一種車輛電源自動識別保護方法與流程

本發(fā)明涉及汽車電源技術領域，尤其涉及一種車輛電源自動識別保護方法。

背景技術：

隨著車載設備集成度越來越高，功耗越來越大，對電瓶電量的消耗越來越大。目前車輛電源主要包括兩種電源系統(tǒng)，一種是12v電源系統(tǒng)，另一種是24v電源系統(tǒng)。部分車載設備在車輛熄火后還需由電瓶供電，如導航車載系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等。當長時間不使用車輛，因電瓶將持續(xù)放電，如果沒有電源識別保護電路，會造成電瓶過放，可能導致車輛不能點火或造成電瓶損壞而報廢。并且，目前越來越多的oem(originalequipmentmanufacturer，原始設備制造)車廠使用了啟停功能，而現(xiàn)有技術并未對車輛電源系統(tǒng)進行適配和管理，并兼容汽車啟停功能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種通用的車輛電源自動識別保護方法，自動識別當前車輛電源狀態(tài)，實現(xiàn)對一定壓降范圍的電源系統(tǒng)進行適配和管理，防止車輛電源持續(xù)放電造成的器件損傷。

為解決以上技術問題，本發(fā)明實施例提供一種車輛電源自動識別保護方法，包括：

對車輛電源構建分壓檢測電路；所述分壓檢測電路包括低壓采樣電路、高壓采樣電路、微處理器和電源輸出電路；

所述低壓采樣電路對所述車輛電源進行分壓和采樣，通過低壓檢測端將采樣結(jié)果輸出至所述微處理器；所述高壓采樣電路對所述車輛電源進行分壓和采樣，通過高壓檢測端將采樣結(jié)果輸出至所述微處理器；

所述微處理器根據(jù)所述低壓檢測端和所述高壓檢測端的輸出值及其持續(xù)時間，輸出相應的控制信號對所述電源輸出電路的輸出電壓進行管理控制。

在一種可實現(xiàn)的方式中，所述微處理器根據(jù)所述低壓檢測端和所述高壓檢測端的輸出值及其持續(xù)時間，輸出相應的控制信號對所述電源輸出電路的輸出電壓進行管理控制，包括：

對所述分壓檢測電路上電并持續(xù)預設的初始化時間后，所述微處理器對所述低壓檢測端和所述高壓檢測端的輸出值進行檢測；將所述低壓檢測端和所述高壓檢測端的輸出值與設定的第一電壓最小值、第一電壓最大值、第二電壓最小值和第二電壓最大值進行分別比較；所述微處理器根據(jù)比較結(jié)果切換電源工作狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路的開機或關機操作。

可選地，所述微處理器根據(jù)比較結(jié)果切換電源工作狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路的開機或關機操作，包括：

當所述低壓檢測端的輸出值和所述高壓檢測端的輸出值均小于所述第一電壓最小值時，所述微處理器執(zhí)行低電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位；

當所述低壓檢測端的輸出值大于所述第一電壓最小值，并且所述高壓檢測端的輸出值小于所述第一電壓最大值時，所述微處理器進入第一電源管理狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路正常開機；

當所述低壓檢測端的輸出值大于所述第一電壓最大值，并且所述高壓檢測端的輸出值小于所述第二電壓最小值時，所述微處理器執(zhí)行異常電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位；

當所述低壓檢測端的輸出值大于所述第二電壓最小值，并且所述高壓檢測端的輸出值小于所述第二電壓最大值時，所述微處理器進入第二電源管理狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路正常開機；

當所述低壓檢測端的輸出值和所述高壓檢測端的輸出值均大于所述第二電壓最大值時，所述微處理器執(zhí)行高電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

進一步地，所述微處理器進入第一電源管理狀態(tài)之后，當所述高壓檢測端的輸出值小于所述第一電壓最小值時，所述方法還包括：

若所述微處理器檢測到當前的低壓檢測端的輸出值大于或等于6v，并且持續(xù)時間小于預設的啟動時間時，則所述微處理器開啟6v電壓啟停功能；

若所述微處理器檢測到當前的低壓檢測端的輸出值小于6v，并且持續(xù)時間大于預設的啟動時間時，則所述微處理器執(zhí)行低電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

