一种汽车电源输出保护电路专利检索-变换装置的零部件专利检索查询-专利查询网

一种汽车电源输出保护电路
申请号	CN202410248267.6	申请日	2024-03-05	公开(公告)号	CN118054649A	公开(公告)日	2024-05-17
申请人	长春众鼎科技有限公司;			发明人	唐德亮; 郭晓强; 尹诚;
摘要	本发明提供了一种汽车电源输出保护电路，由电源稳压电路、电流采样电路、过流/ 短路保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、过温保护电路、开关器件和开关驱动及延时恢复电路组成；电源稳压电路与输入电源连接，以便于提供稳定电压 VCC及电压基准VREF；电流采样电路与过流/短路保护电路连接；过流/短路保护电路与欠压保护电路连接；过压保护电路与开关驱动及延时恢复电路连接；开关器件与开关驱动及延时恢复电路连接；开关驱动及延时恢复电路与时过温保护电路连接。本发明的汽车电源输出保护电路，具有防反接、过流保护，短路保护，过压保护、欠压保护和过温保护功能。
权利要求	1.一种汽车电源输出保护电路，其特征在于：由电源稳压电路、电流采样电路、过流/短路保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、过温保护电路、开关器件和开关驱动及延时恢复电路组成；所述电源稳压电路与输入电源连接，以便于提供稳定电压VCC及电压基准VREF；所述电流采样电路与所述过流/短路保护电路连接；所述过流/短路保护电路与所述欠压保护电路连接；所述过压保护电路与所述开关驱动及延时恢复电路连接；所述开关器件与所述开关驱动及延时恢复电路连接；所述开关驱动及延时恢复电路与所述时过温保护电路连接。 2.根据权利要求1所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的电源稳压电路由具有使能引脚的稳压芯片U4，二极管D8，电容C13、电容C15、电容C18、电容C24，电阻R24、电阻R28、电阻R25、电阻R29、电阻R40、电阻R41、电阻R39，稳压二极管D12，MOS管三极管Q6组成；其中二极管D8正极和电源输入VIN相连，二极管D8负极与稳压芯片U4的1脚相连；电容C13连接在二极管D8负极和GND之间；电阻R24与电阻R28串联，连接到二极管D8负极与GND之间，电阻R24与电阻R28中间抽头连接到稳压芯片U4的2脚；电容C15连接在稳压芯片U4的4脚和GND之间，稳压芯片U4的4脚标记网络为VCC；电阻R29与电容C18并联后连接在电阻R25和GND之间，电阻R25的另一端连接到VCC，电阻R29与电阻R25连接之间的电压标记为电压基准VREF（简称为VREF）；电阻R40连接到稳压芯片U4的4引脚和三极管Q7的基极之间，电阻R41连接在三极管Q7的基极与发射极之间； MOS管三极管Q6的源极连接二极管D8的负极，MOS管三极管Q6的漏极与4路比较器U1,比较器U3的3脚相连；稳压二极管D12连接到MOS管三极管Q6的源极和栅极之间，电阻R39连接到MOS管三极管Q6的栅极和三极管Q7的集电极之间。 3.根据权利要求2所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的电流采样电路由电流放大器U2，电容C27，采样电阻R7组成；其中采样电阻R7连接在电流放大器U2的IN+和IN‑之间，电容C27连接在电流放大器的VS引脚和GND之间。 4.