专利名称：一种汽车用总线型近零功耗断路器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车用的断^^器。
技术背景断路器(又称为继电器)广泛应用于汽车上，如汽车的点火控制、油泵供 电、雨刷控制、风扇的转停等地方。目前，断路器采用的控制方式是接上电源 后，断路器就闭合，断开电源后，由手断路器的内部弹簧引力使其断开，即断 路器的闭合需要电源的维持。而且,用在汽车上的这些断路器必须一对一地控 制和通电驱动。例如，在某部件上要使用断单器，就必须从它的控制器由线至 该部件上，即使同一安装点安装相同的几个断路器，也需要逐个从控制器处分别 布线连接，这势必导致断路器安装起来十分困难，同时亦造成安装成本较高。并iL,在汽车工作时，车上大部分断路器都需长时间闭合而要求长时间的供电。 长时间供电给断路器，必然影响汽车的供电系统的正常运行和使用寿命。而且， 断踏器的线圈因长时间通电而容易发疯升温，从而给汽车埋下了起火的隐患。 因此，现有断路器存在着安装使用不方便、安装成本高及安全性能差等间题。 实用薪型内容本实用新型的目的在于解决上述不足，提供一种安全性能好，安装使用方 便，安装成本低的汽车用总线型近零功耗断路器。本实用新型的技术方案是这样实现的一种汽车用总线型近零功耗断路器，其特点在于包括输入接口电路模块、 译码电路模块及输出接口电路模块，其中输入接口电路模块设有二条输入线，该输入接口电路模块通过二条输入线获得电能量并储存电能量，且对获得的电 信号流进行波形整型与电平转换，并将电能量输出至译码电路模块与输出接口电路模块；所述译码电路模块由输入接口电路模块的储存电能量激活工作，并 对输入接口电路模块的数据信号流译码处理，并输出一个开启、关闭或不动作 的电信号至输出接口电路模块；所述输出开关电路模块设有二条输出线，该输 出开关电路模块从输入接口电路模块获得激活工作所需的电能量，执行译码电 路模块的译码输出请求，完成请求的通或断控制并从二条输出线输出。其中，上述输入接口电路模块由波形整型电路、电平匹配电路及电能储存 电路构成，其中波形整型电路的输入端从二条输入线的电信号流中获得电能量， 其输出端分别电连接至电平匹配电路、电能储存电路的输入端，所述电平匹配 电路的输出端与译码电路模块的输入端相电连接，所述电能储存电路分别将电 能量输出至译码电路模块与输出开关电路模块，以激活译码电路模块与输出开 关电路模块工作。上述译码电路模块由解调电路及单片机电路构成，其中解调电路的数据信号流输入端与输入接口电路模块的电平匹配电路输出端相电连接，并输出至单片机电路，所述单片机电路将经处理的执行信号输出至输出开关电路模块，且解调电路与单片机电路的电源输入端分別与输入接口电路模块的电能储存电路相电连接，以实现从输入接口电路模块获得工作所需的激活电能量。本实用新型由于采用由输入接口电路模块、译码电路模块及输出接口电路模块构成断路器以及在输入接口电路模块与输出接口电路模块分别设有二条输入线及二输出线的电路结构，使本实用新型只有二条信号输入线和二条输出线，当采用总线驱动方式后，在应用终端上可以任意并接入多个断路器。使得在某个需断路器集中安装位置就只需从控制盒里布出二条驱动信号线，每个断路器由译码电路来判定电信号是否是对自己的动作要求，从而实现了独立控制每个 断路器的目的和要求。采用二条线总线方式的好处是不再需要为单独每个断路 器需引线至控制盒，节省了引线和安装成本。每个断路器不再需要额外引入电 源，其工作电能由输入接口来储存提供。而且，本实用新型在无请求时，无电 源的接入，不消耗电能，克服了长时间通电线圈发热而引发的安全问题，在接 收到输入信号时才工作，不需考虑另设电源，电能消耗只发生在信号有效期内， 具有极低的功耗，保护了汽车的供电系统和使用寿命。本实用新型可广泛地应 用汽车上的点火控制、油泵供电、雨刷控制、风扇的转停等部件上。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明
图1为本实用新型的电路原理方框图。 图2为本实用新型方案一的电路原理示意图。 图3为本实用新型方案二的电路原理示意图。 图4为本实用新型方案三的电路原理示意图。
具体实施方式
