一種對車載電子設備電源的自適應控制方法及其系統的製作方法
2023-10-06 06:49:44 2
一種對車載電子設備電源的自適應控制方法及其系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種對車載電子設備電源的自適應控制方法及其系統，步驟如下：1）車載電源並聯輸出，分別連接至降壓模塊進行降壓、連接至電壓比較器進行電壓比較、連接至開關電路，電壓比較器的輸出控制開關電路的導通與截止；所述的電壓比較器預定的參考電壓高於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於電壓比較器預定的參考電壓，則電壓比較器控制開關電路保持截止狀態，車載電源輸出電壓經降壓模塊輸出目標電壓；如果車載電源輸出電壓低於電壓比較器預定的參考電壓，則電壓比較器控制開關電路保持導通狀態，直接輸出車載電源輸出電壓，降壓電路不工作。解決了現有技術中存在的無條件對進行降壓或升壓的技術問題，即簡單又有效。
【專利說明】一種對車載電子設備電源的自適應控制方法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電壓自適應領域，更具體地說，涉及一種對車載電子設備電源的自適應控制方法及其系統。
【背景技術】
[0002]當前大部分車載電子設備的額定電壓是12V，工作電壓上限為18V，而車輛的電瓶電源卻有12V、24V甚至更高的區別，不能兼容直接提供電源給車載電子設備供電，需要電壓轉換。
[0003]現有技術中的自適應變壓方案一般使用專用的昂貴的升降壓晶片方案，直接預定較寬的工作範圍，無條件地對輸入電壓進行變壓。或是通過系統的ADC採樣識別系統電源電平，進而決定是直接提供原始電壓，還是通過電壓降壓方式轉化為目標電壓，再供電給用電設備。
[0004]中國實用新型專利ZL 201020622142.9公開了一種3G視頻監控設備的自適應超寬電壓電源，輸入為車輛電源，輸出為3G視頻監控系統，它總共由三級組成，包括第一級、第二級、第三級，第一級包括有防反接保護部分、浪湧保護部分、共模扼流部分、濾波部份和DC/DC處理部分；第二級包括二次降壓部分、濾波部份和DC/DC處理部分，第三級包括三次降壓部分與濾波部份和DC/DC處理部分，第一級輸入為車輛電源，第一級分別與外接攝像頭連接、與第二級連接；第二級分別與3G和GPS通信模塊電源連接，並與第三級連接。本實用新型為車載3G視頻監控設備提供電源，其既能滿足3G視頻監控設備不同部分所需要的不同電源，又能提供可靠穩定的電壓。
[0005]但上述實用新型的技術方案為了實現不同電源，逐級相連，再經過升降壓，不僅損耗大，而且設備成本高，並且仍然存在現有技術中普通存在的問題，即無條件地對輸入電壓進行變壓。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種車載電源對車載電子設備的自適應控制方法，不是使用專用的昂貴的升降壓晶片方案，直接預定較寬的工作範圍，無條件地對輸入電壓進行變壓；或是通過系統的ADC採樣識別系統電源電平，進而決定是直接提供原始電壓，還是通過電壓降壓方式轉化為目標電壓，再供電給用電設備；而是使用簡單的低成本的電路單路控制即可實現，無論外部供電系統是什麼電壓系統，始終輸出符合車載電子設備的供電範圍的電壓；並提供一種對車載電子設備電源的自適應控制裝置
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種對車載電子設備電源的自適應控制方法，步驟如下:
[0009]I)車載電源並聯輸出，分別連接至降壓模塊進行降壓、連接至電壓比較器進行電壓比較、連接至開關電路，電壓比較器的輸出控制開關電路的導通與截止；所述的電壓比較器預定的參考電壓高於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於電壓比較器預定的參考電壓，則電壓比較器控制開關電路保持截止狀態，車載電源輸出電壓經降壓模塊輸出目標電壓；如果車載電源輸出電壓低於電壓比較器預定的參考電壓，則電壓比較器控制開關電路保持導通狀態，直接輸出車載電源輸出電壓，降壓電路不工作。
[0011]作為優選，對開關電路的控制進一步包括:控制信號與電壓比較器的輸出進行「與」運算，當控制信號、電壓比較器的輸出均為高電平時，開關電路保持導通狀態；當控制信號、電壓比較器的輸出其中之一或全部為低電平時，開關電路保持截止狀態。
