CN109066573B - 一种新能源汽车电源保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车电源保护装置，包括滤波电路、控制保护电路和稳定输出电路，滤波电路的输入端连接新能源汽车电源的输出端，滤波电路的输出端连接控制保护电路的输入端，控制保护电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接供电端口，滤波电路对新能源汽车电源的输出电流进行滤波处理，极大地提高了新能源汽车电源供电的稳定性，控制保护电路在电源供电故障时及时有效地切断新能源汽车电源供电，保证用电安全，稳定输出电路进一步提高新能源汽车电源供电的稳定性和安全性，给汽车驾驶带来安全保障。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种新能源汽车电源保护装置。
背景技术
目前，新能源汽车已经逐渐被社会大众接受，新能源汽车包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。我国目前在市场上销售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车，因此新能源汽车电源是主要动力来源，由于新能源汽车电源长期处于充放电状态，电源损耗大，电源供电的稳定性、安全性都受到一定的影响，给汽车的安全驾驶带来隐患。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种新能源汽车电源保护装置。
其解决的技术方案是：一种新能源汽车电源保护装置，包括滤波电路、控制保护电路和稳定输出电路，所述滤波电路的输入端连接新能源汽车电源的输出端，滤波电路的输出端连接控制保护电路的输入端，控制保护电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接供电端口；所述控制保护电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R3连接滤波电路的输出端，并通过电容C4接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R4、R5的一端，电阻R4的另一端接地，运放器AR1的输出端连接电阻R5的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接可调电阻RP1的触点1，可调电阻RP1的触点2连接电阻R7的一端、稳压二极管DZ1的阴极和运放器AR2的同相输入端，电阻R7的另一端与稳压二极管DZ1的阳极并联接地，可调电阻RP1的触点3连接稳定输出电路的输入端，运放器AR2的反相输入端连接电容C5的一端，运放器AR2的输出端连接电容C5的另一端、运放器AR3的同相输入端和运放器AR4的反相输入端，运放器AR3的反相输入端连接电阻R8和可调电阻RP2的触点1，电阻R8的另一端连接+12V电源，可调电阻RP2的触点2、3连接运放器AR2的同相输入端，并通过电阻R9接地，运放器AR3、AR4的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R10连接滤波电路的输出端，并通过电容C6接地, 三极管Q1的发射极接地。
优选的，所述滤波电路包括电容C1，电容C1的一端连接电感L1、电阻R1的一端和新能源汽车电源的输出端，电容C1、电感L1的另一端通过电容C2接地，电阻R1的另一端连接电容C3、电阻R2的一端和控制保护电路的输入端，电容C3、电阻R2的另一端并联接地。
优选的，所述稳定输出电路包括二极管VD1，二极管VD1的阳极连接可调电阻RP1的触点3，二极管VD1的阴极连接电容C7、电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C8、电阻R11的一端和运放器AR5的同相输入端，电容C7、C8的另一端并联接地，电阻R11的另一端接地，运放器AR5的反相输入端连接运放器AR5的输出端和供电端口。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明控制保护电路中电阻R6、R7与可调电阻RP1形成调节采样电路，调节可调电阻RP1的阻值可调节新能源汽车电源的供电电压，电阻R7充当采样电阻，并将采样电压经窗口比较器的比较结果作为控制信号驱动保护电路工作，及时有效地保证了新能源汽车电源供电的安全性；
