CN212098732U - 一种汽车电瓶充放电控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽车电瓶充放电控制电路，所述供电单元包括发电机和第一铅酸电池VBAT1，还包括附加电源VBAT2和放电负载，所述供电单元通过第一继电器常开触点RE1与附加电源VBAT2相连，用于向附加电源VBAT2提供电能，所述附加电源VBAT2通过第二继电器常开触点RE2和第三继电器常开触点RE3的串联通路与放电负载相连，用于向放电负载提供电能；所述供电单元与充电检测电路相连，所述充电检测电路用于控制第一继电器线圈导通，且所述第一继电器常开触点RE1响应于第一继电器线圈。本实用新型通过增设附加电源VBAT2以及相应的充电电压检测电路和放电电压检测电路，避免汽车电瓶中的电能被放空，提高了点火效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及放电控制电路技术领域，具体为一种汽车电瓶充放电控制电路。
背景技术
现有汽车的供电系统，主要由交流发电机、整流桥及向车辆进行供电的电瓶(铅酸电池)组成，汽车的所有用电均由发电机提供，而电瓶仅仅是转化化学能为电能的装置，除了供应负载耗电之外，还要供汽车启动引擎所需用电，点火器是发动机的必备元件之一，也是提供点火信号的器件；汽车钥匙一般包括ON挡和START挡，当点火开关旋至ON挡时，点火信号发生。点火系统主要以数千伏特的高压电跳过火星塞的电极间隙以产生火花，并点燃已压缩的混合汽以形成火焰核，再迅速扩及整个燃烧室以产生快速的燃烧，使气体迅速膨胀，并推动活塞产生动力。然而，现有的车辆供电系统只有一个供电电瓶，并且没有设置对应的放电电压检测电路，所以经常会出现电瓶被放空的情形，一旦电瓶被放空，就无法供应汽车启动引擎所需用电了，即无法给点火系统提供点火所需电能，容易造成打不着火的情形。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种汽车电瓶充放电控制电路，通过增设附加电源VBAT2以及相应的充电电压检测电路和放电电压检测电路，避免汽车电瓶中的电能被放空，提高了点火效率。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种汽车电瓶充放电控制电路，包括供电单元，所述供电单元包括发电机和第一铅酸电池VBAT1，还包括附加电源VBAT2和放电负载，所述供电单元通过第一继电器常开触点RE1与附加电源VBAT2相连，用于向附加电源VBAT2提供电能，所述附加电源VBAT2通过第二继电器常开触点RE2和第三继电器常开触点RE3的串联通路与放电负载相连，用于向放电负载提供电能；
所述供电单元与充电检测电路相连，所述充电检测电路用于控制第一继电器线圈导通，且所述第一继电器常开触点RE1响应于第一继电器线圈；所述充电检测电路包括用于检测供电单元两端电压值的充电电压检测电路和用于检测汽车点火信号的点火信号检测电路，所述充电电压检测电路包括一预设的充电基准电压，当供电单元两端电压值大于所述充电基准电压时，第一继电器线圈导通；当点火信号检测电路检测到点火信号时，第一继电器线圈导通；
所述附加电源VBAT2的两端连接有用于检测其两端电压值的放电电压检测电路，所述放电电压检测电路用于控制第二继电器线圈导通，且所述第二继电器常开触点RE2响应于第二继电器线圈；所述放电电压检测电路包括一预设的放电基准电压，当附加电源VBAT2两端电压值大于所述放电基准电压时，第二继电器线圈导通；
所述第三继电器常开触点RE3响应于第三继电器线圈，所述第三继电器线圈由手动控制电路驱动，所述手动控制电路用于检测汽车启动的手动开关信号，当检测到手动开关的启动信号时，第三继电器线圈导通。
优选的，所述附加电源VBAT2的正负极之间连接有稳压电路，用于使附加电源VBAT2输出稳定的直流电压；所述充电电压检测电路包括用于判供电单元两端电压值是否大于充电基准电压的充电电压比较电路以及用于控制第一继电器线圈导通的第一继电器控制电路，所述充电电压比较电路包括比较器U2A，所述第一继电器控制电路包括响应于比较器U2A输出端的场效应MOS管Q1；所述点火信号检测电路包括点火信号检测端KEY/ON，所述点火信号检测端KEY/ON外接汽车钥匙。
优选的，所述比较器U2A的输出端通过二极管D5与场效应MOS管Q1的栅极相连接，所述点火信号检测端KEY/ON通过电阻R12与二极管D6的串联通路与场效应MOS管Q1的栅极相连接，所述比较器U2A的输出端通过上拉电阻R11与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连且比较器U2A的输出端通过反馈电阻R8与比较器U2A的同向输入端相连，所述场效应MOS管Q1的漏极与第一继电器线圈相连接，第一继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连，所述附加电源VBAT2的正极通过第一继电器线圈的第一常开触点RE1与第一铅酸电池VBAT1的正极相连。
