CN2711781Y - 用于车载电器的智能开关控制装置 - Google Patents

Abstract

用于车载电器的智能开关控制装置，涉及自动控制技术在汽车领域的应用。本实用新型包括单片机、指示电路、弱电开关器件、驱动电路以及与强电开关驱动电路和输入电源连接的强电开关器件。其结构特点是，单片机包括充放电电路、基准电压发生器、电压比较器、IO电路及对各电路进行控制的CPU。输入电源经降压后通过充放电电路输入电压比较器，电压比较器对输入电压进行测量并将测量电压与基准电压发生器发送给电压比较器的典型电压进行比较，将比较结果发送给CPU。CPU将控制信息通过IO电路发送给弱电开关器件、强电开关驱动电路和指示电路。本实用新型可以无需用户干预，自动开关车载电器，缩短了电子计算机的开关时间，使用方便可靠、成本低廉。

Description

用于车载电器的智能开关控制装置

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术在汽车领域的应用，尤其是用于车载电器的智能开关控制装置。

背景技术

随着汽车的普及，汽车内使用的电器产品日益增多，功耗也不断增加。信息技术的发展，使汽车内使用电子计算机进行娱乐、导航、通讯、办公等的应用不断普及，从而产生了一些新的问题：

首先，现有的很多车载电器需要用户进行手工开关控制，操作繁琐，需要上车开，下车关。若用户忘记关掉用电器，比如汽车灯具、点烟器、音响、电台等设备时，往往会由于电器的功耗较大，在短时间内即会消耗大量的蓄电池电能，造成蓄电池因深放电而缩短寿命甚至损坏。一旦蓄电池出现故障，用户就将无法正常启动汽车而必须采用牵引、跳线等方式对汽车进行启动，给用户带来损失和不便。

其次，电子计算机产品由于其特殊的特性，不能够使用简单的开关方式进行电源控制，必须通过操作系统进行正常的关机或者待机操作，否则容易带来数据的损失和设备的损坏。另外，计算机用操作系统的开关时间较长，延误了用户的时间。

发明目的

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于车载电器的智能开关控制装置。它可以无需用户干预，自动开关车载电器，缩短了电子计算机的开关时间，使用方便可靠、成本低廉。

为了实现上述的发明目的，本实用新型技术方案以如下方式实现。

用于车载电器的智能开关控制装置包括单片机、指示电路、弱电开关器件、驱动电路以及与强电开关驱动电路和输入电源连接的强电开关器件。其结构特点是，所述单片机包括充放电电路、基准电压发生器、电压比较器、IO电路及对各电路进行控制的CPU。所述输入电源经降压后通过充放电电路输入电压比较器，所述电压比较器对输入电压进行测量并将测量电压与基准电压发生器发送给电压比较器的典型电压进行比较。所述电压比较器将比较结果发送给CPU，所述CPU将控制信息通过IO电路发送给所述弱电开关器件、强电开关驱动电路和指示电路。所述强电开关驱动电路发送控制信息给所述强电开关器件。

上述装置中的电压比较器采用A/D转化器。

上述装置中的弱电开关器件使用光耦脉冲电路或模块开关集成电路控制开关。

上述装置中的强电开关器件使用继电器或可控硅进行开关控制。

上述装置中的单片机的型号为PIC16F676，所述单片机的引脚7接所述弱电开关器件的输入端，所述单片机的引脚14接VCC，所述单片机的引脚13经过电容接VCC，所述单片机的引脚10经过电阻与电容连接，所述单片机的引脚12接分压电阻连接处。

上述装置中的指示电路包括电阻和发光二极管，所述电阻的一端接单片机的引脚6，所述电阻的另一端接发光二极管的正极，所述发光二极管的负极接VCC。

上述装置中的强电开关驱动电路由电阻、电阻及NPN型三极管组成，所述电阻、电阻的一端连接单片机的引脚8，所述电阻的另一端连接所述NPN型三极管的基极，所述电阻的另一端连接所述NPN型三极管的发射极，所述NPN型三极管的发射极接VCC，所述NPN型三极管的集电极接强电开关器件的输入端。

上述装置中的NPN型三极管的型号为2N3904。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，通过对输入电源电压的精密测量和逻辑判断来进行车载电器的智能开关控制。对于电子计算机类产品提供了一种简单可靠的弱电脉冲方式进行自动开关控制的方法及其装置，当用户发动汽车后自动启动电子计算机，当用户熄灭发动机后自动将电子计算机转入待机状态。而对其它电器则进行强电开关控制，还可以在汽车蓄电池消耗过度之前自动切断电源。同现有技术相比，本实用新型无需用户干预，自动开关车载电器，缩短了电子计算机的开关时间，且使用方便可靠、成本低廉、控制程序可按需调整。

