CN110143111B - 车载空调器电源电路、车载电控装置和车载空调器 - Google Patents

车载空调器电源电路、车载电控装置和车载空调器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种车载空调器电源电路、车载电控装置和车载空调器，其中，车载空调器电源电路包括电源输入端、接地端、控制电路、防反接电路和开关电路，当输入电源反接时，防反接电路关闭，当输入电源正接时，防反接电路导通，从而实现保护空调器的目的，同时，在当输入电源正确输入时，控制电路得电，在控制电路接收到开机控制信号时才输出开关控制信号控制开关电路导通，空调器电控系统得电，从而减少空调器电控系统的待机功耗，提高了车载空调器电源电路的可靠性。

Description

车载空调器电源电路、车载电控装置和车载空调器
技术领域
本发明涉及车载空调器技术领域，特别涉及一种车载空调器电源电路、车载电控装置和车载空调器。
背景技术
目前车载空调器的供电电路均较为简单，即只采用简单的EMC滤波电路，在待机时电源持续输出，导致功耗增加，以及在电源反接时，容易出现电路损坏。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种车载空调器电源电路，旨在提高车载空调器电源电路的可靠性。
为实现上述目的，本发明提出的车载空调器电源电路包括电源输入端、接地端、控制电路、防反接电路和开关电路；
所述电源输入端、所述防反接电路的受控端、所述控制电路的第一电源端及空调器电控系统的第一电源端连接，所述开关电路的输入端、和所述空调器电控系统的第二电源端互连，所述开关电路的输出端、所述控制电路的第二电源端及所述防反接电路的输入端互连，所述防反接电路的输出端与所述接地端连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路的控制端连接；
所述防反接电路，用于在接收到正电源信号时导通，以及在接收到负电源信号时关断；
所述控制电路，用于在所述防反接电路导通时获取直流电源，并根据接收到的开机信号控制所述开关电路导通，以使所述空调器电控系统获取电能。
在一实施例中，所述防反接电路包括第一NMOS管、第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端与所述电源输入端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端及所述第一NMOS管的栅极连接，所述第二电阻的第二端与所述NMOS管的源极连接，其连接节点为所述防反接电路的输入端，所述NMOS管的漏极与所述接地端连接。
在一实施例中，所述防反接电路还包括第一稳压保护电路，所述第一稳压保护电路连接在所述第一NMOS管的栅极和源极之间，所述第一稳压保护电路包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阳极与所述第一NMOS管的源极连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第一NMOS管的栅极连接。
在一实施例中，所述开关电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述开关电路的受控端，所述第二NMOS管的漏极与为所述开关电路的输入端，所述第二NMOS管的源极为所述开关电路的输出端。
在一实施例中，所述开关电路还包括第二稳压保护电路，所述第二稳压保护电路连接在所述第二NMOS管的漏极和栅极之间，所述第二稳压保护电路包括包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阳极与所述第二NMOS管的栅极连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述第二NMOS管的源极连接。
在一实施例中，所述开关电路还包括下拉电阻电路，所述下拉电阻电路连接在所述开关电路的受控端和所述开关电路的输出端之间，所述下拉电阻电路包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二NMOS管的栅极连接，所述第三电阻的第二端与所述第二NMOS管的源极连接。在一实施例中，所述车载空调器电源电路还包括限流保护电路，所述限流保护电路连接在所述控制电路和所述开关电路之间，所述限流保护电路包括第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述控制电路的控制端连接，所述第四电阻的第二端与所述开关电路的受控端连接。
在一实施例中，所述控制电路包括控制器，所述控制器的电源端为所述控制电路的电源端，所述控制器的接地端为所述控制电路的接地端，所述控制器的控制端为所述控制电路的控制端。