实施例一如图1至图4所示，本实用新型所述的一种汽车用总线型近零功耗断路器， 包括输入接口电路模块l、译码电路模块2及输出接口电路模块3，其中所述输 入接口电路模块1设有二条输入线4，该输入接口电路模块1通过二条输入线4 获得电能量并储存电能量，且对获得的电信号流进行波形整型与电平转换，并 将电能量输出至译码电路模块2与输出接口电路模块3;所述译码电路模块2由 输入接口电路模块1的储存电能量激活工作，并对输入l妄口电路才莫块1的数据 信号流译码处理，并输出一个开启、关闭或不动作的电信号流至输出接口电路模块3;所述输出开关电路模块3设有二条输出线5,该输出开关电路模块3从输入接口电路模块1获得激活工作所需的电能量，执#^码电路模块2的译码输出请求，完成请求的通或断控制并从二条输出线5输出。如图2至图4所示，上述输入接口电路模块1 一般由波形整型电路11、电平匹配电路12及电能储存电路13构成，其中波形整型电路ll的输入端从二条输入线4的电信号流中获得电能量，其输出端分别电连接至电平匹配电路12、电能储存电路13的输入端，所述电平匹配电路12的输出端与译码电路模块2的输入端相电连接，所述电能储存电路13分别将电能量输出至译码电路模块2与输出开关电路模块3，以激活译码电路模块2与输出开关电路模块3工作。在电能储存电路13还连接有阀值开关14,由该阀值开关14向译码电路模块2与输出开关电路模块3供电。该输入接口电路模块1的工作原理如下为达到独立可控目的，输入信号必须包含有断路器的地址信息和请求执行动作的指令信息。输入接口电路模块1首先对输入信号进行波形整型和电平匹配，使其能与后级译码电i^模块2连接。波形整型可以是常用的电平高低比较电路，或者也可以是一个常用的带通滤波电路，以求达到恢复信号的原貌。电能量的获得是通过削减信号的高电平幅值来实现。在汽车的应用上，输入信号通常的高电平幅值与汽车电瓶电压相同，达到12V，设定后续级电路的工作电平为0V 3V，因此可将高于3V的电平能量通过峰值充电方式(例如二极管峰值检波方式)充入合适的电容来储存。在储能电容上有一电平检测开关电路，当储存的电压达到设定的阀值，由阀值开关14导通向后续电#供电能量，信号流的不断输入是不断向储能电容输入电能的过程，保证了后续电路的后续电能量供给。又如图2至图4所示，上述译码电路模块2由解调电路21及单片机电路22构成，其中解调电路21的数据信号流输入端与输入接口电路模块1的电平匹配 电路12输出端相电连接，并输出至单片机电路22，所述单片机电路22将经处 理的执行信号输出至输出开关电路模块3，且解调电路21与单片机电路22的电 源输入端分别与输入接口电路模块1的电能储存电路13相电连接，以实现从输 入接口电路模块1获得工作所需的激活电能量。该译码电路模块2的工作过程 原理如下由输入接口电路模块1提供的电能量激活后，解调电路21从电平匹配电路 12输入信号，由解调电路21对输入信号进行数据还原(即译码)，解调后输出 至单片机电路22，单片机电路22接收至解调的数据后，分析其地址码和指令码， 若数据中包含有本地断路器的地址，单片机电路22则输出执行的动作要求，否 则不作响应，即最终给出请求动作是开、关还是不作处理，如果是开或关动作， 则由一路"通"和一路"断"两个通道分别进行输出至输出开关电路模块3,由 输出开关电路模块3执行，若不包含有本地断路器的地址，则单片机电路22不 输出任何动作。又如图2至图4所示，上述输出开关电路模块3由换向驱动电路31及单线 圈继电器32构成，其中换向驱动电路31分别从译码电路模块2获得执行请求 信号和输入接口电路模块1的电能储存电路13获得工作所需的激活电能量，并 输出至单线圏继电器32,由单线圈继电器32完成请求的通或断控制。该输出开 关电錄4莫块3工作原理过程如下换向驱动电路31的电源连接阀值开关14，由输入接口电路模块l提供的电 能量激活；换向驱动电路31中的T1、 T4开关受控于单片机电路32 "断"通道， T2、 T3开关受控于单片机电路32 "通"通道。单线圈继电器32的触点由二条 输出线5输出。当译码电路模块2输出要求执行开启动作，换向驱动电路31中的T2、 T3 导通时，单线圈继电器32受到反向电流作用释放并锁定在常闭触点，触点输出 被接通。此时，输出开关电路模块3开启电路工作，利用输入接口电路模块1 的电能量瞬时提供大电流吸合输出触点，输出触点闭合后被内部的平衡装置锁 定在闭合状态，此时撤去电源，闭合状态一直不变。