根据权利要求3所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的欠压保护电路由比较器U1A、比较器U1B、电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R2、电阻R3、电容C3、电容C2、二极管D1、二极管D2组成；其中比较器U1的5脚和7脚连接到VRef；电容C3与电阻R5并联连接到比较器U1的6脚和GND之间，电阻R1连接到Vdet和比较器U1的6脚之间，电阻R2一端连接比较器U1的1脚和4脚，另一端连接VCC，电容C2的一端与电阻R2相连，一端连接GND；电阻R6一端与二极管D2的正极连接，电阻R6的另一端连接比较器U1的6脚，二极管D2的负极连接到比较器U1的2脚，二极管D1的正极连接到比较器U3的6脚，二极管D1的负极连接到比较器U1的2脚。 5.根据权利要求4所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的过压保护电路由比较器U1C、比较器U1D，电阻R11、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18，电容C11、电容C10，二极管D6、二极管D7，三极管Q2组成；其中比较器U1的8脚和11脚连接到VRef，电容C11和电阻R18并联后连接到比较器U1的9脚和GND之间；电阻R15连接到Vdet和比较器U1的9脚之间；电阻R11连接到三极管Q2的发射极和基极之间；电阻R16连接到三极管Q2的集电极和比较器U1的9脚之间；电阻R14一端连接到三极管Q2的基极和二极管D6的正极，二极管D6的负极连接到比较器U1的13脚；二极管D7的正极连接到比较器U3的6脚，二极管D7的负极连接到比较器U1的13脚。 6.根据权利要求5所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的过流/短路保护电路由比较器U3C、比较器U3D，电阻R27、电阻R22、电阻R23、电阻R20、电阻R21、电阻R33、电阻R34、电阻R31，电容C20、电容C21，三极管Q4、三极管Q5，二极管D10组成，其中比较器U3的8脚和11脚连接到VREF，电阻R33和电容C20并联后连接到比较器U3的9脚和GND之间，电阻R27连接在电流放大器U2的1脚和比较器U3的9脚之间，电阻R22连接到电流放大器U2的1脚和三极管Q5的基极，电阻R23连接在三极管Q5的基极和发射极之间，电阻R21连接在三极管Q4的基极和三极管Q5集电极之间，电阻R20连接在三极管Q4的基极和发射极之间；电阻R34连接在三极管Q4的集电极和比较器U3的14脚之间，电容C21连接在U3的14脚和GND之间，电阻R31连接在VCC和比较器U3的14脚，比较器U3的14脚与10脚相连；二极管D10的负极连接到比较器U3的13脚，二极管D10的正极连接到U3的6脚。 7.根据权利要求6所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的过温保护电路由比较器U3B、二极管D9、二极管D11、电阻R13、电阻R32，热敏电阻Rt1，电容C9组成，其中热敏电阻Rt1与电容C9并联，连接在比较器U3的5脚和GND之间，电阻R13连接在VCC和比较器U3的 5脚之间，电阻R32一端连接在比较器U3的5脚和二极管D11的正极，二极管D11的负极连接在比较器U3的2脚；二极管D9的负极连接在比较器U3的2脚，正极连接在比较器U3的6脚，比较器U3的4脚连接到VRef。 8.根据权利要求7所述的汽车电源输出保护电路，其特征在于：所述的开关驱动及延时恢复电路由比较器U3A，电阻R3，电容C4组成，其中比较器U3的7脚连接到VREF，电阻R3连接在VCC和比较器U3的6脚之间，电容C4连接在比较器U3的6脚和GND之间。
