CN109494831B - 车载电源保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车载电源保护电路。所述车载电源保护电路，包括顺序连接的电源输入模块、防接反电路模块、保护电路模块和电源输出模块，所述保护电路模块包括开关管、分别与开关管电连接的高压保护模块和低压保护模块；当输入电压过高时，高压保护模块迅速关断开关管；当输入电压过低时，延缓关断开关管，进而保护输入电源在低压后不会持续放电。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车电子技术领域，特别涉及一种车载电源保护电路。适用于电源网络环境较复杂的环境，如车载、工业控制、水利发电站等场景。
背景技术
在电源网络环境较复杂的行业领域，如车载，有多个设备节点挂载在同一电源网络下，每个设备节点随时有可能会向电源网络传导非正常负载(感性、容性)，这些负载加持后，1)会使电源网络的电压波动而超过个别设备节点的电源处理(降压/稳压)的电路的工作范围，从而导致设备节点的电源暂时失效或者永永久性损坏；2)电池续电的设备(如车载)，如果电源网络上各设备节点持续消耗电量一段时间后，会导致电池电量耗尽，电压降低，导致无法点火启动。在上述描述的电源环境中，如不做保护，会有较大概率性出现节点电源输入电路产生不可逆的损坏，从而影响节点的正常工作。
电源网络上经常会挂载多个应用节点，各节点经常会向电源网络传导异常干扰，尤其是大功率的电机负载；传统的滤除网络上的杂波方法，是串联大电感，变压器或者使用耐高压的电源管理芯片，负载越大，要求越大块头的电感，且成本偏高；这显然在当今追求小巧，隐蔽的追踪管理设备上是不可行的。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对车载电源的复杂性，把超过后级电源管理电路上限的电压切掉；同时当电源过低时，也切断给负载供电，以实现车载电池不出现放电过低保证正常启动，用最低成本，较小元件体积，实现输入电源的保护，让其稳定长久正常工作的车载电源保护电路。
本发明的技术解决方案是所述车载电源保护电路，其特殊之处在于，包括顺序连接的电源输入模块、防接反电路模块、保护电路模块和电源输出模块，所述保护电路模块包括开关管、分别与开关管电连接的高压保护模块和低压保护模块；当输入电压过高时，高压保护模块迅速关断开关管；当输入电压过低时，延缓关断开关管，进而保护输入电源在低压后不会持续放电。
作为优选：所述防接反电路模块是二极管D1，所述二极管D1用于防止电源接反，阻止反向电流的流通。
作为优选：所述开关管选用大功率NPN三极管、高耐管、快速反应的小功率NPN、PNP三极管、齐纳二极管。
作为优选：所述高压保护模块包括防止电源接反以阻止反向电流流通的二极管D1、为开关管Q4微调偏置的电阻R6和电阻R7、用于高压判定的齐纳二极管ZR2、开关管Q4、为开关管Q1提供足够基极输入电流及控制开关管Q1导通的开关管Q3、开关管Q2；所述二极管D1的负极分别接入开关管Q1集电极和开关管Q4发射极与开关管Q3发射极的公共端，开关管Q4的发射极与开关管Q4的基极之间并联电阻R6，开关管Q4的基极还串联电阻R7、齐纳二极管ZR2、齐纳二极管ZR2正极接地，开关管Q3的集电极连接在开关管Q1的基极；当输入电压过高时，电流沿二极管D1、电阻R6、电阻R7、击穿齐纳二极管ZR2,使开关管Q4导通，开关管Q3关断，最终使开关管Q1关断。
作为优选：所述低压保护模块包括：防止电源接反并阻止反向电流流通的二极管D1、用于低压判定的齐纳二极管ZR1、为开关管Q2微调偏置的电阻R2与电阻R3和电阻R4、电源正常时控制开关管Q3导通的开关管Q2、为开关管Q1提供足够基极输入电流及控制开关管Q1导通的开关管Q3和开关管Q1，所述二极管D1的负极串联齐纳二极管ZR1、电阻R2、电阻R3、电阻R4后接地，所述电阻R3与所述电阻R4连接节点连接开关管Q2的基极，开关管Q2的发射极接地，开关管Q2的集电极与开关管Q1的基极之间连接电阻R1，开关管Q2的集电极与开关管Q3的发射极之间连接电阻R5；电源沿二极管D1、击穿齐纳二极管ZR1,再沿电阻R2,电阻R3、电阻R4接地，使开关管Q2导通，开关管Q3导通，最后使开关管Q1导通，使电路正常工作；但若输入电压过低，齐纳二极管ZR1无法击穿，则最终导致开关管Q1无法导通，保护输入电源在低压后不会持续放电。
与现有技术相比，本发明的有益效果:
⑴每种设备都有它的使用环境及规律，有些终端允许间歇性休眠，且此类终端的功耗较低，不需要有持续，大功率的电流输入，本发明提供的保护电路允许在有危害性电压输入时，硬件启动自我关闭的防护措施。
