一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，包括：一连接汽车电池的电压输入端Vin；一连接车载终端的电压输出端Vout；一位于电压输入端Vin和电压输出端Vout之间用于执行Vin到Vout通断的开关管Q1，一在开关管Q1关断时提供稳态电压的电阻R11以及一隔离电阻R7；至少两组控制电路，分别对开关管Q1的通断进行控制，且任何一组控制电路处于生效状态时，电压输出端Vout可得到输出电压；且所有控制电路处于非生效状态时，电压输出端Vout电压为0V。与现有技术相比，本实用新型实现了自动支持不同电源系统的过欠压保护，其具有成本低、可靠性高、使用寿命长，无需人工操作等优点。
【专利说明】一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车载终端，具体涉及的是一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路。
【背景技术】
[0002]众所周知，汽车电池的过度放电容易造成汽车电池的损坏和汽车无法点火启动，车载终端设备过压工作可能造成终端的永久损坏。
[0003]为了解决上述问题，需要加入过欠压保护电路对终端进行保护。但是目前市场上汽车电源系统输出电源不统一(常见的有12V系统、24V系统、36V系统以及48V系统等)，而不同电源系统要求过欠压保护的电压值存在差异，对实现增加一定的难度，现通常做法有两种:一、分别开发支持不同电源系统的车载终端，但是会大大增加成本；二、设计人工操作转换开关，实现支持不同电源系统的切换，由于增加了人工操作因素，实际应用极为不便。
实用新型内容
[0004]为此，本实用新型的目的在于提供一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，以解决开发支持不同电源系统的车载终端，存在成本高的问题以及人工手动切换操作不便的问题。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，包括:
[0007]一连接汽车电池的电压输入端Vin ;
[0008]一连接车载终端的电压输出端Vout ；
[0009]一位于电压输入端Vin和电压输出端Vout之间用于执行Vin到Vout通断的开关管Q1，一在开关管Q1关断时提供稳态电压的电阻R11以及一隔离电阻R7 ；
[0010]至少两组控制电路，分别对开关管Q1的通断进行控制，且任何一组控制电路处于生效状态时，电压输出端Vout可得到输出电压；且所有控制电路处于非生效状态时，电压输出端Vout电压为0V。
[0011]进一步地，所述控制电路包括第一组控制电路和第二组控制电路；
[0012]所述第一组控制电路包括稳压管011、013，电阻1?1、1?2、1?3、1?9，三极管02、03以及电路的保护器件DW6、DW7，所述稳压管DW1 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R1、R9连接到三极管Q2的B极；稳压管DW3 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R2、R3与三极管Q2的C极连接，所述三极管Q2的C极与三极管Q3的B极连接，所述三极管Q3的C极通过隔离电阻R7与开关管Q1连接；
[0013]所述稳压管DW1的稳压值大于DW3的稳压值；
[0014]所述第二组控制电路包括稳压管DW2、DW4，电阻R4、R5、R6、R10，三极管Q4、Q5以及电路的保护器件DW8、DW9，所述稳压管DW2 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R4、R10与三极管Q4的B极连接；稳压管DW4 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R5、R6与三极管Q4的C极连接，三极管Q4的C极与三极管Q5的B极连接，所述三极管Q5的C极通过隔离电阻R7与开关管Q1连接；
[0015]所述稳压管DW2的稳压值大于DW4的稳压值，稳压管DW4的稳压值大于稳压管DW1的稳压值；
[0016]其中所述第一组控制电路中三极管Q3处于导通状态时，第一组控制电路处于生效状态，其对开关管Q1的通断进行控制，电压输出端Vout可得到输出电压；
