CN202340120U - 一种车辆电源自动识别保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车辆电源自动识别保护电路，包括电瓶，还包括有保护电压采样电路、电压系统采样电路、逻辑判定电路、保护输出电路和电源输出电路，所述保护电压采样电路、电压系统采样电路与电瓶输出端连接，并通过逻辑判定电路与保护输出电路连接，所述保护输出电路与电源输出电路连接，所述电压系统采样电路对电瓶的电源系统进行采样，所述保护电压采样电路对电瓶的输出电压进行采样，设定保护电压，所述逻辑判定电路判断电瓶的输出电压与保护电压比较，如果高于保护电压，则可通过电源输出电路输出。与现有技术相比，本实用新型可实现自动识别12V或24V车辆电瓶电压，并分别针对不同的电压系统进行低电压保护，可有效保护车辆电瓶不至于过放。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电瓶电压系统自动识别及电瓶过放保护技术领域，具体涉及的是一种车辆电源自动识别保护电路。
背景技术
汽车电瓶，也叫蓄电池，是电池的一种，它的工作原理就是把化学能转化为电能。目前国内的汽车电源系统主要是12V系统和24V系统两种，一些车载设备特别是后装设备在车辆熄火后还需由电瓶供电，如车载GPS，音响系统等，而目前的车载设备CPU主频越来越高，功耗也越来越大，对电瓶电量的消耗也越来越大，当用户长时间不使用车辆，而电瓶处于持续放电状态时，如果没有过放保护电路，就会造成电瓶过放，轻则导致汽车不能点火，重则造成电瓶损坏报废。
因此为实现对汽车电瓶的过放保护，现在通常会采用过放保护设备，如车载逆变设备等，但是这种设备只能分别针对不同电压系统的车辆，如12V的只能工作于10-15V之间，24V的只能工作于20-28V之间，低压保护电压分别为10V和20V，所以12V适用的过放保护设备不能工作于24V系统，24V系统适用的过放保护设备不能工作于12V。
实用新型内容
鉴于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种车载电源自动识别保护电路，以实现自动识别12V或24V汽车电瓶电压，并分别针对不同的电压系统进行低电压保护，保护汽车电瓶不至于过放。
为实现上述目的，本实用新型主要采用以下技术方案：
一种车载电源自动识别保护电路，包括电瓶，还包括有保护电压采样电路、电压系统采样电路、逻辑判定电路、保护输出电路和电源输出电路，所述保护电压采样电路、电压系统采样电路与电瓶输出端连接，并通过逻辑判定电路与保护输出电路连接，所述保护输出电路与电源输出电路连接，所述电压系统采样电路对电瓶的电源系统进行采样，所述保护电压采样电路对电瓶的输出电压进行采样，设定保护电压，所述逻辑判定电路判断电瓶的输出电压与保护电压比较，如果高于保护电压，则可通过电源输出电路输出。
其中所述电压系统采样电路包括分压电阻R12、R13，MCU和第一比较器U1B，检测电压经过分压电阻R12、R13分压采集输入到比较器U1B的负输入端或由MCU的ADC采样判定后将结果输出到第一比较器U1B的负输入端，如果第一比较器U1B的正输入端电压比负输入端电压高，输出高电平，则判断电瓶为12V系统；如果第一比较器U1B的正输入端电压比负输入端电压低，输出低电平，则判断电瓶为24V系统。
其中所述电压系统采样电路还包括一电压参考芯片TL431，该电压参考芯片TL431的输出与第一比较器U1B的正输入端连接和第二比较器U1A的负输入端连接，产生2.5V的参考电压。
其中所述电压逻辑判定电路还包括电阻R7，R16，R15，和第二比较器U1A，12V电瓶系统保护电压由R7和R15分压输出到U1A的正输入端，与TL431输出到U1A负输入端的2.5V进行比较，正输入端电压高于负输入端则表示电瓶电压在正常范围，反之则保护输出电路工作，电源输出断开，24V电瓶系统第一比较器输出低电平，保护电压由R7和R15并R16分压输出到U1A的正输入端，与TL431输出到U1A负输入端的2.5V进行比较，正输入端电压高于负输入端则表示电瓶电压在正常范围，反之则保护输出电路工作，电源输出断开。
