一種無常電儀表的電源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車電子控制技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種無常電儀表的電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，對整車工況判斷的正確性及相關(guān)信號處理的準(zhǔn)確性和精確性要求越來越高。汽車儀表系統(tǒng)作為車身電子系統(tǒng)的重要組成部分，它涉及整車信號處理、故障報警指示和整車工況顯示，是駕駛員與整車之間的人機(jī)界面。而電源模塊作為儀表系統(tǒng)的“心臟”，其工作的穩(wěn)定性、可靠性直接關(guān)系到儀表系統(tǒng)能否正常工作，故對汽車儀表系統(tǒng)電源模塊的設(shè)計尤為重要。
[0003]本發(fā)明具體所處的技術(shù)背景為:應(yīng)某整車客戶要求，為其出國農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計兩款儀表，兩款儀表外形相似但功能不同，一款為12V系統(tǒng)，另一款為24V系統(tǒng)，均無常電，均帶有水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭和顯示發(fā)動機(jī)累計工作時間的液晶屏。設(shè)計輸入中要求，關(guān)閉點火鑰匙，儀表需保存發(fā)動機(jī)累計工作時間數(shù)據(jù)，水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭指針需保持關(guān)閉點火鑰匙瞬間的指示狀態(tài)不變，為下次啟動提供“記憶”數(shù)據(jù)參考。
[0004]分析上述技術(shù)背景，不難發(fā)現(xiàn)，該類無常電儀表與常見的汽車儀表有如下幾點功能差異:一、無常電。二、掉電后，液晶顯示的發(fā)動機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)要保存，但指針不回零。進(jìn)一步分析如下:一、關(guān)閉點火鑰匙，儀表需保存發(fā)動機(jī)累計工作時間數(shù)據(jù)，這要求關(guān)閉點火鑰匙瞬間，儀表仍要有能量來源，即儀表電源模塊仍要保持有電能輸出狀態(tài)。二、關(guān)閉點火鑰匙，水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭指針需保持關(guān)閉點火鑰匙瞬間的指示狀態(tài)不變。這要求關(guān)閉點火鑰匙之后，儀表步進(jìn)電機(jī)不工作。對儀表系統(tǒng)來講，數(shù)據(jù)的保存和步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動都是通過微控制器(MCU)完成，而在軟件模式固定的條件下，常規(guī)來講，一種硬件狀態(tài)要同時實現(xiàn)上述兩種功能很困難。
[0005]目前解決上述問題主要通過軟件技術(shù)手段，大致過程如下:在關(guān)閉點火鑰匙瞬間，儀表系統(tǒng)掉電檢測模塊檢測到點火鑰匙關(guān)閉，立即給儀表系統(tǒng)微控制器(MCU)—個點火鑰匙關(guān)閉信號，微控制器(MCU)接收到點火鑰匙關(guān)閉信號后，立即發(fā)出發(fā)動機(jī)累計工作時間數(shù)據(jù)保存指令和水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭驅(qū)動信號關(guān)閉指令，以保存發(fā)動機(jī)累計工作時間數(shù)據(jù)同時防止水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭指針回零。以上過程在us或ms級時間內(nèi)完成。
[0006]考慮到未來汽車儀表掉電后指針回零的主流趨勢特點以及解決上述問題軟件技術(shù)的特殊性而存在的風(fēng)險，特從硬件設(shè)計角度解決上述問題。鑒于上述情況，一種無常電儀表的電源模塊設(shè)計須具備如下基本特點:一、工作的可靠性。即采用該電源模塊后，關(guān)閉點火鑰匙，儀表能夠可靠的保存發(fā)動機(jī)累計工作時間數(shù)據(jù)，而且水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭指針能夠可靠保持關(guān)閉點火鑰匙瞬間的指示狀態(tài)不變。二、良好的環(huán)境適應(yīng)性。即農(nóng)用車在各種惡劣的工作環(huán)境下，該電源模塊都能適應(yīng)，以保證儀表正常工作。另外，對比兩款儀表的相關(guān)特點，系列化設(shè)計電源模塊，可縮短設(shè)計周期、簡化生產(chǎn)流程以及方便后期維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是針對上述背景問題而設(shè)計了一種無常電儀表的電源模塊。本發(fā)明的設(shè)計策略為:儀表系統(tǒng)仍沿用目前已很成熟的掉電指針回零的軟件處理方法，電源模塊以儀表電源12V或24V為輸入，在點火鑰匙開啟過程中，電源模塊的5V輸出為儀表系統(tǒng)的微控制器(MCU)和采樣模塊供電，同時電源模塊自身充電，存儲電能。