电源接口防护电路设计分析.doc

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1、电源接口防护电路设计分析摘要：汽车电子中的电源接口发挥车辆的启动功能，为了提高启动效率和电子系统的抗干扰性，在电源接口设计中要设置防护电路。基于对电源接口常见干扰的分析，本文提出了电源结构的防护电路设计方法，在满足车辆的启动要求基础上，防止各类干扰因素对整个电子系统造成过大影响，提高电子系统的运行寿命。关键词：汽车电子；电源接口；防护电路在汽车电子系统的运行中，电源接口将直接决定电子系统是否运行，所以电源结构需要具备极高的运行稳定性和安全性。在车辆的运行中，结构线路中会出现很多电流干扰，尤其是在车辆的启动阶段，电子线路中会产生涌

2、流，这类电流对系统造成的影响和干扰最大，所以在整个系统的运行中，要采取合理方法消除这些干扰对系统造成的影响。1汽车电子中的电源接口常见干扰类型4学海无涯电源接口的常见干扰包括电流涌流、电路过压和电池反向电流等，这些干扰类型对电源接口的影响效果如下：1.1电流涌流。电流涌流通常发生在车辆的启动阶段，车辆未启动阶段，电子系统不运行，在启动过程中，都可视作各线路中突然产生电流。在这一过程中，电流产生的涌流对电路造成的影响很大，尤其是一些敏感线路，各线路产生的电磁场会在敏感电路中产生电流，降低了整个系统的运行质量[1]。另外这类涌流通常

3、伴随着系统中产生过电压和过电流，对整个电子系统造成过大影响，严重时甚至会击穿电路系统中的一些精密电子器件，导致整个系统无法运行。1.2电路过压。在电源接口的运行中，当电子系统运行稳定性不足时，会产生电路过压问题，该问题发生后，容易击穿电子系统中的电子器件，导致车辆的电子系统无法运行。另外在车辆启动后，发电机成为主要供电设备，发电机产生交变电流，容易对电子线路中的其余系统造成影响。由于发电机运行后产生的电压高于蓄电池，会产生过电压问题。车辆运行中的供电系统原理图如图1。从中可以看出，在发电机运行后，产生的电流容易对蓄电池和起重机造

4、成影响，产生的过电压会降低蓄电池的运行寿命。1.3电池反向电流。从上文中可以发现，在汽车的运行中，主要以发电机为汽车的电源，当发电机产生的电压过大时，会在电路中产生电池反向电流，虽然蓄电池在运行中能够发挥一定的电容作用，并依托发电机充电，但是当反向电流过大时，会导致整个电路的运行效率下降。另外在当前的汽车中，起动机的额定电压较小，与蓄电池的工作电压相同，当出现电池反向电流现象时，通常意味着发电机的电压高于蓄电池电压，容易导致起动机损坏，导致车辆无法启动。2汽车电子中的电源接口防护电路设计方法4学海无涯2.1无源防护电路。无源防护

5、电路的设计思想为，建成集合了电容、电感和电阻的电路系统，在该系统的运行中，各个电子器件发挥应有作用。电感器设置在电路的干路上，这种设计方法能够消除交变电流对电源接口的影响，电容位于电路的中间连接区域，当电路中的电压过大时，电容会充能，起到稳定电路电压的作用，另外在零线与火线之间，也设置了一个二极管，作用为保持电流的单向输入和输出。在电路的火线上设置保险丝，当电路中的电流过大，会对其余构件造成严重损坏时，保险丝熔断，防止电子系统遭受到大规模破坏。这种保护电路的优势在于，有更低的生产成本，并且维修较为简单，但是也存在明显的缺点，表现

6、为，在车辆的长期运行后，电容器的运行质量会下降，无法发挥应有的功能，导致对电子系统内的防护效果下降，另外应用保险丝的方式完成电路保护工作，保险丝熔断时，车辆无法正常启动。2.2有源防护电路。在当前的汽车工业中，已经广泛应用有源防护电路实现电源接口保护，这种电路通常应用于敏感电路保护系统。有源在车辆运行中，由发电机供电，产生的电压为12V，而蓄电池的电压为6V，从供电设备上来看，发电机对敏感电路的影响更大，所以需要借助有源防护电路提高相应的保护功能。本文提出的方法为，使用LT1641提供针对敏感电路的附加保护，在该设备的应用中，在

7、3种运行状态下发挥作用，首先为发电机电能产生量较少的状态，这种情况下发电机的电压小于12V，而当电压小于9V时，车辆上电气设备开启后，容易导致车辆无法正常运行，所以LT1641的一个重要工作内容为，分析和记录发电机产生的电压，并与控制器中的数据比较，确定是否发出电量不足警示信息，让驾驶员关闭电气设备[2]。其次为发挥系统的软启动功能，在电气设备开启以及车辆启动中，为让整个系统正常运行，LT1641控制相关设备的电压缓慢上升，同时有该设备检测电力系统运行中的其余参数，当发现电压下降明显时，通过对电路开关的控制，让蓄电池参与电气设备

8、的供电过程。最后为保护主线路保险丝作用，虽然保险丝的最重要作用为保障电路的安全运行，但是电路运行中产生的常见干扰，也容易导致保险丝熔断。在发生电路故障时，构件中的断路器与一定频率尝试重连4学海无涯，当多次重连失败后，意味着电路系统的故障无法自我消除，此时熔断保险