CN108712159A - 一种车载台的点火启动电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载台技术领域，具体的说是一种车载台的点火启动电路。本发明包括：启动电容、MOS开关、12V输入电源、尾针、CPU、三极管、电阻，所述尾针上设有12V OUTPUT端口、Ignition端口，所述CPU设有Sense端口、EXT_PWR_EN端口，所述启动电容并联连接于所述MOS开关的源极和漏极两端，所述MOS开关的源极连接12V输入电源，所述MOS开关的漏极连接12V OUTPUT端口，所述12V OUTPUT端口与Ignition端口短接，所述Ignition端口与所述Sense端口连接，所述EXT_PWR_EN端口连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过电阻连接所述MOS开关的栅极。本发明提出一种简便可靠经济的硬件电路实现方案，仅使用了一个小型启动电容，既解决了安装方便问题，又可以保证尾针在关机状态下没有12V电压输出。

Description

一种车载台的点火启动电路及方法

技术领域

本发明涉及车载台技术领域，具体的说是一种车载台的点火启动电路及方法。

背景技术

车载电台是专门针对车载应用环境设计的一种专网无线通信终端设备。车载电台的供电一般来自车载电瓶12V直流电压，如图1。正常工作模式下车载电台可以发射10W-20W以上的大功率，可以达到较长的通信距离。

一般地，常规使用中可以通过面板的开机按键进行手动开机和关机。但是车载电台针对车载应用都有特殊设计的点火启动功能，用于方便和车辆启动时同步开启电台。

实现点火启动功能的电路设计有各种各样，基本都是在车载台尾针接口上定义了一个输入信号Ignition。

常规方法1：一般的用法是把汽车电瓶的12V的直流电压连接电源输入端口的同时，也连接一根点火线到这个Ignition引脚上，如图2，车辆点火启动的同时12V的直流电压给车载电台供电，同时12V的直流电压也加在这个Ignition引脚上，通过Ignition引脚输入的电压，车载电台的内部硬件电路将输入的电压转换成一个开机信号给处理器，完成自动开机，避免了手动按键的操作。

但是方法1的缺点是需要另外单独连接一根12V电源线到车台尾针接口。要实现点火启动，需要从点烟器的电源另加一条点火线连接到车台尾针Ignition引脚上，如图2。在实际安装施工现场是比较麻烦的。

常规方法2：另一种常见的设计是在车载台尾针接口上定义了一个12V的电压输出，用于扩展应用。可以在尾针扩展接口内部增加一个短路连接，把12V的电压输出和Ignition引脚连接起来，如图3.只要汽车点火，点烟器的12V电压一直连接着电台工作电源输入端(PWR JACK)，尾针的12V OUTPUT引脚可以一直保持12V电压输出，此时可以通过在尾针接头内部增加一根较短的连接线，即可实现汽车点火启动同时电台直接开机。这个方法比前述方法1有优点，可以方便用户现场安装使用。但是，缺点是：这样的设计要求车载台尾针接口持续保持12V的电压输出，电源座连接到12V电瓶以后即使待机状态下车载台关机状态下都要求保持12V的电压输出，这是不安全的。

通常为了安全起见，这个车载台尾针12V输出电源都是受控的，开机默认是关闭输出。如图4，正常情况下，MOS开关D是关闭的，关机后CPU没有运行，EXT_PWR_EN没有输出。MOS开关关闭，尾针没有12V电压输出。

常规方法3：还有一种方案(比如MOTOROLA)，如图4，车载台上电后CPU保持带电待机，通过CPU程序运行完成初始化后，使EXT_PWR_EN输出高电平，打开12V OUTPUT，然后通过CPU程序判断，如果检测到Ignition输入则触发开机。在这种方式下CPU要一直处于待机状态，大大增加了设备软硬件的复杂性，还增加了待机耗电，同时也会在尾针上持续输出12V电压，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种车载台的点火启动电路及方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种车载台的点火启动电路，包括：启动电容、MOS开关、输入电源、尾针、CPU、三极管、电阻，所述尾针上设有12V OUTPUT端口、Ignition端口，所述CPU设有Sense端口、EXT_PWR_EN端口，所述启动电容并联连接于所述MOS开关的源极和漏极两端，所述MOS开关的源极连接输入电源，所述MOS开关的漏极连接12V OUTPUT端口，所述12V OUTPUT端口与Ignition端口短接，所述Ignition端口与所述Sense端口连接，所述CPU的EXT_PWR_EN端口连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过电阻连接所述MOS开关的栅极。

进一步的改进是：所述启动电容的耐压大于25V。

进一步的改进是：所述启动电容的容量为10uF以下。

进一步的改进是：点火启动的瞬间，所述启动电容两端短路，所述MOS开关的源极和漏极两端导通，所述启动电容在所述12V OUTPUT端口输出一个“12V高电平脉冲”，通过外部回路输入Ignition端口，从而在控制环路CPU的Sense端口检测到车台开机信号，MOS开关所在的支路和所述CPU的Sense端口、EXT_PWR_EN端口构成的闭环环路，进而启动开机流程。

