CN117613838A - 一种车载终端保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车载终端保护电路，包括供电防反电路、过压过流保护电路、ACC断电控制电路、ACC电源检测电路、内部电源，供电防反电路与车载蓄电池电源连接，过压过流保护电路与供电防反电路连接，过压过流保护电路与车载终端显示屏内部电源连接，ACC断电控制电路、ACC电源检测电路两者与车载ACC电源连接，ACC电源检测电路与车载终端显示屏连接，车载终端显示屏与ACC断电控制电路均与车载终端显示屏内部电源连接，供电防反电路包括效应芯片Q1、二极管一D1、二极管二D2。本发明通过各级电路的防反和保护，实现在外部电源出现瞬间高电压时，保护设备不被损坏的作用，能极大的延长设备寿命。

Description

一种车载终端保护电路

技术领域

本发明涉及反馈电路领域，特别涉及一种车载终端保护电路。

背景技术

车载终端的供电一般来自燃油车辆自身的蓄电池，蓄电池是由汽车的发动机带动发电机发电来为蓄电池充电。常规使用时，蓄电池提供24V的电压，当交流发电机在产生充电电流时突然切断蓄电池和发电机之间的连接时，瞬态现象的电压非常高，电路防护措施倘若没有做到位的话，会影响车载电子设备的性能甚至导致不可逆转的损坏。

发明内容

本发明实施例提供了一种车载终端保护电路，以解决现有技术中的上述技术问题。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例，提供了一种车载终端保护电路。

在一个实施例中，车载终端保护电路，包括供电防反电路、过压过流保护电路、ACC断电控制电路、ACC电源检测电路、内部电源，供电防反电路与车载蓄电池电源连接，过压过流保护电路与供电防反电路连接，过压过流保护电路与车载终端显示屏内部电源连接，ACC断电控制电路、ACC电源检测电路两者与车载ACC电源连接，ACC电源检测电路与车载终端显示屏连接，车载终端显示屏与ACC断电控制电路均与车载终端显示屏内部电源连接，供电防反电路包括效应芯片Q1、二极管一D1、二极管二D2，电源接口的输入正端与效应芯片Q1的引脚5、6、7、8并联连接，电源接口的输入负端接地，二极管一D1与二极管二D2两者的阴极与效应芯片Q1的引脚1、2、3并联连接，二极管二D2的阳极接地，二极管一D1的阳极与效应芯片Q1的引脚4连接，效应芯片Q1的引脚4与效应芯片Q1的引脚1、2、3之间串联有电阻一R1与电阻四R4。过压过流保护电路包括浪涌抑制器芯片U1、检流电阻电路、输出保护电路以及过、欠压计算电路、二极管D4，电阻R2与浪涌抑制器芯片U1的OUT引脚、SNS引脚连接构成检流电阻电路，电阻R6与电阻R8与浪涌抑制器芯片U1的FB引脚连接构成输出保护电压电路，电阻R6与电阻R2之间并联有电容C1与电容C2，电容C1与电容C2的另一端接地，电阻R7、电阻R10、电阻R12三者与浪涌抑制器芯片U1的UA引脚、OA引脚并联构成过、欠压计算电路，浪涌抑制器芯片U1的VCC引脚、SHDN引脚与电容C3并联，电容C3的另一端接地，电容C3与浪涌抑制器芯片U1的VCC引脚、SHDN引脚之间并联有二极管D4以及电阻R3，电阻R3的另一端与电源输入端口连接，电源输入端口与电阻R2之间连接有场效应管Q2，场效应管Q2的漏极与电源输入端口连接，场效应管Q2的源极与电阻R2连接，场效应管Q2的栅极与电阻R5连接，电阻R5的另一端与浪涌抑制器芯片U1的GAGE引脚连接，浪涌抑制器芯片U1的GND引脚接地，浪涌抑制器芯片U1的TMR引脚与电容C5连接，电容C5的另一端接地。

在一个实施例中，ACC断电控制电路包括二极管D5与二极管D6，二极管D5与二极管D6两者的阳极接地，二极管D5与二极管D6两者的阴极之间并联有电阻R9与电阻R11，电阻R11的一端接地，二极管D5的阴极与二极管D3连接，二极管D3的阳极与插座连接，二极管D6的阴极并联有电容C4、三极管Q15，电容C4的另一端接地。