進一步地，所述微處理器進入第一電源管理狀態(tài)之后，當所述高壓檢測端的輸出值大于所述第一電壓最大值時，所述方法還包括：

所述微處理器執(zhí)行高電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

進一步地，所述微處理器進入第二電源管理狀態(tài)之后，當所述高壓檢測端的輸出值小于所述第二電壓最小值時，所述方法還包括：

若所述微處理器檢測到當前的低壓檢測端的輸出值大于或等于8v，并且持續(xù)時間小于預設的啟動時間時，則所述微處理器開啟8v電壓啟停功能；

若所述微處理器檢測到當前所述低壓檢測端的輸出值大于8v，并且持續(xù)時間大于預設的啟動時間時，則所述微處理器執(zhí)行低電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

進一步地，所述微處理器進入第二電源管理狀態(tài)之后，當所述高壓檢測端的輸出值大于所述第二電壓最大值時，所述方法還包括：

所述微處理器執(zhí)行高電壓關機操作，關閉所述電源輸出電路的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

本發(fā)明實施例提供的車輛電源自動識別保護方法，對車輛電源構建分壓檢測電路，通過其內(nèi)部的低壓采樣電路、高壓采樣電路、微處理器對車輛電源進行分壓、采樣、比較和分析，根據(jù)車輛的運行狀態(tài)，輸出相應的控制信號對所述電源輸出電路的輸出電壓進行適配控制。一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了12v電源系統(tǒng)的識別適配和高電壓保護、低電壓保護，并兼容汽車6v的啟停功能；另一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了24v電源系統(tǒng)的識別適配和高電壓保護、低電壓保護，并兼容汽車8v的啟停功能；并且，實現(xiàn)了車輛兩種電源管理系統(tǒng)之間異常電壓的保護。本發(fā)明提供的技術方案電路構建成本低、易于實現(xiàn)，自動化程度和實用性高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的車輛電源自動識別保護方法的一個實施例的步驟流程圖。

圖2是本發(fā)明構建的車輛電源自動識別保護電路的一個實施例的電路原理圖。

圖3是本發(fā)明構建的車輛電源自動識別保護電路的又一個實施例的電路原理圖。

圖4是本發(fā)明提供的微處理器對輸出電壓進行管理控制的一種實施例的步驟流程圖。

圖5本發(fā)明提供的微處理器對輸出電壓進行管理控制的一種具體實現(xiàn)方式的步驟流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

參見圖1，是本發(fā)明提供的車輛電源自動識別保護方法的一個實施例的步驟流程圖。

在本實施例中，所述的車輛電源自動識別保護方法，主要包括以下步驟：

步驟s1：對車輛電源構建分壓檢測電路。所述分壓檢測電路包括低壓采樣電路100、高壓采樣電路200、微處理器(mcu)300和電源輸出電路400。

如圖2所示，是本發(fā)明構建的車輛電源自動識別保護電路的一個實施例的電路原理圖。具體實施時，電阻r1和電阻r2的串聯(lián)電路組成低壓采樣電路100，通過低壓檢測端ad1與微處理器300連接；電阻r3和電阻r4的串聯(lián)電路組成高壓采樣電路200；通過高壓檢測端ad2與微處理器300連接。具體實施時，電阻r1和電阻r2的連接點所分壓出的最高電壓不能超過微處理器300承受的最大的電壓，一般降額選取最大值的85％，電流要滿足微處理器300的端口消耗電流；同樣，電阻r3和r4取值分壓出的最高電壓不能超過微處理器300承受的最大的電壓，一般降額選取最大值的85％，電流要滿足微處理器300的端口消耗電流；優(yōu)選地，各個電阻的精度為1％。在本實施例中，端口ad1與電阻r1和電阻r2的串聯(lián)節(jié)點連接，用于實現(xiàn)對車輛蓄電池的低壓檢測；端口ad2與電阻r3和電阻r4的串聯(lián)節(jié)點連接，用于實現(xiàn)對車輛蓄電池的高壓檢測。在一種可實現(xiàn)的方式中，電阻r1和r3的取值分別為100kω，電阻r2和r4的取值分別為10kω。