下面结合附图和具体的实施方施做进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；

图2为本实用新型的实施电路图；

图3为正常状态下蓄电池的电压变化图。

具体实施方式

参看图1和图2，实现用于车载电器的智能开关控制装置包括型号为PIC16F676的单片机1、指示电路5、使用光耦脉冲电路或模块开关集成电路控制开关的弱电开关器件4、驱动电路2以及与强电开关驱动电路2和输入电源连接的使用继电器或可控硅进行开关控制的强电开关器件3。单片机1包括充放电电路6、基准电压发生器9、采用A/D转化器的电压比较器10、IO电路8及对各电路进行控制的CPU7。输入电源经降压后通过充放电电路6输入电压比较器10，电压比较器10对输入电压进行测量并将测量电压与基准电压发生器9发送给电压比较器10的典型电压进行比较，电压比较器10将比较结果发送给CPU7。CPU7将控制信息通过IO电路8发送给弱电开关器件4、强电开关驱动电路2和指示电路5。强电开关驱动电路2发送控制信息给强电开关器件3。单片机1的引脚7接弱电开关器件4的输入端，它的引脚14接VCC，它的引脚13经过电容C1接VCC，它的引脚10经过电阻R1与电容C1连接，它的引脚12接分压电阻R2、R3连接处。指示电路5包括电阻R7和发光二极管D2。电阻R7的一端接单片机1的引脚6，它的另一端接发光二极管D2的正极，发光二极管D2的负极接VCC。强电开关驱动电路2由电阻R4、电阻R5及型号为2N3904的NPN型三极管Q1组成。电阻R4、电阻R5的一端连接单片机1的引脚8，电阻R4的另一端连接NPN型三极管Q1的基极，电阻R5的另一端连接NPN型三极管Q1的发射极，NPN型三极管Q1的发射极接VCC，NPN型三极管Q1的集电极接强电开关器件3的输入端。

本实用新型使用时先将输入电源经分压电阻R2、R3降压至1/5，即低于单片机1的基准电压时输入单片机1，将模拟的输入电源电压数字化。单片机1内程序执行循环操作，使用时钟中断进行定时，由电压比较器10以10Hz的频率对输入电源的电压和充放电器6的操作电压进行比较，计算得测量电压。使用测量电压与机动车各种状态下的典型电压变化值(如图3所示)相比较，当检测到电压从正常放电进入充电区间(汽车点火)时，弱电开关器件4中的光耦脉冲电路或强电开关器件3中的继电器闭合，它们分别控制的用电器获得电源。如果用电器为计算机，则弱电开关器件4延时一秒钟后通过光耦脉冲导通计算机主板开关控制针脚，计算机被启动或者唤醒。当检测到电压从充电区间进入正常区间(汽车灭车)时，用电器计算机经过一段时间延时(排除用户驾车过程中意外熄火)，通过弱电开关器件4中的光耦脉冲导通计算机主板开关控制针脚，通知操作系统执行待机或者关机操作，光耦脉冲电路此时可以由所编程序控制其断开或者维持闭合。当系统还处在初始化加电或由电压比较器10检测到电压位于过放电或者过高区间时，强电开关器件3中的继电器或可控硅开关断开，切断输入电源以保护蓄电池和用电器。

本实用新型的成本在30元以下，在实际使用中能很好的随着用户的发动、熄灭等机动车操作自动开关电子计算机等用电设备。软件设计中可对如行车中熄火后再点火等多种用户误操作进行检测和回避，因此不会使用电器产生误动作。即使在电子计算机由于操作系统故障而无法正常软件关机的情况下，也能在蓄电池大量消耗之前自动断电，即保护了汽车蓄电池又方便了用户。本实用新型还能使车用计算机在2秒之内完成唤醒和待机动作，节省了用户的等待时间。

本实用新型除了可在机动车中使用之外，还可以很方便的应用于各种由蓄电池对用电器提供电能的场合，控制用电器的自动开关并对蓄电池进行有效保护。本实用新型也可以作为独立的产品，将强电开关器件3中的继电器改换成大电流的继电器，作为蓄电池的扩展连接端子为各种非关键性设备提供电源。

Claims (8)

1、一种用于车载电器的智能开关控制装置，包括单片机(1)、指示电路(5)、弱电开关器件(4)、驱动电路(2)以及与强电开关驱动电路(2)和输入电源连接的强电开关器件(3)，其特征在于，所述单片机(1)包括充放电电路(6)、基准电压发生器(9)、电压比较器(10)、IO电路(8)及对各电路进行控制的CPU(7)，所述输入电源经降压后通过充放电电路(6)输入电压比较器(10)，所述电压比较器(10)对输入电压进行测量并将测量电压与基准电压发生器(9)发送给电压比较器(10)的典型电压进行比较，所述电压比较器(10)将比较结果发送给CPU(7)，所述CPU(7)将控制信息通过IO电路(8)发送给所述弱电开关器件(4)、强电开关驱动电路(2)和指示电路(5)，所述强电开关驱动电路(2)发送控制信息给所述强电开关器件(3)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压比较器(10)采用A/D转化器。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述弱电开关器件(4)使用光耦脉冲电路或模块开关集成电路控制开关。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述强电开关器件(3)使用继电器或可控硅进行开关控制。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述单片机(1)的型号为PIC16F676，所述单片机(1)的引脚7接所述弱电开关器件(4)的输入端，所述单片机(1)的引脚14接VCC，所述单片机(1)的引脚13经过电容(C1)接VCC，所述单片机(1)的引脚10经过电阻(R1)与电容(C1)连接，所述单片机(1)的引脚12接分压电阻(R2、R3)连接处。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述指示电路(5)包括电阻(R7)和发光二极管(D2)，所述电阻(R7)的一端接单片机(1)的引脚6，所述电阻(R7)的另一端接发光二极管(D2)的正极，所述发光二极管(D2)的负极接VCC。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述强电开关驱动电路(2)由电阻(R4)、电阻(R5)及NPN型三极管(Q1)组成，所述电阻(R4)、电阻(R5)的一端连接单片机(1)的引脚8，所述电阻(R4)的另一端连接所述NPN型三极管(Q1)的基极，所述电阻(R5)的另一端连接所述NPN型三极管(Q1)的发射极，所述NPN型三极管(Q1)的发射极接VCC，所述NPN型三极管(Q1)的集电极接强电开关器件(3)的输入端。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述NPN型三极管(Q1)的型号为2N3904。

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