说明书全文	一种汽车电源输出保护电路技术领域 [0001] 本发明涉及汽车电子领域，特别涉及一种汽车电源输出保护电路。背景技术 [0002] 1、随着科技的发展，车载用电器很多，如点烟器、手机或电脑充电，行车记录仪，车载冰箱等。都需要从汽车上取电，为了保护车辆电瓶、相关线束或零件等不受损坏，目前的汽车供电电路中增加保险丝。保险丝仅仅能在外部设备过流或短路时烧断，起到保护车辆或其他设备的目的，一旦烧坏则需要重新更换保险丝。很是不方便。而且没有电过压保护，欠压保护的功能。 [0003] 2、车辆在点火中产生的浪涌电压，容易将接入的用电设备造成损坏。 [0004] 3、车辆电瓶电压过低也容易使接入的用电设备造成损坏，而且容易使电瓶亏电损坏电瓶。发明内容 [0005] 有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车电源输出保护电路，具有防反接、过流保护、短路保护、过压保护、欠压保护和过温保护功能。 [0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： [0007] 一种汽车电源输出保护电路，，由电源稳压电路、电流采样电路、过流/短路保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、过温保护电路、开关器件和开关驱动及延时恢复电路组成；所述电源稳压电路与输入电源连接，以便于提供稳定电压VCC及电压基准VREF；所述电流采样电路与所述过流/短路保护电路连接；所述过流/短路保护电路与所述欠压保护电路连接；所述过压保护电路与所述开关驱动及延时恢复电路连接；所述开关器件与所述开关驱动及延时恢复电路连接；所述开关驱动及延时恢复电路与所述时过温保护电路连接。 [0008] 进一步的，所述的电源稳压电路由具有使能引脚的稳压芯片U4，二极管D8，电容C13、电容C15、电容C18、电容C24，电阻R24、电阻R28、电阻R25、电阻R29、电阻R40、电阻R41、电阻R39，稳压二极管D12，MOS管三极管Q6组成；其中二极管D8正极和电源输入VIN相连，二极管D8负极与稳压芯片U4的1脚相连；电容C13连接在二极管D8负极和GND之间；电阻R24与电阻R28串联，连接到二极管D8负极与GND之间，电阻R24与电阻R28中间抽头连接到稳压芯片U4的2脚；电容C15连接在稳压芯片U4的4脚和GND之间，稳压芯片U4的4脚标记网络为VCC；电阻R29与电容C18并联后连接在电阻R25和GND之间，电阻R25的另一端连接到VCC，电阻R29与电阻R25连接之间的电压标记为电压基准VREF（简称为VREF）；电阻R40连接到稳压芯片U4的4引脚和三极管Q7的基极之间，电阻R41连接在三极管Q7的基极与发射极之间；MOS管三极管Q6的源极连接二极管D8的负极，MOS管三极管Q6的漏极与4路比较器U1,U3的3脚相连；稳压二极管D12连接到MOS管三极管Q6的源极和栅极之间，电阻R39连接到MOS管三极管Q6的栅极和三极管Q7的集电极之间。 [0009] 进一步的，所述的电流采样电路由电流放大器U2，电容C27，采样电阻R7组成；其中采样电阻R7连接在电流放大器U2的IN+和IN－之间，电容C27连接在电流放大器的VS引脚和GND之间。 [0010] 进一步的，所述的欠压保护电路由比较器U1A、比较器U1B、电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R2、电阻R3、电容C3、电容C2、二极管D1、二极管D2组成；其中比较器U1的5脚和7脚连接到VRef；电容C3与电阻R5并联连接到比较器U1的6脚和GND之间，电阻R1连接到Vdet和比较器U1的6脚之间，电阻R2一端连接比较器U1的1脚和4脚，另一端连接VCC，电容C2的一端与电阻R2相连，一端连接GND；电阻R6一端与二极管D2的正极连接，电阻R6的另一端连接比较器U1的6脚，二极管D2的负极连接到比较器U1的2脚，二极管D1的正极连接到比较器U3的6脚，二极管D1的负极连接到比较器U1的2脚。 [0011] 进一步的，所述的过压保护电路由比较器U1C、比较器U1D，电阻R11、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18，电容C11、电容C10，二极管D6、二极管D7，三极管Q2组成；其中比较器U1的8脚和11脚连接到VRef，电容C11和电阻R18并联后连接到比较器U1的9脚和GND之间；电阻R15连接到Vdet和比较器U1的9脚之间；电阻R11连接到三极管Q2的发射极和基极之间；电阻R16连接到三极管Q2的集电极和比较器U1的9脚之间；电阻R14一端连接到三极管Q2的基极和二极管D6的正极，二极管D6的负极连接到比较器U1的13脚；二极管D7的正极连接到比较器U3的6脚，二极管D7的负极连接到比较器U1的13脚。 [0012] 进一步的，所述的过流/短路保护电路由比较器U3C、比较器U3D，电阻R27、电阻R22、电阻R23、电阻R20、电阻R21、电阻R33、电阻R34、电阻R31，电容C20、电容C21，三极管Q4、三极管Q5，二极管D10组成，其中比较器U3的8脚和11脚连接到VREF，电阻R33和电容C20并联后连接到比较器U3的9脚和GND之间，电阻R27连接在电流放大器U2的1脚和比较器U3的9脚之间，电阻R22连接带电流放大器U2的1脚和三极管Q5的基极，电阻R23连接在三极管Q5的基极和发射极之间，电阻R21连接在三极管Q4的基极和三极管Q5集电极之间，电阻R20连接在三极管Q4的基极和发射极之间；电阻R34连接在三极管Q4的集电极和比较器U3的14脚之间，电容C21连接在U3的14脚和GND之间，电阻R31连接在VCC和比较器U3的14脚，比较器U3的14脚与10脚相连；二极管D10的负极连接到比较器U3的13脚，二极管D10的正极连接到U3的6脚。 [0013] 进一步的，所述的过温保护电路由比较器U3B、二极管D9、二极管D11，电阻R13、电阻R32，热敏电阻Rt1，电容C9组成，其中热敏电阻Rt1与电容C9并联，连接在比较器U3的5脚和GND之间，电阻R13连接在VCC和比较器U3的5脚之间，电阻R32一端连接在比较器U3的5脚和二极管D11的正极，二极管D11的负极连接在比较器U3的2脚；二极管D9的负极连接在比较器U3的2脚，正极连接在比较器U3的6脚，比较器U3的4脚连接到VRef。 [0014] 进一步的，所述的开关驱动及延时恢复电路由比较器U3A，电阻R3，电容C4组成，其中比较器U3的7脚连接到VREF，电阻R3连接在VCC和比较器U3的6脚之间，电容C4连接在比较器U3的6脚和GND之间。 [0015] 相对于现有技术，本发明具有以下优势： [0016] 车辆因点火启动或其他异常导致输出电压过高时，能自动关闭供电输出，保护接入的用电设备，电压恢复到正常电压时，自动恢复供电；车辆因长时间停放或其他原因导致电瓶低于一定的电压，能自动关闭供电输出，保护接入的用电设备。电压恢复到正常电压时，自动恢复供电；接入的用电设备电流过大时，能自动关闭供电输出。保护车辆元件不受损坏，电流恢复到正常电流时，自动恢复供电；接入的用电设备短路时，能快速的关闭供电输出，保护车辆元件不受损坏。电流恢复到正常电流时，自动恢复供电；保护电路温度过高时，能自动关闭供电输出，保护车辆不受损坏，温度恢复时，自动恢复供电；有滤波作用，短暂的过流不启动保护，支持瞬时电流较大的用电设备；本发明不使用单片机等通过软件控制的元件，仅仅使用基本的逻辑器件实现功能，安全可靠，不容易损坏，低元件成本、低开发成本，以及低生产成本。附图说明 [0017] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0018] 图1为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的原理框图； [0019] 图2为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的电流采样电路、开关驱动及延时恢复电路； [0020] 图3为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的电源稳压电路； [0021] 图4为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的欠压保护电路； [0022] 