本实用新型通过对电瓶电压系统进行检测，判断车辆电瓶的电压系统为12V或24V，并通过保护电压采样电路对电瓶的输出电压进行采样，设定保护电压，然后由逻辑判定电路对电瓶的输出电压与保护电压比较，如果高于保护电压，则可通过电源输出电路输出；如果低于保护电压，则控制其不能输出，从而达到防止电瓶过放的目的。与现有技术相比，本实用新型可实现自动识别12V或24V车辆电瓶电压，并分别针对不同的电压系统进行低电压保护，可有效保护车辆电瓶不至于过放。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电路保护逻辑示意图。
图3为本实用新型的电路原理图。
图4为本实用新型24V电瓶系统锁定示意图。
图5为本实用新型MCU控制电路示意图。
具体实施方式
为阐述本实用新型的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
请参见图1所示，图1为本实用新型的原理框图。本实用新型提供的是一种车辆电源自动识别保护电路，主要用于实现对12V或24V车辆电瓶电压的自动识别，同时分别针对不同的电压系统进行低电压保护，可有效保护车辆电瓶不至于过放。
该车辆电源自动识别保护电路主要包括有电瓶、保护电压采样电路、电压系统采样电路、逻辑判定电路、保护输出电路和电源输出电路，所述保护电压采样电路、电压系统采样电路分别与电瓶输出端连接，用于对电瓶的输出电压进行采样，保护电压采样电路、电压系统采样电路分别与逻辑判定电路连接，逻辑判定电路用于根据实际电瓶输出的电压与保护电压采样电路所设定的保护电压进行比较，并根据比较结果进行判断输出，所述保护输出电路分别与逻辑判定电路和电源输出电路连接，用于输出电压或断开输出。
如图2所示，图2为本实用新型的电路保护逻辑示意图。电源通过电瓶输入到系统电压采样电路，系统电压采样电路对电瓶的工作电压12V或24V进行识别，并通过保护电压采样电路分别设定保护电压，将该保护电压与实际电瓶输入的电压进行比较，如果电瓶输入的电压高于设定保护电压，则说明车辆处于正常工作状态，电瓶未出现过放现象；如果电瓶输入的电压低于设定保护电压，则说明车辆处于非正常工作状态，电瓶处于过放，此时则需要通过保护输出电路对电瓶电压输出进行保护，直到满足输入电压高于设定保护电压的情况，才能通过电源输出电路输出。
如图3、图4、图5所示，图3为本实用新型的电路原理图；图4为本实用新型24V电瓶系统锁定示意图；图5为本实用新型MCU控制电路示意图。本实用新型电路是由一个电压参考电路和两路电压比较器组成，电压参考电路提供电压比较基准，比较器1用于检测电压系统，比较器2用于检测保护电压。电压参考电路由电压参考芯片TL431连接到比较器1的正输入端，可产生一个2.5V的参考电压。比较器1负责将检测的电压结果锁定并输出给比较器2调整保护比较电压，电压检测由R12，R13两个电阻分压采集输入电压(C点电压Uc＝Vin*R13/(R12+R13))，C点电压低于D点电压为12V电瓶系统，反之则为24V电瓶系统，C点电压低于D点电压时比较器输出为高阻态，A点的电压为Uc＝Vin*R15/(R7+R15)，C点电压高于D点电压时比较器输出为低，A点的电压变为Uc＝Vin*(R15//R16)/(R7+(R15//R16))。
比较器2以电压参考为基准(B点电压)，比较通过电阻分压后的输入电压(A点电压)，当A点电压高于B点电压时，即电瓶电压高于设定的保护电压，比较器输出高阻态，通过上拉电阻R1输出，三极管Q6导通，P沟道MOS Q2导通输出，反之当电瓶电压Vin下降，A点电压低于B点电压时，比较器2则输出低三极管Q6截止，P沟道MOS Q2关断。
