CN204089587U - 一种新能源汽车的电源电压处理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新能源汽车的电源电压处理电路，包括蓄电池、前级处理电路、后级滤波电路、其特征在于：还包括BUCK降压电路和两级LDO降压电路，所述蓄电池输出端与前级处理电路输入端相连接，所述前级处理电路输出端依次连接BUCK降压电路、后级滤波电路和两级LDO降压电路。本实用新型前级处理电路包括共差模滤波、防反设计和瞬态抑制电路，提供供电可靠性。所述的BUCK降压电路可有效将12V电压降为8V，为LDO电路提供供电电压。所述的LDO两级电路实现了5V_50mA、5V_100mA、5V、3.3V和1.9V五路输出，为主控芯片供电。本专利电路设计合理，输入电压范围宽、工作性能稳定，寿命长，适合行业推广等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源电压处理电路，特别是涉及一种新能源汽车电源电压处理电路。
背景技术
目前新能源汽车属于新兴行业,其发展迅猛。而供电电源是其能量提供体，是其最核心的部分之一。车载电源蓄电池，需要为很多车载电子系统供电。该电压及其处理后的输出电压的稳定性直接影响供电系统的优劣。由于大量的感性元件的存在，如果该类负载电路在运行过程中，突然掉电，则电源电压可能会发出一个高电压，从而导致电源电路的损坏，甚至造成火灾。因此电源电压的处理至关重要。目前采用的LDO电路输入输出电路的电压差不能太大，负载不能太大,但稳定性好，响应快，输出纹波小。而BUCK电路输入电压范围较宽，效率高，但纹波较大。
实用新型内容
为了解决现有技术中电源电压处理电路输出稳定性较低，容易损坏电源电路，造成火灾等事故发生的问题，本实用新型提供了一种结构简单，通过BUCK降压电路和两级LDO降压电路配合进行三次降压，最终获得稳定的五路电压输出的新能源汽车的电源电压处理电路。
为了解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种新能源汽车的电源电压处理电路，包括蓄电池、前级处理电路、后级 滤波电路、其特征在于：还包括BUCK降压电路和两级LDO降压电路，所述蓄电池输出端与前级处理电路输入端相连接，所述前级处理电路输出端依次连接BUCK降压电路、后级滤波电路和两级LDO降压电路。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述前级处理电路包括端口滤波电路、瞬态高压抑制电路、防反电路，所述端口滤波电路包括端口电容C1和共模电感U1、差模滤波电感L1，电容C1两端分别与蓄电池的正负极相连，共模电感U1的两个同名端分别与蓄电池的正负极相连，另外两个引脚一个与地相连，另一个和差模滤波电感L1的一端相连，瞬态高压抑制电路由瞬态抑制二极管Z1组成，二极管Z1的一端和差模滤波电感L1相连，另一端和地相连，防反电路由二极管D1组成，二极管D1一端和瞬态抑制二极管Z1的正极相连，二极管D1另一端与BUCK型电源芯片U2的电压输入引脚7相连，作为BUCK型电源芯片U2的输入电压。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：在BUCK型电源芯片U2的电压输入引脚7上并联有用于滤除输入引脚噪声的电容C2和电容C3。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述BUCK降压电路包括脉宽调制电路、开关电路和基准电压电路，脉宽调制电路是通过将电阻R2和R3连接点的电压反馈给BUCK型电源芯片U2的反馈引脚4实现的，BUCK型电源芯片U2的驱动引脚8和二极管D2的负极相连，二极管D2负极又和电感L2的一端相连，电感L2的另一端和电容C6、C7的正极相连，二极管D2负极和电容C6、C7的负极相连，且与地相连，电阻R1的一端和BUCK型电源芯片U2驱动引脚8相连，另一端和电容C5串联后接地，基准电压电路由分压电阻R2和R3组成，电阻R2的一端和电容C6的正极相连，另一端和电阻R3一端串联， 电阻R3的另外一端和地相接。