[0012]作為優選，所述的控制信號來自車載電子設備的控制模塊系統，佔用控制模塊系統的一個控制接口。
[0013]一種對車載電子設備電源的自適應控制裝置，包括降壓模塊、電壓比較器、開關電路，車載電源分別與降壓模塊、電壓比較器、開關電路相連；降壓模塊與車載電子設備相連；電壓比較器與開關電路相連，電壓比較器根據設定的閥值判斷車載電源的電壓環境，用於控制開關電路的導通與截止；開關電路與車載電子設備相連。
[0014]作為優選，還包括控制模塊、與門，與門連接在電壓比較器與開關電路之間；與門還與控制模塊相連。
[0015]作為優選，降壓模塊與車載電子設備間還連接有隔離模塊，將降壓模塊的輸出與開關電路的輸出隔離，防止電壓倒灌到降壓電路。
[0016]作為優選，降壓模塊或開關電路的輸出與電子車載設備間還連接有輸出保護模塊，為車載電子設備提供電壓穩定保護。
[0017]作為優選，所述的降壓模塊為降壓型DC-DC轉換器。
[0018]作為優選，所述的輸出保護模塊包括保險絲、TVS管。
[0019]作為優選，所述的開關電路為mosfet管，或開關管。
[0020]本發明的有益效果如下:
[0021]本發明所述的方法對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，不需要系統的模數轉換(ADC)資源，也無需採用昂貴的升降壓晶片方案。最多只需要提供I個控制接口、電壓比較器和開關管來管理電源的通斷。電路設計簡單，器件便宜。解決了現有技術中存在的無條件對進行降壓或升壓的技術問題，提供一種全新的技術思路，即簡單又有效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的實施例一的結構示意圖；
[0023]圖2是本發明的實施例二的結構示意圖；
[0024]圖中:1是降壓模塊，2是電壓比較器，3是開關電路，4是車載電源，5是控制模塊，6是與門，7是隔離模塊，8是輸出保護模塊，9是攝像頭。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖及實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
[0026]實施例一
[0027]如圖1所示的一種對車載電子設備電源的自適應控制裝置，包括降壓模塊1、電壓比較器2、開關電路3，車載電源4分別與降壓模塊1、電壓比較器2、開關電路3相連；降壓模塊I與車載電子設備相連；電壓比較器2與開關電路3相連，電壓比較器2根據設定的閥值判斷車載電源4的電壓環境，用於控制開關電路3的導通與截止；開關電路3與車載電子設備相連。
[0028]其對應的一種對車載電子設備電源的自適應控制方法，步驟如下:
[0029]I)車載電源4並聯輸出，分別連接至降壓模塊I進行降壓、連接至電壓比較器2進行電壓比較、連接至開關電路3，電壓比較器2的輸出控制開關電路3的導通與截止；所述的電壓比較器2預定的參考電壓高於降壓模塊I的輸出電壓的最低值；
[0030]2)如果車載電源4輸出電壓高於電壓比較器2預定的參考電壓，則電壓比較器2控制開關電路3保持截止狀態，車載電源4輸出電壓經降壓模塊I輸出目標電壓；如果車載電源4輸出電壓低於電壓比較器2預定的參考電壓，則電壓比較器2控制開關電路3保持導通狀態，直接輸出車載電源4輸出電壓，降壓電路不工作。
[0031 ] 本實施例以車載攝像頭為例，採用降壓晶片和MOSFET管結合電壓比較器2來識別系統是應用在12V車系統還是24V車系統，進而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓晶片處取電。其中，
[0032]車載電源4:為車輛電瓶為系統供電的電源輸入。
[0033]降壓模塊1，採用DC-DC將車載電源4穩壓到12V，以為攝像頭9供電使用，本實施例採用的是為降壓型DC-DC轉換器。
[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，根據設定的閥值用於判斷系統的電源電壓環境
[0036]開關電路3，本實施例中為MOSFET模塊，採用MOSFET管，輸入為汽車電瓶電源，由與門6輸出控制。
