专利名称：车辆供电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆技术领域。具体而言，本实用新型涉及车辆供电系统，其可以用于保护车载电子设备免受电源突变、ESD (静电放电)等的影响，并有效抑制蓄电池漏电流过大。
背景技术：
随着车载电子行业的发展，车载电子设备的产品的运用方式也越来越广，从最初简单的电子打火、电子门锁等发展到今天的无钥匙系统、车辆信息娱乐系统、GPS导航系统以及车载PC等高端车载电子设备。通常，车辆的发电机对蓄电池进行充电，车载电子设备通过蓄电池供电。其中，将发电机产生的电能转换成蓄电池的化学能，而蓄电池再将化学能转化为电能，为车载电子设备供电。由于高端的车载电子设备的产品必然需要功能复杂的IC (例如大规模集成电路)。 而越是复杂的IC对电源的要求越高。通常，在车辆供电系统中，车辆上的电源是由发电机供电。然而，车辆在行驶过程中随时都可能刹车、驻车。这些情况都会引起车辆的电源的突变，可能给车辆电子设备带来毁灭性的灾难。此外，车辆的蓄电池在非正常工作状态下存在因蓄电池自身漏电而导致能量损耗的情况。于是，在充足电的蓄电池放置一定时间后，再次使用时可能会发现电已耗尽。例如， 一辆车辆的蓄电池在没有发电机充电的情况下，蓄电池蓄电充足的条件下可以满足车辆电子设备连续工作1小时(假设蓄电池为12V输出，车辆电子设备为12V系统正常工作为IA 电流)。如果车辆电子设备存在IOmA的非正常工作的漏电流，那么在发电机没有工作的情况下，100个小时后，蓄电池的电量将被消耗完。因此，对蓄电池的非工作状态时的能量保护相当重要。
实用新型内容本实用新型为解决传统车辆供电系统的蓄电池在非正常工作状态下漏电的技术问题，提供一种车辆供电系统，其能够防止车辆的蓄电池漏电。本实用新型解决上述技术问题采用以下技术方案。车辆供电系统，包括发电机和蓄电池，所述车辆供电系统还包括保护电路，所述保护电路包括第一调压模块、第二调压模块以及自动切换模块，所述第一调压模块的输入端与蓄电池的输出端连接，所述第二调压模块的输入端与所述发电机的输出端连接，所述自动切换模块包括MOS管、三极管、第一电阻以及第二电阻，所述MOS管的源极与所述第一调压模块的输出端连接，所述MOS管的漏极向车辆电子设备供应电力，所述第一电阻和所述第二电阻串接在所述MOS管的源极与所述三极管的集电极之间，且所述MOS管的栅极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；所述第二调压模块的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述MOS管为N沟道MOS 管。作为本实用新型的优选技术方案，所述第一调压模块包括瞬时电压抑制二极管， 所述瞬时电压抑制二极管的阴极连接在蓄电池的输出端与所述MOS管的源极之间，所述瞬时电压抑制二极管的阳极接地。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述第一调压模块包括连接在蓄电池的输出端与所述MOS管的源极之间的第一二极管。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述第一调压模块包括依次串联在蓄电池的输出端与所述MOS管的源极之间的保险丝、第一二极管和LC滤波电路。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述第二调压模块包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管的基极之间的第一 RC滤波电路、第三电阻以及第二二极管。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述第二调压模块包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管的基极之间的第一 RC滤波电路、第三电阻、第二二极管、第二 RC滤波电路以及第四电阻。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述第二调压模块包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管的基极之间的第一 RC滤波电路、第三电阻、第二二极管、第二 RC滤波电路、第四电阻、第三RC滤波电路以及第五电阻。作为本实用新型的优选技术方案，在上述的车辆供电系统中，所述第一电阻的阻值为IOK欧姆，所述第二电阻的阻值为2K欧姆。与传统的车辆供电系统相比，本实用新型的车辆供电系统包括发电机、蓄电池、以及保护电路，所述保护电路包括第一调压模块、第二调压模块以及自动切换模块，所述自动切换模块包括MOS管、三极管、第一电阻以及第二电阻。当车辆未启动时，即发电机没有输出的情况下，三极管不导通，功率MOS管的源极与栅极电压相等，MOS管不导通，蓄电池不向车辆电子设备输出电流；另一方面，当车辆启动后，三极管导通，三极管导通后其集电极相当于接地，功率MOS管的栅极被接地，借助于第一电阻以及第二电阻的分压，MOS管导通，蓄电池向车辆电子设备输出电流。因此，只有在车辆启动的情况下才会有发电机电源输出至车辆电子设备。本实用新型的车辆供电系统能够防止车辆的蓄电池漏电。通过结合附图，阅读以下对本实用新型的具体实施例的详细描述，可以进一步理解本实用新型的其它优点、特征以及方面。