在一个实施例中，ACC电源检测电路包括检测芯片U43，二极管D42、电阻R412与检测芯片U43的引脚1并联，电阻R412的另一端与ACC接口连接，二极管D42的阳极接地，检测芯片U43的引脚2接地，检测芯片U43的引脚3与电阻R413连接，R413的另一端接地，检测芯片U43的引脚4与VCC接口连接。

在一个实施例中，内部电源包括电源芯片一U2、电源芯片二U3，电容C10、电容C11、电容C12三者与电源芯片一U2的VIN引脚并联，电阻R13、电阻R15与电源芯片一U2的EN引脚串联，电容C13、电容C14与电源芯片一U2的COMP引脚并联，电容C14与电源芯片一U2的COMP引脚之间连接有电阻R16，电阻R17与电源芯片一U2的RT引脚连接，电源芯片一U2的GND引脚接地，电源芯片一U2的FB引脚与电阻R14、电阻R18并联，灯泡L1、电容C7、电容C8、电容C9四者并联与电源芯片一U2的SW引脚，电容C6的与灯泡L1连接，电源芯片一U2的BOOT引脚与电容C6连接，电源芯片二U3的开关K连接在电源芯片二U3的SW引脚与电容C6之间，电源芯片二U3的A1引脚、A2引脚接地。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明通过各级电路的防反和保护，实现在外部电源出现瞬间高电压时，保护设备不被损坏的作用，能极大的延长设备寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的车载终端保护电路结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的车载终端保护电路的供电防反电路示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的车载终端保护电路的过压过流保护电路示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的车载终端保护电路的ACC断电控制电路示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的车载终端保护电路的ACC电元检测电路示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的车载终端保护电路的内部电源电路示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本文中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

本文中，术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本申请的装置或系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1-6示出了本发明的一种车载终端保护电路的一个实施例。

在该可选实施例中，车载终端保护电路，包括供电防反电路、过压过流保护电路、ACC断电控制电路、ACC电源检测电路、内部电源，供电防反电路与车载蓄电池电源连接，过压过流保护电路与供电防反电路连接，过压过流保护电路与车载终端显示屏内部电源连接，ACC断电控制电路、ACC电源检测电路两者与车载ACC电源连接，ACC电源检测电路与车载终端显示屏连接，车载终端显示屏与ACC断电控制电路均与车载终端显示屏内部电源连接，供电防反电路包括效应芯片Q1、二极管一D1、二极管二D2，电源接口的输入正端与效应芯片Q1的引脚5、6、7、8并联连接，电源接口的输入负端接地，二极管一D1与二极管二D2两者的阴极与效应芯片Q1的引脚1、2、3并联连接，二极管二D2的阳极接地，二极管一D1的阳极与效应芯片Q1的引脚4连接，效应芯片Q1的引脚4与效应芯片Q1的引脚1、2、3之间串联有电阻一R1与电阻四R4。

在使用时，车载蓄电池供电24V，当电源的正极和负极没有接反的时候，通过内部寄生二极管，Vgs电压大于导通Vth电压，PMOS管完全导通；通过电阻R1、电阻R4进行电阻分压，进而调整Vgs电压，Vgs电压尽量大，这样，导通内阻越小，压降越小，损耗越低；二极管一D1为稳压二极管，防止Vgs电压超过极限电压。当电源的正极和负极接反的时候，Vgs呈正向电压，PMOS管不导通，S极没有输出，实现供电防反接功能。

在该可选实施例中，过压过流保护电路包括浪涌抑制器芯片U1、检流电阻电路、输出保护电路以及过、欠压计算电路、二极管D4，电阻R2与浪涌抑制器芯片U1的OUT引脚、SNS引脚连接构成检流电阻电路，电阻R6与电阻R8与浪涌抑制器芯片U1的FB引脚连接构成输出保护电压电路，电阻R6与电阻R2之间并联有电容C1与电容C2，电容C1与电容C2的另一端接地，电阻R7、电阻R10、电阻R12三者与浪涌抑制器芯片U1的UA引脚、OA引脚并联构成过、欠压计算电路，浪涌抑制器芯片U1的VCC引脚、SHDN引脚与电容C3并联，电容C3的另一端接地，电容C3与浪涌抑制器芯片U1的VCC引脚、SHDN引脚之间并联有二极管D4以及电阻R3，电阻R3的另一端与电源输入端口连接，电源输入端口与电阻R2之间连接有场效应管Q2，场效应管Q2的漏极与电源输入端口连接，场效应管Q2的源极与电阻R2连接，场效应管Q2的栅极与电阻R5连接，电阻R5的另一端与浪涌抑制器芯片U1的GAGE引脚连接，浪涌抑制器芯片U1的GND引脚接地，浪涌抑制器芯片U1的TMR引脚与电容C5连接，电容C5的另一端接地。

