专利名称：车辆防盗警报电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆防盗警报电路。
背景技术：
随着近来诸如偷盗汽车、车内偷盗等犯罪数量的增加，在车辆中安装防盗警报设备以通过检测车辆的异常状况(例如罪犯入侵到车辆中或者砸碎车窗)而发出警报已经被广泛采用(例如参见日本专利申请公开No. 2005-215544)。然而，窃贼会通过将主电池与警报设备分离而关闭车辆防盗警报设备。为此，已经公开一种包括车辆防盗警报电路的车辆防盗警报设备，即使在将主电池与警报设备分离时该车辆防盗警报设备也能够通过使用设置在警报设备内的内部电池发出警报。图6是示出设置在车辆防盗警报设备中的传统车辆防盗警报电路的方框图。传统车辆防盗警报电路包括主电池11、内部电池12、DC/DC转换器13、驱动电路单元14和发声体15。主电池11包括用于车辆的铅可充电电池。在该传统车辆防盗警报电路中，主电池 11的输出电压Vll是12V的DC电压。内部电池12包括镍-金属氢化物(Ni-MH)电池、锂电池，等等。在该传统车辆防盗警报电路中，内部电池12的输出电压V12是从4. 8V到6. OV 的DC电压。在主电池11安装在警报设备上时DC/DC转换器13采用主电池11作为输入电源，而在主电池11与警报设备分离时DC/DC转换器13采用内部电池12作为输入电源。进而，提供包括诸如场效应晶体管(FET)、晶体管等的半导体设备的开关SW，用于接通和关断从主电池11供应到DC/DC转换器13的功率。DC/DC转换器13是反激类型的并且这样配置该DC/DC转换器13以使得输出电压与输入电压的升压(递升)比是可变的。进而，DC/DC转换器13以不同的比值对具有不同电压值的输出电压Vll和输出电压V12进行升压以输出恒定的输出电压V13。在传统车辆防盗警报电路中，DC/DC转换器13的输出电压V13是40V的DC电压。驱动电路14包括四个晶体管(未示出)。进而，驱动电路14通过接通和关断该四个晶体管而根据DC电压的输出电压V13生成高频率输出电压V14。在该传统车辆防盗警报电路中，来自驱动电路14的输出电压V14是80Vpp的高频率电压。发声体15是包括陶瓷振荡器的报警器。在将输出电压V14施加到发声体15时， 发声体15产生警报声音。利用上述配置，传统车辆防盗警报电路能够产生具有来自发声体15的相同声压的警报声音，而与其是由主电池11还是由内部电池12供电无关。传统的车辆防盗警报电路通过改变DC/DC转换器13的升压比来生成和输出具有预定值的输出电压V13。因此，该DC/DC转换器13需要一用于改变升压比的部件，从而使电路配置变得复杂。进而，在DC/DC转换器13对来自主电池11或者内部电池12的输出电压进行升压之后，驱动电路14将其转换为高频率电压。因此，需要安装DC/DC转换器13和驱动电路14二者，从而增加了部件的数量以及成本。因此，为了简化电路配置，公开了一种通过使用推挽电路来执行到高频功率的转换并且改变变压器的升压比的车辆防盗警报电路。所述车辆防盗警报电路的变压器包括用于在连接到所述变压器的初级线圈的多个抽头之间进行切换的抽头切换单元。在由主电池和内部电池供电的相应情况下，通过在由抽头切换单元切换第一线圈的抽头时调节位于初级线圈和连接到发声体的次级线圈之间的线圈比能够改变升压比。因此，即使在发声体由其输出电压低于主电池的输出电压的内部电池供电时，也能够发出具有满意的声压等级的警报。这样，传统车辆防盗警报电路要求变压器设有用于改变升压比的抽头切换单元。 因此，存在对具有更加简单的电路配置的车辆防盗警报电路的需求。
发明内容