图1为根据本实用新型的一个实施例的车辆供电系统的保护电路的示意性电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0020] 下面参照附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。本文中，相同附图标记表示相同组成部分。 本实用新型的车辆供电系统包括发电机和蓄电池。所述发电机可以通过车辆的发动机驱动发电。另外，所述车辆供电系统还包括保护电路。所述保护电路包括第一调压模块100、第二调压模块200以及自动切换模块300。其中，第一调压模块100和第二调压模块200主要具有调压、稳压作用。所述第一调压模块100的输入端VBAT与蓄电池的输出端连接。所述第二调压模块200的输入端ACC与所述发电机的输出端连接。在本实用新型的车辆供电系统中，通过发电机对蓄电池充电，而车辆电子设备又通过蓄电池供电。换言之，将发电机产生的电能转换成蓄电池的化学能，然后，蓄电池将化学能转化为电能，向车辆电子设备供电。其中，发电机可以有发动机驱动发电。所述自动切换模块300包括MOS管Ql、三极管Q2、第一电阻Rl以及第二电阻R2， 所述MOS管Ql的源极S与所述第一调压模块100的输出端连接，所述MOS管Ql的漏极D 向车辆电子设备供应电力，所述第一电阻Rl和所述第二电阻R2串接在所述MOS管Ql的源极S与所述三极管Q2的集电极C之间，且所述MOS管Ql的栅极G连接在所述第一电阻Rl 与所述第二电阻R2之间；所述第二调压模块200的输出端与所述三极管Q2的基极B连接， 所述三极管Q2的发射极E接地。在图示实施例中，所述MOS管Ql为N沟道MOS管；三极管 Q2为NPN型三极管。功率MOS管Ql的栅极G通过第二电阻R2接三极管Q2的集电极C。三极管Q2的基极B通过第二调压模块200与整车的发电机的输出电源信号相连接。因此，只有在车辆启动的情况下才会有发电机电源输出。当车辆启动后，三极管Q2 导通，三极管Q2导通后其集电极C相当于接地。同时，功率MOS管Ql的栅极G被接地。因此，MOS管Ql导通，车辆电子设备通电。另一方面，当车辆未启动，即发电机没有输出的情况下，三极管Q2不导通，功率 MOS管Ql的源极S与栅极G电压相等，MOS管Ql不导通。在本实用新型的车辆供电系统中，可以通过合理调节第一电阻Rl与第二电阻R2 的阻值，实现对MOS管Ql的源极S与栅极G的分压，使MOS管Ql导通，进而，通过发电机启动的方式来控制车辆电子设备的电源供电方式。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一电阻Rl的阻值为IOK欧姆，所述第二电阻R2的阻值为2K欧姆。如上所述，在车辆启动，例如发动机工作时，蓄电池给车辆电子设备供电，在车辆不启动，例如发动机不工作时，蓄电池与车辆电子设备断开连接。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一调压模块100包括瞬时电压抑制二极管TVS (即Transient Voltage Suppressor)，所述瞬时电压抑制二极管TVS的阴极连接在蓄电池的输出端与所述MOS管Ql的源极S之间，所述瞬时电压抑制二极管TVS的阳极接地(由GND表示)。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一调压模块100包括依次串联在蓄电池的输出端与所述MOS管Ql的源极S之间的第一二极管Dl。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一调压模块100包括依次串联在蓄电池的输出端与所述MOS管Ql的源极S之间的保险丝F、第一二极管D1、LC滤波电路。其中， LC滤波电路有电感L和第一电容Cl组成。电感L与第一二极管Dl串接，第一电容Cl 一端与电感L连接，另一端接地(由GND表示)。在上述实施例中，保险丝F可以防止车辆电子设备的短路对蓄电池造成破坏。瞬时电压抑制二极管TVS可以防止瞬态传导干扰，例如发动机在线束上产生的瞬态传导干扰。