽车电瓶跌落造成车载终端会复位。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应车载终端的电瓶保护电路及方法，不仅能实现12V和24V电瓶兼容使用，还能够保证车辆启动时设备不复位，具有电路简单、成本低的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自适应车载终端的电瓶保护电路，连接在汽车电瓶电源、汽车钥匙信号与电源转换电路之间，该电瓶保护电路包括：汽车钥匙信号控制电路、电瓶自适应电路和低压保护电路；所述汽车钥匙信号控制电路的输入端与所述汽车钥匙信号和汽车电瓶电源分别相连，输出端与所述电瓶自适应电路和所述低压保护电路分别相连，用于检测汽车钥匙信号并控制汽车电瓶电源是否给所述电源转换电路供电；所述电瓶自适应电路的输入端与所述汽车电瓶电源和汽车钥匙信号控制电路分别相连，输出端与所述低压保护电路相连，用于判断汽车电平的电压值；所述低压保护电路的输入端与所述汽车电瓶电源、电瓶自适应电路和汽车钥匙信号控制电路分别相连，输出端与所述电源转换电路相连，用于确定电平保护阈值以及控制所述电源转换电路的启动或关断；所述电源转换电路的输入端与所述汽车电瓶电源相连，使能端与所述低压保护电路相连，输出端与车载终端相连。

所述汽车钥匙信号控制电路包括第五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二三极管、第三三极管和第四三极管；所述第五电阻和第七电阻串联于所述汽车钥匙信号与地之间；所述第九电阻和第十电阻串联于所述汽车钥匙信号与地之间；所述第八电阻连接于所述汽车电瓶电源与第三三极管的基极之间；所述第二三极管的基极连接于所述第五电阻与第七电阻之间，其集电极与所述电瓶自适应电路相连，发射极接地；所述第四三极管的基极连接于所述第九电阻与第十电阻之间，其集电极连接于所述第八电阻与第三三极管的基极之间，发射极接地；所述第三三极管的集电极与所述低压保护电路连接，发射极接地。

所述电瓶自适应电路包括第二电阻、第六电阻和第一三极管；所述第二电阻与所述第六电阻串联于所述汽车电瓶电源与地之间；所述第一三极管的基极连接于所述第二电阻与所述第六电阻之间并与所述第二三极管的集电极相连，其集电极与所述低压保护电路相连，发射极接地。

所述低压保护电路包括第一电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻和第三电阻串联于所述汽车电瓶电源与第一三极管的集电极之间；所述第四电阻的一端连接于所述第一电阻与所述第三电阻之间并且与所述电源转换电路的使能端相连，另一端与所述第三三极管的集电极相连。

所述第一、第二、第三和第四三极管均为NPN型三极管。

一种自适应车载终端的电瓶保护方法，包括：

汽车钥匙信号控制电路检测到汽车钥匙信号有效时，低压保护电路无效，汽车电瓶电源通过电源转换电路为车载终端供电；

汽车钥匙信号控制电路检测到汽车钥匙信号无效时，电瓶自适应电路判断汽车电瓶电源为12V还是24V，并通过低压保护电路产生电瓶保护阈值，控制电源转换电路使能端的启动或关断。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)本发明的保护电路能够实现在汽车熄火后，当汽车电平低于阀值时切断车载终端供电，避免汽车电瓶被耗光。

(2)本发明的保护电路能保证在汽车点火时汽车电瓶跌落而设备不会复位。

(3)本发明的保护电路能够同时满足12V电瓶汽车和24V电瓶汽车的保护要求，不需要增加滑动变阻器或者变更电路配置。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种自适应车载终端的电瓶保护电路及方法不局限于实施例。

