一种对车载电子设备电源的自适应控制方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种对车载电子设备电源的自适应控制方法及其系统，步骤如下：1）车载电源并联输出，分别连接至降压模块进行降压、连接至电压比较器进行电压比较、连接至开关电路，电压比较器的输出控制开关电路的导通与截止；所述的电压比较器预定的参考电压高于降压模块的输出电压的最低值；2）如果车载电源输出电压高于电压比较器预定的参考电压，则电压比较器控制开关电路保持截止状态，车载电源输出电压经降压模块输出目标电压；如果车载电源输出电压低于电压比较器预定的参考电压，则电压比较器控制开关电路保持导通状态，直接输出车载电源输出电压，降压电路不工作。解决了现有技术中存在的无条件对进行降压或升压的技术问题，即简单又有效。
【专利说明】一种对车载电子设备电源的自适应控制方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电压自适应领域，更具体地说，涉及一种对车载电子设备电源的自适应控制方法及其系统。
【背景技术】
[0002]当前大部分车载电子设备的额定电压是12V，工作电压上限为18V，而车辆的电瓶电源却有12V、24V甚至更高的区别，不能兼容直接提供电源给车载电子设备供电，需要电压转换。
[0003]现有技术中的自适应变压方案一般使用专用的昂贵的升降压芯片方案，直接预定较宽的工作范围，无条件地对输入电压进行变压。或是通过系统的ADC采样识别系统电源电平，进而决定是直接提供原始电压，还是通过电压降压方式转化为目标电压，再供电给用电设备。
[0004]中国实用新型专利ZL 201020622142.9公开了一种3G视频监控设备的自适应超宽电压电源，输入为车辆电源，输出为3G视频监控系统，它总共由三级组成，包括第一级、第二级、第三级，第一级包括有防反接保护部分、浪涌保护部分、共模扼流部分、滤波部份和DC/DC处理部分；第二级包括二次降压部分、滤波部份和DC/DC处理部分，第三级包括三次降压部分与滤波部份和DC/DC处理部分，第一级输入为车辆电源，第一级分别与外接摄像头连接、与第二级连接；第二级分别与3G和GPS通信模块电源连接，并与第三级连接。本实用新型为车载3G视频监控设备提供电源，其既能满足3G视频监控设备不同部分所需要的不同电源，又能提供可靠稳定的电压。
[0005]但上述实用新型的技术方案为了实现不同电源，逐级相连，再经过升降压，不仅损耗大，而且设备成本高，并且仍然存在现有技术中普通存在的问题，即无条件地对输入电压进行变压。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车载电源对车载电子设备的自适应控制方法，不是使用专用的昂贵的升降压芯片方案，直接预定较宽的工作范围，无条件地对输入电压进行变压；或是通过系统的ADC采样识别系统电源电平，进而决定是直接提供原始电压，还是通过电压降压方式转化为目标电压，再供电给用电设备；而是使用简单的低成本的电路单路控制即可实现，无论外部供电系统是什么电压系统，始终输出符合车载电子设备的供电范围的电压；并提供一种对车载电子设备电源的自适应控制装置
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种对车载电子设备电源的自适应控制方法，步骤如下:
[0009]I)车载电源并联输出，分别连接至降压模块进行降压、连接至电压比较器进行电压比较、连接至开关电路，电压比较器的输出控制开关电路的导通与截止；所述的电压比较器预定的参考电压高于降压模块的输出电压的最低值；[0010]2)如果车载电源输出电压高于电压比较器预定的参考电压，则电压比较器控制开关电路保持截止状态，车载电源输出电压经降压模块输出目标电压；如果车载电源输出电压低于电压比较器预定的参考电压，则电压比较器控制开关电路保持导通状态，直接输出车载电源输出电压，降压电路不工作。
[0011]作为优选，对开关电路的控制进一步包括:控制信号与电压比较器的输出进行“与”运算，当控制信号、电压比较器的输出均为高电平时，开关电路保持导通状态；当控制信号、电压比较器的输出其中之一或全部为低电平时，开关电路保持截止状态。