點火鑰匙關(guān)閉瞬間，儀表電源掉電監(jiān)測電路監(jiān)測到儀表電源斷電，在電源模塊利用自身存儲的電能繼續(xù)輸出為儀表系統(tǒng)的微控制器(MCU)和米樣模塊供電的過程中，儀表系統(tǒng)的微控制器(MCU)以最快速度保存發(fā)動機(jī)累計工作時間數(shù)據(jù)，同時利用步進(jìn)電機(jī)自身的靜態(tài)力矩消耗電源模塊的多余電能，保證水溫表、油量表、轉(zhuǎn)速表三個表頭指針能夠可靠保持關(guān)閉點火鑰匙瞬間的指示狀態(tài)不變。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種無常電儀表的電源模塊，其特征在于:包括儀表電源輸入部分電路、12V或24V電源輸入-5V電源輸出電路、12V電源輸入-5V電源輸出電路、雙-單電源選擇電路、儀表電源掉電監(jiān)測電路；其中，儀表電源輸入部分電路分別與12V或24V電源輸入-5V電源輸出電路、12V電源輸入-5V電源輸出電路、雙-單電源選擇電路的輸入端連接；12V或24V電源輸入-5V電源輸出電路、12V電源輸入-5V電源輸出電路的輸出端分別與雙-單電源選擇電路的輸入端連接；儀表電源掉電監(jiān)測電路的輸出端與儀表系統(tǒng)的微控制器的掉電監(jiān)測引腳連接。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的儀表電源輸入部分電路由12V或24V儀表電源、第一二極管、瞬態(tài)電壓抑制二極管、第一保險絲、第二保險絲構(gòu)成，其中，第一保險絲與第二保險絲并聯(lián)的輸入端、第一二極管負(fù)極端、瞬態(tài)電壓抑制二極管負(fù)極端連接，第一二極管正極端與12V或24V儀表電源連接。儀表電源先通過第一二極管防反接保護(hù)，再經(jīng)過瞬態(tài)電壓抑制二極管抑制浪涌電壓，然后經(jīng)過第一保險絲與第二保險絲并聯(lián)構(gòu)成的熔斷保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，輸出至12V或24V電源輸入-5V電源輸出電路、12V電源輸入-5V電源輸出電路和儀表電源掉電監(jiān)測電路的輸入端。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的12V或24V電源輸入-5V電源輸出電路由第二二極管、第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八電解電容、第一貼片電容、第一集成電源芯片、第一穩(wěn)壓二極管、第一交流扼流線圈、第十、第十一電解電容、第二、第三貼片電容和第二穩(wěn)壓二極管構(gòu)成；其中，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八電解電容、第一貼片電容并聯(lián)，輸入端與第二二極管負(fù)極連接，輸出端與第一集成電源芯片連接；第一穩(wěn)壓二極管、第一交流扼流線圈串聯(lián)后與第十、第十一電解電容、第二、第三貼片電容和第二穩(wěn)壓二極管并聯(lián)，第一穩(wěn)壓二極管與第一交流扼流線圈的連接點與第一集成電源芯片連接。該電路的輸入先經(jīng)過第二二極管防反接保護(hù)，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八電解電容和第一貼片電容并聯(lián)組成的儲能、濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出至第一集成電源芯片，第一集成電源芯片后先經(jīng)過第一穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，再經(jīng)過第一交流扼流線圈濾除交流雜波，然后經(jīng)過第十、第十一電解電容和第二、第三貼片電容并聯(lián)組成的濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，濾波后再經(jīng)過第二穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓后輸出。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的12V電源輸入-5V電源輸出電路由第九電阻、第十六電解電容、第四貼片電容、第二電源集成芯片、第五和第六貼片電容構(gòu)成。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的雙-單電源選擇電路由12V或24V電源輸入-5V電源輸出電路的5V電源、12V電源輸入-5V電源輸出電路的5V電源和第十電阻構(gòu)成。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的儀表電源掉電監(jiān)測電路由第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第十四電容、第十五電容、第一晶體管、第二晶體管和5V電源構(gòu)成。其中，第三電阻和第十四電容串聯(lián)組成第一級濾波網(wǎng)絡(luò)；第一晶體管、第四電阻、第六電阻組成第一級開關(guān)電路；第五電阻和第十五電容串聯(lián)組成的第二級濾波網(wǎng)絡(luò)；第二晶體管、第七電阻、第八電阻組成第二級開關(guān)電路。
[0014]本發(fā)明主要有如下特點:一、另辟蹊徑，采用硬件方法解決了軟件問題。二、采用前瞻性設(shè)計思想，設(shè)計了雙電源選擇輸出模式，可根據(jù)市場客戶的需求適時調(diào)整切換，在確保功能實現(xiàn)的前提下，實現(xiàn)了電路的兼容性。三、電路設(shè)計模塊化、12V和24V儀表設(shè)計系列化，縮短了設(shè)計周期、簡化了生產(chǎn)工藝和流程。四、采用