一種車載電子設備電源自啟動裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種車載電子設備電源自啟動裝置，包括連接的震動狀態檢測模塊和供電開關模塊；所述震動狀態檢測模塊，包括電阻R1、震動開關S1、電容C1；電容C1的一端通過震動開關與電阻R1的一端相連，電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端與電源VCC相連；供電開關模塊，包括電壓比較器U1，開關管Q1；所述電壓比較器U1的反相輸入端接地，正相輸入端接電容C1的一端，電壓比較器U1的輸出端接開關管Q1的柵極；開關管Q1的漏極接電源VCC，開關管Q1的源極接負載一端，負載另一端接地。本發明結構簡單，功能穩定，并且不依賴內部電路，獨立工作，進一步提高了電池電量的使用率。
【專利說明】一種車載電子設備電源自啟動裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及車載電子設備外圍設備檢測設備領域；更具體地，涉及一種車載電子 設備電源自啟動裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著我國的經濟發展，我國的汽車保有量的持續上漲，而配套的車載電子設備產 品也越來越多，而現有的車載電子設備的供電依靠車內的電池，那么對于車載電子設備來 說，電源的持續有效地供電是保證設備正常工作的前提。因此，對于車載電池的有限容量來 說，要提高電池的續航能力，一是增加電池容量，二是加強對電池使用管理。而在當下電池 有限的容量下，加強對電池的管理就非常有必要。尤其對于后置的車載電子設備來說，對 出廠后的車輛電路進行改造是需要不少工作量的。因此，對于一個獨立有效的車載電子設 備來說，盡可能的延長電子設備電池的使用壽命，減少設備的更換率，有利于推廣設備的普 及。
[0003] 而對電池的管理，其本質是提高電池電量的使用率。可以通過降低汽車處于不使 用狀態時的耗電量來提高電池電量的使用率。現有技術提供的電源自啟動設備，可以在汽 車處于停止使用的狀態時，控制斷開電池與負載的連接；當汽車處于運行狀態時，控制導通 電池與負載的連接。
[0004] 現有技術提供的自啟動設備可以提高電池電量的使用率，但是其依賴于車輛內部 電路，并且在自啟動設備啟動前，處于待機狀態，這本身就產生了電能浪費。
【發明內容】
[0005] 本發明為克服上述現有技術所述的缺陷，提供一種簡單可靠、不依賴內部電路獨 立工作的車載電子設備能源自啟動模塊。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：
[0007] 本發明的車載電子設備電源自啟動裝置包括連接的震動狀態檢測模塊和供電開 關豐吳塊；
[0008] 所述震動狀態檢測模塊，包括電阻R1、震動開關S1和電容C1 ;電容C1的一端通過 震動開關S1與電阻R1的一端相連，電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端與電源VCC相 連；
[0009] 所述供電開關模塊，包括電壓比較器U1和開關管Q1 ;所述電壓比較器U1的反相 輸入端接預設電壓Vb，正相輸入端接電容C1的一端，電壓比較器U1的輸出端接開關管Q1 的柵極；開關管Q1的漏極接電源VCC，開關管Q1的源極接負載一端，負載另一端接地。
[0010] 本發明的工作原理如下：
[0011] 車輛處于發動狀態時，震動開關S1周期性地通斷，電源VCC給電容C1充電，當電 容C1兩側的電壓比預設電壓Vb高時，電壓比較器U1比較器輸出端從低電平跳變為高電 平，使得開關管Q1導通，電源VCC給車載電子設備供電；當車輛停止使用時，震動開關S1不 再導通，由于電容Cl會漏電，當電容Cl兩側的電壓比預設電壓Vb低時，電壓比較器U1輸 出低電平，開關管Q1不導通，車載電子設備斷電。