本发明具有以下优点及有益效果：

1、本发明提出一种简便可靠经济的硬件电路实现方案，仅使用了一个小型启动电容，既解决了安装方便问题，又可以保证尾针在关机状态下没有12V电压输出。

2、本发明现场安装简便，又要安全保证车载台尾针接口在稳定关机状态下任何引脚没有持续的电压输出，降低电路功耗，保证电路安全，且成本低廉。

附图说明

图1为现有技术中车载台与汽车电瓶的连接结构图；

图2为现有技术中一个车载台点火启动连接结构图；

图3为现有技术中另一个车载台点火启动连接结构图；

图4为现有技术中再一个车载台点火启动连接结构图；

图5为本发明一个实施例的电路结构图；

图6为使用图5的电路结构产生的各路信号波形和时序图；

图7为本发明的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图4，车载台的12V输入电源和尾针的12V OUTPUT端口之间经过了受控的MOS开关，不带点火启动的情况下，汽车启动后12V电压加到车载台上电后，车载台处于关机状态，CPU没有供电，程序没有运行，EXT_PWR_EN处于开路状态，MOS开关不通，尾针12V OUTPUT端口上没有12V电压输出。

车载台有三种常见的开机方式：

(一)通过“开机按键”开机，CPU初始化完成后，MOS开关处于受控状态，EXT_PWR_EN默认输出低，关闭12V输出。

(二)通过“紧急告警按键”开机，CPU初始化完成后，MOS开关处于受控状态，EXT_PWR_EN默认输出低，关闭12V输出。

(三)通过点火启动开关启动，车载台上电的同时在“Ignition”端口上也加上一个12V电压输入，电台自动开机CPU初始化完成后，MOS开关处于受控状态，EXT_PWR_EN默认输出低，关闭12V输出。但是，这种模式下，电台开机之前尾针是没有12V输出的，“Ignition”端口上需要另外单独引入一个12V电压。

为了实现方式(三)开机时不用另外通过增加一根加长线把12V电压输入线到“Ignition”端口上，解决方案是在车载台内部电路增加一个启动电容，如图5在MOS开关的源极和漏极之间并联启动电容，然后用户在现场安装时只需要在尾针连接的外部设备接头内部把“Ignition”端口和“12V OUTPUT”端口短接起来，这样当汽车点火启动时车载台上电，12V输入电源，利用电容充放电特性，上电瞬间，启动电容两端相当于短路，等效MOS开关瞬间导通，可以实现车载台上电的同时在“Ignition”端口上产生一个12V电压高电平脉冲输入到“Ignition”，完成自动开机的过渡过程，开机启动过程结束后电容充满电处于直流隔断状态，电容完成启动后等效于MOS开关断开。其中MOS开关和三极管可以看成一个模块，只要这个模块内利用了启动电容充电瞬间导通的原理，在开机瞬间在“12V OUTPUT”端口产生了一定时间长度的高电平脉冲，再通过整个闭环环路就可以实现自动开机。

本发明的关键在于：为了实现车载台点火启动自动开机的解决方案，可以自身内部解决车载台自动开机启动的触发信号，不依赖车辆提供点火线的外部条件，简化了现场安装工程，又要安全保证车载台尾针接口在稳定关机状态下任何引脚没有持续的电压输出，降低电路功耗，保证电路安全。本发明的一个实施例中仅使用了一个小型启动电容，利用启动电容的充放电特性，通过硬件处理后，给处理器CPU检测端口输入一个短暂的持续电平变化来判断一个启动的触发信号Ignition Sense的存在，如图6。

1)这个启动触发信号Ignition Sense宽度也不限于100ms，100ms只是一个例子。

2)启动电容的一种接法如图5，启动电容C的接法包括但不限于图5中示例的位置和形式，只要是利用了启动电容的充放电特性产生触发开机脉冲信号Ignition Sense来实现自动开机的原理都属于本文所述的同一种方法。

3)启动电容C的容量也不限于图中举例的值，可以是2.2uF或者其它形式。

自动开机过程中，“12V电源输入”，“12V OUTPUT”和“Ignition”，各路信号波形和时序如图6，尾针上的“12V OUTPUT”端口上只在上电过程中有一段的12V高电平，车载台开机后“12V OUTPUT”和“Ignition”端口都没有固定的高电压，回归0V，“12V OUTPUT”处于可控开关状态，满足设备安全要求。

“Ignition”端口上产生的12V电压高电平脉冲宽度大约100mS左右，实际时间宽度取决于启动电容C的容量。

启动电容C可以选择耐压大于25V，容量大约10uF以下的普通陶瓷电容就可以满足，封装可以使用1206，0805甚至0603，只占用很小的空间体积，没有其他更多特别要求。

Claims (4)

1.一种车载台的点火启动电路，其特征在于，包括：启动电容、MOS开关、12V输入电源、尾针、CPU、三极管、电阻，所述尾针上设有12V OUTPUT端口与Ignition端口，所述CPU设有Sense端口与EXT_PWR_EN端口，所述启动电容并联连接于所述MOS开关的源极和漏极两端，所述MOS开关的源极连接12V输入电源，所述MOS开关的漏极连接12V OUTPUT端口，所述12VOUTPUT端口与Ignition端口短接，所述Ignition端口与所述Sense端口连接，所述EXT_PWR_EN端口连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过电阻连接所述MOS开关的栅极。

2.根据权利要求1所述的一种车载台的点火启动电路，其特征在于，所述启动电容的耐压大于25V。

3.根据权利要求1所述的一种车载台的点火启动电路，其特征在于，所述启动电容的容量为10uF以下。

4.一种车载台的点火启动方法，其特征在于，点火启动的瞬间，所述启动电容两端短路，所述MOS开关的源极和漏极两端导通，所述启动电容在所述12V OUTPUT端口输出一个“12V高电平脉冲”，通过外部回路输入Ignition端口，从而在控制环路CPU的Sense端口检测到车台开机信号，MOS开关所在的支路和所述CPU的Sense端口、EXT_PWR_EN端口构成的闭环环路，进而启动开机流程。