使用时，过压过流保护电路，根据电路设计参数为：

输入电压保护(过压、欠压保护)范围设置为6V-60V：

UV＝1.275V*(R7+R9+R10)/(R9+R10)＝6.05V

OV＝1.275V*(R7+R9+R10)/R10＝60.55V

最大输出保护电压34.5V：

＝[(R6+R8)*1.275]/R8＝[(130K+4.99K)*1.275]/4.99K

＝34.49V

过流保护阈值2.5A：＝50Mv/R2＝50mV/0.02＝2.5A，实现6V-60V的电源电压、2.5A以下的电流可以通过，其他阈值外的电源将被关断，无法输出到后级。

在该可选实施例中，ACC断电控制电路包括二极管D5与二极管D6，二极管D5与二极管D6两者的阳极接地，二极管D5与二极管D6两者的阴极之间并联有电阻R9与电阻R11，电阻R11的一端接地，二极管D5的阴极与二极管D3连接，二极管D3的阳极与插座连接，二极管D6的阴极并联有电容C4、三极管Q15，电容C4的另一端接地。

使用时，ACC断电控制电路，其功能为，当外部ACC电源有电时，VCC_EN输出高电平，控制内部电源使能开始工作，实现24V转5V电源，此时MCU控制GPIO管脚MCU_VCC_EN也输出高电平，电路中的三极管Q15输出VCC_EN一直保持高电平；当外部ACC电源断电时，车载设备需要存储实时信息后主动关机，三极管Q15输出VCC_EN＝MCU_VCC_EN的高电平，内部电源的使能继续工作，5V电仍然输出，通过ACC电源检测电路，检测到外部ACC电源断电，MCU开始主动关机，同时MCU_VCC_EN管脚复位为0，内部电源不工作，停止输出5V电源。同时，ACC断电控制电路上的二极管D3实现防反功能，二极管D5是TVS实现瞬间放电功能，起到保护电路的作用，电阻R9、电阻R11实现分压和限流的功能，二极管D6为稳压管，将电压稳定在7.5V左右，控制内部电源的使能。

通过各级电路的防反和保护，实现在外部电源出现瞬间高电压时，保护设备不被损坏的作用，能极大的延长设备寿命。

在该可选实施例中，ACC电源检测电路包括检测芯片U43，二极管D42、电阻R412与检测芯片U43的引脚1并联，电阻R412的另一端与ACC接口连接，二极管D42的阳极接地，检测芯片U43的引脚2接地，检测芯片U43的引脚3与电阻R413连接，R413的另一端接地，检测芯片U43的引脚4与VCC接口连接。

在该可选实施例中，内部电源包括电源芯片一U2、电源芯片二U3，电容C10、电容C11、电容C12三者与电源芯片一U2的VIN引脚并联，电阻R13、电阻R15与电源芯片一U2的EN引脚串联，电容C13、电容C14与电源芯片一U2的COMP引脚并联，电容C14与电源芯片一U2的COMP引脚之间连接有电阻R16，电阻R17与电源芯片一U2的RT引脚连接，电源芯片一U2的GND引脚接地，电源芯片一U2的FB引脚与电阻R14、电阻R18并联，灯泡L1、电容C7、电容C8、电容C9四者并联与电源芯片一U2的SW引脚，电容C6的与灯泡L1连接，电源芯片一U2的BOOT引脚与电容C6连接，电源芯片二U3的开关K连接在电源芯片二U3的SW引脚与电容C6之间，电源芯片二U3的A1引脚、A2引脚接地。

使用时，由外部ACC电源控制设备内部供电，蓄电池供电部分和ACC断电控制电路都分别进行了稳压设计和安全保护，确保了其外部瞬间高电压不会进入设备将设备损坏，增强了整个电路的安全性和可靠性。在外部ACC电源断电时，车载终端MCU可以快速、主动的实现自主关机后再切断电源，不会使设备突然断电导致设备功能不正常，防止在失去外部ACC电源时设备信息无法存储而丢失。该电路实现多重保护，安全可控，可靠性高，适用范围广，满足车载设备在突发瞬间高压状态下被保护而不损坏的要求。