同理，当译码电路模块2输出要求执行关闭动作，换向驱动电路31中的Tl、 T4导通时，单线圈继电器32吸合并锁定在常开触点，触点输出被断开。此时， 输出开关电路模块3关闭电路工作，利用输入接口电路模块1的电能量瞬时提 供大电流释放输出触点，输出触点释放后被内部的平衡装置锁定在关闭状态， 此时#:去电源，关闭状态一直不变。然而，当译码电路模块2无输出要求执行动作，输出开关电路模块3不动 作，保持原来状态。输出开关电路才莫块3的动作机构可以是双线圈的， 一个线 圏控制吸合，另一个线圈控制释放，亦可以是单线圈的，其吸合和释放由换向 电路完成。本实用新型的优点断路器在无请求时，无电源的接入，不消耗电能，克 服了长时间通电线圏发热的困扰，它接收到输入信号时才工作，不需考虑另设 电源和电能消耗只发生在信号有效期内，具有极低的功耗，保护了汽车电瓶的 有限电力资源。釆用二条线的总线输入方式，中央控制器只需传送地址码和指 令码就能独立地分别控制每个总线上的断路器的通断切换，大大减小接引线， 节省了生产和安装成本。实施例二如图4所示，本实施例与实施例一所不同的是上述输出开关电路模块3 由双线圈驱动电路33与双线圈继电器34构成，其中双线圈驱动电路33分别从译码电路模块2获得执行请求信号和输入接口电路模块1的电能储存电路13获 得工作所需的激活电能量，并输出至双线圈继电器34,由双线圈继电器34完成 请求的通或断控制。双线圈驱动电路33中的T5受控于单片机电路22的"断" 通道，T5导通时，驱动双线圏继电器34的闭合线圈使触点吸合并锁定在常开触 点，输出被断开。双线圈驱动电路33中的T6受控于单片机电路22 "通"通道， T6导通时，驱动双线圈继电器34的释放线圏使触点并释放锁定在常闭触点，输 出被接通。 实施例三如图3所示，本实施例与实施例一所不同的是上述译码电路模块2由脉 沖计数电路23构成，该脉冲计数电路23的数据信号流输入端与输入接口电路 模块l的电平匹配电路12输出端相电连接，对输入的脉动冲计数，并输出至输 出开关电路模块3，其电源输入端与输入接口电路模块1的电能储存电路13相 电连接，以实现从输入接口电路模块1获得工作所需的激活电能量。该译码电 路模块2译码过程是简单的脉沖计数过程，例如设定n个t宽度的脉冲代表本 地断路器的地址，后续2t宽度的脉沖是开启要求，3t宽度的脉沖是关断要求， 其它形式&ic冲不作响应。实施例四图略，本实施例与实施例一所不同之处输入接口电鴻一莫块1无阀值开关 14,由电能储存电路13直接向译码电路2及输出开关电路模块3提供激活所需 的工作电能。实施例五图略，本实施例与实施例一、实施例二所不同之处上述输出开关电路模 块3由双线圈驱动电路33、双线圈继电器34构成。其中，双线圏驱动电路33和双线圈继电器34的电源连接阀值开关14。双线圈驱动电路33中的T5受控于 单片机电路22 "断"通道，T5导通时，驱动双线圏继电器34的闭合线圈使触 点吸合并锁定在常开触点，输出被断开。双线圈驱动电路33中的T6受控于单 片机电路22 "通"通道，T6导通时，驱动双线圏继电器34的释放线圈使触点 并释放锁定在常闭触点，输出被接通。实施例六图略，本实施例与实施例三所不同之处该译码电路冲莫块2译码过程只对 单一指令译码，以简单的脉沖计数过程译出断路器的地址，例如设定n个t宽度 的脉冲代表断路器的地址，后续4t宽度的脉沖是开启要求(或关断要求)。另 一关断要求(或开启要求)只是以相反极性脉沖代表，其它形式脉沖不作响应。本实施例的特点是断路器的地址是相同的，以反极性脉沖代表了开启要求 或是关断要求这二者之一，使得电路得以简化。
权利要求1、一种汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于包括输入接口电路模块(1)、译码电路模块(2)及输出接口电路模块(3)，其中所述输入接口电路模块(1)设有二条输入线(4)，该输入接口电路模块(1)通过二条输入线(4)获得电能量并储存电能量，且对获得的电信号流进行波形整型与电平转换，并将电能量输出至译码电路模块(2)与输出接口电路模块(3)；所述译码电路模块(2)由输入接口电路模块(1)的储存电能量激活工作，并对输入接口电路模块(1)的数据信号流译码处理，并输出一个开启、关闭或不动作的电信号至输出接口电路模块(3)；所述输出开关电路模块(3)设有二条输出线(5)，该输出开关电路模块(3)从输入接口电路模块(1)获得激活工作所需的电能量，执行译码电路模块(2)的译码输出请求，完成请求的通或断控制并从二条输出线(5)输出。