本发明还提出一种车载电控装置，该车载电控装置包括空调器电控系统和如上所述的车载空调器电源电路，所述空调器电控系统的电源端与所述车载空调器电源电路的电源输出端连接，所述空调器电控系统与空调器本体的受控端连接；
所述空调器电控系统，用于接收所述车载空调器电源电路输出的直流电源，并驱动车载空调器本体工作。
本发明还提出一种车载空调器，该车载空调器包括空调器本体和如上所述的车载电控装置，所述空调器本体的受控端分别与所述车载电控装置的受控端对应连接。
本发明技术方案通过采用电源输入端、接地端、控制电路、防反接电路和开关电路组成车载空调器电源电路，电源输入端、防反接电路的受控端、控制电路的第一电源端及空调器电控系统的第一电源端连接，开关电路的输入端、和空调器电控系统的第二电源端互连，开关电路的输出端、控制电路的第二电源端及防反接电路的输入端互连，防反接电路的输出端与接地端连接，开关电路的受控端与控制电路的控制端连接。
防反接电路用于避免在输入电源的正负极反接时损坏电路，当输入电源反接时，防反接电路关闭，当输入电源正接时，防反接电路导通，从而实现保护空调器的目的，同时，在当输入电源正确输入时，控制电路得电，开关电路保持关断，在控制电路接收到开机控制信号时才输出开关控制信号控制开关电路导通，空调器电控系统得电，从而减少空调器电控系统的待机功耗，提高了车载空调器电源电路的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明车载空调器电源电路一实施例的模块示意图；
图2为本发明车载空调器电源电路另一实施例的模块示意图；
图3为本发明车载空调器电源电路一实施例的电路结构图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
电源输入端 IN 电阻下拉电路 32
接地端 GND 第一电阻 R1
防反接电路 10 第二电阻 R2
控制电路 20 第三电阻 R3
开关电路 30 第四电阻 R4
限流保护电路 40 电解电容 C2
车载空调器电源电路 100 第一稳压二极管 D1
空调器电控系统 200 第二稳压二极管 D2
第一稳压保护电路 11 第一NMOS管 Q1
第二稳压保护电路 31 第二NMOS管 Q2
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
本发明提出一种车载空调器电源电路100。
如图1至图3所示，图1为本发明车载空调器电源电路一实施例的模块示意图，图2为本发明车载空调器电源电路另一实施例的模块示意图，图3为本发明车载空调器电源电路一实施例的电路结构图。
本实施例中，车载空调器电源电路100包括电源输入端IN、接地端GND、控制电路20、防反接电路10和开关电路30；
电源输入端IN、防反接电路10的受控端、控制电路20的第一电源端及空调器电控系统200的第一电源端连接，开关电路30的输入端、和空调器电控系统200的第二电源端互连，开关电路30的输出端、控制电路20的第二电源端及防反接电路10的输入端互连，防反接电路10的输出端与接地端GND连接，开关电路30的受控端与控制电路20的控制端连接；
防反接电路10，用于在接收到正电源信号时导通，以及在接收到负电源信号时关断；
控制电路20，用于在防反接电路10导通时获取直流电源，并根据接收到的开机信号控制开关电路30导通，以使空调器电控系统200获取电能。
本实施例中，空调器电控系统200用于控制车载空调器本体工作，空调器电控系统200得电后，可根据对应的控制指令控制车载空调器本体进行制冷、制热或者风力控制等，在电源输入端IN和接地端GND接入的电源极性正确时，防反接电路10导通，控制电路20的第一电源端与电源输入端IN连接，控制电路20的第二电源端与接地端GND连接，从而实现通电回路，控制电路20开始得电工作，而此时开关电路30保持关断状态，空调器电控系统200的两个电源端未形成回路，因此未接收到电源，保持关闭状态，当控制电路20接收到用户发出的开机信号后，控制电路20输出开关控制信号控制开关电路30导通，空调器电控系统200得电，空调器本体开始工作，如此，使待机电路减少，进而减少待机功耗。
同时，防反接电路10用于防止输入电源的极性反接时造成电路损坏，在输入电源正接时，防反接电路10接收到正电源信号并导通，控制电路20得电工作，防反接电路10接收到负电源信号时则保持关断状态，从而保护后端电路，提高了车载空调器电源电路的可靠性。
可以理解的是，空调器电控系统200与车载空调器电源电路100之间还可加入滤波电路，用于滤波稳压，本实施例中，滤波电路包括第一电解电容C1，第一电解电容C1并联在空调器电控系统200的两个电源端之间。
本实施例中，防反接电路10具体结构可适用性设计，例如采用开关管或者二极管等电路实现，在此不做具体限制，在一具体实施例中，防反接电路10包括第一NMOS管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2；第一电阻R1的第一端与电源输入端IN连接，第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第一端及第一NMOS管Q1的栅极连接，第二电阻R2的第二端与NMOS管的源极连接，其连接节点为防反接电路10的输入端，NMOS管的漏极与接地端GND连接。