本发明通过各级电路的防反和保护，实现在外部电源出现瞬间高电压时，保护设备不被损坏的作用，能极大的延长设备寿命。

本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种车载终端保护电路，其特征在于，包括供电防反电路、过压过流保护电路、ACC断电控制电路、ACC电源检测电路、内部电源，供电防反电路与车载蓄电池电源连接，过压过流保护电路与供电防反电路连接，过压过流保护电路与车载终端显示屏内部电源连接，ACC断电控制电路、ACC电源检测电路两者与车载ACC电源连接，ACC电源检测电路与车载终端显示屏连接，车载终端显示屏与ACC断电控制电路均与车载终端显示屏内部电源连接，供电防反电路包括效应芯片Q1、二极管一D1、二极管二D2，电源接口的输入正端与效应芯片Q1的引脚5、6、7、8并联连接，电源接口的输入负端接地，二极管一D1与二极管二D2两者的阴极与效应芯片Q1的引脚1、2、3并联连接，二极管二D2的阳极接地，二极管一D1的阳极与效应芯片Q1的引脚4连接，效应芯片Q1的引脚4与效应芯片Q1的引脚1、2、3之间串联有电阻一R1与电阻四R4。

2.根据权利要求1的车载终端保护电路，其特征在于，过压过流保护电路包括浪涌抑制器芯片U1、检流电阻电路、输出保护电路以及过、欠压计算电路、二极管D4，电阻R2与浪涌抑制器芯片U1的OUT引脚、SNS引脚连接构成检流电阻电路，电阻R6与电阻R8与浪涌抑制器芯片U1的FB引脚连接构成输出保护电压电路，电阻R6与电阻R2之间并联有电容C1与电容C2，电容C1与电容C2的另一端接地，电阻R7、电阻R10、电阻R12三者与浪涌抑制器芯片U1的UA引脚、OA引脚并联构成过、欠压计算电路，浪涌抑制器芯片U1的VCC引脚、SHDN引脚与电容C3并联，电容C3的另一端接地，电容C3与浪涌抑制器芯片U1的VCC引脚、SHDN引脚之间并联有二极管D4以及电阻R3，电阻R3的另一端与电源输入端口连接，电源输入端口与电阻R2之间连接有场效应管Q2，场效应管Q2的漏极与电源输入端口连接，场效应管Q2的源极与电阻R2连接，场效应管Q2的栅极与电阻R5连接，电阻R5的另一端与浪涌抑制器芯片U1的GAGE引脚连接，浪涌抑制器芯片U1的GND引脚接地，浪涌抑制器芯片U1的TMR引脚与电容C5连接，电容C5的另一端接地。

3.根据权利要求2的车载终端保护电路，其特征在于，ACC断电控制电路包括二极管D5与二极管D6，二极管D5与二极管D6两者的阳极接地，二极管D5与二极管D6两者的阴极之间并联有电阻R9与电阻R11，电阻R11的一端接地，二极管D5的阴极与二极管D3连接，二极管D3的阳极与插座连接，二极管D6的阴极并联有电容C4、三极管Q15，电容C4的另一端接地。

4.根据权利要求3的车载终端保护电路，其特征在于，ACC电源检测电路包括检测芯片U43，二极管D42、电阻R412与检测芯片U43的引脚1并联，电阻R412的另一端与ACC接口连接，二极管D42的阳极接地，检测芯片U43的引脚2接地，检测芯片U43的引脚3与电阻R413连接，R413的另一端接地，检测芯片U43的引脚4与VCC接口连接。

5.根据权利要求4的车载终端保护电路，其特征在于，内部电源包括电源芯片一U2、电源芯片二U3，电容C10、电容C11、电容C12三者与电源芯片一U2的VIN引脚并联，电阻R13、电阻R15与电源芯片一U2的EN引脚串联，电容C13、电容C14与电源芯片一U2的COMP引脚并联，电容C14与电源芯片一U2的COMP引脚之间连接有电阻R16，电阻R17与电源芯片一U2的RT引脚连接，电源芯片一U2的GND引脚接地，电源芯片一U2的FB引脚与电阻R14、电阻R18并联，灯泡L1、电容C7、电容C8、电容C9四者并联与电源芯片一U2的SW引脚，电容C6的与灯泡L1连接，电源芯片一U2的BOOT引脚与电容C6连接，电源芯片二U3的开关K连接在电源芯片二U3的SW引脚与电容C6之间，电源芯片二U3的A1引脚、A2引脚接地。