考虑到上面这些，本发明提供一种具有简单电路配置的车辆防盗警报电路，所述车辆防盗警报电路即使在该车辆防盗警报电路由设置在其中的内部电池供电时也能够发出具有满意的声压等级的警报。根据本发明的一方面，提供一种车辆防盗警报电路，包括变压器，所述变压器包括输入单元和输出单元，其中所述输入单元包括第一抽头、第二抽头和中心抽头，所述中心抽头连接到位于所述第一抽头和所述第二抽头之间的线圈中心，所述输出单元磁耦合到所述输入单元，所述输出单元具有连接到发声体的输出抽头；配置成可拆卸和可附接的第一电源，包括连接到所述中心抽头以输出第一 DC电压的一个电极；第二电源，包括连接到所述中心抽头以输出第二 DC电压的一个电极，所述第二 DC电压比所述第一 DC电压低；包括第一切换元件和第二切换元件的发声体驱动单元，所述第一切换元件具有连接到所述第一抽头的一个端部以及连接到所述第一电源的另一电极的另一端部，并且所述第二切换元件具有连接到所述第二抽头的一个端部以及连接到所述第二电源的另一电极的另一端部； PWM控制器，用于输出驱动信号并且控制所述第一切换元件和所述第二切换元件的占空比， 其中利用所述驱动信号交替接通和关断所述第一切换元件和所述第二切换元件；以及功率选择单元，用于选择所述第一电源和所述第二电源中的一个以向所述变压器供应功率。所述PWM控制器在选择所述第一电源时生成第一占空比并且在选择所述第二电源时生成第二占空比，使得所述第一占空比小于所述第二占空比。优选地，所述变压器可以具有其上连接有所述第一抽头、所述第二抽头、所述中心抽头和所述输出抽头的一个线圈。优选地，所述变压器具有其上连接有所述第一抽头、所述第二抽头、所述中心抽头的初级线圈以及其上连接有所述输出抽头的次级线圈。优选地，可以将在其处连接所述第一电源的电极与所述第二电源的电极的连接结点连接到所述中心抽头，并且所述电路可进一步包括设置在所述连接结点和所述第二电源的所述电极之间的反向电流阻挡单元，用于阻挡从所述连接结点朝向所述第二电源的所述电极流动的电流。根据本发明，可以提供具有简单电路配置的车辆防盗警报电路，所述车辆防盗警报电路即使在该车辆防盗警报电路由设置在其中的内部电池供电时也能够发出具有满意的声压等级的警报。
通过结合附图给出的对实施例的以下描述，本发明的目的和特征将变得明显，在附图中图1是示出根据本发明第一实施例的车辆防盗警报电路的示意性电路配置图；图2是在所述车辆防盗警报电路中由主电池供电的情况下驱动信号的时序图；图3是在所述车辆防盗警报电路中由内部电池供电的情况下驱动信号的时序图；图4是示出所述警报的声压等级与通过将驱动信号的接通时段与DC电压相乘获得的值之间关系的曲线图；图5是示出根据本发明第二实施例的包括自耦变压器的车辆防盗警报电路的示意性电路配置图；以及图6是示出设置在车辆防盗警报设备中的传统车辆防盗警报电路的方框图。
具体实施例方式现在将参照构成本发明的一部分的附图描述本发明的实施例。(第一实施例)根据本发明的第一实施例，一种车辆防盗警报电路包括配置成可拆卸和可附接的主电池1、内部电池2、控制单元3、发声体驱动单元4、变压器Trl和报警器(发声体)Si。变压器Trl包括初级线圈Trla (输入单元)和次级线圈Trlb (输出单元)。第一和第二抽头tpl和tp2分别连接到初级线圈Trla的相对端部，并且中心抽头tp3连接到初级线圈Trla的中心，中心抽头tp3位于抽头tpl和tp2之间。第一抽头tpl和第二抽头 tp2分别连接到切换元件Ql和Q2，并且中心抽头tp3连接到主电池1和内部电池2。次级线圈Trlb磁连接到初级线圈Trla，并且输出抽头tp4和tp5分别连接到次级线圈Trlb的相对端部。进而，输出抽头tp4和tp5连接到连接器CNa。可附接地安装连接器CNb以连接到连接器CNa，并且报警器Si作为负载连接到连接器CNb。在连接器CNa和CNb彼此耦合时，变压器Trl的次级线圈Trlb与报警器Si进行电连接。在当前实施例中，报警器Si包括陶瓷压电板，动态扬声器，等等。接下来将描述发声体驱动单元4。发声体驱动单元4包括切换元件Ql和Q2，切换元件Ql和Q2均例如包含N沟道M0SFET。切换元件Ql的漏极、源极和栅极分别连接到第一抽头tpl、地GND以及控制单元3的PWM控制器3a。在从PWM控制器3a向切换元件Ql的栅极输出其中交替重复高电平和低电平的驱动信号Sl时，切换元件Ql交替地接通和关断。切换元件Q2的漏极、源极和栅极分别连接到第二抽头tp2、地GND和控制单元3的 PWM控制器3a。在从PWM控制器3a向切换元件Q2的栅极输出其中交替重复高电平和低电平的驱动信号S2时，切换元件Q2交替地接通和关断。进而，寄生二极管连接在每一个切换元件Ql和Q2的漏极和源极之间，并且栅极保护二极管连接在每一个切换元件Ql和Q2的栅极和源极之间。接下来将描述连接到变压器Trl的初级线圈Trla的中心抽头tp3的主电池1和内部电池2。