优选的，所述比较器U2A的反向输入端与电阻R9与电阻R14耦接形成的节点相连，且所述电阻R9与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连，用于向比较器U2A提供充电基准电压，所述比较器U2A的同向输入端与电阻R10与电阻R13耦接形成的节点相连，且所述电阻R10与发电机输出端正极VABT_IN相连接，用于获取充电电压信号。
优选的，所述比较器U2A的同向输入端通过电容C14与信号地GND相连，用于稳定充电电压信号，所述比较器U2A的反向输入端通过电容C13与信号地GND相连，用于稳定充电基准电压。
优选的，所述放电电压检测电路包括用于判断附加电源VBAT2两端电压值是否大于放电基准电压的放电电压比较电路以及用于控制第二继电器线圈导通的第二继电器控制电路，所述放电电压比较电路包括比较器U2B，所述第二继电器控制电路包括响应于比较器U2B输出端的场效应MOS管Q2。
优选的，所述比较器U2B的输出端与场效应MOS管Q2的栅极相连接，所述比较器U2B的输出端通过上拉电阻R18与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连且比较器U2B的输出端通过反馈电阻R15与比较器U2B的同向输入端相连，所述场效应MOS管Q2的漏极与第二继电器线圈相连接，第二继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连，所述附加电源VBAT2的正极与第二继电器线圈的第二常开触点RE2相连接。
优选的，比较器U2B的反向输入端与电阻R16与电阻R20耦接形成的节点相连，且所述电阻R16与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连，用于向比较器U2B提供放电基准电压，所述比较器U2B的同向输入端与电阻R17与电阻R19耦接形成的节点相连，且所述电阻R17与发电机输出端正极VABT_IN相连接，用于获取放电电压信号。
优选的，所述比较器U2B的同向输入端通过电容C16与信号地GND相连，用于稳定放电电压信号，所述比较器U2B的反向输入端通过电容C15与信号地GND相连，用于稳定放电基准电压。
优选的，所述手动控制电路包括场效应MOS管Q3和手动开关，所述场效应MOS管Q3的栅极通过电阻R21与手动开关相连，所述场效应MOS管Q3的漏极与第三继电器线圈相连接，第三继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连；所述第三继电器线圈的第三常开触点RE3通过第二继电器线圈的第二常开触点RE2与附加电源VBAT2的正极相连接，另一端与放电负载的正极相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的汽车电瓶充放电控制电路通过增设附加电源VBAT2并设置相应的充电电压检测电路，当检测到发电机输出端的电压大于最低充电电压时或者当检测到点火信号时，第一继电器线圈的第一常开触点RE1才会闭合，发电机输出端才向附加电源VBAT2提供电能，这样也保证了第一铅酸电池VBAT1的电能不会被放空，可以保证点火系统的正常供电。
本实用新型的汽车电瓶充放电控制电路通过在附加电源VBAT2的正负极之间连接有稳压电路，可以使其输出稳定的直流电压，提高了供电质量。
本实用新型的汽车电瓶充放电控制电路通过设置放电控制单元用于对附加电源VBAT2提供保护，避免附加电源VBAT2过度放电，降低电池寿命。
附图说明
图1为本实用新型一种汽车电瓶充放电控制电路的电路连接示意图；
图2为本实用新型一种汽车电瓶充放电控制电路中充电电压检测电路的电路原理图；
图3为本实用新型一种汽车电瓶充放电控制电路中放电控制单元的电路原理图；
图4为本实用新型一种汽车电瓶充放电控制电路中稳压电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提供的一种实施例，一种汽车电瓶充放电控制电路，包括供电单元，所述供电单元包括发电机以及与发电机输出端相连接的第一铅酸电池VBAT1，汽车电瓶充放电控制电路还包括附加电源VBAT2和放电负载，所述供电单元通过第一继电器常开触点RE1与附加电源VBAT2相连，用于向附加电源VBAT2提供电能，所述附加电源VBAT2通过第二继电器常开触点RE2和第三继电器常开触点RE3的串联通路与放电负载相连，用于向放电负载提供电能；