当电源输入端IN和接地端GND接入的电源反接时，第一NMOS管Q1中寄生二极管反向截止，不导通，而且第一NMOS管Q1的栅极由于没有电压，第一NMOS管Q1不导通。
当正确接线时，寄生二极管为后续电路供电，另外第一NMOS管Q1的栅极通过电阻R1与电阻R2分压得电并导通，从而起到防反接的作用，提高车载空调器电源电路100的稳定性。
同时，在第一NMOS管Q1的栅极和源极之间还连接有第一稳压保护电路11，第一稳压保护电路11用于防止过高的电压导致第一NMOS管Q1损坏，第一稳压保护电路11连接在第一NMOS管Q1的栅极和源极之间，第一稳压保护电路包括第一稳压二极管D1，第一稳压二极管D1的阳极与第一NMOS管Q1的源极连接，第一稳压二极管D1的阴极与第一NMOS管Q1的栅极连接。
开关电路30串接在回路中，用于接收控制电路20发出的开关控制信号对应导通或者关断，开关电路30可采用各类具有通断作用的开关器件，例如继电器、三极管、MOS管等，在一实施例中，开关电路30包括第二NMOS管Q2，第二NMOS管Q2的栅极为开关电路30的受控端，第二NMOS管Q2的漏极与为开关电路30的输入端，第二NMOS管Q2的源极为开关电路30的输出端，第二NMOS管Q2在接收到控制电路20输出的高电平的开关控制信号时导通，从而使空调器电控系统200得电，在没有接收开关控制信号或者接收到低电平的开关控制信号时关断，从而控制空调器电控系统200失电并停止工作。
在一实施例中，开关电路30还包括第二稳压保护电路31，第二稳压保护电路31连接在第二NMOS管Q2的漏极和栅极之间，第二稳压保护电路31用于保护第二NMOS管Q2的栅极，避免过高的控制电压导致第二NMOS管Q2损坏，第二稳压保护电路31包括第二稳压二极管D2，第二稳压二极管D2的阳极与第二NMOS管Q2的栅极连接，第二稳压二极管D2的阴极与第二NMOS管Q2的源极连接。
在一实施例中，开关电路30还包括下拉电阻电路32，下拉电阻电路32连接在开关电路30的受控端和开关电路30的输出端之间，下拉电阻电路32用于在控制电路20没有输出开关控制信号时，把第二NMOS管Q2的栅极电压下拉，增强第二NMOS管Q2的关闭可靠性，下拉电阻电路32包括第三电阻R3，第三电阻R3的第一端与第二NMOS管Q2的栅极连接，第三电阻R3的第二端与第二NMOS管Q2的源极连接。
本实施例中，控制电路20可为各类控制器，控制器包括控制芯片和外围处理电路，控制器可为功能强大的PLC控制器、还可为微处理器、CPU等，控制芯片的型号也可对应选择，在此不做具体限制，控制器的电源端为控制电路20的电源端，控制器的接地端为控制电路20的接地端，控制器的控制端为控制电路20的控制端，控制器的电源端和接地端接收到电源开始工作，并实时接收用户发出的开机信号，进而控制开关电路30导通或者关断，实现车载空调器电源电路100的开关控制。
本发明技术方案通过采用电源输入端IN、接地端GND、控制电路20、防反接电路10和开关电路30组成车载空调器电源电路100，电源输入端IN、防反接电路10的受控端、控制电路20的第一电源端及空调器电控系统200的第一电源端连接，开关电路30的输入端、和空调器电控系统200的第二电源端互连，开关电路30的输出端、控制电路20的第二电源端及防反接电路10的输入端互连，防反接电路10的输出端与接地端GND连接，开关电路30的受控端与控制电路20的控制端连接。
防反接电路10用于避免在输入电源的正负极反接时损坏电路，当输入电源反接时，防反接电路10关闭，当输入电源正接时，防反接电路10导通，从而实现保护车载空调器的目的，同时，在当输入电源正确输入时，控制电路20得电，开关电路30保持关断，在控制电路20接收到开机控制信号时才输出开关控制信号控制开关电路30导通，空调器电控系统200得电，从而减少空调器电控系统200的待机功耗，提高了车载空调器电源电路的可靠性。
车载空调器电源电路100还包括限流保护电路40，限流保护电路40连接在控制电路20和开关电路30之间，限流保护电路40可包括一个或者多个电阻元件，用于分压限流，从而保护控制器，在一具体实施例中，限流保护电路40包括第四电阻R4，第四电阻R4的第一端与控制电路20的控制端连接，第四电阻R4的第二端与开关电路30的受控端连接。
本发明还提出一种车载电控装置，该车载电控装置包括空调器电控系统200和车载空调器电源电路，由于本车载电控装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述，其中，空调器电控系统200的电源端与车载空调器电源电路100的电源输出端连接，空调器电控系统200与空调器本体的受控端连接；
