CN209642548U - 一种宽电压负载驱动电路和车载电子设备 - Google Patents

Abstract

一种宽电压负载驱动电路和车载电子设备，包括电源模块和与所述电源模块连接的负载驱动模块；的宽电压负载驱动电路可以对9V‑36V范围的输入电压变压到恒定电压输出，为负载驱动电路的芯片提供稳定的电源，使得负载驱动能稳定工作，负载则能稳定工作，如此提高了设备的对不同电源接口电压的兼容性。

Description

一种宽电压负载驱动电路和车载电子设备

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种宽电压负载驱动电路和车载电子设备。

背景技术

目前，汽车、电动车、动车、飞机等交通工具成为人们出行的主要交通工具，这些交通工具上都设有可供电子设备连接的电源接口，电源接口一般都使用车载电池直接输出或者变压后输出，而不同厂商所设定的各个电源接口的输出电压都不相同，甚至同一个交通工具上的不同电源接口的输出电压也可能不相同。而目前的车载电子设备，比如车载电视等的输入额定电压都固定在一个值，与交通工具上的电源接口不能很好的兼容，如果接入低压的电源接口则不能工作，接入高压的电源接口则可能导致设备损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种宽电压负载驱动电路，旨在解决传统的电子设备与不同电源接口电压不兼容的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种宽电压负载驱动电路，包括电源模块和与所述电源模块连接的负载驱动模块；

其中，所述电源模块包括：

电源端口，用于接入9V-36V的电源电压；

稳压单元，所述稳压单元的输入端接所述电源电压，所述稳压单元的输出端输出一供电电压；

第一PWM芯片，所述第一PWM芯片的电源脚接所述供电电压，所述第一PWM芯片的输出脚输出第一PWM信号；

驱动模块，所述驱动电路的第一输入端接所述供电电压，所述驱动模块的第二输入端接所述第一PWM信号，所述驱动模块用于放大所述第一PWM信号后输出驱动PWM信号；

电压变换单元，所述电压变换单元的第一输入端接所述电源电压，所述电压变换单元的第二输入端接所述驱动PWM信号，所述电压变换单元将所述电源电压进行电压变换后在输出端输出预设恒定电压；以及

整流滤波单元，所述整流滤波单元的输入端接所述预设恒定电压，所述整流滤波单元对所述预设恒定电压整流滤波；

其中，所述负载驱动模块包括：

第二PWM芯片，所述第二PWM芯片的电源脚接所述预设恒定电压，所述第二PWM芯片的输出脚输出第二PWM信号；

升压单元，所述升压单元的第一输入端接所述电源电压，所述升压单元的第二输入端接所述第二PWM信号，所述升压单元将所述电源电压后升压输出至负载。

在其中一个实施例中，所述电压变换单元包括：

第一电感，所述第一电感的第一端作为所述电压变换单元的第一输入端；

第一电容，所述第一电容的第一端连接所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端作为所述电压变换单元的输出；

第一NMOS管，所述NMOS管的栅极作为所述电压变换单元的第二输入端，所述NMOS管的源极连接所述第一电感的第二端，所述NMOS管的漏极接地线；

第二电感，所述第二电感的第一端连接所述第一电容的第二端，所述第二电感的第二端接地线。

在其中一个实施例中，所述驱动模块包括：

一NPN三极管，所述NPN三极管的集电极作为所述驱动电路的第一输入端，所述NPN三极管的基极接第一PWM信号，所述NPN三极管的发射极连接所述电压变换单元的第二输入端；

一PNP三极管，所述PNP三极管的发射极连接所述电压变换单元的第二输入端，所述PNP三极管的基极接第一PWM信号，所述PNP三极管的集电极接地线。

在其中一个实施例中，所述稳压单元包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一NPN三极管、第一稳压二极管、第二电容及第三电容，所述第一分压电阻的第一端作为所述稳压单元的输入端，所述第一分压电阻的第二端连接所述第一NPN三极管的集电极，所述第一NPN三极管的集电极通过所述第二分压电阻连接基极，所述第一NPN三极管的发射极作为所述稳压单元的输出端，所述第一稳压二极管的负极和所述第一NPN三极管的基极连接，所述第一稳压二极管的正极接地线，所述第二电容与所述第一稳压二极管并联，所述第三电容的一端连接所述第一NPN三极管的发射极，另一端接地线。