為了實現(xiàn)低壓采樣電路100和高壓采樣電路200對微處理器300的過壓保護以及濾除電壓噪聲，進一步地，在分壓檢測電路中設置過壓保護電路和濾波電路。

參看圖3，是本發(fā)明構建的車輛電源自動識別保護電路的又一個實施例的電路原理圖。在低壓檢測端ad1與接地端之間并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管z1和電容c1，穩(wěn)壓二極管z1與電阻r1組成過壓保護電路，電容c1與電阻r1組成rc濾波電路；同樣，在高壓檢測端ad2與接地端之間并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管z2和電容c2，穩(wěn)壓二極管z2與電阻r3組成過壓保護電路，電容c2與電阻r3組成rc濾波電路。

具體實施時，微處理器300通過采集低壓檢測端ad1和高壓檢測端ad2的狀態(tài)，控制電源輸出電路400的開關來實現(xiàn)整機的開關機進行保護。

步驟s2：所述低壓采樣電路100對所述車輛電源進行分壓和采樣，通過低壓檢測端ad1將采樣結(jié)果輸出至所述微處理器300；所述高壓采樣電路200對所述車輛電源進行分壓和采樣，通過高壓檢測端將ad2采樣結(jié)果輸出至所述微處理器300；

步驟s3：所述微處理器300根據(jù)所述低壓檢測端ad1和所述高壓檢測端ad2的輸出值及其持續(xù)時間，輸出相應的控制信號對所述電源輸出電路400的輸出電壓進行管理控制。

參看圖4，是本發(fā)明提供的微處理器對輸出電壓進行管理控制的一種實施例的步驟流程圖。具體地，所述步驟s3，包括：

步驟s301：對所述分壓檢測電路上電并持續(xù)預設的初始化時間(如，持續(xù)2s以上)后，所述微處理器300對所述低壓檢測端ad1和所述高壓檢測端ad2的輸出值進行檢測；

步驟s302：將所述低壓檢測端ad1和所述高壓檢測端ad2的輸出值與設定的第一電壓最小值、第一電壓最大值、第二電壓最小值和第二電壓最大值進行分別比較；

步驟s303：所述微處理器300根據(jù)比較結(jié)果切換電源工作狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路400的開機或關機操作。

參看圖5，本發(fā)明提供的微處理器對輸出電壓進行管理控制的一種具體實現(xiàn)方式的步驟流程圖。

具體地，所述第一電壓最小值優(yōu)選為10.8v、第一電壓最大值優(yōu)選為16v、第二最小值優(yōu)選為18v和第二最大值優(yōu)選為32v。本實施例以此為預設值對微處理器300的控制原理進行描述。需要說明的是，本發(fā)明中的第一電壓最小值、第一電壓最大值、第二電壓最小值和第二電壓最大值包括但不限于上述設定值。

在本實施例中，所述步驟s303根據(jù)比較結(jié)果切換電源工作狀態(tài)，包括：

(1)、當所述低壓檢測端ad1的輸出值和所述高壓檢測端ad2的輸出值均小于所述第一電壓最小值10.8v時，所述微處理器300執(zhí)行低電壓關機操作s3031，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位；

(2)、當所述低壓檢測端ad1的輸出值大于所述第一電壓最小值10.8v，并且所述高壓檢測端ad2的輸出值小于所述第一電壓最大值16v時，所述微處理器300執(zhí)行步驟s3032；

步驟s3032：進入第一電源管理狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路400正常開機；優(yōu)選地，所述第一電源管理狀態(tài)為對12v電源管理系統(tǒng)開機和工作控制操作。