所述供电单元与充电检测电路相连，所述充电检测电路用于控制第一继电器线圈导通，且所述第一继电器常开触点RE1响应于第一继电器线圈；所述充电检测电路包括用于检测供电单元两端电压值的充电电压检测电路和用于检测汽车点火信号的点火信号检测电路，所述充电电压检测电路包括一预设的充电基准电压，当供电单元两端电压值大于所述充电基准电压时，第一继电器线圈导通；当点火信号检测电路检测到点火信号时，第一继电器线圈导通；
所述附加电源VBAT2的两端连接有用于检测其两端电压值的放电电压检测电路，所述放电电压检测电路用于控制第二继电器线圈导通，且所述第二继电器常开触点RE2响应于第二继电器线圈；所述放电电压检测电路包括一预设的放电基准电压，当附加电源VBAT2两端电压值大于所述放电基准电压时，第二继电器线圈导通；
所述第三继电器常开触点RE3响应于第三继电器线圈，所述第三继电器线圈由手动控制电路驱动，所述手动控制电路用于检测汽车启动的手动开关信号，当检测到手动开关的启动信号时，第三继电器线圈导通。
所述附加电源VBAT2的正负极之间连接有稳压电路，用于使附加电源VBAT2输出稳定的直流电压；所述充电电压检测电路包括用于判供电单元两端电压值是否大于充电基准电压的充电电压比较电路以及用于控制第一继电器线圈导通的第一继电器控制电路，所述充电电压比较电路包括比较器U2A，所述第一继电器控制电路包括响应于比较器U2A输出端的场效应MOS管Q1；所述点火信号检测电路包括点火信号检测端KEY/ON，所述点火信号检测端KEY/ON外接汽车钥匙。
如图2所示，为充电电压检测电路的电路原理图，所述充电电压检测电路包括用于判供电单元两端电压值是否大于充电基准电压的充电电压比较电路以及用于控制第二继电器线圈导通的第一继电器控制电路，所述第一继电器控制电路包括场效应MOS管Q1；所述充电电压比较电路包括比较器U2A，所述比较器U2A的输出端通过二极管D5与场效应MOS管Q1的栅极相连接，所述比较器U2A的输出端通过上拉电阻R11与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连且比较器U2A的输出端通过反馈电阻R8与比较器U2A的同向输入端相连，比较器U2A构成施密特触发器的连接方式，可以提高供电稳定性。所述场效应MOS管Q1的漏极与第一继电器线圈相连接，第一继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连，所述附加电源VBAT2的正极通过第一继电器线圈的第一常开触点RE1与第一铅酸电池VBAT1的正极相连。
所述比较器U2A的反向输入端与电阻R9与电阻R14耦接形成的节点相连，且所述电阻R9与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连，用于向比较器U2A提供充电基准电压，所述比较器U2A的同向输入端与电阻R10与电阻R13耦接形成的节点相连，且所述电阻R10与发电机输出端正极VABT_IN相连接，用于获取充电电压信号。
所述比较器U2A的同向输入端通过电容C14与信号地GND相连，用于稳定充电电压信号，所述比较器U2A的反向输入端通过电容C13与信号地GND相连，用于稳定充电基准电压。
如图3所示，为本实用新型中放电控制单元的电路原理图；所述放电电压检测电路包括用于判断附加电源VBAT2两端电压值是否大于放电基准电压的放电电压比较电路以及用于控制第二继电器线圈导通的第二继电器控制电路，所述放电电压比较电路包括比较器U2B，所述第二继电器控制电路包括响应于比较器U2B输出端的场效应MOS管Q2。所述比较器U2B的输出端与场效应MOS管Q2的栅极相连接，所述比较器U2B的输出端通过上拉电阻R18与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连且比较器U2B的输出端通过反馈电阻R15与比较器U2B的同向输入端相连，所述场效应MOS管Q2的漏极与第二继电器线圈相连接，第二继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连，所述附加电源VBAT2的正极与第二继电器线圈的第二常开触点RE2相连接。比较器U2B的反向输入端与电阻R16与电阻R20耦接形成的节点相连，且所述电阻R16与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连，用于向比较器U2B提供放电基准电压，所述比较器U2B的同向输入端与电阻R17与电阻R19耦接形成的节点相连，且所述电阻R17与发电机输出端正极VABT_IN相连接，用于获取放电电压信号。所述比较器U2B的同向输入端通过电容C16与信号地GND相连，用于稳定放电电压信号，所述比较器U2B的反向输入端通过电容C15与信号地GND相连，用于稳定放电基准电压。