图5为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的过压保护电路； [0023] 图6为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的过流/短路保护电路； [0024] 图7为本发明实施例所述的汽车电源输出保护电路的过温保护电路；具体实施方式 [0025] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0027] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0028] 本实施例涉及一种汽车电源输出保护电路，具有防反接、过流保护，短路保护，过压保护、欠压保护和过温保护功能。 [0029] 基于上述的设计思想，本实施例的汽车电源输出保护电路的原理框图如图1所示，其主要包括电源稳压电路、电流采样电路、过流/短路保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、过温保护电路、开关器件和开关驱动及延时恢复电路；电源稳压电路与输入电源连接，以便于提供稳定电压VCC及电压基准VREF；电流采样电路与过流/短路保护电路连接；过流/短路保护电路与欠压保护电路连接；过压保护电路与开关驱动及延时恢复电路连接；开关器件与开关驱动及延时恢复电路连接；开关驱动及延时恢复电路与时过温保护电路连接。 [0030] 如图3所示，电源稳压电路由具有使能引脚的稳压芯片U4，二极管D8，电容C13、电容C15、电容C18、电容C24，电阻R24、电阻R28、电阻R25、电阻R29、电阻R40、电阻R41、电阻R39，稳压二极管D12，MOS管三极管Q6组成；其中二极管D8正极和电源输入VIN相连，二极管D8负极与稳压芯片U4的1脚相连；电容C13连接在二极管D8负极和GND之间；电阻R24与电阻R28串联，连接到二极管D8负极与GND之间，电阻R24与电阻R28中间抽头连接到稳压芯片U4的2脚；电容C15连接在稳压芯片U4的4脚和GND之间，稳压芯片U4的4脚标记网络为VCC；电阻R29与电容C18并联后连接在电阻R25和GND之间，电阻R25的另一端连接到VCC，电阻R29与电阻R25连接之间的电压标记为电压基准VREF（简称为VREF）；电阻R40连接到稳压芯片U4的4引脚和三极管Q7的基极之间，电阻R41连接在三极管Q7的基极与发射极之间；MOS管三极管Q6的源极连接二极管D8的负极，MOS管三极管Q6的漏极与4路比较器U1,U3的3脚相连；稳压二极管D12连接到MOS管三极管Q6的源极和栅极之间，电阻R39连接到MOS管三极管Q6的栅极和三极管Q7的集电极之间。 [0031] 如图2所示，电流采样电路由电流放大器U2，电容C27，采样电阻R7组成；其中采样电阻R7连接在电流放大器U2的IN+和IN－之间，电容C27连接在电流放大器的VS引脚和GND之间。 [0032] 如图4所示，欠压保护电路由比较器U1A、比较器U1B、电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R2、电阻R3、电容C3、电容C2、二极管D1、二极管D2组成；其中比较器U1的5脚和7脚连接到VRef；电容C3与电阻R5并联连接到比较器U1的6脚和GND之间，电阻R1连接到Vdet和比较器U1的6脚之间，电阻R2一端连接比较器U1的1脚和4脚，另一端连接VCC，电容C2的一端与电阻R2相连，一端连接GND；电阻R6一端与二极管D2的正极连接，电阻R6的另一端连接比较器U1的6脚，二极管D2的负极连接到比较器U1的2脚，二极管D1的正极连接到比较器U3的6脚，二极管D1的负极连接到比较器U1的2脚。 [0033] 如图5所示，过压保护电路由比较器U1C、比较器U1D，电阻R11、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18，电容C11、电容C10，二极管D6、二极管D7，三极管Q2组成；其中比较器U1的8脚和11脚连接到VRef，电容C11和电阻R18并联后连接到比较器U1的9脚和GND之间；电阻R15连接到Vdet和比较器U1的9脚之间；电阻R11连接到三极管Q2的发射极和基极之间；电阻R16连接到三极管Q2的集电极和比较器U1的9脚之间；电阻R14一端连接到三极管Q2的基极和二极管D6的正极，二极管D6的负极连接到比较器U1的13脚；二极管D7的正极连接到比较器U3的6脚，二极管D7的负极连接到比较器U1的13脚。 [0034] 如图6所示，过流/短路保护电路由比较器U3C、比较器U3D，电阻R27、电阻R22、电阻R23、电阻R20、电阻R21、电阻R33、电阻R34、电阻R31，电容C20、电容C21，三极管Q4、三极管Q5，二极管D10组成，其中比较器U3的8脚和11脚连接到VREF，电阻R33和电容C20并联后连接到比较器U3的9脚和GND之间，电阻R27连接在电流放大器U2的1脚和比较器U3的9脚之间，电阻R22连接到电流放大器U2的1脚和三极管Q5的基极，电阻R23连接在三极管Q5的基极和发射极之间，电阻R21连接在三极管Q4的基极和三极管Q5集电极之间，电阻R20连接在三极管Q4的基极和发射极之间；电阻R34连接在三极管Q4的集电极和比较器U3的14脚之间，电容C21连接在U3的14脚和GND之间，电阻R31连接在VCC和比较器U3的14脚，比较器U3的14脚与10脚相连；二极管D10的负极连接到比较器U3的13脚，二极管D10的正极连接到U3的6脚。 [0035] 如图7所示，过温保护电路由比较器U3B、二极管D9、二极管D11，电阻R13、电阻R32，热敏电阻Rt1，电容C9组成，其中热敏电阻Rt1与电容C9并联，连接在比较器U3的5脚和GND之间，电阻R13连接在VCC和比较器U3的5脚之间，电阻R32一端连接在比较器U3的5脚和二极管D11的正极，二极管D11的负极连接在比较器U3的2脚；二极管D9的负极连接在比较器U3的2脚，正极连接在比较器U3的6脚，比较器U3的4脚连接到VRef。 [0036] 如图2所示。开关驱动及延时恢复电路由比较器U3A，电阻R3，电容C4组成，其中比较器U3的7脚连接到VREF，电阻R3连接在VCC和比较器U3的6脚之间，电容C4连接在比较器U3的6脚和GND之间。 [0037] 具体而言，电源稳压电路：提供稳定电压VCC，及电压基准VREF。 [0038] 电流采样电路：检测流过采样电阻的电流，以电压的形式输出给过流/短路保护电路。 [0039] 过流/短路保护电路：判断电流采样电路输出的电压，在检测到电流超过设定的最大工作电流IS后，延迟设定的过流保护响应时间TOVL，关闭供电输出。当电流超过设定的短路电流ISHORT后，延迟设定的短路保护响应时间TOVH，TOVH远小于TOVL,达到快速关闭供电输出的目的。延时设定的供电延时恢复时间TR后，恢复供电输出。 [0040] 过压保护电路：检测输入电压VIN，在输入电压高于设定的最大工作电压VTHH时，延时设定的过压保护响应时间TVHOFF，关闭供电输出。具有滞回效应，电压低于设定的过压保护恢复电压VTHHR时，延时设定的供电延时恢复时间TR后，恢复供电输出。滞回的作用，避免在临界状态时产生频繁的震荡或跳变，导致供电输出不稳定。 [0041] 欠压保护电路：检测输入电压VIN，在输入电压低于设定的最低工作电压VTHL时，延时设定欠压保护响应的时间TVLOFF，关闭供电输出。具有滞回效应，电压高于设定的欠压保护恢复电压VTHLR时，延时设定的供电延时恢复时间TR后，恢复供电输出。滞回的作用，避免在临界状态时产生频繁的震荡或跳变，导致供电输出不稳定。 [0042] 过温保护电路：检测环境温度，温度高于设定最大工作温度TOV时，关闭供电输出。