CN110208591B - 一种低静态电流的电压检测电路及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电压检测技术领域，尤其涉及一种低静态电流的电压检测电路及汽车。一种低静态电流的电压检测电路，包括电源电路、点火电路和电压转换电路，接收电源电路的电源电压和点火电路的使能信号，并根据使能信号输出转换电压和复位信号；电压采样电路，输入端连接所述电源电路的输出端，并根据电压转换电路的转换电压，输出采样电压。本发明通过点火电路输出使能信号唤醒电压转换电路，电压转换电路输出转换电压给电压采样电路，启动电压采样电路并输出采样电压给检测电路，检测电路接受采样电压、转换电压和复位信号从而开启检测。熄火时，点火电路不输出使能信号，检测电路不工作，从而有效地降低静态电流，在待机情况下静态电流为零。

Description

一种低静态电流的电压检测电路及汽车

技术领域

本发明涉及汽车电压检测技术领域，尤其涉及一种低静态电流的电压检测电路及汽车。

背景技术

随着电动汽车的兴起，目前汽车电子对静态电流的要求起来越严格，针对各个汽车零部件，越来越多的汽车生产商要求非常低的静态电流，甚至是零静态电流。

而在实际的汽车产品中，车辆零部件的芯片需要对电池线的电压进行检测，从而方便进行相应的控制。通常，电池线的电压检测需要先通过电阻分压的方式对电压进行采样再对采样的电压进行检测，例如在汽车电池电源为13.5V的情况下，一般通过四个100K电阻进行分压，此时的静态电流有32.25uA，没有办法达到零静态电流的产品需求。由此，如何降低电池线的电压检测电路的静态电流，成为了汽车设备需要解决的重要问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种低静态电流的电压检测电路。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种低静态电流的电压检测电路，包括电源电路、点火电路和电压转换电路，接收电源电路的电源电压和点火电路的使能信号，并根据使能信号输出转换电压VCC和复位信号；

电压采样电路，包括启动控制模块和采样模块；所述启动模块的输入端与所述电源电路的输出端连接；所述采样模块的输入端和输出端分别与所述启动控制模块的输出端和采样电压KL30-DET输出端口连接，所述电压采样电路根据电压转换电路的转换电压VCC，输出采样电压KL30-DET；

检测电路，接收并根据电压转换电路的转换电压VCC与复位信号和电压采样电路的采样电压KL30-DET启动电压检测。

进一步的，所述启动控制模块包括第一三极管Q1和第二三极管Q2；所述第二三极管Q2的基级与所述电压转换电路的转换电压VCC输出端连接，且第二三极管Q2的集电极和发射极分别与所述第一三极管Q1的基级和地线连接；所述第一三极管Q1的发射极和集电极分别与所述电源电路的输出端和所述采样模块的输入端连接。

进一步的，所述第一三极管Q1为PNP型三极管，所述第二三极管Q2为NPN型三极管。

进一步的，所述采样模块包括第一电阻R1、分压电阻、稳压二极管D3和滤波模块，所述分压电阻的两端分别与启动控制模块的输出端和第二电路连接；所述第一电阻R1与分压电阻连接的另一端接地；所述稳压二极管D3并联在所述第一电阻的两端；所述滤波模块连接所述稳压二极管D3的两端，且所述滤波模块的输出端与所述检测电路的采样电压输入端连接。

进一步的，所述电压转换电路包括电压转换芯片U1；所述电压转换芯片U1的电压输入端和使能端分别与所述电源电路的输出端和点火电路的使能输出端连接，电压转换芯片U1的转换电压VCC输出端与连接所述电压采样电路和检测电路的转换电压输入端，且电压转换芯片U1的复位信号输出端通过滤波电路与检测电路的复位信号接收端连接。

进一步的，所述点火电路包括二极管D4和稳压滤波模块；所述二极管D4输入端和输出端分别与点火电源KL15输入端和所述稳压滤波模块的输入端连接；所述稳压滤波模块的输出端连接所述使能信号输出端口。

