一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法及其系統(tǒng)，步驟如下：1）車載電源并聯(lián)輸出，分別連接至降壓模塊進(jìn)行降壓、連接至電壓比較器進(jìn)行電壓比較、連接至開關(guān)電路，電壓比較器的輸出控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與截止；所述的電壓比較器預(yù)定的參考電壓高于降壓模塊的輸出電壓的最低值；2）如果車載電源輸出電壓高于電壓比較器預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器控制開關(guān)電路保持截止?fàn)顟B(tài)，車載電源輸出電壓經(jīng)降壓模塊輸出目標(biāo)電壓；如果車載電源輸出電壓低于電壓比較器預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器控制開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)，直接輸出車載電源輸出電壓，降壓電路不工作。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無條件對(duì)進(jìn)行降壓或升壓的技術(shù)問題，即簡單又有效。
【專利說明】一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電壓自適應(yīng)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前大部分車載電子設(shè)備的額定電壓是12V，工作電壓上限為18V，而車輛的電瓶電源卻有12V、24V甚至更高的區(qū)別，不能兼容直接提供電源給車載電子設(shè)備供電，需要電壓轉(zhuǎn)換。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的自適應(yīng)變壓方案一般使用專用的昂貴的升降壓芯片方案，直接預(yù)定較寬的工作范圍，無條件地對(duì)輸入電壓進(jìn)行變壓?；蚴峭ㄟ^系統(tǒng)的ADC采樣識(shí)別系統(tǒng)電源電平，進(jìn)而決定是直接提供原始電壓，還是通過電壓降壓方式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)電壓，再供電給用電設(shè)備。
[0004]中國實(shí)用新型專利ZL 201020622142.9公開了一種3G視頻監(jiān)控設(shè)備的自適應(yīng)超寬電壓電源，輸入為車輛電源，輸出為3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它總共由三級(jí)組成，包括第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)，第一級(jí)包括有防反接保護(hù)部分、浪涌保護(hù)部分、共模扼流部分、濾波部份和DC/DC處理部分；第二級(jí)包括二次降壓部分、濾波部份和DC/DC處理部分，第三級(jí)包括三次降壓部分與濾波部份和DC/DC處理部分，第一級(jí)輸入為車輛電源，第一級(jí)分別與外接攝像頭連接、與第二級(jí)連接；第二級(jí)分別與3G和GPS通信模塊電源連接，并與第三級(jí)連接。本實(shí)用新型為車載3G視頻監(jiān)控設(shè)備提供電源，其既能滿足3G視頻監(jiān)控設(shè)備不同部分所需要的不同電源，又能提供可靠穩(wěn)定的電壓。
[0005]但上述實(shí)用新型的技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)不同電源，逐級(jí)相連，再經(jīng)過升降壓，不僅損耗大，而且設(shè)備成本高，并且仍然存在現(xiàn)有技術(shù)中普通存在的問題，即無條件地對(duì)輸入電壓進(jìn)行變壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種車載電源對(duì)車載電子設(shè)備的自適應(yīng)控制方法，不是使用專用的昂貴的升降壓芯片方案，直接預(yù)定較寬的工作范圍，無條件地對(duì)輸入電壓進(jìn)行變壓；或是通過系統(tǒng)的ADC采樣識(shí)別系統(tǒng)電源電平，進(jìn)而決定是直接提供原始電壓，還是通過電壓降壓方式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)電壓，再供電給用電設(shè)備；而是使用簡單的低成本的電路單路控制即可實(shí)現(xiàn)，無論外部供電系統(tǒng)是什么電壓系統(tǒng)，始終輸出符合車載電子設(shè)備的供電范圍的電壓；并提供一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法，步驟如下:
