CN218071293U

CN218071293U - 一种宽范围电压输入的直流车载电源模块

Info

Publication number: CN218071293U
Application number: CN202220918095.5U
Authority: CN
Inventors: 韩晓春; 潘盼盼
Original assignee: Jiangsu Huaning Electronic System Engineering Co ltd
Current assignee: Jiangsu Huaning Electronic System Engineering Co ltd
Priority date: 2022-04-20
Filing date: 2022-04-20
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2032-04-20

Abstract

本实用新型公开了一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，涉及车载电源技术领域，包括车载电源、功率二极管D1、功率二极管D2、DC‑DC升压模块、DC‑DC降压模块、自动控制开关模块，本实用新型把车载电源输入低压段起始值提升到DC‑DC升压模块及DC‑DC降压模块的工作范围内，实现拓展稳压电源的低电压输入范围，使通用DC‑DC降压模块在低压段也能正常工作，同时为保证整个稳压电源模块的工作稳定，自动控制开关模块在高电压输入时，能够关闭低电压补偿模块，只有降压模块正常工作，达到减小电磁干扰，提升整体电源工作效率的结果。

Description

一种宽范围电压输入的直流车载电源模块

技术领域

本实用新型涉及车载电源技术领域，尤其涉及一种宽范围电压输入的直流车载电源模块。

背景技术

车载电子一般需要适应车辆启动、加速、炮击等大功率用电场景下，车载蓄电池供电输出升高或下降等不稳定状况，由于车载电子设备供电都是12V稳压电源，当车载蓄电池低于12V是需要升压，高于 12V时需要降压，才能确保稳定的12V输出，从而保证车载电子设备例如：中控仪表单元、灯照单元，显控单元，雷达通讯单元等工作正常。

现有的一些技术方案都是采用专用DC-DC转换模块进行电压调节的，能适应一定范围内的输入宽范围电压的变化，但是适应范围小，工作稳定性较差，不便于维修改进，应用单一，且成本较高，由此提出一个宽电压输入的直流转换稳压电源模块，供车载其他电子模块正常工作，实现拓展稳压电源的低电压输入范围，使通用降压稳压模块在低压段也能正常工作，且便于维修和改进，可以适用多种输出应用场景。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种宽范围电压输入的直流车载电源模块。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，包括：车载电源、功率二极管D1、功率二极管D2、DC-DC升压模块、DC-DC降压模块、自动控制开关模块；

所述车载电源，用于为车载电子设备提供工作所需电能，所述车载电源输入电压范围为9～36V,所述功率二极管D1、DC-DC升压模块以及自动控制开关模块均与车载电源电连接；

所述功率二极管D1，通过功率二极管D1将车载电源与DC-DC降压模块隔离开，所述功率二极管D1与DC-DC降压模块电连接；

所述功率二极管D2，通过功率二极管D2将DC-DC升压模块与 DC-DC降压模块隔离开，所述功率二极管D2与DC-DC升压模块电连接，所述功率二极管D2与DC-DC降压模块电连接；

所述DC-DC升压模块，用于对车载电源输入电压进行升压处理，当车载电源输入电压为9～15V输入时，DC-DC升压模块升压到15.5V 电压以上输出，并传输至功率二极管D2，从而保证后级电路正常输入范围；

所述DC-DC降压模块，用于对车载电源输入电压进行降压处理，使车载电子设备能够获得12V稳压输出；

所述自动控制开关模块，通过根据输入电压对DC-DC升压模块、 DC-DC降压模块进行开关控制，当车载电源输入电压为15～36V输入时，自动控制开关模块关闭升压模块，所述自动控制开关模块与车载电源电连接，所述DC-DC升压模块以及DC-DC降压模块均与自动控制开关模块电性连接。

进一步地，所述自动控制开关模块包括稳压二极管ZD1、三极管 Q10、电阻四R10、电阻五R11、电阻六R12、电容一C1；

所述电阻六R12的一端以及稳压二极管ZD1的正极均与车载电源的输出端电连接，所述稳压二极管ZD1的负极与电阻四R10的另一端电连接，所述三极管Q10的基极、电阻五R11的一端以及电容一C1 的一极均与电阻四R10的另一端电连接，所述电容一C1的另一极、电阻五R11的另一端与三极管Q10的发射极均接地，所述电阻六R12 的另一端与三极管Q10的集电极电连接。