[0012] 進一步地，車載電子設備電源自啟動裝置還包括有用于設置預設電壓Vb的電壓 設置模塊，所述的電壓設置模塊包括穩壓二極D1和滑動變阻器R6 ;穩壓二極管D1的陰極 和滑動變阻器R6 -下接線柱與電源VCC相接，穩壓二極管D1的陽極和滑動變阻器R6另一 下接線柱接地；滑動變阻器R6的任一上接線柱與電壓比較器U1的反相輸入端相接。設置 了電壓設置模塊，用戶可以通過滑動變阻器R6設置預設電壓Vb，調整滿足開啟電源的持續 震動時間，只有當電容C1兩端的電壓高于電壓設置模塊設定的預設電壓Vb時，開關管Q1 才導通，給車載電子設備供電。
[0013] 進一步地，供電開關模塊還包括正反饋子模塊，所述正反饋子模塊包括二極管D2， 二極管D2的陽極接電壓比較器U1的輸出端，二極管D2的陰極接電壓比較器U1的正相輸 入端。當振動開關S1振動不穩定或其他原因導致電容C1兩端電壓下降時，通過正反饋子 模塊能自動將電壓拉高，保持其電壓穩定，以此保證開關管Q1的導通狀態。
[0014] 為了防止開關管Q1誤導通，在震動狀態檢測模塊中增設一個電阻R2,電阻R2與電 容C1并聯，R2的阻值大于R1，兩者的阻值相差一個數量級以上。設置了電阻R2,使關門或 其他外力導致車輛發生的短時震動而累積的電量，能得到有效的釋放，從而避免了電容電 量逐漸疊加，最終誤導通開關管Q1。
[0015] 進一步地，電壓設置模塊中還包括保護電阻R5,電阻R5-端與電源VCC相連，另一 端與穩壓二極管D1陰極相連。
[0016] 進一步地，負載兩端并聯有用于降低電路的功耗一個電阻R8。
[0017] 進一步地，所述供電開關模塊還包括用于降低電路功耗電阻R7,電阻R7的一端接 電壓比較器U1的輸出端，另一端接地。
[0018] 進一步地，車載電子設備電源自啟動裝置還包括三極管Q2，三極管Q2的集電極與 電容C1 一端相連，三極管Q2的發射極接地，三極管Q2的基極接電子設備中控制單元的控 制端，所述三極管Q2為NPN型。當車載設備的芯片判定車輛已經停駛或電子設備需要停止 運行時，將控制端的電平拉高，則三極管Q2導通，電容C1上的電量開始釋放，當電容C1的 電壓降至低于預設電壓Vb時，實現斷電的功能。
[0019] 進一步地，車載電子設備電源自啟動裝置還包括開關S2,開關S2與電容C1并聯。 設置了開關S2,可以手動控制電源的通斷。
[0020] 進一步地，所述的震動開關S1為彈簧震動開關。
[0021] 與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果是：本發明提供的車載電子設備能 源自啟動裝置，在汽車處于使用狀態時，通過震動開關S1的通斷給電容C1充電，當電容C1 兩端的電壓高于電壓設置模塊設置的預設電壓Vb時，開關管Q1導通，車載設備供電；在汽 車停止使用后，斷開對車載設備的供電，同時本裝置不再消耗電能，因而進一步提高了電源 的利用率。設置了電壓設置模塊，用戶可以依據不同的情況，自主地設置預設電壓Vb，當車 載設備的芯片判定車輛已經停駛或電子設備需要停止運行時，可將控制端的電平拉高，或 者用戶可以手動閉合開關S2,實行斷電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明實施例1的電路原理圖。
[0023] 圖2為本發明實施例2的電路原理圖。
[0024] 圖3為本發明實施例3的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
[0026] 實施例1
[0027] 如圖1所示，本實施例的車載電子設備能源自啟動裝置包括連接的震動狀態檢測 模塊和供電開關模塊；震動狀態檢測模塊，包括電阻R1、震動開關S1和電容C1 ;電容C1的 一端通過震動開關S1與電阻R1的一端相連，電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端與電 源VCC相連；供電開關模塊，包括電壓比較器U1和開關管Q1 ;所述電壓比較器U1的反相輸 入端接預設電壓Vb，正相輸入端接電容C1的一端，電壓比較器U1的輸出端接開關管Q1的 柵極；開關管Q1的漏極接電源VCC，開關管Q1的源極接負載一端，負載另一端接地。
[0028] 本實施例中，震動狀態檢測模塊中的震動開關S1選用高靈敏度的彈簧震動開關， 開關管Q1選用N溝道M0S管。
