专利名称：语音式过电压报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种报警装置，特别涉及一种适用于汽车的语音式过电压 报警装置。
背景技术：
汽车的安全性能直接危机到人的生命安全，但汽车发电机输出电压的状况 驾驶员却很难及时准确了解到，如果汽车发电机输出电压过高时驾驶员不能得 到及时明确的提示，如果继续行车又可能会发生如电瓶充爆、仪表过电压损坏 等损坏车用电器的问题，甚至导致烧毁线束引起火灾照成烧毁车辆人员伤亡的 恶性事故。
综上，现有汽车还存在如下的隐患
(1) 运行过程中发电机的输出电压过高时，驾驶员得不到及时的提示；
(2) 驾驶员不能主动采取发电机过压保护措施；
(3) 发动机及其上的其他电器件长期过压工作，使用寿命縮短，而容易
损坏。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种语音式过电压报警装置， 该装置应用于汽车上时，能用语音方式提醒驾驶员及时进行故障处理，有效的 防止汽车发电机输出电压过高的隐患。
为达到上述目的，本实用新型提供的语音式过电压报警装置，包括实时 监控发电机的输出电压的电压监控电路；识别所述电压监控电路输出的电压是
否超出设定的电压值，并在超出所述设定的电压值后输出相应报警信号的过电
压状态识别电路；接收到所述报警信号后产生音频信号的语音报警电路；接收 所述音频信号输出报警提示语音的扬声器。
上述语音式过电压报警装置，所述电压监控电路进一步包括 一电源输入回路和一双电压比较器电路。
上述语音式过电压报警装置，所述电源输入回路包括 一个二极管D4，
一个固定电容C8及一个电解电容C9，所述二极管D4的输入端连接被测电压， 所述电容C8与C9并联后连接所述二极管D4的输出端。
上述语音式过电压报警装置，所述双电压比较器电路连接所述电源输入回 路中所述二极管D4的输出端，所述双电压比较器电路主要包括两个双运算 放大器AR1,两个二极管D2、 D3，还有多个电阻R1 R8，还包括由一个稳压 二极管D1和一个电阻R9构成的单一比较基准电源电路。其中，所述双运算 放大器AR1的第1脚和第7脚分别连接一个负温度系数稳压二极管D2和D3; 所述双运算放大器AR1的第1脚和第6脚分别串联一个电阻R5和R6后，再 分别外接基准电源输入端Vref;所述双运算放大器的第3脚连接一电阻R6， 该电阻R6与电阻R4并联连接端连接一电阻R3后连接所述电源输入回路中的 二极管D4的输出端，所述电阻R4的另一端接地；所述双运算放大器的第5 脚连接一电阻R7，该电阻R7与电阻R2并联连接端连接一电阻Rl,该电阻Rl 与所述电阻R3的并联连接端连接所述电源输入回路中的二极管D4的输出端， 所述电阻R2的另一端接地；所述单一比较基准电源电路中的稳压二极管Dl 的输出端作为电源的输入端。
上述语音式过电压报警装置，所述过电压状态识别报警电路主要包括两 个与非门，一个双运算放大器AR2,—个三极管Q1,—个电容C1，多个电阻R10 R15，其中， 一个与非门Ul的第1端连接所述双电压比较器电路中双运算放 大器AR1的第1脚，另一与非门Ul的第3脚连接所述双电压比较器电路中双 运算放大器AR1的第7脚；与非门Ul的第8脚与另一与非门Ul的第5脚并 联连接后连接双运算放大器AR2的第3脚;与非门Ul的第9脚连接另一与非 门U1的第4脚，与该与非门U1的第9脚还连接一电阻R11，另一与非门U1 的第6脚连接一电阻R12;运算放大器AR2的第1脚与三极管Ql的第2脚连 接；运算放大器AR2的第2脚与三极管Ql的第3脚串联连接一电阻R14;运 算放大器AR2的第1脚与第5脚之间串联一个电容Cl,其中第1脚接电容Cl 正极，第5脚接电容C1负极；所述双电压比较器电路中的二极管D2、 D3及 三极管Ql的第1脚并联连接端连接一电阻R10后接地，上述双运算AR2的 第5脚、电容Cl的负极及三极管Ql的第3脚的并联连接端接地。
上述所述的语音式过电压报警装置，所述双运算放大器AR1和AR2的型
号为LM358;所述负温度系数稳压二极管D2和D3的型号为1N4148。
上述语音式过电压报警装置，所述与非门Ul的型号为4023，所述三极管 Ql的信号为5401。
上述语音式过电压报警装置，所述语音报警电路中使用的用于产生语音音 频信号的语音芯片的型号为aP8卯21;为所述语音芯片提供电源的电源芯片 的型号为LM2576HVS;所述语音报警电路中用于将所述音频信号放大的功 放的型号为TDA2003。
上述语音式过电压报警装置，所述扬声器与所述语音式过电压报警装置的 电路模块分离安装或者集成安装在一个电器盒内。