⑵本发明使用元器件体积小，综合成本低；电路清晰，易于维护。
⑶本发明用最低成本，较小元件体积，实现输入电源的保护，让其稳定长久正常工作。
附图说明
图1是本发明车载电源保护电路的框图；
图2是本发明车载电源保护电路的原理图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，该车载电源保护电路，包括顺序连接的电源输入模块、防接反电路模块、保护电路模块和电源输出模块，所述保护电路模块包括开关管、分别与开关管电连接的高压保护模块和低压保护模块；当输入电压过高时，高压保护模块迅速关断开关管；当输入电压过低时，延缓关断开关管，进而保护输入电源在低压后不会持续放电。
请参阅图2所示，所述高压保护模块包括防止电源接反以阻止反向电流流通的二极管D1、为开关管Q4微调偏置的电阻R6和电阻R7、用于高压判定的齐纳二极管ZR2、开关管Q4、为开关管Q1提供足够基极输入电流及控制开关管Q1导通的开关管Q3、开关管Q2；所述二极管D1的负极分别接入开关管Q1集电极和开关管Q4发射极与开关管Q3发射极的公共端，开关管Q4的发射极与开关管Q4的基极之间并联电阻R6，开关管Q4的基极还串联电阻R7、齐纳二极管ZR2、齐纳二极管ZR2正极接地，开关管Q3的集电极连接在开关管Q1的基极；当输入电压过高时，电流沿二极管D1、电阻R6、电阻R7、击穿齐纳二极管ZR2,使开关管Q4导通，开关管Q3关断，最终使开关管Q1关断。
请参阅图2所示，所述低压保护模块包括：防止电源接反并阻止反向电流流通的二极管D1、用于低压判定的齐纳二极管ZR1、为开关管Q2微调偏置的电阻R2与电阻R3和电阻R4、电源正常时控制开关管Q3导通的开关管Q2、为开关管Q1提供足够基极输入电流及控制开关管Q1导通的开关管Q3和开关管Q1，所述二极管D1的负极串联齐纳二极管ZR1、电阻R2、电阻R3、电阻R4后接地，所述电阻R3与所述电阻R4连接节点连接开关管Q2的基极，开关管Q2的发射极接地，开关管Q2的集电极与开关管Q1的基极之间连接电阻R1，开关管Q2的集电极与开关管Q3的发射极之间连接电阻R5；电源沿二极管D1、击穿齐纳二极管ZR1,再沿电阻R2,电阻R3、电阻R4接地，使开关管Q2导通，开关管Q3导通，最后使开关管Q1导通，使电路正常工作；但若输入电压过低，齐纳二极管ZR1无法击穿，则最终导致开关管Q1无法导通，保护输入电源在低压后不会持续放电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种车载电源保护电路，包括顺序连接的电源输入模块、防接反电路模块、保护电路模块和电源输出模块，所述保护电路模块包括开关管、分别与开关管电连接的高压保护模块和低压保护模块；当输入电压过高时，高压保护模块迅速关断开关管；当输入电压过低时，延缓关断开关管，进而保护输入电源在低压后不会持续放电，其特征在于，所述高压保护模块包括防止电源接反以阻止反向电流流通的二极管D1、为开关管Q4微调偏置的电阻R6和电阻R7、用于高压判定的齐纳二极管ZR2、开关管Q4、为开关管Q1提供基极输入电流及控制开关管Q1导通的开关管Q3、开关管Q2；所述二极管D1的负极分别接入开关管Q1集电极和开关管Q4发射极与开关管Q3发射极的公共端，开关管Q4的发射极与开关管Q4的基极之间并联电阻R6，开关管Q4的基极还串联电阻R7、齐纳二极管ZR2后接地，开关管Q3的集电极连接在开关管Q1的基极；当输入电压过高时，电流沿二极管D1、电阻R6、电阻R7、击穿齐纳二极管ZR2,使开关管Q4导通，开关管Q3关断，最终使开关管Q1关断。
2.根据权利要求1所述车载电源保护电路，其特征在于，所述低压保护模块包括：防止电源接反并阻止反向电流流通的二极管D1、用于低压判定的齐纳二极管ZR1、为开关管Q2微调偏置的电阻R2与电阻R3和电阻R4 、电源正常时控制开关管Q3导通的开关管Q2、为开关管Q1提供基极输入电流及控制开关管Q1导通的开关管Q3、开关管Q1，所述二极管D1的负极串联齐纳二极管ZR1、电阻R2、电阻R3、电阻R4后接地，所述电阻R3与所述电阻R4连接节点连接开关管Q2的基极，开关管Q2的发射极接地，开关管Q2的集电极与开关管Q1的基极之间连接电阻R1，开关管Q2的集电极与开关管Q3的发射极之间连接电阻R5；电源沿二极管D1、击穿齐纳二极管ZR1,再沿电阻R2, 电阻R3、电阻R4 接地，使开关管Q2导通，开关管Q3导通，最后使开关管Q1导通，使电路正常工作；但若输入电压过低，齐纳二极管ZR1无法击穿，则最终导致开关管Q1无法导通，保护输入电源在低压后不会持续放电。
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