[0029] 應用到車輛上，車輛啟動時，車輛處于震動狀態時，震動開關S1周期性地通斷，電 源VCC給電容C1充電，當電容C1兩側的電壓比預設電壓Vb高時，電壓比較器U1比較器輸 出端從低電平跳變為高電平，使得開關管Q1導通，電源VCC給車載電子設備供電；當車輛停 止使用時，震動開關S1不再導通，由于電容C1會漏電，當電容兩側的電壓比預設電壓VMS 時，電壓比較器U1輸出低電平，開關管Q1不導通，車載電子設備斷電。在車輛停止使用時， 由于振動開關S1斷開，則該自啟動裝置進入"真死"狀態。
[0030] 實施例2
[0031] 本實施例在實施例1上增設了一些元器件，如圖2所示，為了更好的調整電壓比較 器U1負輸入端的電壓，故在實施例1的基礎上還添加一個用于設置預設電壓Vb的電壓設 置模塊，所述的電壓設置模塊包括穩壓二極D1和滑動變阻器R6 ;穩壓二極管D1的陰極和 滑動變阻器R6 -下接線柱與電源VCC相接，穩壓二極管D1的陽極和滑動變阻器R6另一下 接線柱接地；滑動變阻器R6的任一上接線柱與電壓比較器U1的反相輸入端相接。
[0032] 增設了電壓設置模塊之后，可以通過移動滑動變阻器的滑片來設置預設電壓Vb。
[0033] 當電容Cl兩端的電壓高于電壓設置模塊設定的預設電壓Vb時，開關管Q1才導 通，則可以通過滑動變阻器R6設置預設電壓Vb，調整滿足開啟電源的持續震動時間，滿足 不同用戶的需要。
[0034] 本實施例中，車載電子設備電源自啟動裝置的開啟電源的時間也可以根據選用的 電阻R1、電容C1的參數決定的。
[0035] 根據RC電路的電路方程可知，RC電路中的電容充電時間由下式表示： / _丄>
[0036] Ut = UC 1-e RC (1) V J
[0037] 由上述公式可知，當充電電壓一定時，RC電路中的電容充電時間由RC常數決定， 即當設定了預設電壓Vb時，可以調整電阻R1、電容C1的參數來設定車載電子設備電源自啟 動裝置的開啟電源時間。假設震動開關S1在一個震動周期中處于斷開和閉合兩個狀態的 時間是相等的，則在電容C1不漏電的前提假設下，要達到電壓設置模塊設定的預設電壓Vb 需要時間為K秒，則車輛至少持續震動2K秒，才能認為車輛處于發動狀態。考慮到現實中 使用的電容C1不可能完全不漏電，車輛必須震動超過2K秒，才能使開關管Q1導通。
[0038] 實施例3
[0039] 本實施例是在實施例1、實施例2的基礎上增加了一些元器件，來增強自啟動裝 置，如圖3所示，當電容C1兩端電壓出現下降時，為了防止出現開關管Q1斷開，在供電開關 模塊中增設一個二極管D2,二極管D2的陽極接電壓比較器U1的輸出端，二極管D2的陰極 接電壓比較器U1的正相輸入端。
[0040] 震動狀態檢測模塊中的電容C1選用漏電量極少的型號；在車輛停止時，為實現斷 電，故在車載電子設備電源自啟動裝置增設關斷模塊，關斷模塊是采用三極管Q2實現，三 極管Q2的集電極與電容C1 一端相連，三極管Q2的發射極接地，三極管Q2的基極接電子設 備中控制單元的控制端，三極管Q2為NPN型。當判定車輛停止運行或電子設備需要停止運 行時，將控制端的電平拉高，則三極管Q2導通，C1上的電量開始釋放，當C1的電壓降至低 于預設電壓Vb時，開關管Q1斷開，實現斷電的功能。
[0041] 同時，關斷模塊還包括有開關S2,開關S2與電容C1并聯。設置了開關S2,可以手 動控制電源的通斷。
[0042] 為了防止開關管Q1誤導通，在震動狀態檢測模塊中增設一個電阻R2,電阻R2與 電容C1并聯，R2的阻值大于R1，兩者的阻值相差一個數量級以上。使關門或其他外力導 致車輛發生的短時震動而累積的電量，能得到有效的釋放，從而避免了電容C1電量逐漸疊 力口，最終誤導通開關管Q1。
[0043] 電壓設置模塊中設有保護電阻R5,電阻R5 -端與電源VCC相連，另一端與穩壓二 極管D1陰極相連。負載兩端并聯一個電阻R8 ;供電開關模塊還包括電阻R7,電阻R7的一 端接電壓比較器U1的輸出端，另一端接地。電阻R7、R8的作用是降低功耗。