在其中一个实施例中，所述整流滤波单元包括第一二极管、第二二极管及第四电容，所述第一二极管的正极作为所述整流滤波单元的输入端，所述第一二极管的负极作为所述整流滤波单元的输出端，所述第二二极管的正极接所述第一二极管的正极，所述二二极管的负极接所述第一二极管的负极，所述第四电容的一端连接所述第一二极管的负极，所述第四电容的另一端接地线。

在其中一个实施例中，所述电源模块还包括防反接单元，所述防反接单元连接在所述电源端口和地线之间，用于防止所述电源电压反接到所述电源端口。

在其中一个实施例中，所述防反接单元包括第三分压电阻、第四分压电阻、第二稳压二极管和第二NMOS管，所述第三分压电阻的第一端连接所述电源端口，所述第三分压电阻的第二端连接所述第四分压电阻的第一端、第二稳压二极管的负极和所述第二NMOS管的栅极，所述第四分压电阻的第二端和所述稳压二极管的正极接所述地线，所述第二NMOS管的源极连接所述地线，所述第二NMOS管的漏接地。

在其中一个实施例中，所述升压单元包括第三电感、第三NMOS管、第三二极管和第五电容，所述第三电感的第一端作为所述升压单元的第一输入端，所述第三电感的第二端连接所述第三NMOS管的漏极和所述第三二极管的正极，所述第三NMOS管的栅极作为所述升压单元的第二输入端，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三二极管的负极作为所述升压单元的输出端，所述第五电容连接在所述第三二极管的负极和地之间。

在其中一个实施例中，所述负载驱动模块还包括：

调光电路，所述调光电路接入调光信号，输出到所述第二PWM芯片的反馈脚；

过压保护电路，所述过压保护电路的输入端接所述升压单元的输出，获取采样电压输出到所述第二PWM芯片的反馈脚；

电流采样电路，所述电流采样电路的连接在所述负载与地之间，获取采样电流输出到所述第二PWM芯片的反馈脚；

所述第二PWM芯片根据所述调光信号、所述采样电压以及所述采样电流中至少一种调节所述第二PWM信号以调节输出至所述负载的电压。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种车载电子设备，包括上述的宽电压负载驱动电路，所述负载为背光模组。

上述的宽电压负载驱动电路可以对9V-36V范围的输入电压变压到恒定电压输出，为负载驱动电路的芯片提供稳定的电源，使得负载驱动能稳定工作，负载则能稳定工作，如此提高了设备的对不同电源接口电压的兼容性。

附图说明

为了更清楚地线说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地线介绍，显而易见地线，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的宽电压负载驱动电路结构示意图；

图2为图1所示的宽电压负载驱动电路中电源模块的示例电路原理图；

图3为图1所示的宽电压负载驱动电路中负载驱动模块的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的宽电压负载驱动电路包括电源模块10和与电源模块10连接的负载驱动模块20，电源模块10包括电源端口11、稳压单元12、第一PWM芯片13、驱动模块14、电压变换单元15及整流滤波单元16。负载驱动模块20包括第二PWM芯片21和升压单元22。

电源端口11能够接入宽范围的9V-36V的电源电压；稳压单元12的输入端接电源电压，稳压单元12的输出端输出一供电电压V1；第一PWM芯片13的电源脚接供电电压V1，第一PWM芯片13的输出脚输出用于调节电压的第一PWM信号；驱动电路的第一输入端接供电电压V1，驱动模块14的第二输入端接第一PWM信号，驱动模块14用于放大第一PWM信号后输出驱动PWM信号；电压变换单元15的第一输入端接电源电压，电压变换单元15的第二输入端接驱动PWM信号，电压变换单元15将电源电压进行电压变换后在输出端输出预设恒定电压；以及整流滤波单元16的输入端接预设恒定电压，整流滤波单元16对预设恒定电压整流滤波；负载驱动模块20包括第二PWM芯片21的电源脚接预设恒定电压，第二PWM芯片21的输出脚输出第二PWM信号；升压单元22的第一输入端接电源电压，升压单元22的第二输入端接第二PWM信号，升压单元22将电源电压后升压输出至负载。