第一二极管Dl可以防止蓄电池的反接。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第二调压模块200包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管Q2的基极B之间的第一 RC滤波电路、第三电阻R3、第二二极管D2。其中，第一 RC滤波电路由第二电容C2和第六电阻R6构成。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第二调压模块200包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管Q2的基极B之间的第一 RC滤波电路、第三电阻R3、第二二极管D2、第二 RC滤波电路、第四电阻R4。其中，第二 RC滤波电路由第三电容C3和第七电阻 R7构成。在本实用新型的一个优选实施例中，所述第二调压模块200包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管Q2的基极B之间的第一 RC滤波电路、第三电阻R3、第二二极管D2、第二 RC滤波电路、第四电阻R4、第三RC滤波电路以及第五电阻R5。其中，第三RC 滤波电路由第四电容C4和第八电阻R8构成。在上述实施例中，第二二极管D2可以有效地防止发电机的正、负极接反，第一 RC 滤波电路、第二 RC滤波电路以及第三RC滤波电路构成三级串联分压电路，可以有效地将发电机输出的电源降至三极管Q2的正常工作范围。在本实用新型的车辆供电系统的保护电路的第一调压模块100中，蓄电池的输入端与保险丝F相连接。保险丝F的另一端与瞬时电压抑制二极管TVS的阴极相连接，而TVS 阳极与车辆蓄电池的参考地相连接。TVS的阴极同时与第一二极管Dl的阳极相连接。第一二极管Dl起到防止蓄电池接反作用。第一二极管Dl的阴极与电感L相连接，电感L另一端与第一电容Cl的正极相连接，第一电容Cl的负极接蓄电池的参考地。保险丝F为蓄电池至车辆电子设备的入口，保险丝F可根据实际电子设备的电流进行选择。TVS管可以为单向TVS管或双向TVS管。LC滤波电路可以达到稳定蓄电池的输出电压的目的。在本实用新型的车辆供电系统的保护电路的第二调压模块200中，车辆的发电机的输出电源的正极与由第二电容C2、第六电阻R6组成的第一 RC滤波电路相连接。第一 RC 滤波电路的负极与发电机的电源的参考地相连接。经第一 RC滤波电路后的电源与起限流作用的第三电阻R3相连接，第三电阻R3的另一端连接第二二极管D2的阳极。第二二极管 D2可以防止车辆发电机的电源接反。第二二极管D2与由第三电容C3、第七电阻R7组成的第二 RC滤波电路相接。第二 RC滤波电路的参考地为发电机电源的参考地。发电机电源经第二 RC滤波电路连接起限流作用的第四电阻R4。第四电阻R4的另一端与由第八电阻R8、 第四电容C4组成的第三RC滤波电路相连接。第三极RC滤波电路的参考地为车辆发电机电源输出的参考地。发电机电源经第三RC滤波电路后连接第五电阻R5。第五电阻R5将直接与自动切换模块300的三极管Q2的基极B相连接。在上述的第二调压模块200中，第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4分别组成三级电容箝位的电路，同时，第一 RC滤波电路、第二 RC滤波电路以及第三RC滤波电路组成三级ESD放电回路。可以通过调整电阻第三电阻R3、第四电阻R4、第七电阻R7、第八电阻
6R8的阻值，在车辆发电机输出适当电源时实现三极管Q2的导通。在本实用新型的一个优选实施例中，第三电阻的阻值为IK欧姆。第四电阻R4的阻值为12K欧姆，第七电阻R7的阻值为IM欧姆，第八电阻R8的阻值II欧姆。另外，第五电阻R5的作用在于对三极管Q2的基极B限流，可以通过选择合适的第五电阻R5的阻值，有效地保护三极管Q2的使用寿命。 在本实用新型的一个优选实施例中，第五电阻R5的阻值为100欧姆。在本实用新型的车辆供电系统的保护电路的自动切换模块300中，第一电阻Rl与 MOS管Ql的源极S与栅极G相连接，第二电阻R2的一端接MOS管Ql的栅极G，另一端接三极管Q2的集电极C。其中，第一电阻Rl、第二电阻R2用于调节MOS管Ql的栅极G和源极 S的分压，从而控制MOS管Ql的导通和截止。在本实用新型的车辆供电系统的保护电路中，当车辆启动后，发电机输出电源，通过上述第二调压模块200分压与限流后，使三极管Q2导通。三极管Q2的集电极C在导通的情况下，通过第一电阻R1、第二电阻R2的分压，MOS管Ql导通。车辆的蓄电池对车辆电子设备供电。另一方面，在车辆没有启动的情况下，发电机没有输出，三极管Q2和MOS管Ql 断开，所以车辆的蓄电池在非工作状态下不会损耗能量。本实用新型的车辆供电系统可以用于电源突变及ESD (静电放松的保护，并有效抑制蓄电池的漏电流。本实用新型的车辆供电系统可以应用于车辆电源输出与车辆电子设备之间，保护车辆的蓄电池因车辆电子设备短路或漏电流过大等非正常使用原因而引起的蓄电池没电。 另外，本实用新型的车辆供电系统还可以有效地保护车辆电子终端免受车辆电源瞬时电压、电流突变及ESD静电放电的干扰与破坏。本领域技术人员容易知道，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围由权利要求书确定。