[0009]I)車載電源并聯(lián)輸出，分別連接至降壓模塊進(jìn)行降壓、連接至電壓比較器進(jìn)行電壓比較、連接至開關(guān)電路，電壓比較器的輸出控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與截止；所述的電壓比較器預(yù)定的參考電壓高于降壓模塊的輸出電壓的最低值；[0010]2)如果車載電源輸出電壓高于電壓比較器預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器控制開關(guān)電路保持截止?fàn)顟B(tài)，車載電源輸出電壓經(jīng)降壓模塊輸出目標(biāo)電壓；如果車載電源輸出電壓低于電壓比較器預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器控制開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)，直接輸出車載電源輸出電壓，降壓電路不工作。
[0011]作為優(yōu)選，對(duì)開關(guān)電路的控制進(jìn)一步包括:控制信號(hào)與電壓比較器的輸出進(jìn)行“與”運(yùn)算，當(dāng)控制信號(hào)、電壓比較器的輸出均為高電平時(shí)，開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)控制信號(hào)、電壓比較器的輸出其中之一或全部為低電平時(shí)，開關(guān)電路保持截止?fàn)顟B(tài)。
[0012]作為優(yōu)選，所述的控制信號(hào)來自車載電子設(shè)備的控制模塊系統(tǒng)，占用控制模塊系統(tǒng)的一個(gè)控制接口。
[0013]一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，包括降壓模塊、電壓比較器、開關(guān)電路，車載電源分別與降壓模塊、電壓比較器、開關(guān)電路相連；降壓模塊與車載電子設(shè)備相連；電壓比較器與開關(guān)電路相連，電壓比較器根據(jù)設(shè)定的閥值判斷車載電源的電壓環(huán)境，用于控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與截止；開關(guān)電路與車載電子設(shè)備相連。
[0014]作為優(yōu)選，還包括控制模塊、與門，與門連接在電壓比較器與開關(guān)電路之間；與門還與控制模塊相連。
[0015]作為優(yōu)選，降壓模塊與車載電子設(shè)備間還連接有隔離模塊，將降壓模塊的輸出與開關(guān)電路的輸出隔離，防止電壓倒灌到降壓電路。
[0016]作為優(yōu)選，降壓模塊或開關(guān)電路的輸出與電子車載設(shè)備間還連接有輸出保護(hù)模塊，為車載電子設(shè)備提供電壓穩(wěn)定保護(hù)。
[0017]作為優(yōu)選，所述的降壓模塊為降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0018]作為優(yōu)選，所述的輸出保護(hù)模塊包括保險(xiǎn)絲、TVS管。
[0019]作為優(yōu)選，所述的開關(guān)電路為mosfet管，或開關(guān)管。
[0020]本發(fā)明的有益效果如下:
[0021]本發(fā)明所述的方法對(duì)市面上常見的車輛電瓶改善了降壓供電方式有極大的益處，不需要系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)資源，也無需采用昂貴的升降壓芯片方案。最多只需要提供I個(gè)控制接口、電壓比較器和開關(guān)管來管理電源的通斷。電路設(shè)計(jì)簡單，器件便宜。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無條件對(duì)進(jìn)行降壓或升壓的技術(shù)問題，提供一種全新的技術(shù)思路，即簡單又有效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1是降壓模塊，2是電壓比較器，3是開關(guān)電路，4是車載電源，5是控制模塊，6是與門，7是隔離模塊，8是輸出保護(hù)模塊，9是攝像頭。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示的一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，包括降壓模塊1、電壓比較器2、開關(guān)電路3，車載電源4分別與降壓模塊1、電壓比較器2、開關(guān)電路3相連；降壓模塊I與車載電子設(shè)備相連；電壓比較器2與開關(guān)電路3相連，電壓比較器2根據(jù)設(shè)定的閥值判斷車載電源4的電壓環(huán)境，用于控制開關(guān)電路3的導(dǎo)通與截止；開關(guān)電路3與車載電子設(shè)備相連。