上述的宽电压负载驱动电路可以对9V-36V范围的输入电压变压到恒定电压输出，为负载驱动电路的芯片提供稳定的电源，使得负载驱动能稳定工作，负载则能稳定工作，如此提高了设备的对不同电源接口电压的兼容性。

请参阅图2，在其中一个实施例中，电压变换单元15包括第一电感L1、第一电容C1、第一NMOS管Q1及第二电感L2。第一电感L1的第一端作为电压变换单元15的第一输入端；第一电容C1的第一端连接第一电感L1的第二端，第一电容C1的第二端作为电压变换单元15的输出；第一NMOS管Q1的栅极作为电压变换单元15的第二输入端，NMOS管的源极连接第一电感L1的第二端，NMOS管的漏极接地线，第二电感L2的第一端连接第一电容C1的第二端，第二电感L2的第二端接地线。在进一步的实施例中，电压变换单元15还包括与第一电容C1并联的电容C6；还包括与第一NMOS管Q1的源极、漏极并联的第一吸收电路，用于对第一NMOS管Q1进行保护第一NMOS管Q1不被尖峰电压击穿，第一吸收电路包括串联的电容C7和电阻R4。在一个示例中，电压变换单元15将9-36V变换输出为恒定的12V电压。

请参阅图2，在其中一个实施例中，驱动模块14包括：NPN三极管Q2和PNP三极管Q3。NPN三极管Q2的集电极作为驱动模块14的第一输入端，NPN三极管Q2的基极接第一PWM信号，NPN三极管Q2的发射极连接电压变换单元15的第二输入端；PNP三极管Q3的发射极连接电压变换单元15的第二输入端，PNP三极管Q3的基极接第一PWM信号，PNP三极管Q3的集电极接地线。进一步地，NPN三极管Q2的基极串接有限流电阻R23，NPN三极管Q2的发射极串接有限流电阻R25，PNP三极管Q3的发射极串接有限流电阻R25。驱动模块14用于对第一PWM信号驱动放大，提高驱动能力。

请参阅图2，在其中一个实施例中，稳压单元12包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第一NPN三极管Q4、第一稳压二极管D1、第二电容C2及第三电容C3，第一分压电阻R1的第一端作为稳压单元12的输入端，第一分压电阻R1的第二端连接第一NPN三极管Q4的集电极，第一NPN三极管Q4的集电极通过第二分压电阻R2连接基极，第一NPN三极管Q4的发射极作为稳压单元12的输出端，第一稳压二极管D1的负极和第一NPN三极管Q4的基极连接，第一稳压二极管D1的正极接地线，第二电容C2与第一稳压二极管D1并联，第三电容C3的一端连接第一NPN三极管Q4的发射极，另一端接地线。稳压单元12给第一PWM芯片13和驱动模块14提供一个稳定的工作电压。其中，给第一PWM芯片13提供的工作电压V1需经过电阻R5和电容C8构成的RC滤波电路后输入到电源脚。

请参阅图2，在其中一个实施例中，整流滤波单元16包括第一二极管D2、第二二极管D3及第四电容C4，第一二极管D2的正极作为整流滤波单元16的输入端，第一二极管D2的负极作为整流滤波单元16的输出端，第二二极管D3的正极接第一二极管D2的正极，二二极管的负极接第一二极管D2的负极，第四电容C4的一端连接第一二极管D2的负极，第四电容C4的另一端接地线。还包括与第一二极管D2并联的RC吸收电路，用于对二极管D2、D3进行保护，第二吸收电路包括串联的电容C7和电阻R4。第四电容C4包括并联的电解电容C41和普通电容C42。