附图说明

图1为本发明的一种自适应车载终端的电瓶保护电路的框图；

图2为本发明的一种自适应车载终端的电瓶保护电路的电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种自适应车载终端的电瓶保护电路，连接在汽车电瓶电源VCAR、汽车钥匙信号ACC与电源转换电路4之间，该电瓶保护电路包括：汽车钥匙信号控制电路1、电瓶自适应电路2和低压保护电路3；所述汽车钥匙信号控制电路1的输入端与所述汽车钥匙信号ACC和汽车电瓶电源VCAR分别相连，输出端与所述电瓶自适应电路2和所述低压保护电路3分别相连，用于检测汽车钥匙信号ACC并控制汽车电瓶电源VCAR是否给所述电源转换电路4供电；所述电瓶自适应电路2的输入端与所述汽车电瓶电源VCAR和汽车钥匙信号控制电路1分别相连，输出端与所述低压保护电路3相连，用于判断汽车电平的电压值；所述低压保护电路3的输入端与所述汽车电瓶电源VCAR、电瓶自适应电路2和汽车钥匙信号控制电路1分别相连，输出端与所述电源转换电路4相连，用于确定电平保护阈值以及控制所述电源转换电路4的启动或关断；所述电源转换电路4的输入端与所述汽车电瓶电源VCAR相连，使能端与所述低压保护电路3相连，输出端与车载终端5相连。

进一步的，如图2所示为本发明的一种自适应车载终端的电瓶保护电路的具体电路图。

所述汽车钥匙信号控制电路1包括第五电阻R5、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4；所述第五电阻R5和第七电阻R7串联于所述汽车钥匙信号ACC与地之间；所述第九电阻R9和第十电阻R10串联于所述汽车钥匙信号ACC与地之间；所述第八电阻R8连接于所述汽车电瓶电源VCAR与第三三极管Q3的基极之间；所述第二三极管Q2的基极连接于所述第五电阻R5与第七电阻R7之间，其集电极与所述电瓶自适应电路2相连，发射极接地；所述第四三极管Q4的基极连接于所述第九电阻R9与第十电阻R10之间，其集电极连接于所述第八电阻R8与第三三极管Q3的基极之间，发射极接地；所述第三三极管Q3的集电极与所述低压保护电路3连接，发射极接地。

所述电瓶自适应电路2包括第二电阻R2、第六电阻R6和第一三极管Q1；所述第二电阻R2与所述第六电阻R6串联于所述汽车电瓶电源VCAR与地之间；所述第一三极管Q1的基极连接于所述第二电阻R2与所述第六电阻R6之间并与所述第二三极管Q2的集电极相连，其集电极与所述低压保护电路3相连，发射极接地。

所述低压保护电路3包括第一电阻R1、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第一电阻R1和第三电阻R3串联于所述汽车电瓶电源VCC与第一三极管Q1的集电极之间；所述第四电阻R4的一端连接于所述第一电阻R1与所述第三电阻R3之间并且与所述电源转换电路4的使能端POWER-EN相连，另一端与所述第三三极管Q3的集电极相连。

所述第一、第二、第三和第四三极管均为NPN型三极管。

一种自适应车载终端的电瓶保护方法，包括：

汽车钥匙信号控制电路检测到汽车钥匙信号有效时，低压保护电路无效，汽车电瓶电源通过电源转换电路为车载终端供电；

汽车钥匙信号控制电路检测到汽车钥匙信号无效时，电瓶自适应电路判断汽车电瓶电源为12V还是24V，并通过低压保护电路产生电瓶保护阈值，控制电源转换电路使能端的启动或关断。

通过上述保护电路，实现了汽车输入电平(汽车电瓶电源)经过电源转换电路后，在使能端POWER-EN的控制下，提供给车载终端供电。

具体的，在ACC ON的情况下，电阻R5与R7构成的分压电路使三极管Q2导通，三极管Q1截止；电阻R9和R10构成的分压电路使三极管Q4导通，三极管Q3截止。此时电源转换电路的使能端POWER-EN通过电阻R1引脚上拉到VCAR，电源转换电路输出电源给车载终端工作。因此，在ACC ON情况下，低压保护电路无效，电路能够避免VCAR跌落造成的设备复位。