[0028]其對(duì)應(yīng)的一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法，步驟如下:
[0029]I)車載電源4并聯(lián)輸出，分別連接至降壓模塊I進(jìn)行降壓、連接至電壓比較器2進(jìn)行電壓比較、連接至開關(guān)電路3，電壓比較器2的輸出控制開關(guān)電路3的導(dǎo)通與截止；所述的電壓比較器2預(yù)定的參考電壓高于降壓模塊I的輸出電壓的最低值；
[0030]2)如果車載電源4輸出電壓高于電壓比較器2預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器2控制開關(guān)電路3保持截止?fàn)顟B(tài)，車載電源4輸出電壓經(jīng)降壓模塊I輸出目標(biāo)電壓；如果車載電源4輸出電壓低于電壓比較器2預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器2控制開關(guān)電路3保持導(dǎo)通狀態(tài)，直接輸出車載電源4輸出電壓，降壓電路不工作。
[0031 ] 本實(shí)施例以車載攝像頭為例，采用降壓芯片和MOSFET管結(jié)合電壓比較器2來識(shí)別系統(tǒng)是應(yīng)用在12V車系統(tǒng)還是24V車系統(tǒng)，進(jìn)而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓芯片處取電。其中，
[0032]車載電源4:為車輛電瓶為系統(tǒng)供電的電源輸入。
[0033]降壓模塊1，采用DC-DC將車載電源4穩(wěn)壓到12V，以為攝像頭9供電使用，本實(shí)施例采用的是為降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0034]攝像頭9，為車載攝像頭，一般額定工作電壓為12V。
[0035]電壓比較器2，根據(jù)設(shè)定的閥值用于判斷系統(tǒng)的電源電壓環(huán)境
[0036]開關(guān)電路3，本實(shí)施例中為MOSFET模塊，采用MOSFET管，輸入為汽車電瓶電源，由與門6輸出控制。
[0037]本發(fā)明的方法采用降壓芯片和MOSFET管結(jié)合電壓比較器2來識(shí)別系統(tǒng)是應(yīng)用在12V車系統(tǒng)還是24V車系統(tǒng)，進(jìn)而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓芯片處取電。
[0038]電壓比較器2可以使用系統(tǒng)的5V供電，并通過電阻分壓或采用穩(wěn)壓芯片為比較器2提供參考電壓，使待比較電壓對(duì)于某個(gè)值，如15V，是個(gè)臨界值。當(dāng)輸入電壓低于15V時(shí)，降壓模塊I不工作，電壓比較器2控制MOSFET模塊保持導(dǎo)通，攝像頭9直接從MOSFET模塊取電；當(dāng)輸入電壓高于15V時(shí)，降壓模塊I工作，比較器2控制MOSFET模塊保持截止，攝像頭9從降壓模塊I取電。
[0039]實(shí)施例二
[0040]如圖2所示的一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，包括降壓模塊1、電壓比較器2、開關(guān)電路3、控制模塊5、與門6、隔離模塊7、輸出保護(hù)模塊8。
[0041 ] 車載電源4分別與降壓模塊1、電壓比較器2、開關(guān)電路3相連；降壓模塊I與車載電子設(shè)備相連；電壓比較器2與開關(guān)電路3相連，電壓比較器2根據(jù)設(shè)定的閥值判斷車載電源4的電壓環(huán)境，用于控制開關(guān)電路3的導(dǎo)通與截止；開關(guān)電路3與車載電子設(shè)備相連。與門6連接在電壓比較器2與開關(guān)電路3之間；與門6還與控制模塊5相連。降壓模塊I與車載電子設(shè)備間還連接有隔尚模塊7,將降壓模塊I的輸出與開關(guān)電路3的輸出隔尚，防止電壓倒灌到降壓電路。降壓模塊I或開關(guān)電路3的輸出與電子車載設(shè)備間還連接有輸出保護(hù)模塊8，為車載電子設(shè)備提供電壓穩(wěn)定保護(hù)。[0042]其對(duì)應(yīng)的一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法，步驟如下:
[0043]I)車載電源4并聯(lián)輸出，分別連接至降壓模塊I進(jìn)行降壓、連接至電壓比較器2進(jìn)行電壓比較、連接至開關(guān)電路3，電壓比較器2的輸出控制開關(guān)電路3的導(dǎo)通與截止；所述的電壓比較器2預(yù)定的參考電壓小于降壓模塊I的工作電壓的最低值；
[0044]2)如果車載電源4輸出電壓高于降壓模塊I的工作電壓的最低值，則電壓比較器2控制開關(guān)電路3保持截止?fàn)顟B(tài)，車載電源4輸出電壓經(jīng)降壓模塊I輸出目標(biāo)電壓；如果車載電源4輸出電壓低于電壓比較器2預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器2控制開關(guān)電路3保持導(dǎo)通狀態(tài)，直接輸出車載電源4輸出電壓，降壓電路不工作。所述的控制信號(hào)來自車載電子設(shè)備的控制模塊系統(tǒng)，占用控制模塊系統(tǒng)的一個(gè)控制接口。
[0045]對(duì)開關(guān)電路3的控制進(jìn)一步包括:控制信號(hào)與電壓比較器2的輸出進(jìn)行“與”運(yùn)算，當(dāng)控制信號(hào)、電壓比較器2的輸出均為高電平時(shí)，開關(guān)電路3保持導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)控制信號(hào)、電壓比較器2的輸出其中之一或全部為低電平時(shí)，開關(guān)電路3保持截止?fàn)顟B(tài)。所述的控制信號(hào)來自車輛的控制系統(tǒng)，占用控制系統(tǒng)的一個(gè)控制接口，該控制接口通過與門6與電壓比較器2 —起作用開啟或關(guān)閉攝像頭9電源。
[0046]本實(shí)施例以車載攝像頭為例，采用降壓芯片和MOSFET管結(jié)合電壓比較器2來識(shí)別系統(tǒng)是應(yīng)用在12V車系統(tǒng)還是24V車系統(tǒng)，進(jìn)而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓芯片處取電。其中，
[0047]車載電源4:為車輛電瓶為系統(tǒng)供電的電源輸入。
[0048]降壓模塊1，采用DC-DC將車載電源4穩(wěn)壓到12V，以為攝像頭9供電使用，本實(shí)施例采用的是為降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0049]攝像頭9，為車載攝像頭，一般額定工作電壓為12V。
[0050]電壓比較器2，根據(jù)設(shè)定的閥值用于判斷系統(tǒng)的電源電壓環(huán)境
[0051]開關(guān)電路3，本實(shí)施例中為MOSFET模塊，采用MOSFET管，輸入為汽車電瓶電源，由與門6輸出控制。也可以米用開關(guān)管。
[0052]隔離模塊7，將降壓模塊I的輸出電壓與Mosfet管的輸出電壓隔離，防止電壓倒灌到DC-DC，一般使用二極管隔離。
[0053]控制模塊5，為本發(fā)明所述的系統(tǒng)提供開關(guān)作用，以控制攝像頭9的電源通斷。
[0054]輸出保護(hù)模塊8，為攝像頭9供電電源提供電壓穩(wěn)定保護(hù)，本實(shí)施例中由保險(xiǎn)絲和TVS管(瞬變電壓抑制二極管)組成。
[0055]與門6,用于控制模塊5輸出與電壓比較模塊輸出共同控制MOSFET模塊的輸出。
[0056]本發(fā)明的方法采用降壓芯片和MOSFET管結(jié)合電壓比較器2來識(shí)別系統(tǒng)是應(yīng)用在12V車系統(tǒng)還是24V車系統(tǒng)，進(jìn)而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓芯片處取電。
[0057]電壓比較器2可以使用系統(tǒng)的5V供電，并通過電阻分壓或采用穩(wěn)壓芯片為比較器2提供參考電壓，使待比較電壓對(duì)于某個(gè)值，如15V，是個(gè)臨界值。當(dāng)輸入電壓低于15V時(shí)，電壓比較器2輸出高電平“I” ；當(dāng)輸入電壓高于15V時(shí)，比較器2輸出低電平“O” ；
[0058]控制模塊5輸出高電平“I”為攝像頭9電源開啟狀態(tài)；輸出低電平“O”為攝像頭9電源關(guān)閉狀態(tài)。
[0059]同時(shí)，該信號(hào)通過與方式與電壓比較器2的輸出一起控制MOSFET模塊的輸出狀態(tài)?？刂颇K5輸出高電平“I”時(shí)，比較器2也輸出高電平，MOSFET模塊輸出導(dǎo)通，攝像頭9從MOSFET模塊處取電；比較器2輸出低電平，MOSFET模塊輸出截至，攝像頭9不從MOSFET模塊處取電，而從降壓模塊I處取電?？刂颇K5輸出低電平“O”時(shí)，攝像頭9電源關(guān)閉。