主电池1用作第一电源并且在针对车辆的使用中包括铅蓄电池，以输出例如12V的DC电压VI。主电池1的正电极经由电池开关SWl连接到中心抽头tp3，并且主电池1的负电极连接到地GND。根据从控制单元3的功率切换单元3c输出的功率切换信号S3来接通和关断电池开关SWl，以控制功率使其从主电池1供应至变压器Tr 1，并控制电源的切断。内部电池2用作第二电源并且包括例如包含镍-金属氢化物电池的二次电池或者例如包含锂电池的一次电池，以输出从4. 8到6. OV的DC电压V2。内部电池2的正电极经由电池开关SW2连接到中心抽头tp3，并且内部电池2的负电极连接到地GND。根据从控制单元3的功率切换单元3c输出的功率切换信号S4来接通和关断电池开关SW2，以控制功率使其从内部电池2供应至变压器Trl，并控制电源的切断。在当前实施例中，在连接到中心抽头tp3的连接结点A处，电池开关SWl和SW2的输出线路彼此连接。因此，从主电池1或者内部电压向变压器Trl供应DC电压Vl或者V2。接下来将描述控制单元3。控制单元3包括用作PWM控制器3a、功率监测单元3b、 功率切换单元3c和异常检测单元等的微计算机。例如，在检测到由例如由于窃贼导致的车窗破碎等生成的振动时，设置在外侧的振动传感器向异常检测单元3d输出振动检测信号 S5。然后，异常检测单元3d以所述振动检测信号S5为基础确定所生成的振动是否异常。如果确定所生成的振动是异常的，则PWM控制器3a输出驱动信号Sl和S2。相应地，报警器 Si被驱动以发出警报。功率监测单元3b、功率切换单元3c以及电池开关SWl和SW2构成电源选择单元。 具体地说，功率监测单元北监测从主电池1供应的DC电压VI，并且确定主电池1和内部电池2中的一个，以通过根据DC电压Vl的电压电平而接通或者关断电池开关SWl或者SW2 来向变压器Trl供应功率。 接下来将描述根据本发明的车辆防盗警报电路的操作。如果控制单元3选择主电池1和内部电池2中的一个以驱动报警器Si并且确定由振动传感器等检测到的振动是异常的，则根据本实施例的车辆防盗警报电路交替接通和关断切换元件Ql或者Q2，以控制警报器Si发出警报。首先将描述选择主电池1以驱动报警器Si的情况。控制单元3的功率监测单元 3b监测从主电池1供应的DC电压VI。如果DC电压Vl等于或者大于预定电平，则功率切换单元3c输出用于接通电池开关SWl的功率切换信号S3以接通电池开关SW1。此外，功率切换单元3c输出用于关断电池开关SW2的功率切换信号以关断电池开关SW2。因此，从主电池1向变压器Trl供应功率。进而，异常检测单元3d执行对来自振动传感器的振动检测信号S5表明正常还是异常进行确定。如果异常检测单元3d确定振动信号S5表明正常，则PWM控制器3a输出低电平的驱动信号Sl和S2以关断切换元件Ql和Q2，并且因而不驱动报警器Si。另一方面， 如果异常检测单元3d确定振动信号S5表明异常，则PWM控制器3a输出其中高电平和低电平交替重复的驱动信号Sl和S2，以交替接通和关断切换元件Ql和Q2，并且因而驱动报警器Si以发出警报。图2是在由主电池1供电的情况下驱动信号Sl和S2的时序图。驱动信号Sl和S2 例如由其中高电平和低电平交替重复的方波信号形成。此外，交替重复潜在接通时段Tl和潜在接通时段T2，在潜在接通时段Tl期间能够通过输出高电平的驱动信号Sl而接通切换元件Q1，在潜在接通时段T2期间能够通过输出高电平的驱动信号S2而接通切换元件Q2。
PWM控制器3a执行PWM(脉冲宽度调制)，用于将其间通过输出高电平的驱动信号 Sl和S2而接通切换元件Ql和Q2的接通时段分别调制为潜在的接通时段Tl和T2。在当前实施例中，将驱动信号Sl和S2的潜在接通时段Tl和T2设置为彼此相等。因此，以下将潜在的接通时段Tl和T2称为“潜在的接通时段TO ( = Tl = T2) ”。PWM控制器3a通过根据选择主电池1和内部电池2中的哪一个来驱动报警器Si 而改变驱动信号Sl和S2的占空比D( = Ton/TO)，从而控制切换元件Ql和Q2的占空比。 在选择主电池1时，PWM控制器3a通过将驱动信号Sl和S2的接通时段设置到Tonl来控制占空比以设置到Dl ( = Tonl/TO) 0利用这样的配置，切换元件交替接通和关断，以使得电流分别交替地在第一抽头 trl和中心抽头tr3之间以及第二抽头tr2和中心抽头tr3之间流动。