CN208316401U - 一种车辆起动稳压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆起动稳压保护电路，包括二极管和备用电源；车载用电设备与设备开关串联构成第一串联支路；二极管串联于蓄电池与第一串联支路之间；备用电源与第一串联支路并联；二极管的正极与蓄电池的正极相连接，二极管的负极通过设备开关与车载用电设备相连接。车载用电设备包括电子控制单元ECU。本实用新型通过在汽车蓄电池与车载用电设备间串联一个二极管，并在车载用电设备两端并联备用电源，在车辆起动时，由备用电源为车载用电设备提供稳定的电压，由此有效防止车辆起动时的电压骤降现象对车载用电设备的工作状态产生的影响。优选的，通过备用电源仅给车载关键设备供电，可以有效降低备用电源功率，减少电能浪费，降低成本。

Description

一种车辆起动稳压保护电路

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆起动稳压保护电路。

背景技术

汽车作为一种便捷高效的交通和运输工具，在人们的生活中起着不可或缺的作用。随着汽车业的飞速发展，对汽车各部件、装置的可靠性要求越来越高。汽车电源系统由蓄电池、发电机和调节器组成。汽车上配装有蓄电池和发电机两个直流电源，整车电器与电子设备均与两个直流电源并联连接，电路如图1所示。在汽车上，蓄电池和发电机并联工作，发电机是汽车的主要电源，蓄电池是辅助电源。发电机配有调节器，调节器的功用是在发电机转速升高到一定程度时，自动调节发电机输出电压使其保持稳定，给用电设备供电。图中用一个用电设备代表整车电路的其它部分。发电机是由发动机拖动而工作的，当发动机还未工作时，发电机尚未发电，此时由蓄电池给车载用电设备供电。

在实际应用过程中发现，汽车起动点火时，起动电机工作带动发动机运行，加在起动电机两端的电压由蓄电池提供，与此同时，蓄电池还需要为其他车载用电设备提供电能。由于起动电机的工作电流最大值达到数百安培，起动时蓄电池的端电压将被明显拉低，提供给其他车载用电设备的电压也就降低了。这导致在车辆起动过程中，其他车载用电设备的工作将由于供电电压的降低而受到影响，例如显示屏暂时黑屏、车载收音机暂时停止工作等等。车载电子设备在工作过程中遭遇瞬时的低电压，会给这些车载电子设备的正常工作将带来隐患，随着当今社会汽车上的电子设备越来越多，可能造成的隐患也将越来严重。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种车辆起动稳压保护电路，通过在常规的汽车电源系统中增加一个二极管和一个备用电源，在车辆起动导致蓄电池端电压降低的瞬间，由备用电源为车载用电设备提供电能，使车载用电设备的电压始终处于一个较为稳定的状态，从而有效防止车辆起动时的电压骤降现象对用电设备的工作状态产生影响。

本实用新型提供了一种车辆起动稳压保护电路，包括：二极管和备用电源；

车载用电设备与设备开关串联构成第一串联支路；

所述二极管串联于蓄电池与所述第一串联支路之间；

所述备用电源与所述第一串联支路并联；

其中，所述二极管的正极与蓄电池的正极相连接，所述二极管的负极通过所述设备开关与所述车载用电设备相连接。

本实用新型的方案，通过在汽车蓄电池与车载用电设备之间串联一个单向导电的二极管，并在车载用电设备两端并联备用电源，在车辆起动过程中，由备用电源为车载用电设备提供稳定的电压，由此有效防止车辆起动时的电压骤降现象对车载用电设备的正常工作产生的影响。其中，设备开关是指车辆上设置的对应不同用电设备的普通工作开关，只有在用户通过工作开关开启用电设备时，备用电源才会在汽车发动机起动时为该设备供电。

进一步的，所述车载用电设备为车载关键用电设备；其中，所述车载关键用电设备包括电子控制单元ECU。

对于一辆汽车而言，车载用电设备可以根据其对低电压的耐受能力区分为车载一般用电设备和车载关键用电设备。车载一般用电设备是指对车辆起动过程中产生的瞬时电压骤降情况具有较好的耐受性的用电设备，例如电动门窗、风扇、电热座椅等，这些用电设备在电压骤降时，并不会出现严重的工作异常状态，因此，没有必要为这些车载用电设备提供持续稳定的供电，所以，这些车载用电设备可以不用与本实用新型提供的备用电源相连接。车载关键用电设备是指对车辆起动过程中产生的瞬时电压骤降情况极其敏感的用电设备，且电压骤降会立刻且严重影响该用电设备的正常工作，例如各电子控制单元ECU(Electronic ControlUnit)等。现在汽车上的电子控制单元越来越多，越高档的车电子控制设备越多，用到的电子控制单元也越来越多。每一个电子控制单元的核心都是单片微型计算机，这样的设备对电压的稳定有着比较高的要求。如果电源电压不稳，引起的后果是难以预测的。所以，为这一类车载用电设备提供稳定的电源更具有现实意义。同时，车载一般用电设备与车载关键用电设备相比较，车载一般用电设备的功率往往更大。如果不对车载一般用电设备与车载关键用电设备进行区分对待，则采用备用电源供电时，大部分电能将供应给并不需要稳定电压的车载一般用电设备，造成电能的浪费。故区分对待车载一般用电设备与车载关键用电设备很有必要。再者，采用备用电源仅供车载关键用电设备使用，可以有效降低备用电源功率，从而减少成本，更适合商业推广。