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述后级滤波电路采用LC滤波电路，由电感L3和电容C8组成。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述后级滤波电路的电感L3的一端和BUCK降压电路输出节点相连，另一端和电容C8的正极串联，所述电容C8的负极接地。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述两级LDO降压电路包括第一级LDO降压电路和第二级LDO降压电路，第一级LDO降压电路包括LDO芯片U3，所述第二级LDO降压电路包括LDO芯片U4。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：LDO芯片U3的电压输出引脚9和电容C13正极相连，C13的负极和地相连，电容C14并联于电容C13两端，LDO芯片U3的电压输出引脚4和电容C9正极相连，C9的负极和地相连，电容C9的正极还与电感L4的一端相连，电感L4的另一端和电容C10的一端相连，电容C10的另一端接地，LDO芯片U3的电压输出引脚17和电容C11正极相连，C11的负极和地相连。电容C11的正极和电感L5的一端相连，电感L5的另一端和电容C12的一端相连，电容C12的另一端接地。
前述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：LDO芯片U4的电压输入引脚5、6、11和12均和第一级LDO降压电路输出的5V相连，端口滤波电容C17的正极和电压输入端相连，C17的负极和地相连。电容C18并联于电容C17两端，LDO芯片U4引脚17和18均为3.3V的输出引脚，所述引脚17和18引出电路相并联，且并联的连接点与电容C16的正极相连，C16的负极接地，LDO芯片U4引脚23和24均为可调电压输出端的输出引脚，两路并联使用，电 容C15的正极和该并联端相连，C15的负极接地，电阻R4的一端和可调电压输出端相连，另一端和电阻R5相连，电阻R4和R5的公共端接到LDO芯片U4的反馈引脚25上，电阻R5的另外一端接地。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是采用了BUCK降压电路和LDO降压电路混合的方式，所述的BUCK降压电路可有效将12V电压降为8V，并为LDO电路提供供电电压。所述第一级LDO降压电路有效电压8V降到5V_50m A、5V_100mA和5V，其中前两路用于外部传感器供电，后一路用于内部电路的5V供电；而第二级LDO降压电路为5V到3.3V和1.9V，实现3路电压输出，为主控芯片供电。本实用新型使得输出电压范围变宽，通过性较好，且输出端电压值稳定纹波小，更加安全可靠。其前级处理电路，有效抑制电路的共模、差模信号，还可抑制瞬态大电流和防反。该电路有结构设计合理，工作性能稳定，适合行业推广等优点。
附图说明
图1是本实用新型新能源汽车电源电压处理电路结构框图。
图2是图1的电路原理图。
附图中各电路的标记如下：前级处理电路10；BUCK降压电路20；后级滤波电路30；两级LDO降压电路40。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
如图1-2所示，一种新能源汽车的电源电压处理电路，包括蓄电池、前级处理电路10、后级滤波电路30、BUCK降压电路20和两级LDO降压电路40，所述蓄电池输出端与前级处理电路10输入端相连接，所述前级处理电路10输出 端依次连接BUCK降压电路20、后级滤波电路30和两级LDO降压电路40。BUCK降压电路20，将12V电压降为8V电压，减少后级输入电压的冲击；而后级滤波电路30，保证LDO输入电压的稳定；两级LDO降压电路40，最终输出主控芯片所需的五路电压，分别为5V_50m A、5V_100m A、5V、3.3V和1.9V。
下面结合附图对每部分电路进行详细说明。