[0012]作为优选，所述的控制信号来自车载电子设备的控制模块系统，占用控制模块系统的一个控制接口。
[0013]一种对车载电子设备电源的自适应控制装置，包括降压模块、电压比较器、开关电路，车载电源分别与降压模块、电压比较器、开关电路相连；降压模块与车载电子设备相连；电压比较器与开关电路相连，电压比较器根据设定的阀值判断车载电源的电压环境，用于控制开关电路的导通与截止；开关电路与车载电子设备相连。
[0014]作为优选，还包括控制模块、与门，与门连接在电压比较器与开关电路之间；与门还与控制模块相连。
[0015]作为优选，降压模块与车载电子设备间还连接有隔离模块，将降压模块的输出与开关电路的输出隔离，防止电压倒灌到降压电路。
[0016]作为优选，降压模块或开关电路的输出与电子车载设备间还连接有输出保护模块，为车载电子设备提供电压稳定保护。
[0017]作为优选，所述的降压模块为降压型DC-DC转换器。
[0018]作为优选，所述的输出保护模块包括保险丝、TVS管。
[0019]作为优选，所述的开关电路为mosfet管，或开关管。
[0020]本发明的有益效果如下:
[0021]本发明所述的方法对市面上常见的车辆电瓶改善了降压供电方式有极大的益处，不需要系统的模数转换(ADC)资源，也无需采用昂贵的升降压芯片方案。最多只需要提供I个控制接口、电压比较器和开关管来管理电源的通断。电路设计简单，器件便宜。解决了现有技术中存在的无条件对进行降压或升压的技术问题，提供一种全新的技术思路，即简单又有效。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的实施例一的结构示意图；
[0023]图2是本发明的实施例二的结构示意图；
[0024]图中:1是降压模块，2是电压比较器，3是开关电路，4是车载电源，5是控制模块，6是与门，7是隔离模块，8是输出保护模块，9是摄像头。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0026]实施例一
[0027]如图1所示的一种对车载电子设备电源的自适应控制装置，包括降压模块1、电压比较器2、开关电路3，车载电源4分别与降压模块1、电压比较器2、开关电路3相连；降压模块I与车载电子设备相连；电压比较器2与开关电路3相连，电压比较器2根据设定的阀值判断车载电源4的电压环境，用于控制开关电路3的导通与截止；开关电路3与车载电子设备相连。
[0028]其对应的一种对车载电子设备电源的自适应控制方法，步骤如下:
[0029]I)车载电源4并联输出，分别连接至降压模块I进行降压、连接至电压比较器2进行电压比较、连接至开关电路3，电压比较器2的输出控制开关电路3的导通与截止；所述的电压比较器2预定的参考电压高于降压模块I的输出电压的最低值；
[0030]2)如果车载电源4输出电压高于电压比较器2预定的参考电压，则电压比较器2控制开关电路3保持截止状态，车载电源4输出电压经降压模块I输出目标电压；如果车载电源4输出电压低于电压比较器2预定的参考电压，则电压比较器2控制开关电路3保持导通状态，直接输出车载电源4输出电压，降压电路不工作。
[0031 ] 本实施例以车载摄像头为例，采用降压芯片和MOSFET管结合电压比较器2来识别系统是应用在12V车系统还是24V车系统，进而控制摄像头9供电是直接取电还是从降压芯片处取电。其中，
[0032]车载电源4:为车辆电瓶为系统供电的电源输入。
[0033]降压模块1，采用DC-DC将车载电源4稳压到12V，以为摄像头9供电使用，本实施例采用的是为降压型DC-DC转换器。
[0034]摄像头9，为车载摄像头，一般额定工作电压为12V。
[0035]电压比较器2，根据设定的阀值用于判断系统的电源电压环境
[0036]开关电路3，本实施例中为MOSFET模块，采用MOSFET管，输入为汽车电瓶电源，由与门6输出控制。
[0037]本发明的方法采用降压芯片和MOSFET管结合电压比较器2来识别系统是应用在12V车系统还是24V车系统，进而控制摄像头9供电是直接取电还是从降压芯片处取电。