上述语音式过电压报警装置，所述电器盒固定在汽车驾驶室顶棚、仪表板 或车门内侧上，所述电器盒中引出两根电源检测线， 一根电源检测线接至汽车 发电机正极，另一根电源检测线接地。
与现有技术相比，本实用新型的应用能带来如下有益效果 本实用新型的语音式过电压报警装置通过用语音方式提醒驾驶员发电机
输出电压过高，及时进行故障处理，以增加驾车的安全性。进而带来如下积极的
效果
(1) 保护发电机免遭在过压情况下长期工作而损坏；
(2) 保护车用电器免遭发电机过压造成的损坏；
(3) 用语音方式及时提示驾驶员主动采取保护措施，并及时进行故障处
理；
(4) 人性化设计，用语音方式提醒驾驶员采取措施，直接清晰及时；
(5) 实时控制，实时监控发电机输出电压，发现异常立即报警；
(6) 体积小，安装使用方便，可靠性高；
图1为本实用新型语音式报警装置的结构示意图； 图2为本实用新型中电压监控电路的电源输入回路的电路图； 图3为本实用新型中电压监控电路的双电压比较器的电路图； 图4为本实用新型中过电压状态识别电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更 进一步了解本实用新型之目的、方案及功效，但并非作为对本实用新型所附权
利要求保护范围的限制。
参考图l，本实用新型的语音式报警装置，主要由电压监控电路101、过 电压状态识别电路102、语音报警电路103和扬声器104组成，电压监控电路 的101用于实时监控发电机的输出电压是否在允许的工作范围内。过电压状态 识别电路102用于识别由电压监控电路101输出的电压是否超出设定的电压 值，超出后输出相应的报警信号给上述语音报警电路103。语音报警电路103 的用于在接收到高压报警信号后触发语音报警电路103产生音频信号，经放大 后驱动扬声器发声。扬声器用于将语音报警电路产生的音频信号转换成报警提 示语音输出。上述语音报警电路103中使用的用于产生语音音频信号的语音芯 片采用aP8卯21;为该语音芯片提供电源的电源芯片采用LM2576HVS;用于 将上述语音音频信号放大的功放采用TDA2003。
上述电压监控电路101主要由电源输入回路和双电压比较器电路组成，进 一步参考图2，为电压监控电路101的电源输入回路的电路图。该电源输入回 路是电压监控电路101中的关键技术之一。为了防止电源线极性接反损坏装置 内部电路，并有效抑制负极性脉冲对电源模块的冲击，采用了串入隔离二极管 的设计方案，该电源输入回路包括 一个二极管D4(型号1N5407)， 一个固 定电容C8(0.22Uf)及一个电解电容C9(1000Uf/50V)，其中二极管D4的输入端 Vin连接被测电压,电容C8与C9并联后连接二极管D4的输出端。在该电源输 入回路中，考虑到縮小装置的体积并能提高装置的抗干扰能力，电容C9的容 量选为1000uf，可有效抑制瞬时脉冲的干扰，提高了装置的电磁兼容性。二极 管D4的作用在于防止电源线极性接反损坏装置内部电路，抑制负极性脉冲 对电源模块的冲击；电容C8滤出高次谐波，电容C9主要起滤波作用。
上述电源输入回路中二极管D4的输出端还连接双电压比较器电路，进一 步参考图3，为本实用新型中电压监控电路的双电压比较器的电路图，如图3 所示，该双电压比较器主要包括两个双运算放大器AR1(LM358)，两个二极管 D2、 D3 (1N4148)，还有多个不同型号的电阻R1 R8，还包括由一个稳压二 极管D1(5V)和一个电阻R9 (1K)构成的单一比较基准电源电路。其中，两个双运算放大器AR1的第1脚和第7脚分别连接一个二极管D2和D3;两个双 运算放大器AR1的第1脚和第6脚分别串联一个电阻R5 (20K)和R6(20K) 后，再分别外接基准电源输入端Vref;双运算放大器的第3脚连接一电阻R6 (20K) ,R6与电阻R4(5.1K)并联连接端连接一电阻R3(30K)后连接上述电源 输入回路中的二极管D4的输出端，电阻R4的另一端接地。双运算放大器的 第5脚连接一电阻R7(20K),R7(20K)与电阻R2(5.1K)并联连接端连接一电阻 R1(27K),该电阻Rl与上述R3的并联连接端连接上述电源输入回路中的二极 管D4的输出端，电阻R2的另一端接地。上述单一比较基准电源电路中的稳 压二极管D1的输出端作为电源的输入端。上述双电压比较器电路是电压监控 电路中的关键技术之一。由R9和D1构成的单一比较基准电源，减少了元器 件的使用数量，即可降低成本，又可提高生产效率。因为选用了负温度系数的 稳压二极管D1，使基准电源具有温度补偿特性，抵消了由于温度升高，取样 电压变化带来的影响。使过电压保护装置的工作更加稳定。