进一步的，所述电压转换电路和电压采样电路的电源输入端与所述电源电路的输出端之间还并联有滤波电容模块。

进一步的，所述电压转换电路与滤波电容模块的并联节点之间设置有二极管D1，所述电压转换电路与滤波电容模块的并联节点之间设置有二极管D2。

本发明还提供一种汽车，所述汽车包括上述低静态电流的电压检测电路。

本发明通过点火电路输出使能信号唤醒电压转换电路，电压转换电路输出转换电压给电压采样电路，启动电压采样电路并输出采样电压给检测电路，检测电路接受采样电压、转换电压和复位信号从而开启检测。在熄火时，点火电路不输出使能信号，检测电路不工作，从而可以有效地降低静态电流，在熄火待机情况下静态电流为零，同时点火启动后，能把产品的功能重新唤醒，低成本实现低静态电流，提高产品的竞争力。另外，本发明的转换电压VCC、采样电压KL30_DET、分压电阻值等参数可以根据客户的要求和汽车的调试进行进一步的调整，提高客户的使用体验感，大大提高车辆的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例电压检测电路的结构图。

图2为本发明实施例电压采样电路的电路结构图。

图3为本发明实施例电压转换电路的电路结构图。

图4为本发明实施例点火电路的电路结构图。

其中，1电源电路、2点火电路、3电压转换电路、4电压采样电路、5检测电路、21稳压滤波模块、41启动控制模块、42采样模块、43滤波电容模块、421滤波模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

图1示出了本发明实施例提供的电压检测电路中体现各个电路间的输出输入关系的结构图；图2示出了实施例提供的电压采样电路4的电路结构图；图3示出了实施例提供的电压转换电路3的电路结构图；图4示出了实施例提供的点火电源的电路结构图。

一种低静态电流的电压检测电路，参阅图1，包括电源电路1、点火电路2、电压转换电路3、电压采样电路4和检测电路5。在电路中，电源电路1包括电池电源KL30，用于给电压转换电路3和电压采样电路4提供电源电压；点火电源包括点火电源KL15，用于输出使能信号给电压转换电路3，唤醒电压转换电路3中的芯片，从而启动电压检测；电压转换电路3根据点火电源的使能信号将电源信号进行转换为转换电压VCC并输出给电压采样电路4和检测电路5，同时发送复位信号给检测电路5；电压采样电路4接收电压转换电路3的转换电路，并启动电压采样，对电源电压进行采样，输出采样电压KL30_DET给到检测电路5；检测电路5接收电压转换电路3的转换电压和复位信号，对经过电压采样电路4处理的电压进行检测，并进行对应的应用处理。

该电路具体的连接方式为，电压转换电路3的电源输入端与电源电路1的输出端连接，电压转换电路3的使能端与点火电路2的输出端连接，电源电路1为电压转换电路3提供电源电压，电压转换电路3的转换电压输出端与电压采样电路4的转换电压接收端以及检测电路5的转换电压输入端连接，同时，电压转换电路3的复位信号输出端与检测电路5的复位信号接收端连接。电压采样电路4的电源输入端与电源电路1的输出端连接，电源电路1为电压采样电路4提供电源电压，另外的，电压采样电路4的采样电压输出端与检测电路5的采样电压输入端连接。

在一些实施例中，电压转换电路3和电压采样电路4的电源输入端与电源电路1的输出端之间还并联有滤波电容模块43，滤波电容模块43输入端连接在电压转换电路3和电压采样电路4的电源输入端与电源电路1的输出端之间的节点上，滤波电容模块43的输出端接地。滤波电容用于对电源电路1进行滤波处理。

在一些实施例中，电压转换电路3与滤波电容模块43的节点之间设置有二极管D1，所述电压转换电路3与滤波电容模块43的并联节点之间设置有二极管D2，二极管D1和二极管D2的作用是对输入电流进行整流处理。

为了使电路结构简单整洁，在本实施例中，如图2所示，将电压转换电路3与电源电路1输出端之间的处理电路与电压转换电路3的处理电路相并联。即电源电路1输出端与滤波电容组并联后，分别输出到电压转换电路3和电源电路1中，此处，经过处理输出到电压转换电路3的输出电压为KL30_PORT。