所述手动控制电路包括场效应MOS管Q3和手动开关，所述场效应MOS管Q3的栅极通过电阻R21与手动开关相连，所述场效应MOS管Q3的漏极与第三继电器线圈相连接，第三继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连；所述第三继电器线圈的第三常开触点RE3通过第二继电器线圈的第二常开触点RE2与附加电源VBAT2的正极相连接，另一端与放电负载的正极相连。当手动开关的控制信号和附加电源VBAT2的放电电压大于最低放电电压的信号同时满足时，放电回路才能被接通。通过设置放电控制单元，实现了对附加电源VBAT2的保护，避免附加电源VBAT2过度放电降低电池使用寿命。
如图4所示，为稳压电路的电路原理图；核心控制器件采用型号为LMR14030SQDDARQ1的稳压芯片，该稳压芯片在休眠模式下的静态电流为40μA，非常适合电池供电类系统。并且在关断模式下具有1μA的超低电流，可进一步延长电池使用寿命；稳压电路的输入端连接在附加电源VBAT2的正负极之间，通过二极管D1进行导向，稳压管D2进行稳压，稳压芯片输入端通过电阻R1和电阻R4进行分压；稳压芯片的输出端通过电阻R2和电阻R7进行分压后输出，并且通过电源指示灯D4进行供电正常的示意。通过在附加电源VBAT2的正负极之间连接有稳压电路，可以使其输出稳定的直流电压，提高了供电质量。
本实用新型的汽车电瓶充放电控制电路通过增设附加电源VBAT2并设置相应的充电电压检测电路，当检测到发电机输出端的电压大于最低充电电压时或者当检测到点火信号时，第一继电器线圈的第一常开触点RE1才会闭合，发电机输出端才向附加电源VBAT2提供电能，这样也保证了第一铅酸电池VBAT1的电能不会被放空，保证了点火系统的正常供电，避免出现打不着火的情况。
工作原理：发电机输出端通过充电电压检测电路相连接的附加电源VBAT2，当发电机输出端的电压大于最低充电电压时或者当检测到点火信号时，发电机输出端为附加电源VBAT2充电，这样可以保证第一铅酸电池VBAT1的电能不会被放空，这样可以保证点火系统的正常工作。附加电源VBAT2通过放电控制单元与放电负载相连接，用于向放电负载提供电能；当附加电源VBAT2的正负极输出电压大于最低放电电压且有检测到手动开关的启动信号时，放电回路才能接通，由附加电源VBAT2向放电负载提供电能。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种汽车电瓶充放电控制电路，包括供电单元，所述供电单元包括发电机和第一铅酸电池VBAT1，其特征在于，还包括附加电源VBAT2和放电负载，所述供电单元通过第一继电器常开触点RE1与附加电源VBAT2相连，用于向附加电源VBAT2提供电能，所述附加电源VBAT2通过第二继电器常开触点RE2和第三继电器常开触点RE3的串联通路与放电负载相连，用于向放电负载提供电能；
所述供电单元与充电检测电路相连，所述充电检测电路用于控制第一继电器线圈导通，且所述第一继电器常开触点RE1响应于第一继电器线圈；所述充电检测电路包括用于检测供电单元两端电压值的充电电压检测电路和用于检测汽车点火信号的点火信号检测电路，所述充电电压检测电路包括一预设的充电基准电压，当供电单元两端电压值大于所述充电基准电压时，第一继电器线圈导通；当点火信号检测电路检测到点火信号时，第一继电器线圈导通；
所述附加电源VBAT2的两端连接有用于检测其两端电压值的放电电压检测电路，所述放电电压检测电路用于控制第二继电器线圈导通，且所述第二继电器常开触点RE2响应于第二继电器线圈；所述放电电压检测电路包括一预设的放电基准电压，当附加电源VBAT2两端电压值大于所述放电基准电压时，第二继电器线圈导通；
所述第三继电器常开触点RE3响应于第三继电器线圈，所述第三继电器线圈由手动控制电路驱动，所述手动控制电路用于检测汽车启动的手动开关信号，当检测到手动开关的启动信号时，第三继电器线圈导通。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述附加电源VBAT2的正负极之间连接有稳压电路，用于使附加电源VBAT2输出稳定的直流电压；所述充电电压检测电路包括用于判供电单元两端电压值是否大于充电基准电压的充电电压比较电路以及用于控制第一继电器线圈导通的第一继电器控制电路，所述充电电压比较电路包括比较器U2A，所述第一继电器控制电路包括响应于比较器U2A输出端的场效应MOS管Q1；所述点火信号检测电路包括点火信号检测端KEY/ON，所述点火信号检测端KEY/ON外接汽车钥匙。