上述双电压比较器电路中双运算放大器AR1的第1脚和第7脚以及R9 与过电压状态识别电路连接，进一步参考图4，为过电压状态识别电路图，如 图4所示，过电压识别电路主要包括两个与非门Ul(4023),—个双运算放大 器AR2(LM358)，一个三极管Ql(5401)，一个电容Cl(10Uf/25V)，多个电阻R10 R15，其中， 一个与非门Ul的第1端连接上述双电压比较器电路中双运算放 大器AR1的第1脚，另一与非门Ul的第3脚连接上述双电压比较器电路中双 运算放大器AR1的第7脚，与非门Ul的第8脚与另一与非门Ul的第5脚并 联连接后连接双运算放大器AR2的第3脚;与非门Ul的第9脚连接另一与非 门Ul的第4脚，与该第4脚并联连接的R11(10K)也连接与非门Ul的第9脚， 另一与非门Ul的第6脚连接一电阻R12(10K);运算放大器AR2的第1脚与 三极管Ql的第2脚连接；运算放大器AR2的第2脚与三极管Ql的第3脚串 联连接一电阻R14(8.2K);运算放大器AR2的第1脚与第5脚之间串联一个电 容Cl，其中第1脚接电容Cl的正极，第5脚接电容Cl的负极；上述双电压比 较器电路中的二极管D2、 D3及三极管Ql的第1脚并联连接端连接一电阻 R10(10K)后接地，上述双运算放大器AR2的第5脚、电解电容Cl的负极及三 极管的第3脚的并联连接端接地；图中，BJ31,BJ35为接线网络编号。上述过 电压状态识别电路利用了运算放大器AR2高输入阻抗的特性构成长延时电
路，与定时电容C1组成的延时电路精度高稳定性好。增加了放电三极管Q1， 当电路复位后，可对电容C1放电，因此定时电容C1没有电荷积累，定时时 间的可重复性显著提高，定时精度高。该定时电容C1选用钽电容，容量稳定， 可在宽温度范围中工作。其为由与非门Ul构成的过电压识别电路提供稳定的 基准时间，该判别电路，可承受脉冲串的干扰。使过电压保护装置的工作更加 稳定可靠。
本实用新型的语音式过电压报警装置的工作原理电压监控电路101实时
监控发电机输出电压，当电压超过30士0.5伏时，扬声器连续发出语音报警"发
电机电压偏高，请速到维修站维修"或"发电机电压较高，请速到维修站检修"
等；当电压超过31士0.5伏时，扬声器连续发出语音报警"发电机电压极高， 请断开发电机接线速到维修站维修"或"发电机电压极高，请断开发电机连线 速到维修站检修"等。这里的发出语音字数及内容长度可根据实际需要改变， 还可采用其它语种语言发声报警，功能为报警提示和措施方法提示，发音清晰 音量可辨。报警延迟时间可根据实际需求做调整改变；还可根据用户要求加装 如报警灯等视觉报警显示器。技术参数:工作电压范围:15-50伏;工作环境温 度:-30度到95度;报警延迟时间:l到3秒;每次语音提示之间延迟:l秒.；音量 50-75DB。
本实用新型中的功放、电源、语音芯片除上述说明的型号或电路外还可采 用代用芯片或代用电路；电气连接可采用任何型号电器插接件、端子或裸线连 接方式；扬声器可采用任何功率和任何形状的扬声器；扬声器和电路模块可集 成安装也可分离安装。本实用新型提供的语音式过电压报警装置可以安装在一 电器盒中，电器盒可设计为一方形或其他形状盒状物，用4个螺栓固定在驾 驶室顶棚、仪表板或车门内侧上。从电器盒中引出红黑各一根电源检测线，红 线接至发电机正极(B+)，黑线接地。
本实用新型还可用于除汽车发电机外其它发电设备、电源设备或电器设备 的报警提示。
虽然本实用新型己以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新 型，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当 可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应 属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1、一种语音式过电压报警装置，其特征在于，包括实时监控发电机的输出电压的电压监控电路；识别所述电压监控电路输出的电压是否超出设定的电压值，并在超出所述设定的电压值后输出相应报警信号的过电压状态识别电路；接收到所述报警信号后产生音频信号的语音报警电路；接收所述音频信号输出报警提示语音的扬声器。
2、 根据权利要求1所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所述电 压监控电路进一歩包括相互连接的一电源输入回路和一双电压比较器电路。