该结构电路的具体使用方式为，点火电源启动时，输出使能信号，电压转换电路3接收到使能信号，根据使能信号输出给转换电压VCC给到电压采样电路4，同时输出转换电压VCC和复位信号给到检测电路5，电压采样电路4接收到电压转换电路3的转换电压VCC，开启对电源电压的采样，并输出采样电压KL30_DET给检测电路5。检测电路5接收电压转换电路3的转换电压VCC与复位信号以及电压采样电路4的采样电压KL30_DET，启动电压检测，并进行相应的处理。当点火电源关闭时，电压转换电路3无点火使能信号输入，则无转换电压VCC输出，因此电压采样电路4无转换电压VCC输入，处于不工作状态，检测电路5无信号与电压输入，处于零静态电流状态。

在一些实施例中，如图2所示，电压采样电路4包括启动控制模块41和采样模块42；启动控制模块41的输入端和输出端分别连接电源电路1的输出端和采样模块42的输入端；采样模块42的输出端连接采样电压输出端。启动控制模块41控制电源电路1输出端和采样模块42之间的通断，采样模块42对输入端进入的电源电压进行分压采样处理，并输出给检测电路5。

在一些实施例中，电压采样电路4的启动控制模块41包括第一三极管Q1和第二三极管Q2，第二三极管Q2的基级与电压转换电路3的转换电压VCC输出口连接，且第二三极管Q2的集电极和发电极分别连接第一三极管Q1的基级和地线。第一三极管Q1的发射极和集电极分别与电源电路1的输出端和采样模块42的输入端连接。具体的，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2为NPN型的三极管，当然，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以是其他合适类型的三极管。

为了更好的使用，提供一种电压采样电路4启动控制模块41的具体的电路结构，在电路中，第二三极管Q2的基级与转换电压VCC输入端口间设置有限流电阻R7，第二三极管Q2集电极与第一三极管Q1的基级之间设置有限流电阻R6，第二三极管Q2的发射极与地线之间设置有下拉电阻R8。当点火电源关闭，启动控制模块41没有转换电压VCC输入时，第一三极管Q1和第二三极管Q2处于截止状态，但点火电源开启，启动控制模块41输入转换电压VCC，第二三极管Q2导通，并将第一三极管Q1基级拉低到地线GND，从而导通，启动控制模块41导通电源电路1输出端和采样模块42的输入端，电源电压经过采样模块42采样处理输送到检测电路5中。

在一些实施例中，采样模块42包括第一电阻、分压电阻、稳压二极管D3和滤波模块421，分压电阻串联在采样模块42和第一电阻之间，此处，第一电阻和分压电阻对电源电压进行分压，当然，分压电阻的大小和个数可以根据所需得到的电压大小进行调节，在本实施例中，分压电阻有3个，三个分压电阻依次串联。稳压二极管D3并联在分压电阻的两端，所述滤波模块421连接稳压二极管D3的两端，且滤波模块421的输出端与检测模块的采样电压输入端连接。具体的，第一电阻与分压电阻对电源电压进行分压，稳压二极管D3对第一电阻两端的电压进行钳压和稳压，再通过滤波模块421输出采样电压KL30_DET。

在一些实施例中，电压转换电路3包括电压转换芯片U1，电压转换芯片U1的型号为TLS820F0EL，当然，也可以是其他具备使能ENABLE引脚，具备可关断的、9-16V电源输入，有VCC稳定电源输出功能的电压转换芯片。在本实施例中，电压转换芯片U1的型号为TLS820F0EL。电压转换芯片U1的电压输入端和使能端分别连接电源电路1的输入端和点火电路2的使能信号输出端。电压转换芯片U1的转换电压VCC输出端与连接所述电压采样电路4和检测电路5的转换电压输入端，且电压转换芯片U1的复位信号输出端通过滤波电路与检测电路5的复位信号接收端连接。

在一些实施例中，点火电路2包括二极管D4和稳压滤波模块21，二极管D4输入端和输出端分别与点火电源KL15输入端和稳压滤波模块21的输入端连接；稳压滤波模块21的输出端连接所述使能信号输出端口。二极管D4对点火电源KL15的输入电压进行整流，稳压滤波模块21对根据电路的所需调节使能信号的输出大小。