[0017]所述第二组控制电路中三极管Q5处于导通状态时，第二组控制电路处于生效状态，其对开关管Q1的通断进行控制，电压输出端Vout可得到输出电压；
[0018]所述第一组控制电路中三极管Q3处于截止状态，且同时第二组控制电路中三极管Q5处于截止状态时，第一组、第二组控制电路处于非生效状态，电压输出端Vout电压为0V。
[0019]进一步地，该电路还包括有开关管Q1的保护器件0胃5和电容(:1，所述015、(:1、1?11并联后一端与电压输入端Vin连接，另一端连接到开关管Q1与隔离电阻R7之间。
[0020]进一步地，电压输入端Vin电压值小于DW3的稳压值时，电压输入端Vin电压低于DW1、DW2、DW3、DW4的击穿电压，所述稳压管DW1、DW2、DW3、DW4均等效为高阻，三极管Q3与Q5工作在截止状态，开关管Q1关断，电压输出端Vout输出电压为0V。
[0021]进一步地，电压输入端Vin电压值介于DW3和DW1的稳压值之间时，DW3处于击穿状态，呈现为低阻，此时DW1、DW2、DW4等效为高阻不变，三极管Q3工作在导通状态，则开关管Q1导通，电压输出端Vout输出等于电压输入端Vin的电压值。
[0022]进一步地，电压输入端Vin电压值介于DW4和DW1的稳压值之间时，DW1、DW3处于击穿状态，呈现为低阻，DW2、DW4等效为高阻不变，DW1击穿使Q2工作在导通状态，此时Q3截止，开关管Q1关断，电压输出端Vout输出电压为0V。
[0023]进一步地，电压输入端Vin电压值介于DW2和DW4的稳压值之间时，DW1、DW3、DW4处于击穿状态，等效为低阻，DW2等效为高阻不变，此时三极管Q5工作在导通状态，开关管Q1导通，电压输出端Vout输出等于电压输入端Vin的电压值。
[0024]进一步地，电压输入端Vin电压值大于DW2的稳压值时，DW1、DW2、DW3、DW4处于击穿状态，等效为低阻，此时三极管Q3、Q5处于截止工作状态，开关管Q1关断，电压输出端Vout输出电压为0V。
[0025]本实用新型通过至少两组控制电路，分别对开关管Q1的通断进行控制，当任何一组控制电路处于生效状态时，电压输出端Vout就可得到输出电压；当所有控制电路均处于非生效状态时，电压输出端Vout的电压为0V。与现有技术相比，本实用新型实现了自动支持不同电源系统的过欠压保护，其具有成本低、可靠性高、使用寿命长，无需人工操作等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型过欠压保护电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
[0028]请参阅图1所示，图1为本实用新型过欠压保护电路的电路原理图。本实用新型提供的是一种过欠压保护电路，其能够实现自动支持不同电源系统的过欠压保护，具有降低成本、提升可靠性、使用寿命长、自动化等优点。
[0029]本实用新型包括有电压输入端Vin、电压输出端Vout、位于电压输入端Vin和电压输出端Vout之间用于执行Vin到Vout通断的开关管Q1和至少两组控制电路，通过两组控制电路对开关管Q1的通断进行控制，且在任何一组控制电路处于生效状态时，电压输出端Vout都可以得到输出电压；而所有控制电路处于非生效状态时，电压输出端Vout的电压则为0V。
[0030]本实施例以两组控制电路为例进行说明，在实际使用过程中，可以根据需要增加多组控制电路。
[0031]开关管Q1主要用于执行Vin到Vout的通断，DW5为开关管Q1的保护器件；电容C1的存在可增强整个电路的抗干扰能力；电阻R11为开关管Q1关断时提供稳态电压；R7为隔离电阻。其中DW5、Cl、R11并联后一端与电压输入端Vin连接，另一端连接到开关管Q1与隔离电阻R7之间。
[0032]需要说明的是，本实施例中电压输入端Vin连接汽车电池，电压输出端Vout连接车载终端，R8等效为车载终端，其一端接地，另一端连接在开关管Q1与电压输出端Vout之间。
[0033]第一组控制电路用于实现对开关管Q1通断的控制，其包括有稳压管DW1、DW3，电阻Rl、R2、R3、R9，三极管Q2、Q3以及电路的保护器件DW6、DW7。
[0034]稳压管DW1 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻Rl、R9连接到三极管Q2的B极，而电路的保护器件DW6 —端接地，另一端连接到串联的电阻R1和R9之间。
