[发明专利]一种电动车车载设备的宽电压电源保护装置及方法

说明书

本发明公开了一种电动车车载设备的宽电压电源保护装置及方法。本发明一方面通过采用高耐压三极管作为电源开关管提高元器件本身的抗瞬态高电压能力，克服了现有技术中元器件容易因为瞬态高电压被烧坏的问题；第二方面通过采用电压采样电路、中央控制器和高耐压三极管组成的采样控制电路，克服了现有技术中车载设备电源在电压较低时仍继续消耗电源的问题，实现了车载设备电源的智能控制，有效避免了电动车电能的不必要消耗，优先保障电动车启动能源和其它必要用电的供给，提高了用户体验和电动车的安全性；第三方面通过采用电骚扰取样电路和控制电路控制在瞬态电压过高时关闭三极管开关，进一步保护元器件不因瞬态高电压遭受损害。

技术领域

本发明涉及车载设备电源控制领域，尤其涉及一种车载设备的宽电压电源保护装置及方法。

背景技术

电动车以电池驱动，所以其电压往往很高，目前市场上的电动车有电池有48V,60V,75V,90V等，标准并不统一。因此需要配备具有宽电压输入的DC-DC电源电路。

现有技术中，电动车车载设备的宽电压电源保护装置主要存在以下两个问题：

1. 电源保护的传统的解决方案，通常是使用一只二极管和一只TVS管（如图1所示），这样只能解决低电压（如12V）电源干扰的问题，但在高电压（如24V）系统中，无法满足要求。特别是最为严酷的P5a脉冲（按照GB/T21437.2-2008《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰.第二部分：沿电源线的电瞬态传导》（等同ISO7637）规定了汽车电器的瞬态抗扰性；P1,P2a,P2b,P3a,P3b,P5a等6种情形的试验波形和测试方法），容易烧坏TVS管和DC-DC电路。例如，在电动车车载设备电源中， P5a的波形图如图2所示，模拟的是车辆发电机在高转速运行时，电瓶突然开路或损坏的情况下，产生的电骚扰。由图2可以看出，电骚扰的特点是：电压峰值Us高（偏离正常电压值UA7.25倍），维持时间Td长（远远超出一般的浪涌电压）；在更高电压系统中或客户自定义的要求时，峰值将达到更高的值，极容易烧坏电路元器件和电路系统。

2. 在电动车车载设备电源中，如电动车电源电压较低时仍提供车载设备供电继续消耗电能，则有可能影响车辆下次启动所需能源或其它必要动作所需能源。轻则影响用户驾驶体验，重则存在安全隐患容易导致事故发生。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可有效抗宽电压电源瞬态干扰，并可在电源欠压状态关闭车载设备电源、减少电能消耗的车载设备电源保护装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种电动车车载设备的宽电压电源保护装置，包括宽电压输入接口、电压取样电路、高耐压三极管、电骚扰取样电路、驱动控制电路、中央处理器和DC-DC电路，所述宽电压输入接口的输出端与高耐压三极管的输入端连接，所述高耐压三极管的输出端与DC-DC电路的输入端连接，所述中央处理器的输出端与驱动控制电路的输入端连接，所述驱动控制电路用于控制高耐压三极管的开关状态；所述电压取样电路用于采集宽电压输入接口输出的电压并输出到中央控制器，当宽电压输入接口采集电压小于欠压阈值时，所述中央控制器通过驱动控制电路控制高耐压三极管截止；所述电骚扰取样电路用于采集输入到高耐压三极管的电压并输出到驱动控制电路，当输入到高耐压三极管的电压大于过压阈值时，所述驱动控制电路控制高耐压三极管截止。

优选的，所述中央处理器还连接有存储器。

优选的，所述宽电压输入接口的输出端和高耐压三极管的输入端之间还连接有过电流保护模块。

优选的，所述过电流保护模块为热敏电阻。

优选的，所述宽电压输入接口的输出端与过电流保护模块的输入端之间还连接有反接保护模块。

优选的，所述反接保护模块为正向连接于宽电压输入接口的输出端与过电流保护模块的输入端之间的二极管。