为了更清晰的解释本实施例中的电压采样模块42，本实施例提供一种电压采样模块42的电路结构分析，其中，目前限流电阻R6、R7和下拉电阻R8的大小均为2.2K，第二三极管Q2导通电压0.7V，转换电压VCC为5V，点火电源开启时，转换电压VCC经过限流电阻R7使第二三极管Q2导通，第一三极管Q1的基极被拉低到接地从而导通。在电压采样电路4中，电池电源KL30输入电压典型值13.5V，二极管D2和第一三极管Q1导通压降均为0.7V，分压电阻设置有三个，且第一电阻R1和分压电阻R2、R3、R4均为100K，钳压二极管最大值5V。电池电源KL30在经过二极管D2和第一三极管Q1之后，电压为13.5-0.7-0.7＝12.1V，第一电阻R1分得电压为12.1/4＝3.025V，不超过钳压二极管最大值5V，再经过滤波模块421输出KL30_DET给到检测电压中进行电压检测。

同理，但电池电源KL30输入电压最小值9V，第一电阻R1分得电压为1.9V，不超过钳压二极管最大值5V；KL30输入电压最大值16V，第一电阻R1分得电压为3.65V，不超过钳压二极管最大值5V，再经过滤波模块421输出KL30_DET给到检测电压中进行电压检测。

另外的，本实施例还提供一种汽车，该汽车包括本实施例上述的低静态电流的电压检测电路。

其中，低静态电流的电压检测电路应用在汽车空调的电池线上，也可以应用在汽车的仪表上，当然，电压检测电路也可以应用在其他任意合适的汽车零部件上。在本实施例中，电压检测电路应用在汽车空调上。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低静态电流的电压检测电路，其特征在于，包括电源电路(1)、点火电路(2)和电压转换电路(3)，接收电源电路(1)的电源电压和点火电路(2)的使能信号，并根据使能信号输出转换电压VCC和复位信号；

电压采样电路(4)，包括启动控制模块(41)和采样模块(42)；所述启动控制 模块的输入端与所述电源电路(1)的输出端连接；所述采样模块(42)的输入端和输出端分别与所述启动控制模块(41)的输出端和采样电压KL30-DET输出端口连接，所述电压采样电路根据电压转换电路(3)的转换电压VCC，输出采样电压KL30-DET；

检测电路(5)，接收并根据电压转换电路(3)的转换电压VCC与复位信号和电压采样电路(4)的采样电压KL30-DET启动电压检测。

2.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述启动控制模块(41)包括第一三极管Q1和第二三极管Q2；所述第二三极管Q2的基级与所述电压转换电路(3)的转换电压VCC输出端连接，且第二三极管Q2的集电极和发射极分别与所述第一三极管Q1的基级和地线连接；所述第一三极管Q1的发射极和集电极分别与所述电源电路(1)的输出端和所述采样模块(42)的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电压检测电路，其特征在于，所述第一三极管Q1为PNP型三极管，所述第二三极管Q2为NPN型三极管。

4.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述采样模块(42)包括第一电阻R1、分压电阻、稳压二极管D3和滤波模块(421)，所述分压电阻的两端分别与启动控制模块(41)的输出端和第二电路连接；所述第一电阻R1与分压电阻连接的另一端接地；所述稳压二极管D3并联在所述第一电阻的两端；所述滤波模块(421)连接所述稳压二极管D3的两端，且所述滤波模块(421)的输出端与所述检测电路(5)的采样电压输入端连接。

5.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压转换电路(3)包括电压转换芯片U1；所述电压转换芯片U1的电压输入端和使能端分别与所述电源电路(1)的输出端和点火电路(2)的使能输出端连接，电压转换芯片U1的转换电压VCC输出端与连接所述电压采样电路(4)和检测电路(5)的转换电压输入端，且电压转换芯片U1的复位信号输出端通过滤波电路与检测电路(5)的复位信号接收端连接。

6.根据权利要求1所述的电压检测电路，其特征在于，所述点火电路(2)包括二极管D4和稳压滤波模块(21)；所述二极管D4输入端和输出端分别与点火电源KL15输入端和所述稳压滤波模块(21)的输入端连接；所述稳压滤波模块(21)的输出端连接所述使能信号输出端口。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压转换电路(3)和电压采样电路(4)的电源输入端与所述电源电路(1)的输出端之间还并联有滤波电容模块(43)。

8.根据权利要求7所述的电压检测电路，其特征在于，所述电压转换电路(3)与滤波电容模块(43)的并联节点之间设置有二极管D1，所述电压转换电路(3)与滤波电容模块(43)的并联节点之间设置有二极管D2。

9.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1-8任一项所述电压检测电路。

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