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CN104578306B - 车载电源管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车载电源管理系统，系统包括并行设置的第一级low_v和第二级low_v，第一级low_v包括电源监控模块和采样模块，用于监控电源的电压变化的电源监控模块连接在电源上，电源监控模块输出信号给采样模块，采样模块输出采样信号给MCU，第二级low_v包括分压模块、比较模块和检测模块，用于检测电源的电压变化的分压模块连接在电源上，电源电压经分压模块分压后输出给比较模块，比较模块输出比较信号给检测模块，检测模块输出信号给MCU。本发明采用二级low_v的好处时，可以降低系统的功耗，使系统处于临界，本发明采用部分单元电路分批单元控制，降低功耗，延缓系统突然关闭或启动带来的工作不稳定。

Description

车载电源管理系统
技术领域
本发明公开一种电源系统，特别是一种车载电源管理系统。
背景技术
汽车作为一种现代交通工具已经与当今人们的生活密不可分，为了工作需要和人们的对舒适、便利的要求，越来越多的终端设备加装到汽车里。
由于各种原因，新增加的各种电器设备在使用中还不尽人意的地方，主要表现在汽车点火时导致新设备的重启等等，点火重启现象是由车载电子设备中电源决定的。一般情况下汽车电子蓄电池的直流电源输入电压为12V±10%，特殊设计汽车电子电源设备蓄电池输出的宽电压，范围可为：-25%，+50%，即标称值为12VDC，直流电源实际值范围为9VDC到18VDC。
由于在汽车点火启动时，实际蓄电池电压低于9VDC，所以在汽车点火时，车载设备会因电压过低而导致汽车设备系统停止工作。点火启动后车载设备会因电压上升，故车载设备会因电压上升到额定，又重新启动。
针对此问题，于是有人在汽车设备电源管理系统上做文章。采用在设备系统的电源跌落时的监控，检测及其控制等相关的电路，来提高系统工作的时间上有序启动，即是采用low_v电路，现有技术中，基本采纳一级low_v，效果不够理想。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的车载电源管理系统采用一级low_v，效果不理想的缺点，本发明提供一种新的车载电源管理系统，其采用二级low_v，可以快速启动点火系统掉电带来的重新启动弊端。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种车载电源管理系统，该系统包括并行设置的第一级low_v和第二级low_v，第一级low_v包括电源监控模块和采样模块，用于监控电源的电压变化的电源监控模块连接在电源上，电源监控模块输出信号给采样模块，采样模块输出采样信号给MCU，第二级low_v包括分压模块、比较模块和检测模块，用于检测电源的电压变化的分压模块连接在电源上，电源电压经分压模块分压后输出给比较模块，比较模块输出比较信号给检测模块，检测模块输出信号给MCU。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的分压模块主要包括三极管Q231、电阻R260、电阻R258和电容C242，分压模块中的三极管Q231的发射极通过电阻R258与电源连接，电阻R258与分压模块中的三极管Q231的公共端通过电容C242接地，分压模块中的三极管Q231的基极通过串接的电阻R260接地。
所述的比较模块包括三极管Q231、电阻R261、电阻R253和三极管Q232，比较模块中的三极管Q231的基极与分压模块中的三极管Q231的基极连接，比较模块中的三极管Q231的发射极连接至系统的VDD_3.3V，比较模块中的三极管Q231的集电极通过电阻R261与三极管Q232的基极连接，三极管Q232的集电极通过电阻R253与比较模块中的三极管Q231的基极连接，三极管Q232的发射极接地。
所述的三极管Q232采用型号为 BCR116的三极管。
所述的三极管Q231采用型号为BC857BS的复合三级管，其内部的一个三极管作为分压模块的一部分，其内部另一个三极管作为比较模块的一部分。
所述的检测模块包括电阻R262、电阻R252和电容C241，电阻R262一端连接在比较模块中的三极管Q231的集电极连接，电阻R262另一端连接在MCU上，电阻R252和电容C241并联连接在电阻R262与地之间。
所述的电源监控模块包括三极管Q206、三极管Q207、电阻R216和电阻R217，三极管Q206的发射极与电源连接，三极管Q206的发射极与基极之间跨接有电阻R216，三极管Q206的基极通过电阻R217连接至三极管Q207的集电极，三极管Q207的基极连接至MCU的一个I/O口，三极管Q207的发射极接地。