请参阅图2，在其中一个实施例中，电源模块10还包括防反接单元17，防反接单元17连接在电源端口11和地线之间，用于防止电源电压反接到电源端口11。

在其中一个实施例中，防反接单元17包括第三分压电阻R3、第四分压电阻R4、第二稳压二极管D4和第二NMOS管Q5，第三分压电阻R3的第一端连接电源端口11，第三分压电阻R3的第二端连接第四分压电阻R4的第一端、第二稳压二极管D4的负极和第二NMOS管Q5的栅极，第四分压电阻R4的第二端和第二稳压二极管D4的正极接地线，第二NMOS管Q5的源极连接地线，第二NMOS管Q5的漏接地。

在其中一个实施例中，电源模块10还包括设置在输出端的采样电路，采样电路由电阻R6、R7串接后分压输出到第一PWM芯片13的反馈脚，通过调整电阻R6、R7阻值可改变输出电压。

请参阅图3，在其中一个实施例中，升压单元22包括第三电感L3、第三NMOS管Q6、第三二极管D5和第五电容C5，第三电感L3的第一端作为升压单元22的第一输入端，第三电感L3的第二端连接第三NMOS管Q6的漏极和第三二极管D5的正极，第三NMOS管Q6的栅极作为升压单元22的第二输入端，第三NMOS管Q6的源极接地，第三二极管D5的负极作为升压单元22的输出端，第五电容C5连接在第三二极管D5的负极和地之间。

请参阅图3，在其中一个实施例中，负载驱动模块20还包括调光电路23、过压保护电路24及电流采样电路25。

调光电路23接入调光信号ADJ，输出到第二PWM芯片21的反馈脚；过压保护电路24的输入端接升压单元22的输出，获取采样电压输出到第二PWM芯片21的反馈脚；电流采样电路25的连接在负载与地之间，获取采样电流输出到第二PWM芯片21的反馈脚；第二PWM芯片21根据调光信号、采样电压以及采样电流中至少一种调节第二PWM信号以调节输出至负载的电压。

电容EC1、C18为负载驱动模块20的输入滤波电路，R11、C11为第二PWM芯片21芯片供电的RC滤波电路，二极管D11和电阻R13为ADJ信号的范围调节电路。R12、C4为使能EN信号的RC滤波电路。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种车载电子设备，包括上述的宽电压负载驱动电路，负载为背光模组。

上述的宽电压负载驱动电路可以对9V-36V范围的输入电压变压到恒定电压输出，为负载驱动电路的芯片提供稳定的电源，使得负载驱动能稳定工作，负载则能稳定工作，如此提高了设备的对不同电源接口电压的兼容性。

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

Claims (10)

1.一种宽电压负载驱动电路，其特征在于，包括电源模块和与所述电源模块连接的负载驱动模块；

其中，所述电源模块包括：

电源端口，用于接入9V-36V的电源电压；

稳压单元，所述稳压单元的输入端接所述电源电压，所述稳压单元的输出端输出一供电电压；

第一PWM芯片，所述第一PWM芯片的电源脚接所述供电电压，所述第一PWM芯片的输出脚输出第一PWM信号；

驱动模块，所述驱动电路的第一输入端接所述供电电压，所述驱动模块的第二输入端接所述第一PWM信号，所述驱动模块用于放大所述第一PWM信号后输出驱动PWM信号；

电压变换单元，所述电压变换单元的第一输入端接所述电源电压，所述电压变换单元的第二输入端接所述驱动PWM信号，所述电压变换单元将所述电源电压进行电压变换后在输出端输出预设恒定电压；以及