[0038]电压比较器2可以使用系统的5V供电，并通过电阻分压或采用稳压芯片为比较器2提供参考电压，使待比较电压对于某个值，如15V，是个临界值。当输入电压低于15V时，降压模块I不工作，电压比较器2控制MOSFET模块保持导通，摄像头9直接从MOSFET模块取电；当输入电压高于15V时，降压模块I工作，比较器2控制MOSFET模块保持截止，摄像头9从降压模块I取电。
[0039]实施例二
[0040]如图2所示的一种对车载电子设备电源的自适应控制装置，包括降压模块1、电压比较器2、开关电路3、控制模块5、与门6、隔离模块7、输出保护模块8。
[0041 ] 车载电源4分别与降压模块1、电压比较器2、开关电路3相连；降压模块I与车载电子设备相连；电压比较器2与开关电路3相连，电压比较器2根据设定的阀值判断车载电源4的电压环境，用于控制开关电路3的导通与截止；开关电路3与车载电子设备相连。与门6连接在电压比较器2与开关电路3之间；与门6还与控制模块5相连。降压模块I与车载电子设备间还连接有隔尚模块7,将降压模块I的输出与开关电路3的输出隔尚，防止电压倒灌到降压电路。降压模块I或开关电路3的输出与电子车载设备间还连接有输出保护模块8，为车载电子设备提供电压稳定保护。[0042]其对应的一种对车载电子设备电源的自适应控制方法，步骤如下:
[0043]I)车载电源4并联输出，分别连接至降压模块I进行降压、连接至电压比较器2进行电压比较、连接至开关电路3，电压比较器2的输出控制开关电路3的导通与截止；所述的电压比较器2预定的参考电压小于降压模块I的工作电压的最低值；
[0044]2)如果车载电源4输出电压高于降压模块I的工作电压的最低值，则电压比较器2控制开关电路3保持截止状态，车载电源4输出电压经降压模块I输出目标电压；如果车载电源4输出电压低于电压比较器2预定的参考电压，则电压比较器2控制开关电路3保持导通状态，直接输出车载电源4输出电压，降压电路不工作。所述的控制信号来自车载电子设备的控制模块系统，占用控制模块系统的一个控制接口。
[0045]对开关电路3的控制进一步包括:控制信号与电压比较器2的输出进行“与”运算，当控制信号、电压比较器2的输出均为高电平时，开关电路3保持导通状态；当控制信号、电压比较器2的输出其中之一或全部为低电平时，开关电路3保持截止状态。所述的控制信号来自车辆的控制系统，占用控制系统的一个控制接口，该控制接口通过与门6与电压比较器2 —起作用开启或关闭摄像头9电源。
[0046]本实施例以车载摄像头为例，采用降压芯片和MOSFET管结合电压比较器2来识别系统是应用在12V车系统还是24V车系统，进而控制摄像头9供电是直接取电还是从降压芯片处取电。其中，
[0047]车载电源4:为车辆电瓶为系统供电的电源输入。
[0048]降压模块1，采用DC-DC将车载电源4稳压到12V，以为摄像头9供电使用，本实施例采用的是为降压型DC-DC转换器。
[0049]摄像头9，为车载摄像头，一般额定工作电压为12V。
[0050]电压比较器2，根据设定的阀值用于判断系统的电源电压环境
[0051]开关电路3，本实施例中为MOSFET模块，采用MOSFET管，输入为汽车电瓶电源，由与门6输出控制。也可以米用开关管。
[0052]隔离模块7，将降压模块I的输出电压与Mosfet管的输出电压隔离，防止电压倒灌到DC-DC，一般使用二极管隔离。
[0053]控制模块5，为本发明所述的系统提供开关作用，以控制摄像头9的电源通断。
[0054]输出保护模块8，为摄像头9供电电源提供电压稳定保护，本实施例中由保险丝和TVS管(瞬变电压抑制二极管)组成。
[0055]与门6,用于控制模块5输出与电压比较模块输出共同控制MOSFET模块的输出。
[0056]本发明的方法采用降压芯片和MOSFET管结合电压比较器2来识别系统是应用在12V车系统还是24V车系统，进而控制摄像头9供电是直接取电还是从降压芯片处取电。
[0057]电压比较器2可以使用系统的5V供电，并通过电阻分压或采用稳压芯片为比较器2提供参考电压，使待比较电压对于某个值，如15V，是个临界值。当输入电压低于15V时，电压比较器2输出高电平“I” ；当输入电压高于15V时，比较器2输出低电平“O” ；