具有滞回效应，温度低于设定的过温保护恢复温度TOVR时，延时设定的供电延时恢复时间TR后，恢复供电输出。滞回的作用，避免在临界状态时产生频繁的震荡或跳变，导致供电输出不稳定。 [0043] 电源稳压电路通过稳压芯片U4提供稳定的电压VCC。通过电阻R25,R29分压得到VREF，作为比较器U1,U3的基准电压,连接在比较器U1的5、7、8、11引脚，U3的4、7、8、11引脚。电阻R24，R28用于设置稳压芯片U4的开关电压，开关电源芯片U4的EN的最小开启电压为VETH，则设置的VIN的最小开启电压为 [0044] VEN = VETH(R24+R28)/R28+0.7V，0.7V为二极管D8的压降。VEN的电压要高于稳压芯片U4的最小工作电压。在稳压芯片输出稳定的VCC后，通过三极管Q7开启MOS管Q6给比较器U1、U3供电。 [0045] 电流采样电路通过采样电阻R7和电流放大器U2将电流信号转换为电压信号VIS，通过R7的电流I，电流放大器U2的放大倍数为GA。则VIS= IR7GA [0046] 当输入电压VIN低于设定的最低工作电压VTHL时，比较器U1的6脚电压低于7脚的电压，比较器U1的1脚输出高阻态，此时VCC通过电阻R2向电容C2充电，C2与比较器U1的4脚相连，当电容C2充电电压高于5脚电压时，比较器U1的2脚输出低电平，因为比较器U1的2脚通过二极管与比较器U3的6脚连接，此时比较器U3的6脚电压瞬间降低到二极管D1的压降电压0.7V，低于比较器U3的7脚电压，比较器U3的1脚输出高阻态，关闭MOS管Q1，达到关闭供电输出的目的。利用C2电容的充电时间（即欠压保护响应时间TVLOFF），来对输入电压VIN的消抖滤波，避免误触发动作，此时由于比较器U1的2脚输出低电平，则比较器U1的6脚会因为电阻R6和二极管D2，再次拉低比较器U1的6脚的电压，输入电压要恢复到设定的低压保护恢复电压VTHLR时，才能使比较器U1的6脚的电压高于U1的7脚的电压，恢复供电输出。 [0047] 最低工作电压VTHL 的计算方法：VTHL = VREF (R1+R5)/R5 [0048] 欠压保护恢复电压VTHLR的计算方法：VTHLR = VREF(R1+R5)/R5 + (VREF‑0.7)R1/R6[0049] 欠压保护响应时间TVLOFF的计算方法：TVLOFF = R2C2ln（VCC/(VCC‑ VREF）[0050] 当输入电压高于设定的最高工作电压VTHH时，比较器U1的9脚电压高于8脚的电压，比较器U1的14脚输出高阻态，此时VCC通过电阻R17向电容C10充电，C10与比较器U1的10脚相连，当电容C10充电电压高于11脚电压时，比较器U1的13脚输出低电平，因为比较器U1的13脚通过二极管与比较器U3的6脚连接，此时比较器U3的6脚电压瞬间降低到二极管D1的压降电压0.7V，低于比较器U3的7脚电压，比较器U3的1脚输出高阻态，关闭MOS管Q1，达到关闭供电输出的目的。利用C10电容的充电时间（即过压保护响应时间TVHOFF）,来对输入电压的消抖滤波，避免误触发动作。此时由于比较器U1的13脚输出低电平，则比较器U1的9脚会因为Q2的导通，通过电阻R6，再次拉高比较器U1的9脚的电压，输入电压要恢复到设定的过压保护恢复电压VTHLR时，VTHHR才能使比较器U1的9脚的电压低于U1的8脚的电压，恢复供电输出。 [0051] 最高工作电压VTHH 的计算方法: VTHH = VREF (R15+R18)/R18 [0052] 过压保护恢复电压VTHHR的计算方法: [0053] VTHHR = VREF((R15R16)/(R15+R16)+R18)/R18 ; [0054] 过压保护响应时间TVHOFF的计算方法：TVHOFF = R17C10ln（VCC/(VCC‑ VREF））[0055] 当负载电流大于设定的工作电流IS时，比较器U3的9脚电压高于8脚电压时，比较器U3的14脚输出高阻态，此时VCC通过电阻R31向电容C21充电，C21与比较器U3的10脚相连，当电容C21充电电压高于11脚电压时，比较器U3的13脚输出低电平，因为比较器U1的13脚通过二极管与比较器U3的6脚连接，此时比较器U3的6脚电压瞬间降低到二极管D1的压降电压0.7V，低于比较器U3的7脚电压，比较器U3的1脚输出高阻态，关闭MOS管Q1，达到关闭供电输出的目的。