[0037]本發明的方法採用降壓晶片和MOSFET管結合電壓比較器2來識別系統是應用在12V車系統還是24V車系統，進而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓晶片處取電。
[0038]電壓比較器2可以使用系統的5V供電，並通過電阻分壓或採用穩壓晶片為比較器2提供參考電壓，使待比較電壓對於某個值，如15V，是個臨界值。當輸入電壓低於15V時，降壓模塊I不工作，電壓比較器2控制MOSFET模塊保持導通，攝像頭9直接從MOSFET模塊取電；當輸入電壓高於15V時，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]實施例二
[0040]如圖2所示的一種對車載電子設備電源的自適應控制裝置，包括降壓模塊1、電壓比較器2、開關電路3、控制模塊5、與門6、隔離模塊7、輸出保護模塊8。
[0041 ] 車載電源4分別與降壓模塊1、電壓比較器2、開關電路3相連；降壓模塊I與車載電子設備相連；電壓比較器2與開關電路3相連，電壓比較器2根據設定的閥值判斷車載電源4的電壓環境，用於控制開關電路3的導通與截止；開關電路3與車載電子設備相連。與門6連接在電壓比較器2與開關電路3之間；與門6還與控制模塊5相連。降壓模塊I與車載電子設備間還連接有隔尚模塊7,將降壓模塊I的輸出與開關電路3的輸出隔尚，防止電壓倒灌到降壓電路。降壓模塊I或開關電路3的輸出與電子車載設備間還連接有輸出保護模塊8，為車載電子設備提供電壓穩定保護。[0042]其對應的一種對車載電子設備電源的自適應控制方法，步驟如下:
[0043]I)車載電源4並聯輸出，分別連接至降壓模塊I進行降壓、連接至電壓比較器2進行電壓比較、連接至開關電路3，電壓比較器2的輸出控制開關電路3的導通與截止；所述的電壓比較器2預定的參考電壓小於降壓模塊I的工作電壓的最低值；
[0044]2)如果車載電源4輸出電壓高於降壓模塊I的工作電壓的最低值，則電壓比較器2控制開關電路3保持截止狀態，車載電源4輸出電壓經降壓模塊I輸出目標電壓；如果車載電源4輸出電壓低於電壓比較器2預定的參考電壓，則電壓比較器2控制開關電路3保持導通狀態，直接輸出車載電源4輸出電壓，降壓電路不工作。所述的控制信號來自車載電子設備的控制模塊系統，佔用控制模塊系統的一個控制接口。
[0045]對開關電路3的控制進一步包括:控制信號與電壓比較器2的輸出進行「與」運算，當控制信號、電壓比較器2的輸出均為高電平時，開關電路3保持導通狀態；當控制信號、電壓比較器2的輸出其中之一或全部為低電平時，開關電路3保持截止狀態。所述的控制信號來自車輛的控制系統，佔用控制系統的一個控制接口，該控制接口通過與門6與電壓比較器2 —起作用開啟或關閉攝像頭9電源。
[0046]本實施例以車載攝像頭為例，採用降壓晶片和MOSFET管結合電壓比較器2來識別系統是應用在12V車系統還是24V車系統，進而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓晶片處取電。其中，
[0047]車載電源4:為車輛電瓶為系統供電的電源輸入。
[0048]降壓模塊1，採用DC-DC將車載電源4穩壓到12V，以為攝像頭9供電使用，本實施例採用的是為降壓型DC-DC轉換器。
[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，根據設定的閥值用於判斷系統的電源電壓環境
[0051]開關電路3，本實施例中為MOSFET模塊，採用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，一般使用二極體隔離。
[0053]控制模塊5，為本發明所述的系統提供開關作用，以控制攝像頭9的電源通斷。
[0054]輸出保護模塊8，為攝像頭9供電電源提供電壓穩定保護，本實施例中由保險絲和TVS管(瞬變電壓抑制二極體)組成。
[0055]與門6,用於控制模塊5輸出與電壓比較模塊輸出共同控制MOSFET模塊的輸出。
[0056]本發明的方法採用降壓晶片和MOSFET管結合電壓比較器2來識別系統是應用在12V車系統還是24V車系統，進而控制攝像頭9供電是直接取電還是從降壓晶片處取電。
[0057]電壓比較器2可以使用系統的5V供電，並通過電阻分壓或採用穩壓晶片為比較器2提供參考電壓，使待比較電壓對於某個值，如15V，是個臨界值。當輸入電壓低於15V時，電壓比較器2輸出高電平「I」 ；當輸入電壓高於15V時，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；輸出低電平「O」為攝像頭9電源關閉狀態。