2、 根据权利要求l所述汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于上述输 入接口电路模块(1)由波形整型电路(11)、电平匹配电路(12)及电能储存 电路(13)构成，其中波形整型电路(11)的输入端从二条输入线的电信号流 中获待电能量，其输出端分别电连接至电平匹配电路U2)、电能储存电路(13) 的输入端，所述电平匹配电路(12)的输出端与译码电路模块(2)的输入端相 电連接，所述电能储存电路(13)分别将电能量输出至译码电路才莫块(2)与输 出开关电路模块(3)，以激活译码电路模块(2)与输出开关电路模块(3)工 作。
3、 根据权利要求2所述汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于上述输 入接口电路模块(1)的电能储存电路(13)还连接有阀值开关(14)，由该阀 值开关(14)向译码电路模块(2)与输出开关电路模块(3)供电。
4、 根据权利要求1或2所述汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于上 述译码电路模块(2)由解调电路(21)及单片机电路(")构成，其中解调电 路(21)的数据信号流输入端与输入接口电路模块(1)的电平匹配电路(12) 输出端相电连接，并输出至单片机电路(22),所述单片机电路(22)将经处理 的执行信号输出至输出开关电路模块(3 ),且解调电路(21 )与单片机电路(22 ) 的电源输入端分别与输入接口电路模块(1)的电能储存电路(13)相电连接， 以实现从输入接口电路模块(1)获得工作所需的激活电能量。
5、 根据权利妻求1或2所述汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于上 述译码电路才莫块(2)由脉沖计数电路(23)构成，该脉冲计数电路(")的数 据信号流输入端与榆入接口电路模块(1)的电平匹配电路(12)输出端相电连 接，对输入的脉动沖计数，并输出至输出开关电路模块(3),其电源输入端与 输入接口电路模块(1)的电能储存电路(13)相电连接，以实现从输入接口电 路模块(1)获得工作所需的激活电能量。
6、 根据权利要求1或2所述汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于上 述输出开关电路模块(3)由换向驱动电路(31)及单线圈继电器(32)构成， 其中换向驱动电路(31)分别从译码电路模块(2 )获得执行请求信号和榆入接 口电路模块(1)的电能储存电路(13)获得工作所需的激活电能量，并输出至 单线圈继电器(32),由单线圈继电器(32)完成请求的通或断控制。
7、 根据权利要求1或2所述汽车用总线型近零功耗断路器，其特征在于上 述输出开关电路模块(3)由双线圈驱动电路(33)与双线圈继电器(34)构成， 其中双线圈驱动电路(33)分别从译码电路模块(2)获得执行请求信号和输入 接口电路模块(1)的电能储存电路(U)获得工作所需的激活电能量，并输出 至双线圈继电器(34),由双线圏继电器(34)完成请求的通或断控制。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车用总线型近零功耗断路器，其特点在于包括输入接口电路模块、译码电路模块及输出接口电路模块，其中输入接口电路模块通过二条输入线获得电能量并储存电能量，且对获得的电信号流进行波形整型与电平转换，并输出至译码电路模块与输出接口电路模块；译码电路模块对输入接口电路模块的数据信号流译码处理，并输出一个开启、关闭或不动作的电信号至输出接口电路模块；输出开关电路模块执行译码电路模块的译码输出请求，完成请求的通或断控制并从二条输出线输出。本实用新型具有安全性能好，安装使用方便，安装成本低等优点。可广泛地应用汽车上的点火控制、油泵供电、雨刷控制、风扇的转停等部件上。
文档编号H01H47/00GK201174358SQ200820043768
公开日2008年12月31日 申请日期2008年2月2日 优先权日2008年2月2日
发明者伟 余, 杰 黄 申请人:余 伟;黄 杰