所述的三极管Q206采用型号为MMBTA56LT1的三极管。
所述的采样模块包括电阻R218、电阻R219和电容C124，电阻R218串接在三极管Q205的集电极和MCU的A/D引脚之间，电阻R219和电容C124并联连接，分别连接在MCU的A/D引脚和地之间。
本发明的有益效果是：本发明采用二级low_v的好处时，可以降低系统的功耗，使系统处于临界，本发明采用部分单元电路分批单元控制，降低功耗，延缓系统突然关闭或启动带来的工作不稳定。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明电路方框图。
图2为本发明电路原理图。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
请参看附图1和附图2，本发明主要采用电源管理之中的二级low_v方法，单元电路结构包括：用于监控音响导航系统电源供电电压变化的监控电路、用于检测音响导航系统电源供电电压变化的检测电路以及控制电路，其构造一种点火启动时，在汽车设备音响导航系统中，汽车电源供电汽车音响导航时，电源电压变化，监控，判断及检测。
本发明主要包括并行设置的第一级low_v和第二级low_v，第一级low_v包括电源监控模块D和采样模块E，电源监控模块D连接在电源上，用于监控电源的电压变化，电源监控模块输出信号给采样模块E，采样模块E输出给MCU，本实施例中，MCU上设有A/D接口，采样模块E输出连接在A/D接口上，第二级low_v包括分压模块A、比较模块B和检测模块C，分压模块A连接在电源上，用于检测电源的电压变化，电源电压经分压模块A分压后输出给比较模块B，比较模块B输出比较信号给检测模块C，检测模块C输出信号给MCU。
本实施例中，分压模块A主要包括三极管Q231、电阻R260、电阻R258和电容C242，三极管Q231的第1引脚（即发射极）通过电阻R258与电源连接，电阻R258与三极管Q231的公共端通过电容C242接地，三极管Q231的基极通过串接的电阻R260接地，电阻R260采用100K电阻。
本实施例中，比较模块B包括三极管Q231、电阻R261、电阻R253和三极管Q232，本实施例中，三极管Q231采用型号为BC857BS的复合三级管，其内部的一个三极管作为分压模块A的一部分，其内部另一个三极管作为比较模块B的一部分，两个三极管的基极连接在一起，比较模块B中的三极管Q231的发射极连接至系统的VDD_3.3V，比较模块B中的三极管Q231的集电极通过电阻R261与三极管Q232的基极连接，三极管Q232的集电极通过电阻R253与比较模块B中的三极管Q231的基极连接，三极管Q232的发射极接地。本实施例中，三极管Q232采用型号为 BCR116的三极管，电阻R261的阻值为100K，电阻R253的阻值为560K。
本实施例中，检测模块C包括电阻R262、电阻R252和电容C241，电阻R262一端连接在比较模块B中的三极管Q231的集电极连接，电阻R262另一端连接在MCU上，电阻R252和电容C241并联连接在电阻R262与地之间。本实施例中，电阻R262阻值为330Ω，电阻R252阻值为10K。
本实施例中，电源监控模块D包括三极管Q206、三极管Q207、电阻R216和电阻R217，三极管Q206采用型号为MMBTA56LT1的三极管，三极管Q206的发射极与电源连接，三极管Q206的发射极与基极之间跨接有电阻R216，本实施例中，电阻R216的阻值为47K，三极管Q206的基极通过电阻R217连接至三极管Q207的集电极，三极管Q207的基极连接至MCU的一个I/O口，三极管Q207的发射极接地，本实施例中，三极管Q207采用型号为BCR116的三极管。
本实施例中，采样模块E包括电阻R218、电阻R219和电容C124，电阻R218串接在三极管Q205的集电极和MCU的A/D引脚（即AIN引脚）之间，电阻R219和电容C124并联连接，分别连接在MCU的A/D引脚和地之间，本实施例中，电阻R218的阻值为64K9，电阻R219的阻值为11K。
本实施例中，MCU构成控制模块F，控制模块F上设有串口通讯接口，用于通讯。
本发明在工作时，当车载电子启动时，蓄电池电源A+为8.2V，继续耗电由8.2V降到6.8V时，则启用二级LOW_V单元控制，此时，操作系统处于休眠状态。
具体工作：所述电路电源A+通过68.1K电阻R258连接至三极管Q231的1脚（即发射极），电路中的三极管Q231的2脚（即基极）进行分压，分压值
当A+为6.8V时，分压值为4.045V，通过比较模块B中的三极管Q231右侧PNP三极管PN结比较后，此PNP管PN结截止，系统VDD_3.3V未能通过比较模块B的比较电路至检测模块C检测为低电平，低电平无效；
