[发明专利]一种具有浪涌保护的车载电子设备稳压电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，具体涉及车载电子设备的电源处理电路。

背景技术

为满足人们对汽车安全性和舒适性日益提高的要求,车载电子设备数量大大增加,电路工作频率逐渐提高,功率逐渐增大。汽车的蓄电池不但需要给这些电子设备供电，也要驱动汽车上大量的电机、继电器等感性负载。当蓄电池的负载突降时，会导致电源上出现尖峰；在低温时起动汽车，蓄电池电压会降至6伏或更低；在激活一个没电的蓄电池时，可能会由于电缆极性接反造成电池反向。

汽车电源上常常出现的噪声、尖峰电压、浪涌电压轻则影响电子设备的正常工作，重则损坏相应的电器元件；过低的蓄电池电压会导致电子设备无法工作；电池反向同样会导致电子设备损坏；由于所有的车载电子设备共用同一个电源，通过电源传导作用，一个电子设备同样会影响其他的电子设备。因此车载电子设备的电源处理技术关乎汽车特定电子系统及其周围电子系统运行的安全可靠性，关乎电子控制功能运行的安全可靠性。

由于目前的浪涌保护电路过于复杂，实现成本较高（如专利：公开号CN101714757A），导致许多车载电子设备（特别是与安全、动力无关的车载电子设备）为了降低成本而在设计中未考虑浪涌保护功能。无浪涌保护电路的电子设备增大了因电压波动、电源尖峰、浪涌电压等问题造成设备损坏的风险。

发明内容

汽车环境对车载电子设备电源系统的要求非常高，不但要求有宽的工作电压范围，而且要求具有电源反接保护和浪涌保护功能。本发明公开了一种具有浪涌保护的车载电子设备稳压电源电路，该电路可以同时满足上述要求。

本发明公开的电路具有反接保护、浪涌保护、输出稳压三个功能。本电路从滤波电源噪声，电源反接保护，吸收浪涌电压三个方面出发解决汽车电源系统电压波动范围大，电源尖峰噪声多等问题。经过本电路处理后，可以得到稳定的输出电压。

本发明有益的技术效果是：

本发明公开的电源电路具有实现容易，成本低，性能稳定等优点。通过采用本电路，可提高车载电子设备电源系统的稳定性、抗扰性，避免因汽车电源系统电压波动范围大，电源尖峰噪声多等问题造成设备损坏的风险。

附图说明

图1具有浪涌保护的车载电子设备稳压电源电路。

具体实施方式

本发明提出的一种具有浪涌保护的车载电子设备稳压电源电路，从滤波电源噪声，电源反接保护，吸收浪涌电压三个方面出发解决汽车电源系统电压波动范围大，电源尖峰噪声多等问题。图1是本发明公开的电路图，该电路包括接口滤波电路，反接保护电路，浪涌保护电路。

接口滤波电路由电容C1、共模电感L1、电容C2组成。在电源输入接口处放置电容C1、共模电感L1、电容C2构成的π型滤波电路可滤除电源上的差模噪声、共模噪声等电源传导干扰。由于浪涌电压通常高达一百多伏，因此电容C1、C2的耐压值需数百伏。

二极管V1放置于接口滤波电路后，它的作用为电源反接保护。当输入电源极性反接时，二极管V1的单向导通特性致使不能形成电流回路，从而达到保护后级电路的目的。由于在电源反接时，二极管V1需承受反向电压，因此选择二极管V1时应考虑反向击穿电压大于输入电源浪涌电压。

浪涌保护电路由高压功率三极管V2，稳压二极管V3，电阻R1，电容C3、C4组成。电阻R1的作用为限流，电容C3的作用为对三极管V2的基极电压进行滤波，电容C4的作用为对输出电压进行滤波。由于三极管V2的基极电压经过了稳压二极管V3的稳压，因此电容C3的耐压值只要两倍于稳压二极管V3的反向击穿电压Vz即可。

下面进行输出电压的推导：

三极管V2的集电极电压Vc等于输入电压VIN减去二极管V1的正向导通电压Vf，可得式1)

Vc=VIN-Vf                             式1)

根据三极管的特性得知，三极管V2的发射极电压Ve等于基极电压Vb减去基极与发射极的压降Vbe，可得式2)

Ve=Vb-Vbe                             式2)

输出电压VOUT等于三极管V2的发射极电压Ve，可得式3)

VOUT=Ve=Vb-Vbe                        式3)

三极管V2的基极电压Vb根据稳压二极管V3是否被击穿分为两种情况。当三极管V2的集电极电压Vc大于稳压二极管V3的反向击穿电压Vz时，稳压二极管V3被击穿，三极管V2的基极电压Vb等于击穿电压Vz，可得式4)、式5)