进一步的，所述备用电源的电压与蓄电池标称电压一致。

因为备用电源的作用在于当蓄电池的端电压明显降低时为用电设备提供稳定的电源，所以备用电源电压需要与蓄电池电压保持一致。一般车用蓄电池电压保持在12V左右，故备用电源电压也为12V左右。

进一步的，所述备用电源为铅酸蓄电池、镍氢电池组或锂离子电池组。

在本实用新型方案中，备用电源可以是能量型储能设备，例如采用与普通车辆配备的蓄电池相同的普通铅酸蓄电池，或者比普通铅酸蓄电池体积更小的镍氢电池组，或者免维护、比能量大、储存寿命长的锂离子电池组。

进一步的，所述备用电源为电容器或超级电容器。

在本实用新型方案中，因为备用电源仅仅需要在较短时间内为用电设备提供稳定的电压，无需持续较长时间，所以，备用电源也可以采用功率型储能设备实现，例如电容器或超级电容器。功率型储能设备具有充放电速度快的特点，因此可能更加迅速地为用电设备提供电能。

有益效果

本实用新型提供了一种车辆起动稳压保护电路，通过在汽车蓄电池与车载用电设备之间串联一个单向导电的二极管，并在车载用电设备两端并联备用电源，在车辆起动过程中，由备用电源为车载用电设备提供稳定的电压，由此有效防止车辆起动时的电压骤降现象对车载用电设备的正常工作产生的影响。且本实用新型提供的电路设计简单紧凑、制造成本低，适合于商业推广。另外，在优选方案中，将车载用电设备区分为对低电压具有较好耐受性的车载一般用电设备和对低电压具有较差耐受性的车载关键用电设备，使备用电源仅对车载关键用电设备进行供电，既可以保证ECU等车载关键用电设备的正常运转，又可以降低备用电源功率，减少电能浪费，减少成本，进一步凸显商业推广的优势。

附图说明

图1是现有技术中汽车电源系统电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种车辆起动稳压保护电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种车辆起步稳压保护电路结构示意图；

附图标号：201——二极管，202——备用电源，203——设备开关，204——车载用电设备，205——蓄电池，206——起动开关，207——起动机，208——发电机，209——电压调节器，210——电压调节器开关；301——二极管，302——备用电源，303——车载一般用电设备，304——车载关键用电设备，305——一般用电设备开关，306——关键用电设备开关，307——蓄电池，308——起动开关，309——起动机，310——发电机，311——电压调节器，312——电压调节器开关。

具体实施方式

为了方便更好地理解本实用新型方案的内容，下面结合具体实施例进行进一步阐述。

实施例一

图2是本实用新型实施例一提供的一种汽车起动稳压保护电路的结构示意图，包括：二极管201和备用电源202；车载用电设备204与设备开关203串联构成第一串联支路；所述二极管201串联于蓄电池205与所述第一串联支路之间；所述备用电源202与所述第一串联支路并联；其中，所述二极管201的正极与蓄电池205的正极相连接，所述二极管201的负极通过所述设备开关203与车载用电设备204相连接。备用电源202的电压与蓄电池205的标称电压一致。备用电源202为铅酸蓄电池、镍氢电池组、锂离子电池组、电容器或超级电容器。

在实际工作中，一般情况下在发动机起动前，A点电位约为13V左右(车载蓄电池的电压一般在12.6V至13.5V的范围内，具体数值取决了蓄电池的老化程度)，B点电位比A点电位低一个二极管的管压降(若二极管为硅二极管，则B点电位比A点电位低0.7V；若二极管为锗二极管，则B点电位比A点电位低0.3V)。在发动机起动瞬间，由于起动机207电流达到数百安培，A点电位将被明显拉低(拉低的程度受蓄电池内阻的影响，电池越老，内阻越大，电压降幅越大)。此时，B点电位取决于备用电源202的电压，备用电源202可以使B点电位在起动机207启动时仍然高于12V，此时处于使用状态的(即对应的设备开关203处于闭合状态的)车载用电设备204均由备用电源202供电。由于发动机起动过程时间短，一般3至5秒即可完成，故采用备用电源202在发动机起动的数秒内为车载用电设备204提供暂时的电能，能够有效地保证车载用电设备204在发送机起动前后电源电压的稳定。