整流滤波单元，所述整流滤波单元的输入端接所述预设恒定电压，所述整流滤波单元对所述预设恒定电压整流滤波；

其中，所述负载驱动模块包括：

第二PWM芯片，所述第二PWM芯片的电源脚接所述预设恒定电压，所述第二PWM芯片的输出脚输出第二PWM信号；

升压单元，所述升压单元的第一输入端接所述电源电压，所述升压单元的第二输入端接所述第二PWM信号，所述升压单元将所述电源电压后升压输出至负载。

2.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述电压变换单元包括：

第一电感，所述第一电感的第一端作为所述电压变换单元的第一输入端；

第一电容，所述第一电容的第一端连接所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端作为所述电压变换单元的输出；

第一NMOS管，所述NMOS管的栅极作为所述电压变换单元的第二输入端，所述NMOS管的源极连接所述第一电感的第二端，所述NMOS管的漏极接地线；

第二电感，所述第二电感的第一端连接所述第一电容的第二端，所述第二电感的第二端接地线。

3.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括：

一NPN三极管，所述NPN三极管的集电极作为所述驱动模块的第一输入端，所述NPN三极管的基极接第一PWM信号，所述NPN三极管的发射极连接所述电压变换单元的第二输入端；

一PNP三极管，所述PNP三极管的发射极连接所述电压变换单元的第二输入端，所述PNP三极管的基极接第一PWM信号，所述PNP三极管的集电极接地线。

4.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述稳压单元包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一NPN三极管、第一稳压二极管、第二电容及第三电容，所述第一分压电阻的第一端作为所述稳压单元的输入端，所述第一分压电阻的第二端连接所述第一NPN三极管的集电极，所述第一NPN三极管的集电极通过所述第二分压电阻连接基极，所述第一NPN三极管的发射极作为所述稳压单元的输出端，所述第一稳压二极管的负极和所述第一NPN三极管的基极连接，所述第一稳压二极管的正极接地线，所述第二电容与所述第一稳压二极管并联，所述第三电容的一端连接所述第一NPN三极管的发射极，另一端接地线。

5.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述整流滤波单元包括第一二极管、第二二极管及第四电容，所述第一二极管的正极作为所述整流滤波单元的输入端，所述第一二极管的负极作为所述整流滤波单元的输出端，所述第二二极管的正极接所述第一二极管的正极，所述二二极管的负极接所述第一二极管的负极，所述第四电容的一端连接所述第一二极管的负极，所述第四电容的另一端接地线。

6.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述电源模块还包括防反接单元，所述防反接单元连接在所述电源端口和地线之间，用于防止所述电源电压反接到所述电源端口。

7.如权利要求6所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述防反接单元包括第三分压电阻、第四分压电阻、第二稳压二极管和第二NMOS管，所述第三分压电阻的第一端连接所述电源端口，所述第三分压电阻的第二端连接所述第四分压电阻的第一端、第二稳压二极管的负极和所述第二NMOS管的栅极，所述第四分压电阻的第二端和所述第二稳压二极管的正极接地线，所述第二NMOS管的源极连接地线，所述第二NMOS管的漏接地。

8.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述升压单元包括第三电感、第三NMOS管、第三二极管和第五电容，所述第三电感的第一端作为所述升压单元的第一输入端，所述第三电感的第二端连接所述第三NMOS管的漏极和所述第三二极管的正极，所述第三NMOS管的栅极作为所述升压单元的第二输入端，所述第三NMOS管的源极接地，所述第三二极管的负极作为所述升压单元的输出端，所述第五电容连接在所述第三二极管的负极和地之间。

9.如权利要求1所述的宽电压负载驱动电路，其特征在于，所述负载驱动模块还包括：

调光电路，所述调光电路接入调光信号，输出到所述第二PWM芯片的反馈脚；

过压保护电路，所述过压保护电路的输入端接所述升压单元的输出，获取采样电压输出到所述第二PWM芯片的反馈脚；

电流采样电路，所述电流采样电路的连接在所述负载与地之间，获取采样电流输出到所述第二PWM芯片的反馈脚；

所述第二PWM芯片根据所述调光信号、所述采样电压以及所述采样电流中至少一种调节所述第二PWM信号以调节输出至所述负载的电压。

10.一种车载电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的宽电压负载驱动电路，所述负载为背光模组。