前级处理电路10包括端口滤波电路、瞬态高压抑制电路、防反电路。端口滤波电路由端口电容C1和共模电感U1、差模滤波电感L1组成。电容C1一端接蓄电池正极，一端接蓄电池负极，用于端口的去耦。共模电感U1的两个同名端分别与蓄电池的正负极相连，共模电感U1另外两个引脚一个与地相连，一个和差模滤波电感L1的一端相连。其作用分别为滤除共模和差模干扰。瞬态高压抑制电路由瞬态抑制二极管Z1组成，其一端和差模滤波电感相连，另一端和地相连。其作用是抑制瞬态产生的高压，保证电路稳定在某一电压值，保护电路不受损坏。防反电路由二极管D1组成，其一端和瞬态抑制二极管Z1的正极相连，二极管D1另一端与BUCK型电源芯片U2的电压输入引脚7相连，作为BUCK型电源芯片U2的输入电压。在BUCK型电源芯片U2的电压输入端，还需有电容C2和电容C3组合使用，滤除输入引脚的噪声。在本电路图中，各芯片的使能端默认态为使能状态，在实际使用时，可根据需求进行设计。
BUCK降压电路20包括脉宽调制电路、开关电路和基准电压电路。脉宽调制电路是通过将电阻R2和R3连接点的电压反馈给电源芯片U2的反馈引脚4实现的，该反馈可保证R2和R3连接点的电压稳定在1.221V。开关电路是通过芯片U2的驱动引脚8实现的。外部电感L2、电容C6、电容C7和二极管D2与芯片内部电路组成了典型的BUCK电路。BUCK型电源芯片U2的驱动引脚8和二极管的 负极相连，其负极又和电感L2的一端相连，电感L2的另一端和电容C6、C7的正极相连。二极管D2和电容C6、C7的另外一端相连，且与地相连。电阻R1的一端和驱动引脚8相连，另一端和电容C5串联后接地。该电路是为了对驱动引脚8进行滤波，减少电路的干扰。基准电压电路由分压电阻R2和R3组成，电阻R2的一端和电容C6的正极相连，另一端和电阻R3串联。该公共节点电压反馈给BUCK型电源芯片。以保证该点电压稳定在1.221V。电阻R3的另外一端和地相接。此时通过匹配电阻R2和R3的比值，使的R2与电容C6的公共端输出电压为8V。实现12V到8V的降压。
后级滤波电路30由电感L3和电容C8组成了LC滤波电路。L3的一端和上述的8V输出节点相连，另一端和电容C8的正极相连。电容C8的负极接地。其作用是滤除高频谐波，输出稳定的8V电压。
两级LDO降压电路40由两款LDO芯片实现。LDO芯片U3实现了8V到5V_50mA、5V_100m A和5V的降压；LDO芯片U4实现了5V到3.3V和1.9V的降压。第一级LDO降压电路，LDO芯片U3的三路5V输出端进行滤波处理，保证输出电压稳定。LDO芯片U3引脚9和电容C13正极相连，C13的负极和地相连。电容C14并联于大电容C13两端，进行匹配滤波。LDO芯片U3引脚9输出5V电压。LDO芯片U3引脚4和电容C9正极相连，C9的负极和地相连。电容C9的正极和电感L4的一端相连，电感L4的另一端和电容C10的一端相连，电容C10的另一端接地。该电路构成π型滤波结构。LDO芯片U3引脚4输出5V_100mA能力的电压。LDO芯片U3引脚17和电容C11正极相连，C11的负极和地相连。电容C11的正极和电感L5的一端相连，电感L5的另一端和电容C12的一端相连，电容C12的另一端接地。该电路构成π型滤波结构。LDO芯片U3引脚17输出5V_50mA能 力的电压。第一级LDO降压电路实现8V到5V_50m A、5V_100m A和5V的降压。
第二级LDO降压电路，LDO芯片U4的电压输入端5、6、11和12均和第一级LDO降压电路输出的5V相连，端口滤波电容C17的正极和电压输入端相连，C17的负极和大地相连。电容C18并联于大电容C17两端，进行匹配滤波。LDO芯片U4引脚17和18均为3.3V的输出引脚，为增加载流能力，将这两路并联使用。电容C16的正极和该输出引脚相连，C16的负极接地。其作用是端口滤波。LDO芯片U4芯片引脚23和24均为可调电压的的输出引脚，为增加载流能力，将这两路并联使用。电容C15的正极和该输出引脚相连，C15的负极接地。其作用是端口滤波。电阻R4的一端和可调电压输出端相连，另一端和电阻R5相连。电阻R4和R5的公共端接到LDO芯片U4的反馈引脚25脚上，电阻R5的另外一端接地。该可调电压值取决于电阻R4和R5的比值，可匹配到主控芯片所需的1.9V。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (8)
