一種高低壓自保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于保護電路領域，提供了一種高低壓自保護電路，其特征在于：所述電路包括供電模塊、低壓模塊及高壓模塊，所述低壓模塊與所述高壓模塊串聯與所述供電模塊串聯，供電模塊在設定范圍內，所述低壓模塊與所述高壓模塊均正常工作，所述低壓模塊的作用是當供電模塊低于設定范圍，低壓模塊自行切斷供電回路，所述高壓模塊的作用是當供電模塊高于設定范圍，高壓模塊自行切斷供電回路。車載電池電平波動嚴重時，可以主動切斷供電電路，既阻止了電池過度放電，也保護車載娛樂系統不會因為電壓過高而損壞。
【專利說明】
一種高低壓自保護電路
技術領域
[0001]本實用新型屬于保護電路領域，尤其涉及一種高低壓自保護電路。
【背景技術】
[0002]在車載領域，車載娛樂系統由電池供電，在車鑰匙打火時，電池電壓會非常不穩定，不穩定的電壓會給車載娛樂系統造成損壞甚至導致系統癱瘓。現在常用的方法是在車載娛樂系統電壓輸入端進行濾波、穩壓，從一定程度上改善了電平的波動性，同時在系統啟動后，通過MCU來實時監控電池電壓，造成MCU負荷偏重。傳統方法在電池電平波動嚴重時，只能被動進行濾波穩壓處理，而無法斷開電池回路，一旦電平波動造成娛樂系統損害或者電池損害時，將會造成很嚴重的后果。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種高低壓自保護電路，旨在解決車載電池電平波動嚴重時，可以主動切斷供電電路，既阻止了電池過度放電，也保護車載娛樂系統不會因為電壓過高而損壞的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現的，一種高低壓自保護電路，其特征在于:所述電路包括供電模塊、低壓模塊及高壓模塊，所述低壓模塊與所述高壓模塊串聯與所述供電模塊串聯，供電模塊在設定范圍內，所述低壓模塊與所述高壓模塊均正常工作，所述低壓模塊的作用是當供電模塊低于設定范圍，低壓模塊自行切斷供電回路，所述高壓模塊的作用是當供電模塊高于設定范圍，高壓模塊自行切斷供電回路。
[0005]本實用新型的進一步技術方案是:所述低壓模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻尺4、電阻1?5、電阻1?6、電容(:1、穩壓管01、三極管QI及MOSFET管Q2，所述供電模塊分別與所述電阻R2—端、所述電阻R4—端及所述電阻R6—端連接，所述電阻R2另一端分別與所述電阻Rl—端及三極管Ql基極連接，所述電阻R4另一端分別與所述電阻R5—端及三極管Ql發射極連接，所述R6另一端與所述電容Cl 一端連接，所述電阻Rl另一端與所述穩壓管Dl陽極連接，所述三極管Ql集電極與所述電阻R3—端連接，所述電阻R5另一端與所述MOSFET管Q2柵極連接，所述電容Cl另一端與所述MOSFET管Q2源極連接，所述供電模塊分別與所述MOSFET管Q2漏極、所述電阻R3另一端及所述穩壓管Dl陰極連接。
[0006]本實用新型的進一步技術方案是:所述高壓模塊包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C2、穩壓管D2、三極管Q3及MOSFET管Q4，所述供電模塊分別與所述電阻R8—端、所述電阻RlO—端及所述電阻R12—端連接，所述電阻R8另一端分別與所述電阻R7—端及三極管Q3基極連接，所述電阻RlO另一端分別與所述電阻Rll—端及三極管Q3發射極連接，所述R12另一端與所述電容C2—端連接，所述電阻R7另一端與所述穩壓管D2陽極連接，所述三極管Q3集電極與所述電阻R9—端連接，所述電阻Rll另一端與所述MOSFET管Q4柵極連接，所述電容C2另一端與所述MOSFET管Q4源極連接，所述MOSFET管Q4漏極、所述電阻R9另一端及所述穩壓管D2陰極與所述低壓模塊MOSFET管Q2源極連接。
[0007]本實用新型的進一步技術方案是:所述MOSFET管Q2為N溝MOSFET管或P溝MOSFET管。
[0008]本實用新型的進一步技術方案是:所述MOSFET管Q4*P$M0SFET管。
[0009]本實用新型的進一步技術方案是:所述電阻Rl阻值與電阻R2阻值的比值大于所述電阻R7阻值與電阻R阻值8的比值，所述電阻R3阻值與電阻R4阻值的比值小于所述電阻R9阻值與電阻RlO阻值的比值，所述電阻R5阻值等于所述電阻Rll阻值，所述電阻R6阻值等于電阻R12阻值，所述電阻R6及電阻R12為百歐電阻。
[0010]本實用新型的有益效果是:解決了車載電池電平波動嚴重時，可以主動切斷供電電路，既阻止了電池過度放電，也保護車載娛樂系統不會因為電壓過高而損壞。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例提供的一種高低壓自保護電路；