空调器电控系统200，用于接收车载空调器电源电路100输出的直流电源，并驱动车载空调器本体工作。
本实施例中，空调器电控系统200用于控制车载空调器本体工作，空调器电控系统200得电后，可根据对应的控制指令控制车载空调器本体进行制冷、制热或者风力控制等。
本发明还提出一种车载空调器，该车载空调器包括空调器本体和车载电控装置，该车载电控装置的具体结构参照上述实施例，由于本车载空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

Claims (9)

1.一种车载空调器电源电路，其特征在于，包括电源输入端、接地端、控制电路、防反接电路和开关电路；
所述电源输入端、所述防反接电路的受控端、所述控制电路的第一电源端及空调器电控系统的第一电源端连接，所述开关电路的输入端、和所述空调器电控系统的第二电源端互连，所述开关电路的输出端、所述控制电路的第二电源端及所述防反接电路的输入端互连，所述防反接电路的输出端与所述接地端连接，所述开关电路的受控端与所述控制电路的控制端连接；
所述防反接电路，用于在接收到正电源信号时导通，以及在接收到负电源信号时关断；
所述控制电路，用于在所述防反接电路导通时获取直流电源，并根据接收到的开机信号控制所述开关电路导通，以使所述空调器电控系统获取电能；
所述防反接电路包括第一NMOS管、第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端与所述电源输入端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端及所述第一NMOS管的栅极连接，所述第二电阻的第二端与所述NMOS管的源极连接，其连接节点为所述防反接电路的输入端，所述NMOS管的漏极与所述接地端连接。
2.如权利要求1所述的车载空调器电源电路，其特征在于，所述防反接电路还包括第一稳压保护电路，所述第一稳压保护电路连接在所述第一NMOS管的栅极和源极之间，所述第一稳压保护电路包括第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阳极与所述第一NMOS管的源极连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第一NMOS管的栅极连接。
3.如权利要求1所述的车载空调器电源电路，其特征在于，所述开关电路包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的栅极为所述开关电路的受控端，所述第二NMOS管的漏极与为所述开关电路的输入端，所述第二NMOS管的源极为所述开关电路的输出端。
4.如权利要求3所述的车载空调器电源电路，其特征在于，所述开关电路还包括第二稳压保护电路，所述第二稳压保护电路连接在所述第二NMOS管的漏极和栅极之间，所述第二稳压保护电路包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的阳极与所述第二NMOS管的栅极连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述第二NMOS管的源极连接。
5.如权利要求3所述的车载空调器电源电路，其特征在于，所述开关电路还包括下拉电阻电路，所述下拉电阻电路连接在所述开关电路的受控端和所述开关电路的输出端之间，所述下拉电阻电路包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二NMOS管的栅极连接，所述第三电阻的第二端与所述第二NMOS管的源极连接。
6.如权利要求1所述的车载空调器电源电路，其特征在于，所述车载空调器电源电路还包括限流保护电路，所述限流保护电路连接在所述控制电路和所述开关电路之间，所述限流保护电路包括第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述控制电路的控制端连接，所述第四电阻的第二端与所述开关电路的受控端连接。
7.如权利要求1所述的车载空调器电源电路，其特征在于，所述控制电路包括控制器，所述控制器的电源端为所述控制电路的电源端，所述控制器的接地端为所述控制电路的接地端，所述控制器的控制端为所述控制电路的控制端。
8.一种车载电控装置，其特征在于，包括空调器电控系统和如权利要求1-7任意一项所述的车载空调器电源电路，所述空调器电控系统的电源端与所述车载空调器电源电路的电源输出端连接，所述空调器电控系统与空调器本体的受控端连接；
所述空调器电控系统，用于接收所述车载空调器电源电路输出的直流电源，并驱动车载空调器本体工作。
9.一种车载空调器，其特征在于，包括空调器本体和如权利要求8所述的车载电控装置，所述空调器本体的受控端分别与所述车载电控装置的受控端对应连接。
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