(3)、當所述低壓檢測端ad1的輸出值大于所述第一電壓最大值16v，并且所述高壓檢測端ad2的輸出值小于所述第二電壓最小值18v時，所述微處理器300執(zhí)行異常電壓關機操作s3033，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位；

(4)、當所述低壓檢測端ad1的輸出值大于所述第二電壓最小值18v，并且所述高壓檢測端ad2的輸出值小于所述第二電壓最大值32v時，所述微處理器300執(zhí)行步驟s3034；

步驟s3034：進入第二電源管理狀態(tài)，并控制所述電源輸出電路400正常開機；優(yōu)選地，所述第二電源管理狀態(tài)為對24v電源管理系統(tǒng)開機和工作控制操作。

(5)、當所述低壓檢測端ad1的輸出值和所述高壓檢測端ad2的輸出值均大于所述第二電壓最大值32v時，所述微處理器300執(zhí)行高電壓關機操作s3035，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

進一步地，所述微處理器300進入第一電源管理狀態(tài)s3032之后，當所述高壓檢測端ad2的輸出值小于所述第一電壓最小值10.8v時，所述方法還包括：

若所述微處理器300檢測到當前的低壓檢測端ad1的輸出值大于或等于6v，并且持續(xù)時間t小于預設的啟動時間t(如，t＝21秒)時，則所述微處理器300執(zhí)行操作s3036；

步驟s3036：開啟6v電壓啟停功能。

若所述微處理器300檢測到當前的低壓檢測端ad1的輸出值小于6v，并且持續(xù)時間t大于預設的啟動時間t(如，t＝21秒)時，則所述微處理器300執(zhí)行低電壓關機操作s3031，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

另一方面，所述微處理器300進入第一電源管理狀態(tài)s3032之后，當所述高壓檢測端ad2的輸出值大于所述第一電壓最大值16v時，所述方法還包括：

所述微處理器300執(zhí)行高電壓關機操作s3035，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

進一步地，所述微處理器300進入第二電源管理狀態(tài)s3034之后，當所述高壓檢測端ad2的輸出值小于所述第二電壓最小值18v時，所述方法還包括：

若所述微處理器300檢測到當前的低壓檢測端ad1的輸出值大于或等于8v，并且持續(xù)時間t小于預設的啟動時間t(如，t＝21秒)時，則所述微處理器300執(zhí)行操作s3037；

步驟s3037：開啟8v電壓啟停功能。

若所述微處理器300檢測到當前所述低壓檢測端ad1的輸出值大于8v，并且持續(xù)時間t大于預設的啟動時間t(如，t＝21秒)時，則所述微處理器300執(zhí)行低電壓關機操作s3031，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

另一方面，所述微處理器300進入第二電源管理狀態(tài)s3034之后，當所述高壓檢測端ad2的輸出值大于所述第二電壓最大值32v時，所述方法還包括：

所述微處理器300執(zhí)行高電壓關機操作s3035，關閉所述電源輸出電路400的輸出或?qū)φ麢C進行復位。

mcu關掉電源輸出電路400的輸出進行保護，直到汽車蓄電池(b+)斷電或整機復位后再進行下一輪上電初始化和重新判斷。

本發(fā)明實施例提供的車輛電源自動識別保護方法，對車輛電源構建分壓檢測電路，通過其內(nèi)部的低壓采樣電路、高壓采樣電路、微處理器對車輛電源進行分壓、采樣、比較和分析，根據(jù)車輛的運行狀態(tài)，輸出相應的控制信號對所述電源輸出電路的輸出電壓進行適配控制。一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了12v電源系統(tǒng)的識別適配和高電壓保護、低電壓保護，并兼容汽車6v的啟停功能；另一方面，本發(fā)明實現(xiàn)了24v電源系統(tǒng)的識別適配和高電壓保護、低電壓保護，并兼容汽車8v的啟停功能；并且，實現(xiàn)了車輛兩種電源管理系統(tǒng)之間異常電壓的保護。本發(fā)明提供的技術方案電路構建成本低、易于實現(xiàn)，自動化程度和實用性高。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。