[0012]圖2是本實用新型實施例提供的一種高低壓自保護電路的低壓保護電路；
[0013]圖3是本實用新型實施例提供的一種高低壓自保護電路的高壓保護電路。
【具體實施方式】
[0014]附圖標記:
[0015]圖1示出了本實用新型提供的一種高低壓自保護電路，旨在解決車載電池電平波動嚴重時，可以主動切斷供電電路，既阻止了電池過度放電，也保護車載娛樂系統不會因為電壓過高而損壞的問題。
[0016]—種高低壓自保護電路，所述電路包括供電模塊、低壓模塊及高壓模塊，所述低壓模塊與所述高壓模塊串聯與所述供電模塊串聯，供電模塊在設定范圍內，所述低壓模塊與所述高壓模塊均正常工作，所述低壓模塊的作用是當供電模塊低于設定范圍，低壓模塊自行切斷供電回路，所述高壓模塊的作用是當供電模塊高于設定范圍，高壓模塊自行切斷供電回路。
[0017]所述低壓模塊包括電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、穩壓管D1、三極管Ql及MOSFET管Q2，所述供電模塊分別與所述電阻R2—端、所述電阻R4—端及所述電阻R6—端連接，所述電阻R2另一端分別與所述電阻Rl—端及三極管Ql基極連接，所述電阻R4另一端分別與所述電阻R5—端及三極管Ql發射極連接，所述R6另一端與所述電容Cl一端連接，所述電阻Rl另一端與所述穩壓管Dl陽極連接，所述三極管Ql集電極與所述電阻R3—端連接，所述電阻R5另一端與所述MOSFET管Q2柵極連接，所述電容Cl另一端與所述MOSFET管Q2源極連接，所述供電模塊分別與所述MOSFET管Q2漏極、所述電阻R3另一端及所述穩壓管Dl陰極連接。
[0018]所述高壓模塊包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C2、穩壓管D2、三極管Q3及MOSFET管Q4，所述供電模塊分別與所述電阻R8—端、所述電阻RlO—端及所述電阻R12—端連接，所述電阻R8另一端分別與所述電阻R7—端及三極管Q3基極連接，所述電阻RlO另一端分別與所述電阻Rll—端及三極管Q3發射極連接，所述R12另一端與所述電容C2—端連接，所述電阻R7另一端與所述穩壓管D2陽極連接，所述三極管Q3集電極與所述電阻R9—端連接，所述電阻Rll另一端與所述MOSFET管Q4柵極連接，所述電容C2另一端與所述MOSFET管Q4源極連接，所述MOSFET管Q4漏極、所述電阻R9另一端及所述穩壓管D2陰極與所述低壓模塊MOSFET管Q2源極連接。
[0019]所述MOSFET 管 Q2 為 N 溝MOSFET 管或 P 溝MOSFET 管。
[0020]所述MOSFET 管 Q4*P$M0SFET 管。
[0021 ] 所述電阻Rl阻值與電阻R2阻值的比值大于所述電阻R7阻值與電阻R阻值8的比值，所述電阻R3阻值與電阻R4阻值的比值小于所述電阻R9阻值與電阻RlO阻值的比值，所述電阻R5阻值等于所述電阻Rl I阻值，所述電阻R6阻值等于電阻Rl 2阻值，所述電阻R6及電阻Rl 2為百歐電阻。
[0022]圖2虛線框體內為低壓模塊部分，主要是通過穩壓管Dl，電阻Rl、R2進行分壓，來為三極管Ql基極提供電平，三極管工作狀態可以選擇飽和，截止，放大，比較靈活，一般情況下選擇飽和導通和截止兩種狀態，對于穩壓管Dl的選型、電阻Rl、R2阻值選取，與限定電壓范圍最小值相關。同時Ql選取盡量選用Ib比較小的三極管，電阻R3和R4選取，要保證Ql能夠盡快進入飽和導通狀態，同時保證Ql發射端電壓Vel要達到Q2導通電壓Vgsl(on)，Q1基極電壓Vbl=Vel+0.7V，Vel最小值為Vgs(on)門限值，電阻R5—般選100歐姆以下阻值。假定Vgs(on)=5V，電池電壓范圍為9V-16V，三極管Ic=20mA，放大倍數β=200，三極管Ql工作在飽和或者截止狀態，則 Ib=20Ma/200=100uA。則 Ve 1=5V，Vb 1=5.7V。由 I e=Ib+Ic，我們選擇假設 R4=42K，可以算出Ic=20uA，此時Ib?Ic/0，所以，三極管工作在飽和區。Uce=0V，R3=(9-5)/20uA=200K。為了使得穩壓管Dl獲得相對較穩定的穩壓效果，穩壓管Iz不能太小，采用3V穩壓管，流經穩壓管的電流設定為 150uA，則 R2=5.7V/(200-100)=57K，Rl=(9-5.7-3)/200uA=1.5K。所以取:Rl=1.5K,R2=57K,R3=200K,R4=42K,R5=100 Ω，D1 選擇3V穩壓、Iz相對較小的小功率穩壓管。對于Cl和R6的作用，主要是在絕緣柵極管導通時候，對電壓進行穩定和消除震蕩。Cl一般選取微法級，電阻R6—般選取百歐級。對于三極管Ql，我們選擇常用的2N3904，對于MOSFET管，我們選擇CSD18533Q5A.