权利要求1.车辆供电系统，包括发电机和蓄电池，其特征在于，所述车辆供电系统还包括保护电路，所述保护电路包括第一调压模块、第二调压模块以及自动切换模块，所述第一调压模块的输入端与蓄电池的输出端连接，所述第二调压模块的输入端与所述发电机的输出端连接，所述自动切换模块包括MOS管、三极管、第一电阻以及第二电阻，所述MOS管的源极与所述第一调压模块的输出端连接，所述MOS管的漏极向车辆电子设备供应电力，所述第一电阻和所述第二电阻串接在所述MOS管的源极与所述三极管的集电极之间，且所述MOS管的栅极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；所述第二调压模块的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地。
2.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述MOS管为N沟道MOS管。
3.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一调压模块包括瞬时电压抑制二极管，所述瞬时电压抑制二极管的阴极连接在蓄电池的输出端与所述MOS管的源极之间，所述瞬时电压抑制二极管的阳极接地。
4.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一调压模块包括连接在蓄电池的输出端与所述MOS管的源极之间的第一二极管。
5.根据权利要求1所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一调压模块包括依次串联在蓄电池的输出端与所述MOS管的源极之间的保险丝、第一二极管和LC滤波电路。
6.根据权利要求1至5任一项所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第二调压模块包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管的基极之间的第一 RC滤波电路、第三电阻以及第二二极管。
7.根据权利要求1至5任一项所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第二调压模块包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管的基极之间的第一 RC滤波电路、第三电阻、第二二极管、第二 RC滤波电路以及第四电阻。
8.根据权利要求1至5任一项所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第二调压模块包括依次串联在所述发电机的输出端与所述三极管的基极之间的第一 RC滤波电路、第三电阻、第二二极管、第二 RC滤波电路、第四电阻、第三RC滤波电路以及第五电阻。
9.根据权利要求8所述的车辆供电系统，其特征在于，所述第一电阻的阻值为IOK欧姆，所述第二电阻的阻值为2K欧姆。
专利摘要本实用新型提供了一种车辆供电系统。其包括发电机、蓄电池和保护电路。所述保护电路包括第一调压模块、第二调压模块以及自动切换模块。所述自动切换模块包括MOS管、三极管、第一电阻以及第二电阻，所述MOS管的源极与所述第一调压模块的输出端连接，所述MOS管的漏极向车辆电子设备供应电力，所述第一电阻和所述第二电阻串接在所述MOS管的源极与所述三极管的集电极之间，且所述MOS管的栅极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；所述第二调压模块的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极接地。本实用新型的车辆供电系统能够保护车辆的蓄电池因车辆电子设备短路或漏电流过大等非正常使用原因而引起的蓄电池没电。
文档编号H02J7/14GK201994711SQ20112003001
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者张锋, 王征慧, 赵伟冰 申请人:比亚迪股份有限公司