2.稳定输出电路利用π型滤波器降低供电电流的波动，运放器AR5利用跟随放大原理隔离输出到供电端口，以作为新能源汽车的供电接口，极大地提高了新能源汽车电源供电的稳定性和安全性，给汽车驾驶带来安全保障；
3.滤波电路对新能源汽车电源的输出电流进行滤波处理，极大地提高了新能源汽车电源供电的稳定性；
4.调节可调电阻RP1的阻值可改变控制保护电路输出电压大小，方便对新能源汽车电源的供电电压进行调节；调节可调电阻RP2的阻值可改变两个门限电压值，针对不同的新能源汽车电源对应不同的电压允许范围时方便调节。
附图说明
图1为本发明的系统模块图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
如图1所示，一种新能源汽车电源保护装置，包括滤波电路、控制保护电路和稳定输出电路，所述滤波电路的输入端连接新能源汽车电源的输出端，滤波电路的输出端连接控制保护电路的输入端，控制保护电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接供电端口。
如图2所示，滤波电路包括电容C1，电容C1的一端连接电感L1、电阻R1的一端和新能源汽车电源的输出端，电容C1、电感L1的另一端通过电容C2接地，电阻R1的另一端连接电容C3、电阻R2的一端和控制保护电路的输入端，电容C3、电阻R2的另一端并联接地。其中电容C1、C2和电感L1形成LC滤波对新能源汽车电源的输出电流进行处理，LC滤波后的电流由电阻R1、电容C3形成RC滤波进一步处理，极大地提高了新能源汽车电源供电的稳定性。
控制保护电路包括运放器AR1，由于新能源汽车电源保护装置的电路中电子元器件对新能源汽车电源的供电产生电能损耗，为了避免新能源汽车电源的供电电压偏低，运放器AR1运用同相比例放大原理对新能源汽车电源电压进行放大补偿。运放器AR1的同相输入端通过电阻R3连接滤波电路的输出端，并通过电容C4接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R4、R5的一端，电阻R4的另一端接地，运放器AR1的输出端连接电阻R5的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接可调电阻RP1的触点1，可调电阻RP1的触点2连接电阻R7的一端、稳压二极管DZ1的阴极和运放器AR2的同相输入端，电阻R7的另一端与稳压二极管DZ1的阳极并联接地，可调电阻RP1的触点3连接稳定输出电路的输入端。其中电阻R6、R7与可调电阻RP1形成调节采样电路，调节可调电阻RP1的阻值可改变控制保护电路输出电压大小，方便对新能源汽车电源的供电电压进行调节，同时，为了检测新能源汽车电源的供电电压情况，调节采样电路利用分压原理使电阻R7充当采样电阻，稳压二极管DZ1对电阻R7两端的电压进行稳压，提高采样电压的稳定度。
为了提高采样电压的强度，运放器AR2对电阻R7两端的电压进行放大处理，运放器AR2的反相输入端连接电容C5的一端，运放器AR2的输出端连接电容C5的另一端、运放器AR3的同相输入端和运放器AR4的反相输入端，其中电容C5在运放器AR2的反馈端起到补偿的作用，提高电压采样的连续性，使采样过程更加稳定。运放器AR3的反相输入端连接电阻R8和可调电阻RP2的触点1，电阻R8的另一端连接+12V电源，可调电阻RP2的触点2、3连接运放器AR2的同相输入端，并通过电阻R9接地，运放器AR3、AR4的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R10连接滤波电路的输出端，并通过电容C6接地, 三极管Q1的发射极接地。
经运放器AR2放大后的采样电压送入由运放器AR3、AR4形成的窗口比较器中进行比较输出，其中电阻R8、R9与可调电阻RP2利用分压原理对+12V电源进行分压，从而形成窗口比较器的上下两个门限电压，即对应新能源汽车电源供电电压允许范围的两个端值，当新能源汽车电源供电电压处于允许范围内时，根据窗口比较器原理，运放器AR3、AR4输出低电平信号，反之，当新能源汽车电源供电电压超出允许范围内时，窗口比较器输出高电平信号，其中调节可调电阻RP2的阻值可改变两个门限电压值，从而针对不同的新能源汽车电源对应不同的电压允许范围时方便调节。电阻R10和三极管Q1形成保护电路，窗口比较器的输出信号作为控制信号驱动三极管Q1工作，当新能源汽车电源供电发生故障，例如发生短路、断路造成供电电流过大或过小，使电阻R7两端的采样电压随之产生突变，经运放器AR2输出后的电压值超出窗口比较器的门限电压范围，导致窗口比较器输出高电平信号，三极管Q1导通，此时滤波电路的输出电流经电阻R10、三极管Q1泄放至大地，及时有效地切断新能源汽车电源供电，保证用电安全。