在ACC OFF情况下，三极管Q2截止，三极管Q4截止，三极管Q3导通。通过电瓶自适应电路中来判断汽车电平是12V的还是24V的。假如取16V为判断阀值，则当VCAR>16V时，由电阻R2和R6构成的分压电路使三极管Q1导通，此时电平保护阀值由电阻R1、R3和R4采样确定；当VCAR<16V时，由电阻R2和R6构成的分压电路使三极管Q1截止，此时电平保护阀值由电阻R1和R4电压采样确定。这样，就形成了12V和24V自适应电压低压关断保护。

本实施例中，电路参数可按照以下来设置：

电路中的各个参数设置如下：R5＝R9＝R8＝R2＝R1＝200kΩ，R7＝R10＝100K,R6＝7.8K，R3＝27kΩ，R4＝30kΩ，Q1＝Q2＝Q3＝Q4＝MMBTA42,使能端电压关断电平为1.2V。24V系统的低压保护电平为18V，12V的低压保护电平为9V。

当然，也可以调整电路参数来适应其他保护电平。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的自适应车载终端的电瓶保护电路及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自适应车载终端的电瓶保护电路，连接在汽车电瓶电源、汽车钥匙信号与电源转换电路之间，其特征在于，该电瓶保护电路包括：汽车钥匙信号控制电路、电瓶自适应电路和低压保护电路；所述汽车钥匙信号控制电路的输入端与所述汽车钥匙信号和汽车电瓶电源分别相连，输出端与所述电瓶自适应电路和所述低压保护电路分别相连；所述电瓶自适应电路的输入端与所述汽车电瓶电源和汽车钥匙信号控制电路分别相连，输出端与所述低压保护电路相连；所述低压保护电路的输入端与所述汽车电瓶电源、电瓶自适应电路和汽车钥匙信号控制电路分别相连，输出端与所述电源转换电路相连；所述电源转换电路的输入端与所述汽车电瓶电源相连，使能端与所述低压保护电路相连，输出端与车载终端相连；

所述汽车钥匙信号控制电路包括第五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二三极管、第三三极管和第四三极管；所述第五电阻和第七电阻串联于所述汽车钥匙信号与地之间；所述第九电阻和第十电阻串联于所述汽车钥匙信号与地之间；所述第八电阻连接于所述汽车电瓶电源与第三三极管的基极之间；所述第二三极管的基极连接于所述第五电阻与第七电阻之间，其集电极与所述电瓶自适应电路相连，发射极接地；所述第四三极管的基极连接于所述第九电阻与第十电阻之间，其集电极连接于所述第八电阻与第三三极管的基极之间，发射极接地；所述第三三极管的集电极与所述低压保护电路连接，发射极接地。

2.根据权利要求1所述的自适应车载终端的电瓶保护电路，其特征在于：所述电瓶自适应电路包括第二电阻、第六电阻和第一三极管；所述第二电阻与所述第六电阻串联于所述汽车电瓶电源与地之间；所述第一三极管的基极连接于所述第二电阻与所述第六电阻之间并与所述第二三极管的集电极相连，其集电极与所述低压保护电路相连，发射极接地。

3.根据权利要求2所述的自适应车载终端的电瓶保护电路，其特征在于：所述低压保护电路包括第一电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻和第三电阻串联于所述汽车电瓶电源与第一三极管的集电极之间；所述第四电阻的一端连接于所述第一电阻与所述第三电阻之间并且与所述电源转换电路的使能端相连，另一端与所述第三三极管的集电极相连。

4.根据权利要求3所述的自适应车载终端的电瓶保护电路，其特征在于：所述第一、第二、第三和第四三极管均为NPN型三极管。

5.一种自适应车载终端的电瓶保护方法，其特征在于，基于如权利要求1至4所述的自适应车载终端的电瓶保护电路，方法包括：

汽车钥匙信号控制电路检测到汽车钥匙信号有效时，低压保护电路无效，汽车电瓶电源通过电源转换电路为车载终端供电；

汽车钥匙信号控制电路检测到汽车钥匙信号无效时，电瓶自适应电路判断汽车电瓶电源为12V还是24V，并通过低压保护电路产生电瓶保护阈值，控制电源转换电路使能端的启动或关断。

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