因此，AC电压V3经过连接器CNa和CNb供应到报警器Si，从而发出警报。然后将描述选择内部电池2来驱动报警器Si的情况。控制单元3的功率监测单元北监测从主电池1供应的DC电压VI。如果DC电压Vl低于预定电平，则功率切换单元 3c关断电池开关SWl并且接通电池开关SW2以将来自内部电池2的功率供应到变压器Trl。 在DC电压Vl由于主电池1的老化而降低时，或者在主电池1与变压器Trl电分离(例如由于窃贼使主电池与车辆防盗警报设备分离)时，DC电压Vl会低于预定电平。在当前实施例中，增加驱动信号Sl和S2的占空比D以发出具有满意声压的警报， 即使是在报警器Si由内部电池2供电时，内部电池2供应比主电池1小的DC电压功率。因此，尽管报警器Si由内部电池2供电，也能够向变压器Trl供应与主电池1相同的功率。图3是在由内部电池2供电的情况下驱动信号Sl和S2的时序图。在报警器Si 由内部电池2供电时，PWM控制器3a执行PWM，以将驱动信号Sl和S2的接通时段设置为 Ton2。接通时段在由内部电池2供电的情况下比在由主电池1供电的情况下要长。换句话说，在由内部电池2供电的情况下的占空比D2( = TOn2/T0)大于在由主电池1供电的情况下的占空比D1。因此，即使在报警器Si由供应比主电池1的电压功率小的DC电压功率的内部电池2供电时，也能够通过与报警器Si由主电池1供电的情况相比延长其间向变压器 Trl供应功率的时间段，来在变压器Trl的初级线圈Trla中累积相同量的磁能量。图4是示出警报的声压等级与通过将驱动信号Sl和S2的接通时段乘以DC电压 Vl和V2获得的值之间的关系的曲线图。在当前实施例中，图4所示的曲线图示出了由于 DC电压Vl和V2几乎不发生变化而使驱动信号Sl和S2的接通时段发生改变时的警报的声压等级的变化。在图4中，曲线Ll示出在报警器Si由主电池1供电时改变接通时段Tonl 的情况下警报的声压变化轨迹。曲线L2示出在报警器Si由内部电池2供电时改变接通时段Ton2的情况下警报的声压变化轨迹。如在压力变化轨迹Ll和L2中示出的，在接通时段Ton增大时，警报的声压等级升高。换句话说，通过增加驱动信号Sl和S2的占空比D，使得由报警器Si生成的警报的声压等级变得更高。因此，通过在由内部电池2供电的情况下设置占空比D2以及在由主电池1供电的情况下设置占空比Dl以使得占空比D2大于占空比D1，能够降低这两种情况之间警报的声压等级之间的差异。换句话说，通过控制接通时段Tonl和Ton2，能够在两种情况下发出具有基本上相同的声压的警报。
进而，在当前实施例中，通过改变驱动信号Sl和S2的占空比来控制供应到变压器 Trl的功率，因而与传统方法不同，不需要在变压器中提供抽头切换单元。因此，能够简化电路配置并且降低制造成本。在变压器Trl中，初级线圈Trla和次级线圈Trlb彼此绝缘。因此，由于初级线圈 Trla和次级线圈Trlb彼此绝缘，即使在变压器Trl的初级线圈Trla由于电涌等而损坏，并且因而在其中流过短路电流时，也不会影响次级线圈Trlb。同时，在电池开关SWl和SW2都接通时，由于主电池1的输出电压比内部电池2的输出电压高，电流会从主电池1流到内部电池2。然而，在当前实施例中，提供有用于阻挡电流从连接结点A朝向内部电池2流动的反向电流阻挡单元。通过采用机械开关作为电池开关SW2并且在接通电池开关SWl时关断电池开关SW2来实现反向电流阻挡单元，以防止电流从主电池1流到内部电池2。因此，在报警器Si由主电池1供电时，能够通过抑制电流从主电池1流到内部电池2来保护内部电池2。或者，可以将反向电流阻挡单元实现为串联连接到电池开关SW2的二极管。(第二实施例)将描述根据本发明第二实施例的包括用于驱动报警器Si的自耦变压器的车辆防盗警报电路。在第二实施例中，以相同的附图标记表示与第一实施例中具有基本相同功能的部件。图5是示出包括自耦变压器的车辆防盗警报电路的示意性电路配置图。变压器Tr2包括自耦变压器，该自耦变压器的一个线圈具有抽头11到15。中心抽头tpl3连接到线圈的中心，并且输出抽头tpl4和tpl5分别连接到线圈的相对端部。