[發明專利]車載設備中的電壓檢測電路和車載設備

在審

• 申請號: 201210586361.X
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103901248A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉起昌;陳永峰;趙志泳;劉志勇;張志平;夏曙東
• 申請（專利權）人: 北京北大千方科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/04;G05F1/56
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

技術領域

本發明涉及車載設備技術領域，特別是涉及一種車載設備中的電壓檢測電路和一種車載設備。

背景技術

目前，為了實現對車輛的智能化、實時、動態管理，國際上專門開發了適用于智能交通領域道路與車輛之間的通信協議，即專用短程通信（DSRC，Dedicated?Short?Range?Communication）協議。DSRC系統是一種無線通信系統，它通過信息的雙向傳輸將車輛和道路有機地連接起來，其主要包括三個部分：車載設備（OBU，On-Board?Unit）、路側設備以及DSRC協議。

車載設備需要有較強的電源模塊為工作模塊(讀卡模塊、DSRC接收發射模塊等)工作提供足夠的電力。傳統的車載設備一般采用3.7V高性能鋰電池，使用時間一般在兩年左右。由于車載設備是一次固定在車輛上，不允許私自拆卸，電池電量耗盡后更換電池需要到指定的維修機構進行拆卸，非常不方便。

為延長車載設備中電池的使用壽命，現有一些車載設備采用太陽能電池板作為補充電源，使用超級電容作為儲能元件，而微控制器則需要檢測儲能元件的電壓以確定存儲電能的狀態。

現有的電壓檢測技術，一般使用微控制器I/O（輸入/輸出，Input/Output）口自帶的A/D（模/數，Analog/Digital）轉換電路來實現儲能元件的電壓檢測。當被測電壓值在微控制器I/O口的輸入電壓范圍內時，可以直接將微控制器I/O口連接到被測電壓處。

為了存儲更多電能，儲能元件的電壓有可能高于微控制器I/O口的輸入電壓，但是，當被測電壓高于微控制器I/O口的輸入電壓時，微控制器I/O口不能直接連接到被測電壓處。

針對上述問題，現有技術一種常見的做法是使用電阻進行分壓，按分壓比例降低被測電壓。但是使用電阻進行分壓，容易在分壓電阻上產生電流，增加功耗浪費電能。也即，在被測電壓高于微控制器I/O口的輸入電壓，且功耗控制嚴苛的場合直接使用電阻進行分壓的方法不適用。

總之，需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是：如何能夠降低電壓檢測過程中的功耗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種車載設備中的電壓檢測電路和一種車載設備，能夠在基本不增加額外功耗的條件下，檢測高于其微控制器I/O口的輸入電壓的儲能元件電壓。

為了解決上述問題，本發明公開了一種車載設備中的電壓檢測裝置，包括：微控制器和電壓檢測電路；

其中，所述電壓檢測電路包括：

電壓輸出端（Vo)，其與所述微控制器內置A/D轉換電路的輸入管腳相連；

使能端（Ven），其與所述微控制器的I/O口相連；

電壓輸入端（Vi），其與儲能元件相連；

第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第三電阻（R3）、第四電阻（R4）、第五電阻（R5）和第六電阻（R6）；第二電阻（R2）的一端接地，另一端與第一電阻（R1）和電壓輸出端（Vo）相連；第四電阻（R4）的一端接地，另一端與第三電阻（R3）和第一三極管（Q1）的基極（B1）相連；

第一三極管（Q1），其基極（B1）通過第三電阻（R3）與使能端（Ven）相連，其集電極（C1）通過第五電阻（R5）與第二三極管（Q2）的基極（B2）相連；及

第二三極管（Q2），其發射極（E2）與電壓輸入端（Vi）相連，其集電極（C2）通過第一電阻（R1）與電壓輸出端（Vo）相連；

所述微控制器包括：

第一電平操作模塊，用于將使能端（Ven）置高電平；

采樣模塊，用于對電壓輸出端（Vo）的電壓值進行采樣；及

電壓計算模塊，用于根據采樣值計算儲能元件的電壓；

其中，在所述微控制器將使能端（Ven）置高電平時，第三電阻（R3）將第一三極管（Q1）的基極（B1）的電壓拉高，第一三極管（Q1）處于導通狀態，第一三極管（Q1）的集電極（C2）作為輸出端，將第二三極管（Q2）的基極（B2）的電壓拉低，第二三極管（Q2）處于導通狀態，電流通過第二三極管（Q2）、第一電阻（R1）和第二電阻（R2）。

優選的，所述微控制器還包括：

第二電平操作模塊，用于將使能端（Ven）置低電平；

在所述微控制器將使能端（Ven）置低電平時，第三電阻（R3）將第一三極管（Q1）的基極（B1）的電壓拉低，第一三極管（Q1）處于關斷狀態，第六電阻（R6）將第二三極管（Q2）的基極（B2）的電壓拉高，第二三極管（Q2）處于關斷狀態。