为了进一步提高新能源汽车电源供电的稳定性，设计稳定输出电路对控制保护电路的输出电源进行处理。稳定输出电路包括二极管VD1，二极管VD1的阳极连接可调电阻RP1的触点3，二极管VD1的阴极连接电容C7、电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C8、电阻R11的一端和运放器AR5的同相输入端，电容C7、C8的另一端并联接地，电阻R11的另一端接地，运放器AR5的反相输入端连接运放器AR5的输出端和供电端口。其中电容C7、C8与电感L2形成π型滤波器对控制保护电路的输出电流进行处理，降低供电电流的波动，提高供电的稳定性，二极管VD1起到单向导通的作用，运放器AR5利用跟随放大原理做最后的隔离输出，极大地提高了新能源汽车电源供电的安全性。
本发明在具体使用时，首先将新能源汽车电源保护装置与新能源汽车电源连接，其中滤波电路对新能源汽车电源的输出电流进行滤波处理，极大地提高了新能源汽车电源供电的稳定性，然后控制保护电路中运放器AR1对新能源汽车电源电压进行放大补偿，电阻R6、R7与可调电阻RP1形成调节采样电路，调节可调电阻RP1的阻值可调节新能源汽车电源的供电电压，电阻R7充当采样电阻，当新能源汽车电源供电发生故障，经运放器AR2放大后的采样电压的电压值超出窗口比较器的门限电压范围，导致窗口比较器输出高电平信号，三极管Q1导通，此时滤波电路的输出电流经电阻R10、三极管Q1泄放至大地，及时有效地切断新能源汽车电源供电，保证用电安全。最后稳定输出电路利用π型滤波器降低供电电流的波动，运放器AR5利用跟随放大原理隔离输出到供电端口，以作为新能源汽车的供电接口，极大地提高了新能源汽车电源供电的稳定性和安全性，给汽车驾驶带来安全保障。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种新能源汽车电源保护装置，其特征在于：包括滤波电路、控制保护电路和稳定输出电路，所述滤波电路的输入端连接新能源汽车电源的输出端，滤波电路的输出端连接控制保护电路的输入端，控制保护电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接供电端口；
所述控制保护电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R3连接滤波电路的输出端，并通过电容C4接地，运放器AR1的反相输入端连接电阻R4、R5的一端，电阻R4的另一端接地，运放器AR1的输出端连接电阻R5的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接可调电阻RP1的触点1，可调电阻RP1的触点2连接电阻R7的一端、稳压二极管DZ1的阴极和运放器AR2的同相输入端，电阻R7的另一端与稳压二极管DZ1的阳极并联接地，可调电阻RP1的触点3连接稳定输出电路的输入端，运放器AR2的反相输入端连接电容C5的一端，运放器AR2的输出端连接电容C5的另一端、运放器AR3的同相输入端和运放器AR4的反相输入端，运放器AR3的反相输入端连接电阻R8和可调电阻RP2的触点1，电阻R8的另一端连接+12V电源，可调电阻RP2的触点2、3连接运放器AR4的同相输入端，并通过电阻R9接地，运放器AR3、AR4的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R10连接滤波电路的输出端，并通过电容C6接地, 三极管Q1的发射极接地。
2.如权利要求1所述的新能源汽车电源保护装置，其特征在于：所述滤波电路包括电容C1，电容C1的一端连接电感L1、电阻R1的一端和新能源汽车电源的输出端，电容C1、电感L1的另一端通过电容C2接地，电阻R1的另一端连接电容C3、电阻R2的一端和控制保护电路的输入端，电容C3、电阻R2的另一端并联接地。
3.如权利要求2所述的新能源汽车电源保护装置，其特征在于：所述稳定输出电路包括二极管VD1，二极管VD1的阳极连接可调电阻RP1的触点3，二极管VD1的阴极连接电容C7、电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C8、电阻R11的一端和运放器AR5的同相输入端，电容C7、C8的另一端并联接地，电阻R11的另一端接地，运放器AR5的反相输入端连接运放器AR5的输出端和供电端口。
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