进一步地，所述DC-DC升压模块包括XL6005E1型升压芯片U8、电容十C20、电容二C2、电容十一C21、二极管三VD4、二极管二VD3、电感一L2、电容九C16、电容八C15、电容七C14、电容六C13、电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电容五C11、电容四C10、电容三 C8、电阻七R13；

所述XL6005E1型升压芯片U8的1脚接地，所述电容三C8的一极以及电阻七R13的一端均与XL6005E1型升压芯片U8的2脚电连接，所述电阻七R13的一端与三极管Q10的集电极电连接，所述电容三 C8的另一极与电阻七R13的另一端均接地，所述二极管二VD3的正极以及电感一L2的一端均与XL6005E1型升压芯片U8的3脚电连接，所述电感一L2的另一端、电容五C11的正极、电容四C10的一极、电容一C12的一极、电容二C2的正极以及二极管一VD2的正极均与 XL6005E1型升压芯片U8的4脚电连接，所述电容四C10的另一极以及电容五C11的负极均接地，所述电容十C20的另一极、电容二C2 的负极以及电容十一C21的负极均接地，所述电容十一C21的正极、二极管一VD2的负极与二极管三VD4的负极电连接，所述电容九C16的正极、电容八C15的正极、电容七C14的正极、电容六C13的一极、电阻二R2的一端以及二极管二VD3的负极均与二极管三VD4的正极电连接，所述电阻二R2的另一端与电阻一R1的一端电连接，所述电阻一R1的一端以及电阻三R3的一端均与XL6005E1型升压芯片U8的 5脚电连接，所述电阻三R3的另一端、电容九C16的负极、电容八 C15的负极、电容七C14的负极以及电容六C13的另一极均接地。

进一步地，所述DC-DC降压模块包括TPS5430型降压芯片U5、电容十五C25、电容十四C24、电容十二C22、电容十三C23、电阻九 R20、电阻八R19、二极管四VD6、电感二L8、磁珠FB2、电容十九 C30、电容十七C28、电容十六C27、电容一C19、电阻十R22、电阻十一R23、电阻十二R24；

所述TPS5430型降压芯片U5的1脚与电容十五C25的一极电连接，所述电阻十二R24的一端以及电阻十一R23一端均与TPS5430型降压芯片U5的4脚电连接，所述电阻十二R24的另一端接地，所述电阻十一R23的另一端与电阻十R22的一端电连接，所述电容二电容十八C29的正极、电容十六C27的一极、电感二L8的一端、电容十七C28的正极以及磁珠FB2的一端均与电阻十R22另一端电连接，所述电容二电容十八C29的负极、电容十六C27的一极、电容十七C28 的负极以及电容十九C30的负极均接地，所述电容十九C30的负极与磁珠FB2另一端电连接，所述TPS5430型降压芯片U5的8脚、电感二L8的一端以及二极管四VD6的负极均与电容十五C25的另一极电连接，所述TPS5430型降压芯片U5的0脚与电阻八R19的一端接地，所述电阻八R19的另一端以及TPS5430型降压芯片U5的5脚与电阻九R20的一端电连接，所述电阻九R20的另一端、TPS5430型降压芯片U5的7脚、电容十三C23的一极以及电容十二C22的一极与电容十四C24的一极电连接，所述电容十四C24的另一极、TPS5430型降压芯片U5的6脚、电容十二C22的另一极、电容十三C23的另一极以及二极管四VD6的正极均接地。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型中，本案采用成熟通用的DC-DC升压模块及DC-DC降压模块，加上一个简易自动控制开关模块，控制开关模块的电路方案采用简单的稳压二极管15V进行门限开关控制，构成低电压补偿电路，把电源输入低压段起始值提升到后端成熟通用的DC-DC升压模块及DC-DC降压模块的工作范围内，实现拓展稳压电源的低电压输入范围，使通用DC-DC降压模块在低压段也能正常工作，同时为保证整个稳压电源模块的工作稳定，自动控制开关模块在高电压输入时能够关闭低电压补偿模块，只有降压模块正常工作，达到减小电磁干扰，提升整体电源工作效率的结果。

