技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种适用于
工程机械设备电瓶
电压系统下，做到12V 和24V电压自适应，并对后装的其它12V设备的供电和防护的电源保护电路，尤其是涉及一种车载电源检测及后装设备保护电路。
背景技术
[0002] 工程机械设备上的辅助电平是以12V和24V供电的，但是一些后装辅助设备，都有可能因工程机械车工作时产出强
电流时，或较高的瞬态电压。如若后接电器设备不进行保护的话及有可能因电流过、或电压大造成设备损坏。多数工程机械车后装设备都是12V供电的，因此在24V工程机械车上需要一个12V电压的电源。实用新型内容
[0003] 本实用新型提供了一种车载电源检测及后装设备保护电路，解决了12V 和24V供电自适应的问题，其技术方案如下所述：
[0004] 一种车载电源检测及后装设备保护电路，包括依次连接的浪涌防护电路、两个并行的电压采集电路、输出控制电路、DCDC固定12V输出电路，所述两个并行的电压采集电路为12V电压采集电路和24V电压采集电路。
[0005] 浪涌防护电路包括前端的自恢复保险和后端的TVS保护
二极管D2， TVS保护二极管D2与两个电容并联后，再与自恢复保险
串联。
[0006] 自恢复保险是瞬雷k60-500，60v-5A自恢复保险丝。
[0007] 电压采集电路采用芯片MC3316DR2。
[0008] DCDC固定12V输出电路采用TPS54340DDA芯片。
[0009] TPS54340DDA芯片的4脚RT/CLK脚
开关频率设计脚，外接一个200K Ω
电阻，使得TPS54340DDA芯片工作在固定频率500kHz。
[0010] DCDC固定12V输出电路的后端连接有电感L1和二极管D1，分别作为储能电感和
续流二极管，在mos管闭合时提供持续电流。
[0011] 所述车载电源检测及后装设备保护电路能够自动适应12V和24V供电，提高转接效率，减少转换成本。
附图说明
[0012] 图1是所述车载电源检测及后装设备保护电路的电路模型示意图；
[0013] 图2是抑制浪涌的逻辑控制图；
[0014] 图3是本实用新型的电路示意图；
[0015] 图4是12V电压
采样及控制电路示意图；
[0016] 图5是自恢复保险的电路示意图。
具体实施方式
[0017] 所述车载电源检测及后装设备保护电路能够保护工程机械车的车载电源，以及其它依靠车载电源供电的车载设备。可保护车载电源的电瓶过放，保护车载设备防止瞬间电路电流过大产生的浪涌造成的冲击，还具有DCDC 降压功能。
[0018] 如图1所示，车载电源检测及后装设备保护电路包括：
[0019] 电路浪涌防护电路、电压采集电路、输出控制、DCDC固定12V输出电路，能够自动识别输入电压：12V和24V。电压采集电路包括电压采集电路1和电压采集电路2，采集后通过输出控制再通过12V输出电路，进行输出。
[0020] 这样，电源接入后先接有“浪涌防护”，在进行“电压采集”，采集的目的有2个：一个目的是识别电源系统，是12v系统还是24v系统。
[0021] 本实用新型还能够判断输入电压值在什么范围(范围包括：12v系统包括<11.5V或者11.5V-14.9V之间，或15V-23.5V之间，或23.5v-42V之间，或大于42V)。通过判断电压所在的范围，来实现“输出控制”，控制着 DCDC的输出。具体输出控制是检测电压在11.5V-14.9V之间和23.5V-42V 之间，才给后端的DCDC电路使能
信号，后端12v输出。其它范围电压下控制后端DCDC不输出。
[0022] 如图2所示，采用电压采样电路：便于识别12V供电和24V供电，做到后装设备供电自适应。采用DC-DC电路对24V电压进行降压处理，能够实现
输出电压12V，电流最大3A的电源，给后装设备供电。采用自恢复保险F1和TVS保护二极管D2的配合，对于使用中产生的浪涌进行泄放处理，以保护后端电路不受破坏。其中所述F1和D2配合，能够有效抑制浪涌。
[0023] 本实用新型能够实现浪涌防护：通过图3中所示的自恢复保险F1和TVS 保护二极管D2的配合，能够实现电流过大、或者能够实现达到ISO7637-2 标准下P5A
波形(最大24V基压下，脉冲电压174V，脉冲宽度350ms，内阻4欧姆)10次的冲击及防护。也能够对由后端电路，或前端电源突然损坏不至于造成前后之间的影响。