1.一种新能源汽车的电源电压处理电路，包括蓄电池、前级处理电路、后级滤波电路、其特征在于：还包括BUCK降压电路和两级LDO降压电路，所述蓄电池输出端与前级处理电路输入端相连接，所述前级处理电路输出端依次连接BUCK降压电路、后级滤波电路和两级LDO降压电路，所述前级处理电路包括端口滤波电路、瞬态高压抑制电路、防反电路，所述端口滤波电路包括端口电容C1和共模电感U1、差模滤波电感L1，电容C1两端分别与蓄电池的正负极相连，共模电感U1的两个同名端分别与蓄电池的正负极相连，另外两个引脚一个与地相连，另一个和差模滤波电感L1的一端相连，瞬态高压抑制电路由瞬态抑制二极管Z1组成，二极管Z1的一端和差模滤波电感L1相连，另一端和地相连，防反电路由二极管D1组成，二极管D1一端和瞬态抑制二极管Z1的正极相连，二极管D1另一端与BUCK型电源芯片U2的电压输入引脚7相连，作为BUCK型电源芯片U2的输入电压。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：在BUCK型电源芯片U2的电压输入引脚7上并联有用于滤除输入引脚噪声的电容C2和电容C3。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述BUCK降压电路包括脉宽调制电路、开关电路和基准电压电路，脉宽调制电路是通过将电阻R2和R3连接点的电压反馈给BUCK型电源芯片U2的反馈引脚4实现的，BUCK型电源芯片U2的驱动引脚8和二极管D2的负极相连，二极管D2负极又和电感L2的一端相连，电感L2的另一端和电容C6、C7的正极相连，二极管D2负极和电容C6、C7的负极相连，且与地相连，电阻R1的一端和BUCK型电源芯片U2驱动引脚8相连，另一端和电容C5串联后接地，基准电压电路由分压电阻R2和R3组成，电阻R2的一端和电容C6的正极相连，另一端和电阻R3一端串联，电阻R3的另外一端和地相接。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述后级滤波电路采用LC滤波电路，由电感L3和电容C8组成。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述后级滤波电路的电感L3的一端和BUCK降压电路输出节点相连，另一端和电容C8的正极串联，所述电容C8的负极接地。
6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：所述两级LDO降压电路包括第一级LDO降压电路和第二级LDO降压电路，第一级LDO降压电路包括LDO芯片U3，所述第二级LDO降压电路包括LDO芯片U4。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：LDO芯片U3的电压输出引脚9和电容C13正极相连，C13的负极和地相连，电容C14并联于电容C13两端，LDO芯片U3的电压输出引脚4和电容C9正极相连，C9的负极和地相连，电容C9的正极还与电感L4的一端相连，电感L4的另一端和电容C10的一端相连，电容C10的另一端接地，LDO芯片U3的电压输出引脚17和电容C11正极相连，C11的负极和地相连。电容C11的正极和电感L5的一端相连，电感L5的另一端和电容C12的一端相连，电容C12的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的一种新能源汽车的电源电压处理电路，其特征在于：LDO芯片U4的电压输入引脚5、6、11和12均和第一级LDO降压电路输出的5V相连，端口滤波电容C17的正极和电压输入端相连，C17的负极和地相连。电容C18并联于电容C17两端，LDO芯片U4引脚17和18均为3.3V的输出引脚，所述引脚17和18引出电路相并联，且并联的连接点与电容C16的正极相连，C16的负极接地，LDO芯片U4引脚23和24均为可调电压输出端的输出引脚，两路并联使用，电容C15的正极和该并联端相连，C15的负极接地，电阻R4的一端和可调电压输出端相连，另一端和电阻R5相连，电阻R4和R5的公共端接到LDO芯片U4的反馈引脚25上，电阻R5的另外一端接地。
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