第一抽头tpll和第二抽头tpl2分别在位于抽头tpl3和tpl4之间以及抽头tpl3和tpl5之间的位置处连接到线圈。第一抽头tpll连接到切换元件Ql的漏极，第二抽头tl2连接到切换元件Q2的漏极。中心抽头tpl3经由电池开关SWl连接到主电池1并且经由电池开关SW2连接到内部电池2。每一个输出抽头tpl4和tpl5经由连接器CNa和CNb连接到报警器Si。其它元件与参照图1描述的第一实施例的车辆防盗警报电路中的元件具有相同的配置，因而这里将省去对其冗余的描述。利用这样的配置，通过在由主电池1供电的情况下设置驱动信号Sl和S2的占空比Dl以及在由内部电池2供电的情况下设置驱动信号Sl和S2的占空比A2以使得占空比 Dl小于占空比D2，能够降低在两种情况之间警报的声压等级中的差异。换句话说，通过控制接通时段Tonl和Ton2，能够在两种情况下发出具有基本上相同声压的警报。进而，由于变压器Tr2包括自耦变压器，初级线圈和次级线圈部分公用。因此，能够降低变压器Tr2的线圈数量并且因而缩减变压器Tr2的尺寸。尽管关于实施例示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，在不偏离由下面的权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以做出各种改变和变型。
权利要求
1.一种车辆防盗警报电路，包括包括输入单元和输出单元的变压器，其中所述输入单元包括第一抽头、第二抽头和中心抽头，所述中心抽头连接到位于所述第一抽头和所述第二抽头之间的线圈的中心，所述输出单元磁耦合到所述输入单元，所述输出单元具有连接到发声体的输出抽头；配置成可拆卸和可附接的第一电源，包括连接到所述中心抽头以输出第一 DC电压的一个电极；第二电源，包括连接到所述中心抽头以输出第二DC电压的一个电极，所述第二DC电压比所述第一 DC电压低；包括第一切换元件和第二切换元件的发声体驱动单元，所述第一切换元件具有连接到所述第一抽头的一个端部以及连接到所述第一电源的另一电极的另一端部，并且所述第二切换元件具有连接到所述第二抽头的一个端部以及连接到所述第二电源的另一电极的另一端部；PWM控制器，用于输出驱动信号并且控制所述第一切换元件和所述第二切换元件的占空比，其中利用所述驱动信号交替接通和关断所述第一切换元件和所述第二切换元件；以及功率选择单元，用于选择所述第一电源和所述第二电源中的一个以向所述变压器供应功率，其中所述PWM控制器在选择所述第一电源时生成第一占空比并且在选择所述第二电源时生成第二占空比，使得所述第一占空比小于所述第二占空比。
2.如权利要求1所述的电路，其中所述变压器具有其上连接有所述第一抽头、所述第二抽头和所述中心抽头的一个线圈。
3.如权利要求1所述的电路，其中所述变压器具有其上连接有所述第一抽头、所述第二抽头、所述中心抽头和所述输出抽头的初级线圈；以及其上连接有所述输出抽头的次级线圈。
4.如权利要求1到3中的任意一项所述的电路，其中将连接结点连接到所述中心抽头， 所述第一电源的所述一个电极与所述第二电源的所述一个电极连接在所述连接节点处，并且其中所述电路进一步包括设置在所述连接结点和所述第二电源的所述一个电极之间的反向电流阻挡单元，用于阻挡从所述连接结点流向所述第二电源的所述一个电极的电流。
全文摘要
本发明公开一种车辆防盗警报电路，所述电路包括变压器，所述变压器包括具有抽头和中心抽头的输入单元以及磁耦合到所述输入单元的输出单元；分别具有连接到所述中心抽头的一个电极以分别输出较高电压和较低电压的第一和第二电源；包括切换元件的驱动单元，所述切换元件分别具有连接到所述抽头的一个端部以及分别连接到所述电源的另一电极的另一端部；输出用以交替接通和关断所述切换元件的信号的PWM控制器；以及用于选择所述电源中的一个的功率选择单元。所述PWM控制器在选择所述第一电源时生成第一占空比并且在选择所述第二电源时生成第二占空比，以使得所述第一占空比小于所述第二占空比。
文档编号G10K9/12GK102285356SQ20111013928
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年5月20日
发明者阿部豊 申请人:松下电工株式会社