综上所述，本实用新型实施例一通过在汽车蓄电池与车载用电设备之间串联一个单向导电的二极管，并在车载用电设备两端并联备用电源，在车辆起动过程中，由备用电源为车载用电设备提供稳定的电压，由此有效防止车辆起动时的电压骤降现象对车载用电设备的工作状态产生的影响。且本实用新型提供的电路设计简单紧凑、制造成本低，适合于商业推广。

实施例二

图3是本实用新型实施例二提供的另一种车辆起动稳压保护电路的结构示意图。实施例二提供的稳压保护电路与实施例一提供的稳压保护电路的唯一区别点在于：实施例一中的车载用电设备为车上所有的用电设备；而实施例二将车上的用电设备区分为车载一般用电设备303和车载关键用电设备304，实施例二中仅将车载关键用电设备304接入稳压保护电路。

所谓车载一般用电设备是指对车辆起动过程中产生的瞬时电压骤降情况具有较好的耐受性的用电设备，例如电动门窗、风扇、电热座椅等，这些用电设备在电压骤降时，并不会出现严重的工作异常状态，因此，没有必要为这些车载用电设备提供持续稳定的供电，所以，这些车载用电设备可以不用接入本实用新型提供的稳压保护电路。车载关键用电设备是指对车辆起动过程中产生的瞬时电压骤降情况极其敏感的用电设备，且电压骤降会立刻且严重影响该用电设备的正常工作，例如各电子控制单元ECU(Electronic ControlUnit)等。因为这一类车载用电设备，对电压变化极其敏感，且属于车辆控制中的重要部件，所以，为这一类车载用电设备提供稳定的电源更具有现实意义。而且，仅将车载关键用电设备接入本实用新型提供的稳压保护电路使得电气元件功率可以减小，方便实施。

具体而言，将车上需要持续稳定供电的车载关键用电设备304与不需要持续稳定供电的车载一般用电设备303区分开，二极管301的正极与蓄电池307正极相连接，二极管301的负极与关键用电设备开关306相连接；备用电源302的正极与关键用电设备开关306相连接，备用电源302的负极与车载关键用电设备304的负极相连接。当车辆起动时，A点电位被拉低，车载一般用电设备303的供电电压随之降低。由于二极管301的单向导电性能，B点电位不会随A点电位的降低而一同降低，B点电位由备用电源302决定。在车辆起动过程的几秒钟时间内，备用电源302为处于使用状态的(即对应的关键用电设备开关306处于闭合状态的)车载关键用电设备304供电。此时，因为备用电源302仅给车载关键用电设备304供电，所以备用电源302和二极管301的功率均可以相应减小，可以有效降低系统成本。加之，备用电源302和二极管301仅连接车上的部分用电设备(即车载关键用电设备)，使得电气元件功率可以减小，方便改造施工。

综上所述，本实用新型实施例一通过在汽车蓄电池与车载用电设备之间串联一个单向导电的二极管，并在车载用电设备两端并联备用电源，在车辆起动过程中，由备用电源为车载用电设备提供稳定的电压，由此有效防止车辆起动时的电压骤降现象对车载用电设备的工作状态产生的影响。且本实用新型提供的电路设计简单紧凑、制造成本低，适合于商业推广。与此同时，将车载用电设备区分为对低电压具有较好耐受性的车载一般用电设备和对低电压具有较差耐受性的车载关键用电设备，使备用电源仅对车载关键用电设备进行供电，既可以保证ECU等车载关键用电设备的正常运转，又可以降低备用电源功率，减少电能浪费，减少成本，进一步凸显商业推广的优势。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车辆起动稳压保护电路，其特征在于，包括：二极管和备用电源；

车载用电设备与设备开关串联构成第一串联支路；

所述二极管串联于蓄电池与所述第一串联支路之间；

所述备用电源与所述第一串联支路并联；

其中，所述二极管的正极与蓄电池的正极相连接，所述二极管的负极通过所述设备开关与所述车载用电设备相连接。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述车载用电设备为车载关键用电设备；

其中，所述车载关键用电设备包括电子控制单元ECU。

3.根据权利要求1或2所述的保护电路，其特征在于，所述备用电源的电压与蓄电池标称电压一致。

4.根据权利要求1或2所述的保护电路，其特征在于，所述备用电源为铅酸蓄电池、镍氢电池组或锂离子电池组。

5.根据权利要求1或2所述的保护电路，其特征在于，所述备用电源为电容器或超级电容器。