[0023]同理可以推算出圖3中各個部分電阻電容值，以及各個晶體管選型。
[0024]對各個關鍵器件的選型，要求穩壓管穩壓電流盡可能小，并且具有一定的溫度補償特性；
[0025]對各個關鍵器件的選取，要求電阻精度均需1%，電容精度10%;
[0026]對于三極管的選型，我們要求放大倍數盡快能大，最大集電極電流盡可能小，這樣容易工作在飽和區。
[0027]解決了車載電池電平波動嚴重時，可以主動切斷供電電路，既阻止了電池過度放電，也保護車載娛樂系統不會因為電壓過高而損壞。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高低壓自保護電路，其特征在于:所述電路包括供電模塊、低壓模塊及高壓模塊，所述低壓模塊與所述高壓模塊串聯與所述供電模塊串聯，供電模塊在設定范圍內，所述低壓模塊與所述高壓模塊均正常工作，所述低壓模塊的作用是當供電模塊低于設定范圍，低壓模塊自行切斷供電回路，所述高壓模塊的作用是當供電模塊高于設定范圍，高壓模塊自行切斷供電回路。2.根據權利要求1所述的高低壓自保護電路，其特征在于，所述低壓模塊包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、穩壓管Dl、三極管Ql及MOSFET管Q2，所述供電模塊分別與所述電阻R2—端、所述電阻R4—端及所述電阻R6—端連接，所述電阻R2另一端分別與所述電阻Rl—端及三極管Ql基極連接，所述電阻R4另一端分別與所述電阻R5—端及三極管Ql發射極連接，所述R6另一端與所述電容Cl 一端連接，所述電阻Rl另一端與所述穩壓管Dl陽極連接，所述三極管Ql集電極與所述電阻R3—端連接，所述電阻R5另一端與所述MOSFET管Q2柵極連接，所述電容Cl另一端與所述MOSFET管Q2源極連接，所述供電模塊分別與所述MOSFET管Q2漏極、所述電阻R3另一端及所述穩壓管Dl陰極連接。3.根據權利要求1所述的高低壓自保護電路，其特征在于，所述高壓模塊包括電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電容C2、穩壓管D2、三極管Q3及MOSFET管Q4，所述供電模塊分別與所述電阻R8—端、所述電阻RlO—端及所述電阻R12—端連接，所述電阻R8另一端分別與所述電阻R7—端及三極管Q3基極連接，所述電阻RlO另一端分別與所述電阻Rll—端及三極管Q3發射極連接，所述R12另一端與所述電容C2—端連接，所述電阻R7另一端與所述穩壓管D2陽極連接，所述三極管Q3集電極與所述電阻R9—端連接，所述電阻Rll另一端與所述MOSFET管Q4柵極連接，所述電容C2另一端與所述MOSFET管Q4源極連接，所述MOSFET管Q4漏極、所述電阻R9另一端及所述穩壓管D2陰極與所述低壓模塊MOSFET管Q2源極連接。4.根據權利要求2所述的高低壓自保護電路，其特征在于，所述MOSFET管Q2為N溝MOSFET 管或 P 溝 MOSFET 管。5.根據權利要求3所述的高低壓自保護電路，其特征在于，所述MOSFET管04為卩溝MOSFET 管。6.根據權利要求2或3所述的高低壓自保護電路，其特征在于，所述電阻Rl阻值與電阻R2阻值的比值大于所述電阻R7阻值與電阻R阻值8的比值，所述電阻R3阻值與電阻R4阻值的比值小于所述電阻R9阻值與電阻RlO阻值的比值，所述電阻R5阻值等于所述電阻Rll阻值，所述電阻R6阻值等于電阻Rl 2阻值，所述電阻R6及電阻Rl 2為百歐電阻。
【文檔編號】H02H3/20GK205583663SQ201620336546
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】郭應鋒, 朱月, 陳如亞
【申請人】深圳市航盛電子股份有限公司