[0044] 通過本實施例提供的車載電子設備能源自啟動裝置，在汽車處于使用狀態時，通 過震動開關S1的通斷給電容C1充電，當電容C1兩端的電壓高于電壓設置模塊設置的預設 電壓Vb時，開關管Q1導通，車載設備供電；在汽車停止使用后，斷開對車載設備的供電，同 時本裝置不再消耗電能，因而進一步提高了電源的利用率。設置了電壓設置模塊，用戶可以 依據不同的情況，自主地設置預設電壓Vb，當車載設備的芯片判定車輛已經停駛或電子設 備需要停止運行時，可將控制端的電平拉高，或者用戶可以手動閉合開關S2,實行斷電。
[0045] 本發明結構簡單，功能穩定，并且不依賴內部電路，獨立工作，進一步提高了電池 電量的使用率。
【權利要求】
1. 一種車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：包括連接的震動狀態檢測模塊和 供電開關模塊；所述震動狀態檢測模塊，包括電阻R1、震動開關S1和電容C1 ;電容C1的一 端通過震動開關S1與電阻R1的一端相連，電容C1的另一端接地，電阻R1的另一端與電源 VCC相連；所述供電開關模塊，包括電壓比較器U1和開關管Q1 ;所述電壓比較器U1的反相 輸入端接預設電壓Vb，正相輸入端接電容C1的一端，電壓比較器U1的輸出端接開關管Q1 的柵極；開關管Q1的漏極接電源VCC，開關管Q1的源極接負載一端，負載另一端接地。
2. 根據權利要求1所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：車載電子設備 電源自啟動裝置還包括有用于設置預設電壓Vb的電壓設置模塊，所述的電壓設置模塊包 括穩壓二極D1和滑動變阻器R6 ;穩壓二極管D1的陰極和滑動變阻器R6 -下接線柱與電 源VCC相接，穩壓二極管D1的陽極和滑動變阻器R6另一下接線柱接地；滑動變阻器R6的 任一上接線柱與電壓比較器U1的反相輸入端相接。
3. 根據權利要求2所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：所述供電開關 模塊還包括正反饋子模塊，所述正反饋子模塊包括二極管D2,二極管D2的陽極接電壓比較 器U1的輸出端，二極管D2的陰極接電壓比較器U1的正相輸入端。
4. 根據權利要求3所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：所述震動狀態 檢測模塊還包括電阻R2,電阻R2與電容C1并聯，R2的阻值大于R1，兩者的阻值相差一個 數量級以上。
5. 根據權利要求3所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：所述電壓設置 模塊中還包括電阻R5,電阻R5 -端與電源VCC相連，另一端與穩壓二極管D1陰極相連。
6. 根據權利要求3所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：所述負載兩端 并聯一個電阻R8。
7. 根據權利要求3所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：所述供電開關 模塊還包括電阻R7,電阻R7的一端接電壓比較器U1的輸出端，另一端接地。
8. 根據權利要求1至7任一項所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：車 載電子設備電源自啟動裝置還包括三極管Q2,三極管Q2的集電極與電容C1 一端相連，三極 管Q2的發射極接地，三極管Q2的基極接電子設備中控制單元的控制端，所述三極管Q2為 NPN 型。
9. 根據權利要求8所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：車載電子設備 電源自啟動裝置還包括開關S2,開關S2與電容C1并聯。
10. 根據權利要求9所述的車載電子設備電源自啟動裝置，其特征在于：所述的震動開 關S1為彈黃震動開關。
【文檔編號】B60R16/033GK104158247SQ201410393467
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】張輝, 張宏涌, 張校強, 黃梅平 申請人:中山大學