Sys_on系统ON仍然为ON，系统处于工作状态。
当A+为4.3V时，分压值为2.6V，通过比较模块B中的三极管Q231右侧PNP三极管PN结比较后，此PNP管PN结压差值0.7V处于临界状态，BL_ON/OFF处于OFF状态，Sys_on系统ON仍然为ON，系统处于工作状态。
当A+为小于4.3V时，分压值小于2.6V，通过比较模块B中的三极管Q231右侧PNP三极管PN结比较后，此PNP管PN结导通，系统VDD_3.3V能通过比较模块B中的比较电路至检测模块C，检测为高电平，高电位有效。
Sys_on系统ON变为OFF，系统关闭，整机系统关闭。
当电源缓慢升起时，以上过程反之。
本发明中，一级电源LOW_V工作状态如下：
当车机ACC点火启动时，车机蓄电池电源突变降低到9V时，系统仍然正常工作；车机蓄电池电源一路慢慢下降到8.7V，处于回滞状态，即临界状态；当降到8.2V时系统处于假关机状态，即整机系统的背光源关闭，BL_ON/OFF处于OFF，而整机主要的操作系统部分仍然工作正常，其他处于休眠状态。
车机蓄电池电源经历17V→16.3V→16V→9V→8.7V→8.2V，由采样模块E的采样取值输入至MCU_AD检测决定系统工作状态。
二级电源LOW_V工作状态如下：
当蓄电池继续耗电由8.2V→6.8V时，启用二级LOW_V单元控制，操作系统处于休眠状态；从6.8V→6.6V时，系统处于临界状态，即往6.6V下偏时，系统处于停止工作状态；到6.2V时，车机完全处于停止工作状态。
当蓄电池重新充电，等于或高于6.2V时，车机开机起控，但是处于停止工作状态。继续回到6.6V时，系统部分工作休眠启动。继续到6.8V时，休眠彻底被激活，睡眠冻结进入到系统工作。

Claims (7)

1.一种车载电源管理系统，其特征是：所述的系统包括并行设置的第一级low_v和第二级low_v，第一级low_v包括电源监控模块和采样模块，用于监控电源的电压变化的电源监控模块连接在电源上，电源监控模块输出信号给采样模块，采样模块输出采样信号给MCU，第二级low_v包括分压模块、比较模块和检测模块，用于检测电源的电压变化的分压模块连接在电源上，电源电压经分压模块分压后输出给比较模块，比较模块输出比较信号给检测模块，检测模块输出信号给MCU，所述的分压模块主要包括三极管Q231的一部分、电阻R260、电阻R258和电容C242，分压模块中的三极管Q231部分的发射极通过电阻R258与电源连接，电阻R258与分压模块中的三极管Q231部分的公共端通过电容C242接地，分压模块中的三极管Q231部分的基极通过串接的电阻R260接地，所述的比较模块包括三极管Q231的一部分、电阻R261、电阻R253和三极管Q232，比较模块中的三极管Q231部分的基极与分压模块中的三极管Q231部分的基极连接，比较模块中的三极管Q231部分的发射极连接至系统的VDD_3.3V，比较模块中的三极管Q231部分的集电极通过电阻R261与三极管Q232的基极连接，三极管Q232的集电极通过电阻R253与比较模块中的三极管Q231部分的基极连接，三极管Q232的发射极接地，所述的三极管Q231采用复合三极管，其内部的一个三极管作为分压模块的一部分，其内部另一个三极管作为比较模块的一部分。
2.根据权利要求1所述的车载电源管理系统，其特征是：所述的三极管Q232采用型号为BCR116的三极管。
3.根据权利要求1所述的车载电源管理系统，其特征是：所述的三极管Q231采用型号为BC857BS的复合三极管。
4.根据权利要求1所述的车载电源管理系统，其特征是：所述的检测模块包括电阻R262、电阻R252和电容C241，电阻R262一端连接在比较模块中的三极管Q231的集电极连接，电阻R262另一端连接在MCU上，电阻R252和电容C241并联连接在电阻R262与地之间。
5.根据权利要求1所述的车载电源管理系统，其特征是：所述的电源监控模块包括三极管Q206、三极管Q207、电阻R216和电阻R217，三极管Q206的发射极与电源连接，三极管Q206的发射极与基极之间跨接有电阻R216，三极管Q206的基极通过电阻R217连接至三极管Q207的集电极，三极管Q207的基极连接至MCU的一个I/O口，三极管Q207的发射极接地。
6.根据权利要求5所述的车载电源管理系统，其特征是：所述的三极管Q206采用型号为MMBTA56LT1的三极管。
7.根据权利要求1所述的车载电源管理系统，其特征是：所述的采样模块包括电阻R218、电阻R219和电容C124，电阻R218串接在三极管Q205的集电极和MCU的A/D引脚之间，电阻R219和电容C124并联连接，分别连接在MCU的A/D引脚和地之间。
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