[0058]控制模块5输出高电平“I”为摄像头9电源开启状态；输出低电平“O”为摄像头9电源关闭状态。
[0059]同时，该信号通过与方式与电压比较器2的输出一起控制MOSFET模块的输出状态。控制模块5输出高电平“I”时，比较器2也输出高电平，MOSFET模块输出导通，摄像头9从MOSFET模块处取电；比较器2输出低电平，MOSFET模块输出截至，摄像头9不从MOSFET模块处取电，而从降压模块I处取电。控制模块5输出低电平“O”时，摄像头9电源关闭。
[0060]为了保持降压模块i输出与M0SFET模块输出的电压平衡，它们之间使用低压差的二极管作为隔离模块7。
[0061]为了保证输出的可靠性，在输出端加入保护模块，使用TVS管保护。
[0062]上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种对车载电子设备电源的自适应控制方法，其特征在于，步骤如下: I)车载电源并联输出，分别连接至降压模块进行降压、连接至电压比较器进行电压比较、连接至开关电路，电压比较器的输出控制开关电路的导通与截止；所述的电压比较器预定的参考电压高于降压模块的输出电压的最低值； 2 )如果车载电源输出电压高于电压比较器预定的参考电压，则电压比较器控制开关电路保持截止状态，车载电源输出电压经降压模块输出目标电压；如果车载电源输出电压低于电压比较器预定的参考电压，则电压比较器控制开关电路保持导通状态，直接输出车载电源输出电压，降压电路不工作。
2.根据权利要求1所述的对车载电子设备电源的自适应控制方法，其特征在于，对开关电路的控制进一步包括:控制信号与电压比较器的输出进行“与”运算，当控制信号、电压比较器的输出均为高电平时，开关电路保持导通状态；当控制信号、电压比较器的输出其中之一或全部为低电平时，开关电路保持截止状态。
3.根据权利要求2所述的对车载电子设备电源的自适应控制方法，其特征在于，所述的控制信号来自车载电子设备的控制模块系统，占用控制模块系统的一个控制接口。
4.一种对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，包括降压模块、电压比较器、开关电路，车载电源分别与降压模块、电压比较器、开关电路相连；降压模块与车载电子设备相连；电压比较器与开关电路相连，电压比较器根据设定的阀值判断车载电源的电压环境，用于控制开关电路的导通与截止；开关电路与车载电子设备相连。
5.根据权利要求4所述的对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，还包括控制模块、与门，与门连接在电压比较器与开关电路之间；与门还与控制模块相连。
6.根据权利要求4所述的对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，降压模块与车载电子设备间还连接有隔离模块，将降压模块的输出与开关电路的输出隔离，防止电压倒灌到降压电路。
7.根据权利要求4所述的对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，降压模块或开关电路的输出与电子车载设备间还连接有输出保护模块，为车载电子设备提供电压稳定保护。
8.根据权利要求4所述的对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，所述的降压模块为降压型DC-DC转换器。
9.根据权利要求7所述的对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，所述的输出保护模块包括保险丝、TVS管。
10.根据权利要求3所述的对车载电子设备电源的自适应控制装置，其特征在于，所述的开关电路为mosfet管，或开关管。
【文档编号】G05F1/56GK103869858SQ201210534794
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月11日 优先权日:2012年12月11日
【发明者】陈茹涛, 刘燚华, 许宁, 杨锋 申请人:厦门雅迅网络股份有限公司