利用C21电容的充电时间（即过流保护响应时间TOVL），来对输入电流的消抖滤波，避免误触发动作。 [0056] 如果此时负载电流大于设定的短路电流ISHORT时，三极管Q5导通，Q5驱动三极管Q4导通，VCC会通过R34和R31同时向C21充电（即短路保护响应时间TOVH），从而加快保护的响应时间，达到在短路时快速关闭供电输出的目的。 [0057] 最大工作电流IS的设定计算方法：IS=VREF (R27+R33)/(R33R7 GA) [0058] 短路电流ISHORT的设定计算方法：ISHORT = 0.7(R22R23)/ (R23R7 GA)[0059] 过流保护响应时间TOVL的设定计算方法：TOVL = R31C21ln(VCC/(VCC‑ VREF））[0060] 短路保护响应时间TOVH的设定计算方法： [0061] TOVH = ((R31R34)/(R31+R34))C21ln(VCC/(VCC‑ VREF）） [0062] 热敏电阻Rt1采用负温度系数的NTC热敏电阻，当温度高于最大工作温度TOV时，比较器U3的5脚电压低于4脚电压，比较器U3的2脚输出低电平，因为比较器U3的2脚通过二极管与比较器U3的6脚连接，此时比较器U3的6脚电压瞬间降低到二极管D1的压降电压0.7V，低于比较器U3的7脚电压，比较器U3的1脚输出高阻态，关闭MOS管Q1，达到关闭供电输出的目的。此时由于比较器U3的2脚输出低电平，则比较器U3的5脚会因为通过电阻R32和二极管D11，再次拉低比较器U3的5脚的电压，热敏电阻温度要恢复到过温保护恢复温度TOVR，才能使比较器U3的5脚电压高于4脚电压，恢复供电输出。 [0063] 当过压保护电路、欠压保护电路、过流/短路保护和过温保护电路有任何一个启动保护功能，则U3的6脚电压会被拉低到0.7V，低于U3的7脚电压，U3的1脚会输出高阻态，关闭MOS管Q1达到关闭供电输出的目的，待过压保护电路、欠压保护电路、过流/短路保护和过温保护电路的保护状态全部消失时，VCC会通过电阻R3向电容充电，电容C4与比较器U3的6脚连接，待电容C4电压大于比较器U3的7脚电压时，比较器U3的1脚输出低电平，驱动MOS管Q1开通，恢复供电输出。 [0064] 供电延时恢复时间TR的设定计算方法：TR = R3C4*ln((VCC‑0.7）/(VCC‑ VREF））[0065] 采用上述实施方案的汽车电源输出保护电路很好地实现了： [0066] 1、车辆因点火启动或其他异常导致输出电压过高时，能自动关闭供电输出，保护接入的用电设备，电压恢复到正常电压时，自动恢复供电。 [0067] 2、车辆因长时间停放或其他原因导致电瓶低于一定的电压，能自动关闭供电输出，保护接入的用电设备。电压恢复到正常电压时，自动恢复供电。 [0068] 3、接入的用电设备电流过大时，能自动关闭供电输出。保护车辆元件不受损坏，电流恢复到正常电流时，自动恢复供电。 [0069] 4、接入的用电设备短路时，能快速的关闭供电输出，保护车辆元件不受损坏。电流恢复到正常电流时，自动恢复供电。 [0070] 5、保护电路温度过高时，能自动关闭供电输出，保护车辆不受损坏，温度恢复时，自动恢复供电。 [0071] 6、有滤波作用，短暂的过流不启动保护，支持瞬时电流较大的用电设备。 [0072] 7、本发明不使用单片机等通过软件控制的元件，仅仅使用基本的逻辑器件实现功能，安全可靠，不容易损坏，低元件成本、低开发成本，以及低生产成本。 [0073] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

意见反馈