系统电压采样电路对检测到24V系统电压具有锁定功能，防止因24V电瓶电压跌落到12V系统电压采样段保护比较器按12V系统标准电压比较输出，如下图当电路接入12V系统时C点电压低于D点电压，输出为高阻态，当电路接入24V系统时C点的电压高于D点的电压，输出为低，并将D点的电压拉低到0.2V左右，当电瓶电压跌落到12V系统范围时输出依然为低(仍然为24V系统电压输出态)。
另外，本电路具备磁滞保护功能，即当输入电压低于保护电压保护后，要开启电源输入电压必须高于设定的低电保护电压，防止保护时电压波动产生震荡。以比较器2为例，设Vin稳定为11V，A点电压高于B点电压时为一个稳定的状态，当Vin电压下降到10.5V，A点电压变为低于B点电压，比较器输出低，A点的分压关系变为Va＝Vin*(R15//R9)/(R7+(R15//R9))，Vin必须高于11V电压才能使比较器输出为高阻态。
本实用新型还具备手动模式功能，即通过跳线设定需保护的电压系统，通过JP3跳线可设置为手动设置保护，电压跳线1-2短接为自动识别保护，跳线2-3短接相当于比较器1输出为低，电瓶保护为24V电瓶系统，1-2-3全开路相当于比较器1输出高阻态，电瓶保护为12V电瓶系统。
以上是对本实用新型所提供的一种车辆电源自动识别保护电路进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (4)
1.一种车辆电源自动识别保护电路，包括电瓶，其特征在于还包括有保护电压采样电路、电压系统采样电路、电压逻辑判定电路、保护输出电路和电源输出电路，所述保护电压采样电路、电压系统采样电路与电瓶输出端连接，并通过逻辑判定电路与保护输出电路连接，所述保护输出电路与电源输出电路连接，所述电压系统采样电路对电瓶的电源系统进行采样，所述保护电压采样电路对电瓶的输出电压进行采样，设定保护电压，所述逻辑判定电路判断电瓶的输出电压与保护电压比较，如果高于保护电压，则可通过电源输出电路输出。
2.根据权利要求1所述的车辆电源自动识别保护电路，其特征在于所述电压系统采样电路包括分压电阻R12、R13，MCU和第一比较器U1B，检测电压经过分压电阻R12、R13分压采集输入到第一比较器U1B的负输入端或由MCU的ADC采样判定后将结果输出到第一比较器U1B的负输入端，如果第一比较器U1B的正输入端电压比负输入端电压高，输出高电平，则判断电瓶为12V系统；如果第一比较器U1B的正输入端电压比负输入端电压低，输出低电平，则判断电瓶为24V系统。
3.根据权利要求2所述的车辆电源自动识别保护电路，其特征在于所述电压系统采样电路还包括一电压参考芯片TL431，该电压参考芯片TL431的输出与第一比较器U1B的正输入端和第二比较器U1A的负输入端连接，产生2.5V的参考电压。
4.根据权利要求1所述的车辆电源自动识别保护电路，其特征在于所述电压逻辑判定电路包括电阻R7，R16，R15，和第二比较器U1A，12V电瓶系统保护电压由R7和R15分压输出到U1A的正输入端，与TL431输出到U1A负输入端的2.5V进行比较，正输入端电压高于负输入端则表示电瓶电压在正常范围，反之则保护输出电路工作，电源输出断开，24V电瓶系统第一比较器输出低电平，保护电压由R7和R15并R16分压输出到U1A的正输入端，与TL431输出到U1A负输入端的2.5V进行比较，正输入端电压高于负输入端则表示电瓶电压在正常范围，反之则保护输出电路工作，电源输出断开。
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- 2011-12-08 CN CN2011205088608U patent/CN202340120U/zh not_active Expired - Lifetime
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