3、 根据权利要求2所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所述电 源输入回路包括 一个二极管D4， 一个固定电容C8及一个电解电容C9，所 述二极管D4的输入端连接被测电压，所述电容C8与C9并联后连接所述二极 管D4的输出端。
4、 根据权利要求2或3所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所 述双电压比较器电路连接所述电源输入回路中所述二极管D4的输出端，所述 双电压比较器电路主要包括两个双运算放大器AR1,两个二极管D2、 D3，还 有多个电阻R1 R8，还包括由一个稳压二极管Dl和一个电阻R9构成的单一 比较基准电源电路。其中，所述双运算放大器AR1的第1脚和第7脚分别连 接一个负温度系数稳压二极管D2和D3;所述双运算放大器AR1的第1脚和 第6脚分别串联一个电阻R5和R6后，再分别外接基准电源输入端Vref;所 述双运算放大器的第3脚连接一电阻R6，该电阻R6与电阻R4并联连接端连接 一电阻R3后连接所述电源输入回路中的二极管D4的输出端，所述电阻R4 的另一端接地；所述双运算放大器的第5脚连接一电阻R7，该电阻R7与电阻 R2并联连接端连接一电阻Rl，该电阻Rl与所述电阻R3的并联连接端连接所 述电源输入回路中的二极管D4的输出端，所述电阻R2的另一端接地；所述 单一比较基准电源电路中的稳压二极管D1的输出端作为电源的输入端。
5、 根据权利要求1所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所述过 电压状态识别报警电路主要包括两个与非门,一个双运算放大器AR2,—个三 极管Q1,—个电容C1，多个电阻R10 R15，其中， 一个与非门U1的第1端连 接所述双电压比较器电路中双运算放大器AR1的第1脚，另一与非门Ul的第3脚连接所述双电压比较器电路中双运算放大器AR1的第7脚；与非门Ul的 第8脚与另一与非门Ul的第5脚并联连接后连接双运算放大器AR2的第3 脚；与非门Ul的第9脚连接另一与非门Ul的第4胜卩，与该与非门Ul的第9 脚还连接一电阻Rll，另一与非门U1的第6脚连接一电阻R12;运算放大器 AR2的第1脚与三极管Ql的第2脚连接；运算放大器AR2的第2脚与三极 管Ql的第3脚串联连接一电阻R14;运算放大器AR2的第1脚与第5脚之间 串联一个电容Cl，其中第1脚接电容CI正极，第5脚接电容CI负极；所述双 电压比较器电路中的二极管D2、 D3及三极管Ql的第1脚并联连接端连接一 电阻RIO后接地，上述双运算AR2的第5脚、电容CI的负极及三极管Ql的 第3脚的并联连接端接地。
6、 根据权利要求4或5所述的所述的语音式过电压报警装置，其特征在 于，所述双运算放大器AR1和AR2的型号为LM358;所述负温度系数稳压二 极管D2和D3的型号为1N4148。
7、 根据权利要求5所述的所述的语音式过电压报警装置，其特征在于， 所述与非门Ul的型号为4023，所述三极管Ql的信号为5401。
8、 根据权利要求1所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所述语 音报警电路中使用的用于产生语音音频信号的语音芯片的型号为aP89021; 为所述语音芯片提供电源的电源芯片的型号为LM2576HVS;所述语音报警 电路中用于将所述音频信号放大的功放的型号为TDA2003。
9、 根据权利要求1所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所述扬 声器与所述语音式过电压报警装置的电路模块分离安装或者集成安装在一个 电器盒内。
10、 根据权利要求1所述的语音式过电压报警装置，其特征在于，所述电 器盒固定在汽车驾驶室顶棚、仪表板或车门内侧上，所述电器盒中引出两根电 源检测线， 一根电源检测线接至汽车发电机正极，另一根电源检测线接地。
专利摘要本实用新型公开了一种语音式过电压报警装置，包括实时监控发电机的输出电压的电压监控电路；识别所述电压监控电路输出的电压是否超出设定的电压值，并在超出所述设定的电压值后输出相应报警信号的过电压状态识别电路；接收到所述报警信号后产生音频信号的语音报警电路；接收所述音频信号输出报警提示语音的扬声器。本实用新型的语音式过电压报警装置，应用于汽车上时，能用语音方式提醒驾驶员及时进行故障处理，有效的防止汽车发电机输出电压过高的隐患。
文档编号G08B3/10GK201184896SQ20082007894
公开日2009年1月21日 申请日期2008年2月3日 优先权日2008年2月3日
发明者孙郑民, 王春茂 申请人:孙郑民;王春茂