[0059]同時，該信號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。控制模塊5輸出高電平「I」時，比較器2也輸出高電平，MOSFET模塊輸出導通，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。控制模塊5輸出低電平「O」時，攝像頭9電源關閉。
[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體作為隔離模塊7。
[0061]為了保證輸出的可靠性，在輸出端加入保護模塊，使用TVS管保護。
[0062]上述實施例僅是用來說明本發明，而並非用作對本發明的限定。只要是依據本發明的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本發明的權利要求的範圍內。
【權利要求】
1.一種對車載電子設備電源的自適應控制方法，其特徵在於，步驟如下: I)車載電源並聯輸出，分別連接至降壓模塊進行降壓、連接至電壓比較器進行電壓比較、連接至開關電路，電壓比較器的輸出控制開關電路的導通與截止；所述的電壓比較器預定的參考電壓高於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於電壓比較器預定的參考電壓，則電壓比較器控制開關電路保持截止狀態，車載電源輸出電壓經降壓模塊輸出目標電壓；如果車載電源輸出電壓低於電壓比較器預定的參考電壓，則電壓比較器控制開關電路保持導通狀態，直接輸出車載電源輸出電壓，降壓電路不工作。
2.根據權利要求1所述的對車載電子設備電源的自適應控制方法，其特徵在於，對開關電路的控制進一步包括:控制信號與電壓比較器的輸出進行「與」運算，當控制信號、電壓比較器的輸出均為高電平時，開關電路保持導通狀態；當控制信號、電壓比較器的輸出其中之一或全部為低電平時，開關電路保持截止狀態。
3.根據權利要求2所述的對車載電子設備電源的自適應控制方法，其特徵在於，所述的控制信號來自車載電子設備的控制模塊系統，佔用控制模塊系統的一個控制接口。
4.一種對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，包括降壓模塊、電壓比較器、開關電路，車載電源分別與降壓模塊、電壓比較器、開關電路相連；降壓模塊與車載電子設備相連；電壓比較器與開關電路相連，電壓比較器根據設定的閥值判斷車載電源的電壓環境，用於控制開關電路的導通與截止；開關電路與車載電子設備相連。
5.根據權利要求4所述的對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，還包括控制模塊、與門，與門連接在電壓比較器與開關電路之間；與門還與控制模塊相連。
6.根據權利要求4所述的對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，降壓模塊與車載電子設備間還連接有隔離模塊，將降壓模塊的輸出與開關電路的輸出隔離，防止電壓倒灌到降壓電路。
7.根據權利要求4所述的對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，降壓模塊或開關電路的輸出與電子車載設備間還連接有輸出保護模塊，為車載電子設備提供電壓穩定保護。
8.根據權利要求4所述的對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，所述的降壓模塊為降壓型DC-DC轉換器。
9.根據權利要求7所述的對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，所述的輸出保護模塊包括保險絲、TVS管。
10.根據權利要求3所述的對車載電子設備電源的自適應控制裝置，其特徵在於，所述的開關電路為mosfet管，或開關管。
【文檔編號】G05F1/56GK103869858SQ201210534794
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月11日 優先權日:2012年12月11日
【發明者】陳茹濤, 劉燚華, 許寧, 楊鋒 申請人:廈門雅迅網絡股份有限公司