[0060]為了保持降壓模塊i輸出與M0SFET模塊輸出的電壓平衡，它們之間使用低壓差的二極管作為隔離模塊7。
[0061]為了保證輸出的可靠性，在輸出端加入保護(hù)模塊，使用TVS管保護(hù)。
[0062]上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法，其特征在于，步驟如下: I)車載電源并聯(lián)輸出，分別連接至降壓模塊進(jìn)行降壓、連接至電壓比較器進(jìn)行電壓比較、連接至開關(guān)電路，電壓比較器的輸出控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與截止；所述的電壓比較器預(yù)定的參考電壓高于降壓模塊的輸出電壓的最低值； 2 )如果車載電源輸出電壓高于電壓比較器預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器控制開關(guān)電路保持截止?fàn)顟B(tài)，車載電源輸出電壓經(jīng)降壓模塊輸出目標(biāo)電壓；如果車載電源輸出電壓低于電壓比較器預(yù)定的參考電壓，則電壓比較器控制開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)，直接輸出車載電源輸出電壓，降壓電路不工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法，其特征在于，對(duì)開關(guān)電路的控制進(jìn)一步包括:控制信號(hào)與電壓比較器的輸出進(jìn)行“與”運(yùn)算，當(dāng)控制信號(hào)、電壓比較器的輸出均為高電平時(shí)，開關(guān)電路保持導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)控制信號(hào)、電壓比較器的輸出其中之一或全部為低電平時(shí)，開關(guān)電路保持截止?fàn)顟B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述的控制信號(hào)來自車載電子設(shè)備的控制模塊系統(tǒng)，占用控制模塊系統(tǒng)的一個(gè)控制接口。
4.一種對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，包括降壓模塊、電壓比較器、開關(guān)電路，車載電源分別與降壓模塊、電壓比較器、開關(guān)電路相連；降壓模塊與車載電子設(shè)備相連；電壓比較器與開關(guān)電路相連，電壓比較器根據(jù)設(shè)定的閥值判斷車載電源的電壓環(huán)境，用于控制開關(guān)電路的導(dǎo)通與截止；開關(guān)電路與車載電子設(shè)備相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，還包括控制模塊、與門，與門連接在電壓比較器與開關(guān)電路之間；與門還與控制模塊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，降壓模塊與車載電子設(shè)備間還連接有隔離模塊，將降壓模塊的輸出與開關(guān)電路的輸出隔離，防止電壓倒灌到降壓電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，降壓模塊或開關(guān)電路的輸出與電子車載設(shè)備間還連接有輸出保護(hù)模塊，為車載電子設(shè)備提供電壓穩(wěn)定保護(hù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述的降壓模塊為降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述的輸出保護(hù)模塊包括保險(xiǎn)絲、TVS管。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)車載電子設(shè)備電源的自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，所述的開關(guān)電路為mosfet管，或開關(guān)管。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK103869858SQ201210534794
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】陳茹濤, 劉燚華, 許寧, 楊鋒 申請人:廈門雅迅網(wǎng)絡(luò)股份有限公司