3.根据权利要求2所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述比较器U2A的输出端通过二极管D5与场效应MOS管Q1的栅极相连接，所述点火信号检测端KEY/ON通过电阻R12与二极管D6的串联通路与场效应MOS管Q1的栅极相连接，所述比较器U2A的输出端通过上拉电阻R11与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连且比较器U2A的输出端通过反馈电阻R8与比较器U2A的同向输入端相连，所述场效应MOS管Q1的漏极与第一继电器线圈相连接，第一继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连，所述附加电源VBAT2的正极通过第一继电器线圈的第一常开触点RE1与第一铅酸电池VBAT1的正极相连。
4.根据权利要求3所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述比较器U2A的反向输入端与电阻R9与电阻R14耦接形成的节点相连，且所述电阻R9与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连，用于向比较器U2A提供充电基准电压，所述比较器U2A的同向输入端与电阻R10与电阻R13耦接形成的节点相连，且所述电阻R10与发电机输出端正极VABT_IN相连接，用于获取充电电压信号。
5.根据权利要求3所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述比较器U2A的同向输入端通过电容C14与信号地GND相连，用于稳定充电电压信号，所述比较器U2A的反向输入端通过电容C13与信号地GND相连，用于稳定充电基准电压。
6.根据权利要求1所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述放电电压检测电路包括用于判断附加电源VBAT2两端电压值是否大于放电基准电压的放电电压比较电路以及用于控制第二继电器线圈导通的第二继电器控制电路，所述放电电压比较电路包括比较器U2B，所述第二继电器控制电路包括响应于比较器U2B输出端的场效应MOS管Q2。
7.根据权利要求6所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述比较器U2B的输出端与场效应MOS管Q2的栅极相连接，所述比较器U2B的输出端通过上拉电阻R18与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连且比较器U2B的输出端通过反馈电阻R15与比较器U2B的同向输入端相连，所述场效应MOS管Q2的漏极与第二继电器线圈相连接，第二继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连，所述附加电源VBAT2的正极与第二继电器线圈的第二常开触点RE2相连接。
8.根据权利要求7所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：比较器U2B的反向输入端与电阻R16与电阻R20耦接形成的节点相连，且所述电阻R16与稳压电路的正极输出端VCC_5V0相连，用于向比较器U2B提供放电基准电压，所述比较器U2B的同向输入端与电阻R17与电阻R19耦接形成的节点相连，且所述电阻R17与发电机输出端正极VABT_IN相连接，用于获取放电电压信号。
9.根据权利要求8所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述比较器U2B的同向输入端通过电容C16与信号地GND相连，用于稳定放电电压信号，所述比较器U2B的反向输入端通过电容C15与信号地GND相连，用于稳定放电基准电压。
10.根据权利要求1所述的一种汽车电瓶充放电控制电路，其特征在于：所述手动控制电路包括场效应MOS管Q3和手动开关，所述场效应MOS管Q3的栅极通过电阻R21与手动开关相连，所述场效应MOS管Q3的漏极与第三继电器线圈相连接，第三继电器线圈的另一端与发电机输出端正极VABT_IN相连；所述第三继电器线圈的第三常开触点RE3通过第二继电器线圈的第二常开触点RE2与附加电源VBAT2的正极相连接，另一端与放电负载的正极相连。
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| CN111409578A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-07-14 | 上海盛慧信息技术有限公司 | 一种汽车电瓶充放电控制电路 |
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- 2020-04-28 CN CN202020672194.0U patent/CN212098732U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |