[发明专利]车载设备中的电压检测电路和车载设备

说明书

技术领域

本发明涉及车载设备技术领域，特别是涉及一种车载设备中的电压检测电路和一种车载设备。

背景技术

目前，为了实现对车辆的智能化、实时、动态管理，国际上专门开发了适用于智能交通领域道路与车辆之间的通信协议，即专用短程通信（DSRC，Dedicated Short Range Communication）协议。DSRC系统是一种无线通信系统，它通过信息的双向传输将车辆和道路有机地连接起来，其主要包括三个部分：车载设备（OBU，On-Board Unit）、路侧设备以及DSRC协议。

车载设备需要有较强的电源模块为工作模块(读卡模块、DSRC接收发射模块等)工作提供足够的电力。传统的车载设备一般采用3.7V高性能锂电池，使用时间一般在两年左右。由于车载设备是一次固定在车辆上，不允许私自拆卸，电池电量耗尽后更换电池需要到指定的维修机构进行拆卸，非常不方便。

为延长车载设备中电池的使用寿命，现有一些车载设备采用太阳能电池板作为补充电源，使用超级电容作为储能元件，而微控制器则需要检测储能元件的电压以确定存储电能的状态。

现有的电压检测技术，一般使用微控制器I/O（输入/输出，Input/Output）口自带的A/D（模/数，Analog/Digital）转换电路来实现储能元件的电压检测。当被测电压值在微控制器I/O口的输入电压范围内时，可以直接将微控制器I/O口连接到被测电压处。

为了存储更多电能，储能元件的电压有可能高于微控制器I/O口的输入电压，但是，当被测电压高于微控制器I/O口的输入电压时，微控制器I/O口不能直接连接到被测电压处。

针对上述问题，现有技术一种常见的做法是使用电阻进行分压，按分压比例降低被测电压。但是使用电阻进行分压，容易在分压电阻上产生电流，增加功耗浪费电能。也即，在被测电压高于微控制器I/O口的输入电压，且功耗控制严苛的场合直接使用电阻进行分压的方法不适用。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够降低电压检测过程中的功耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车载设备中的电压检测电路和一种车载设备，能够在基本不增加额外功耗的条件下，检测高于其微控制器I/O口的输入电压的储能元件电压。

为了解决上述问题，本发明公开了一种车载设备中的电压检测装置，包括：微控制器和电压检测电路；

其中，所述电压检测电路包括：

电压输出端（Vo)，其与所述微控制器内置A/D转换电路的输入管脚相连；

使能端（Ven），其与所述微控制器的I/O口相连；

电压输入端（Vi），其与储能元件相连；

第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）和第六电阻（R6）；第二电阻（R2）的一端接地，另一端与第一电阻（R1）和电压输出端（Vo）相连；第四电阻（R4）的一端接地，另一端与第三电阻（R3）和第一三极管（Q1）的基极（B1）相连；

第一三极管（Q1），其基极（B1）通过第三电阻（R3）与使能端（Ven）相连，其集电极（C1）通过第五电阻（R5）与第二三极管（Q2）的基极（B2）相连；及

第二三极管（Q2），其发射极（E2）与电压输入端（Vi）相连，其集电极（C2）通过第一电阻（R1）与电压输出端（Vo）相连；

所述微控制器包括：

第一电平操作模块，用于将使能端（Ven）置高电平；

采样模块，用于对电压输出端（Vo）的电压值进行采样；及

电压计算模块，用于根据采样值计算储能元件的电压；

其中，在所述微控制器将使能端（Ven）置高电平时，第三电阻（R3）将第一三极管（Q1）的基极（B1）的电压拉高，第一三极管（Q1）处于导通状态，第一三极管（Q1）的集电极（C2）作为输出端，将第二三极管（Q2）的基极（B2）的电压拉低，第二三极管（Q2）处于导通状态，电流通过第二三极管（Q2）、第一电阻（R1）和第二电阻（R2）。

优选的，所述微控制器还包括：

第二电平操作模块，用于将使能端（Ven）置低电平；

在所述微控制器将使能端（Ven）置低电平时，第三电阻（R3）将第一三极管（Q1）的基极（B1）的电压拉低，第一三极管（Q1）处于关断状态，第六电阻（R6）将第二三极管（Q2）的基极（B2）的电压拉高，第二三极管（Q2）处于关断状态。