[0035]稳压管DW3 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R2、R3与三极管Q2的C极连接，而电路的保护器件DW7 —端接地，另一端连接到串联的电阻R2和R3之间。三极管Q2的E极接地，C极与三极管Q3的B极连接，所述三极管Q3的C极通过隔离电阻R7与开关管Q1连接。
[0036]第二组控制电路用于实现对开关管Q1通断的控制，其包括有稳压管DW2、DW4，电阻R4、R5、R6、R10，三极管Q4、Q5以及电路的保护器件DW8、DW9。
[0037]稳压管DW2 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R4、R10与三极管Q4的B极连接，电路的保护器件DW8 —端接地，另一端连接在串联的电阻R4、R10之间。
[0038]稳压管DW4 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R5、R6与三极管Q4的C极连接，电路的保护器件DW9 —端接地，另一端连接在串联的电阻R5、R6之间。
[0039]三极管Q4的E极接地，C极与三极管Q5的B极连接，所述三极管Q5的C极通过隔尚电阻R7与开关管Q1连接。
[0040]本实施中第一组控制电路中稳压管DW1的稳压值须大于稳压管DW3的稳压值，第二组控制电路中稳压管DW2的稳压值须大于稳压管DW4的稳压值，稳压管DW4的稳压值大于稳压管DW1的稳压值。
[0041]以DW2>DW4>DW1>DW3的稳压值为条件，对Vin端电压值在A、B、C、D、E五个阶段进行工作原理说明如下(注:如下工作原理说明均忽略Q2、Q3、Q4、Q5三极管的Vbe值)。
[0042]阶段一，Vin端电压值在DW3的稳压值以下:
[0043]Vin电压低DW1、DW2、DW3、DW4的击穿电压，4个稳压管均等效为高阻，流过Q3与Q5的Ibe电流几乎为0，Q3与Q5工作在截止状态，则开关管Q1关断，Vout端输出电压为0V。
[0044]阶段二，Vin端电压值在DW3?DW1的稳压值之间:
[0045]DW3处于击穿状态，呈现为低阻，DW1、DW2、DW4等效为高阻不变；流过Q3的Ibe电流急增。Q3工作在导通状态，则开关管Q1导通，Vout端输出等于Vin端的电压值。
[0046]阶段三，Vin端电压值在DW1?DW4的稳压值之间:
[0047]DW1、DW3处于击穿状态，呈现为低阻，DW2、DW4等效为高阻不变；因DW1的击穿使Q2工作在导通状态，Q2的导通引起流过Q3三极管Ibe电流几乎为0，Q3截止，则开关管Q1关断，Vout端输出电压为0V。
[0048]阶段四，Vin端电压值在DW4?DW2的稳压值之间:
[0049]DW1、DW3、DW4处于击穿状态，等效为低阻，DW2等效为高阻不变；同阶段三分析得知DW1、DW3同时处于击穿状态会引起Q3截止；DW4处于击穿状态使流过Q5的Ibe电流急增，Q5工作在导通状态；则开关管Q1导通，Vout端输出等于Vin端的电压值。
[0050]阶段五，Vin端电压值在DW2的稳压值以上:
[0051]DW1、DW2、DW3、DW4处于击穿状态，等效为低阻；同阶段三分析得知DW1、DW3同时处于击穿状态会引起Q3截止；同理分析，DW2、DW4同时处于击穿状态会引起Q5截止；因Q3、Q5都处于截止工作状态，开关管Q1关断，Vout端输出电压为0V。
[0052]由此可知，Vin端电压值在DW3?DW1稳压值之间和在DW4?DW2稳压值之间时，Vout端有正常的电压输出，反之则为0V，从而实现自动支持不同电源系统的过欠压保护功能。
[0053]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。
【权利要求】
1.一种自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，包括: 一连接汽车电池的电压输入端Vin ； 一连接车载终端的电压输出端Vout ； 一位于电压输入端Vin和电压输出端Vout之间用于执行Vin到Vout通断的开关管Q1，一在开关管Ql关断时提供稳态电压的电阻Rll以及一隔离电阻R7 ； 至少两组控制电路，分别对开关管Ql的通断进行控制，且任何一组控制电路处于生效状态时，电压输出端Vout可得到输出电压；且所有控制电路处于非生效状态时，电压输出端Vout电压为OV。