由于通用DC-DC升压模块及DC-DC降压模块无论是设计方案还是产品选型都是成熟的、多样化的，模块技术成熟，性能可靠，且成本低，所以本案构成简单，操作易行，组合灵活便于维修和改进，可以适用多种输出应用场景。

附图说明

附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的车载电子设备的供电系统框架图。

图2为本实用新型的系统框架图。

图3为本实用新型的自动控制开关模块电路图。

图4为本实用新型的DC-DC升压模块电路图。

图5为本实用新型的DC-DC降压模块电路图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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1-5所示，本实用新型提出一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，包括：车载电源、功率二极管D1、功率二极管D2、DC-DC 升压模块、DC-DC降压模块、自动控制开关模块；

所述自动控制开关模块包括稳压二极管ZD1、三极管Q10、电阻四R10、电阻五R11、电阻六R12、电容一C1；

所述DC-DC升压模块包括XL6005E1型升压芯片U8、电容十C20、电容二C2、电容十一C21、二极管三VD4、二极管二VD3、电感一L2、电容九C16、电容八C15、电容七C14、电容六C13、电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电容五C11、电容四C10、电容三C8、电阻七 R13；

所述DC-DC降压模块包括TPS5430型降压芯片U5、电容十五C25、电容十四C24、电容十二C22、电容十三C23、电阻九R20、电阻八 R19、二极管四VD6、电感二L8、磁珠FB2、电容十九C30、电容十七 C28、电容十六C27、电容一C19、电阻十R22、电阻十一R23、电阻十二R24；

本实施例的具体使用方式与作用：车载电源输入电压范围为9～ 36V,通过功率二极管D1以及功率二极管D2将DC-DC升压模块、DC-DC 降压模块隔离开，当车载电源输入电压为9～15V输入时，DC-DC升压模块升压到15.5V电压以上输出，并传输至功率二极管D2，从而保证后级电路正常输入范围，此时功率二极管D2导通，功率二极管 D1截止，当车载电源输入电压为15～36V输入时，自动控制开关模块关闭升压模块，功率二极管D1导通，功率二极管D2截止，从而保证15V以上电源电压输入到DC-DC降压模块，可以正常工作获得12V 稳压输出；

本案采用成熟通用的DC-DC升压模块及DC-DC降压模块，加上一个简易自动控制开关模块，控制开关模块的电路方案采用简单的稳压二极管15V)进行门限开关控制，构成低电压补偿电路，把电源输入低压段起始值提升到后端成熟通用的DC-DC升压模块及DC-DC降压模块的工作范围内，实现拓展稳压电源的低电压输入范围，使通用DC-DC 降压模块在低压段也能正常工作，同时为保证整个稳压电源模块的工作稳定，自动控制开关模块在高电压输入时能够关闭低电压补偿模块，只有降压模块正常工作，达到减小电磁干扰，提升整体电源工作效率的结果；

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。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定。

Claims

1.一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，其特征在于，包括：车载电源、功率二极管D1、功率二极管D2、DC-DC升压模块、DC-DC降压模块、自动控制开关模块；

所述功率二极管D2，通过功率二极管D2将DC-DC升压模块与DC-DC降压模块隔离开，所述功率二极管D2与DC-DC升压模块电连接，所述功率二极管D2与DC-DC降压模块电连接；

所述DC-DC升压模块，用于对车载电源输入电压进行升压处理，当车载电源输入电压为9～15V输入时，DC-DC升压模块升压到15.5V电压以上输出，并传输至功率二极管D2，从而保证后级电路正常输入范围；

所述自动控制开关模块，通过根据输入电压对DC-DC升压模块、DC-DC降压模块进行开关控制，当车载电源输入电压为15～36V输入时，自动控制开关模块关闭升压模块，所述自动控制开关模块与车载电源电连接，所述DC-DC升压模块以及DC-DC降压模块均与自动控制开关模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，其特征在于，所述自动控制开关模块包括稳压二极管ZD1、三极管Q10、电阻四R10、电阻五R11、电阻六R12、电容一C1；