[0024] 采用自恢复保险F1和TVS保护二极管D2的配合，对于使用中产生的浪涌进行泄放处理，以保护后端电路不受破坏。F1是瞬雷k60-500，60v-5A 自恢复保险丝，在电路中因浪涌、
短路等因素导致电流瞬间过大时，自恢复保险丝因
过热会中断，在电流恢复后，保险丝恢复电路正常工作。
[0025] TVS采用瞬雷LCT40B瞬态抑制二极管，通过两者配合起到消除浪涌，保护电路的作用。
[0026] 本实用新型逻辑控制图如图3所示：
[0027] 电压采集电路：通过U2和R8、R9、R10形成的分压电路对12V电压进行采集；通过U3、和R12、R13、R14形成的分压电路对24V电压进行采集。
[0028] 输入电压在11.4V-14.9V时U2采集到电压，输出高电平，控制U1正常工作，低于电源11.4V时，U2采集到电压，输出低电平，DC-DC停止工作，起到保护12V电瓶不过度放电。
[0029] 通过以U1为主，周围其它器件组合成的DC-DC降压电路，保证输入电压在11.5V-14.9V时输出11V-12V(视情况而定，电压大于12.5V时输出 12V输入电压在11.5V-12.5V时输出小于12V)的电压，在是24V时，都能稳定输出电压12V，电流最大3A的稳定输出。
[0030] 12V电压采样及控制电路：包括U2和由R7、R12、R10形成的分压电路,对于12V系统电压进行采集、控制后端DC-DC电路是否输出。采用电路主要采用MC33161DR2(U2、U3)芯片进行，U2的2脚，3脚是电压采集的输入脚，5脚、6脚是采集电压的输出脚。
[0031] 采样及控制工作原理：
[0032] 当电源Vin小于11.4V时，U2的2脚和3脚就会采集到小于1.27V的一个电压，由U2内部逻辑控制下，U2的5、6脚就会输出一个低电平,因此，根据U1的3脚是DC-DC的输出控制使能脚，始终是接地时，U1不工作，Vout没有输出。
[0033] 当
电源电压Vin在11.5V-14.9V时U2的2脚输出一个小1.27V电压， 3脚就会采集到大于1.27V的一个电压，根据U2内部逻辑控制下，U2的5、 6脚就会输出一个2.5V左右的高电平，因此U1的3脚(使能脚)就会接受到高压1.3V的高电瓶，控制U1正常工作。Vout输出12V(Vin>12.5V时， Vout输出12V；11.5V
[0034] 当14.9V
[0035] 24V电压采样及控制电路：包括U3和R9、R11、R13形成的分压电路对24V电压进行采集，控制后端DC-DC电路是否输出。
[0036] 采样及控制工作原理：
[0037] 当VIN<23.5V时U3的2脚和3脚就会采集到小于1.27V的一个电压，由U3内部逻辑控制下，U3的5、6脚就会输出一个低电平,因此，根据U1 的3脚是DC-DC的输出控制使能脚，始终是接地时，U1不工作，Vout没有输出。
[0038] 当23.5V
[0039] Vin>42V超过U1最大输入电压，DC-DC不能正常工作。Vout没有输出。
[0040] DC-DC电路：采用TPS54340DDA芯片实现降压，2脚输入电压Vin能够实现最大42V输入，8脚sw可以实现最大3.5A的输出电流，3脚，EN 是使能开关，在电平高压1.2v是能够正常打开，DC-DC正常工作。
[0041] 4脚RT/CLK脚开关频率设计脚，接一个200KΩ电阻，使得DC-DC 芯片工作在固定频率500kHz，8脚SW是DC-DC输出脚，5脚FB是是反馈脚，通过R1和R5的分压调节输出电压。
[0042] L1和D1分别是储能电感和续流二极管，在mos管闭合是提供持续电流。
[0043] 通过U1及D1、L1等主要器件形成组成的电路，Vin在24V供电条件下也能正常提供12V输出。
[0044] 如图4：采样电路的核心芯片MC3316DR2内部逻辑图，包括12V和24V，检测原理是相同的。
[0045] 根据采样芯片工作逻辑图纸，所示：主要通过判断2、3脚电压是否大于1.27V，且其内部分别有2个2.8v和0.6v的比较器，来判断5脚、6脚输出的电平值。控制DC-DC使能开关。
[0046] 所述车载电源检测及后装设备保护电路能够自动适应12V和24V供电，提高转接效率，减少转换成本。