2.如权利要求1所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，所述控制电路包括第一组控制电路和第二组控制电路； 所述第一组控制电路包括稳压管DWl、DW3，电阻町、1?2、1?3、1?9，三极管Q2、Q3以及电路的保护器件DW6、DW7，所述稳压管DWl —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻Rl、R9连接到三极管Q2的B极；稳压管DW3 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R2、R3与三极管Q2的C极连接，所述三极管Q2的C极与三极管Q3的B极连接，所述三极管Q3的C极通过隔离电阻R7与开关管Ql连接； 所述稳压管DWl的稳压值大于DW3的稳压值； 所述第二组控制电路包括稳压管DW2、Dff4,电阻R4、R5、R6、R10，三极管Q4、Q5以及电路的保护器件DW8、DW9，所述稳压管DW2 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R4、RlO与三极管Q4的B极连接；稳压管DW4 —端连接到电压输入端Vin，另一端通过电阻R5、R6与三极管Q4的C极连接，三极管Q4的C极与三极管Q5的B极连接，所述三极管Q5的C极通过隔离电阻R7与开关管Ql连接； 所述稳压管DW2的稳压值大于DW4的稳压值，稳压管DW4的稳压值大于稳压管DWl的稳压值； 其中所述第一组控制电路中三极管Q3处于导通状态时，第一组控制电路处于生效状态，其对开关管Ql的通断进行控制，电压输出端Vout可得到输出电压； 所述第二组控制电路中三极管Q5处于导通状态时，第二组控制电路处于生效状态，其对开关管Ql的通断进行控制，电压输出端Vout可得到输出电压； 所述第一组控制电路中三极管Q3处于截止状态，且同时第二组控制电路中三极管Q5处于截止状态时，第一组、第二组控制电路处于非生效状态，电压输出端Vout电压为0V。
3.如权利要求2所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，还包括有开关管Ql的保护器件DW5和电容Cl，所述DW5、C1、R11并联后一端与电压输入端Vin连接，另一端连接到开关管Ql与隔离电阻R7之间。
4.如权利要求2所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，电压输入端Vin电压值小于DW3的稳压值时，电压输入端Vin电压低于DW1、DW2、DW3、DW4的击穿电压，所述稳压管DW1、DW2、DW3、DW4均等效为高阻，三极管Q3与Q5工作在截止状态，开关管Ql关断，电压输出端Vout输出电压为0V。
5.如权利要求2所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，电压输入端Vin电压值介于DW3和DWl的稳压值之间时，DW3处于击穿状态，呈现为低阻，此时DffU Dff2, DW4等效为高阻不变，三极管Q3工作在导通状态，则开关管Ql导通，电压输出端Vout输出等于电压输入端Vin的电压值。
6.如权利要求2所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，电压输入端Vin电压值介于DW4和DWl的稳压值之间时，DffU DW3处于击穿状态，呈现为低阻，Dff2,Dff4等效为高阻不变，DWl击穿使Q2工作在导通状态，此时Q3截止，开关管Ql关断，电压输出端Vout输出电压为0V。
7.如权利要求2所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，电压输入端Vin电压值介于DW2和DW4的稳压值之间时，DW1、DW3、DW4处于击穿状态，等效为低阻，DW2等效为高阻不变，此时三极管Q5工作在导通状态，开关管Ql导通，电压输出端Vout输出等于电压输入端Vin的电压值。
8.如权利要求2所述的自动支持不同电源系统的过欠压保护电路，其特征在于，电压输入端Vin电压值大于DW2的稳压值时，0胃1、012、013、014处于击穿状态，等效为低阻，此时三极管Q3、Q5处于截止工作状态，开关管Ql关断，电压输出端Vout输出电压为0V。
【文档编号】H02H3/20GK204068198SQ201420558089
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】戴海南 申请人:深圳市伊爱高新技术开发有限公司