所述电阻六R12的一端以及稳压二极管ZD1的正极均与车载电源的输出端电连接，所述稳压二极管ZD1的负极与电阻四R10的另一端电连接，所述三极管Q10的基极、电阻五R11的一端以及电容一C1的一极均与电阻四R10的另一端电连接，所述电容一C1的另一极、电阻五R11的另一端与三极管Q10的发射极均接地，所述电阻六R12的另一端与三极管Q10的集电极电连接。

3.根据权利要求2所述的一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，其特征在于，所述DC-DC升压模块包括XL6005E1型升压芯片U8、电容十C20、电容二C2、电容十一C21、二极管三VD4、二极管二VD3、电感一L2、电容九C16、电容八C15、电容七C14、电容六C13、电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电容五C11、电容四C10、电容三C8、电阻七R13；

所述XL6005E1型升压芯片U8的1脚接地，所述电容三C8的一极以及电阻七R13的一端均与XL6005E1型升压芯片U8的2脚电连接，所述电阻七R13的一端与三极管Q10的集电极电连接，所述电容三C8的另一极与电阻七R13的另一端均接地，所述二极管二VD3的正极以及电感一L2的一端均与XL6005E1型升压芯片U8的3脚电连接，所述电感一L2的另一端、电容五C11的正极、电容四C10的一极、电容一C12的一极、电容二C2的正极以及二极管一VD2的正极均与XL6005E1型升压芯片U8的4脚电连接，所述电容四C10的另一极以及电容五C11的负极均接地，所述电容十C20的另一极、电容二C2的负极以及电容十一C21的负极均接地，所述电容十一C21的正极、二极管一VD2的负极与二极管三VD4的负极电连接，所述电容九C16的正极、电容八C15的正极、电容七C14的正极、电容六C13的一极、电阻二R2的一端以及二极管二VD3的负极均与二极管三VD4的正极电连接，所述电阻二R2的另一端与电阻一R1的一端电连接，所述电阻一R1的一端以及电阻三R3的一端均与XL6005E1型升压芯片U8的5脚电连接，所述电阻三R3的另一端、电容九C16的负极、电容八C15的负极、电容七C14的负极以及电容六C13的另一极均接地。

4.根据权利要求3所述的一种宽范围电压输入的直流车载电源模块，其特征在于，所述DC-DC降压模块包括TPS5430型降压芯片U5、电容十五C25、电容十四C24、电容十二C22、电容十三C23、电阻九R20、电阻八R19、二极管四VD6、电感二L8、磁珠FB2、电容十九C30、电容十七C28、电容十六C27、电容一C19、电阻十R22、电阻十一R23、电阻十二R24；

所述TPS5430型降压芯片U5的1脚与电容十五C25的一极电连接，所述电阻十二R24的一端以及电阻十一R23一端均与TPS5430型降压芯片U5的4脚电连接，所述电阻十二R24的另一端接地，所述电阻十一R23的另一端与电阻十R22的一端电连接，所述电容二电容十八C29的正极、电容十六C27的一极、电感二L8的一端、电容十七C28的正极以及磁珠FB2的一端均与电阻十R22另一端电连接，所述电容二电容十八C29的负极、电容十六C27的一极、电容十七C28的负极以及电容十九C30的负极均接地，所述电容十九C30的负极与磁珠FB2另一端电连接，所述TPS5430型降压芯片U5的8脚、电感二L8的一端以及二极管四VD6的负极均与电容十五C25的另一极电连接，所述TPS5430型降压芯片U5的0脚与电阻八R19的一端接地，所述电阻八R19的另一端以及TPS5430型降压芯片U5的5脚与电阻九R20的一端电连接，所述电阻九R20的另一端、TPS5430型降压芯片U5的7脚、电容十三C23的一极以及电容十二C22的一极与电容十四C24的一极电连接，所述电容十四C24的另一极、TPS5430型降压芯片U5的6脚、电容十二C22的另一极、电容十三C23的另一极以及二极管四VD6的正极均接地。