阅读说明：本技术 一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器 (Direct current voltage stabilizer for quickly starting and stopping engine system ) 是由 池永匋 张柳鸿 于 2019-12-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器,其可以在发动机快速起动工作时,提供稳定的电源电压给车内的用电设备,确保用电设备能够正常工作,包括电压输入输出模块、MCU控制模块、升压模块,电压输入输出模块与电源相连接,MCU控制模块连接ISG信号输入端口；没有ISG信号输入时,MCU控制模块控制MOS管Q2导通,从电压输入端输入的12V直流电压直接从电压输出端输出,有ISG信号输入,MCU控制模块控制MOS管Q2关断,同时MCU控制模块输出PWM信号,使得升压模块输出稳定的12V直流电压到输出端,给到车内用电设备进行供电。(The invention provides a direct current voltage stabilizer for a quick start-stop engine system, which can provide stable power voltage for electric equipment in a vehicle when an engine is quickly started to work, and ensure that the electric equipment can normally work; when no ISG signal is input, the MCU control module controls the MOS tube Q2 to be switched on, 12V direct current voltage input from the voltage input end is directly output from the voltage output end, the ISG signal is input, the MCU control module controls the MOS tube Q2 to be switched off, and meanwhile, the MCU control module outputs a PWM signal, so that the boosting module outputs stable 12V direct current voltage to the output end to supply power to the electric equipment in the vehicle.)

一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器

技术领域

本发明涉及ISG技术领域，具体涉及一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器。

背景技术

ISG是集成的具有启动机功能的发电机的缩写，ISG混合动力系统的车辆主要功能有怠速启停、再生制动、辅助驱动、发电功能。

汽车在车速为零或怠速一段时间后，发动机将进入低速运转或停止状态，重新触发启动时(ISG信号有效)，由于发动机快速起动工作，会导致车载电瓶电源电压快速下降，不能给车内用电设备提供稳定电源,导致用电器不能正常工作，为此需要设计一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器，确保启动时用电设备能够正常工作。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器，其可以在发动机快速起动工作时，提供稳定的电源电压给车内的用电设备，确保启动时用电设备能够正常工作。

其技术方案是这样的：一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器，包括电控连接的：电压输入输出模块、MCU控制模块、升压模块，所述电压输入输出模块与电源相连接，所述MCU控制模块连接ISG信号输入端口；

所述电源输出12V直流电压，电压输入端连接到所述电压输入输出模块的电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端分别连接二极管D2和电容C10后接地，所述电阻R7的另一端还连接MOS管Q5的1端口，MOS管Q5的2、3端口接地，所述电压输入端连接电容C11、C14后接地且在连接二极管TVS1后接地，所述电压输入端连接电容C13后接地，所述电压输入端连接MOS管Q2的3端口，所述MOS管Q2的2端口连接到电压输出端，所述MOS管Q2用于控制电压输入端到电压输出端之间的通断，所述MOS管Q2的2端口连接电容C7、C9后接地，所述MOS管Q2的1端口连接电阻R6后接地，所述MOS管Q2的1端口连接MOS管Q3的3端口，所述MOS管Q2的2端口连接到MOS管Q3的2端口，MOS管Q3的1端口和MOS管Q4的2端口之间有电阻R5，所述MOS管Q3的1端口连接电阻R5后连接到MOS管Q4的3端口，MOS管Q4的2端口接地；

所述MCU控制模块包括控制器U2，控制器U2的型号为PIC12F510-I/SNVAO，ISG信号输入端连接二极管D6、电阻R22后到控制器U2的6端口，所述电阻R22的一端连接电阻C36后接地，所述控制器U2的1端口连接5V电源且在连接电阻R18后连接到二极管D6、电阻R22之间，所述控制器U2的1端口连接电阻R23后连接到控制器U2的4端口且在连接电容C37后接地，所述控制器U2的2端口连接电阻R29后连接电容C56并接地，所述控制器U2的5端口连接电阻R19后连接电压输入端，所述控制器U2的5端口还分别在连接电阻R37和电容C38后接地，所述控制器U2的8端口接地，所述控制器U2的7端口连接电阻R30后连接MOS管Q11的1端口，MOS管Q11的2端口接地，MOS管Q11的3端口连接到PWM控制器U1的5端口，PWM控制器U1的型号为TL5001AQDRG4Q1，所述PWM控制器U1的5端口连接电容C34后接地，所述PWM控制器U1的6端口连接电容C33后接地，所述PWM控制器U1的6端口连接电阻R20、R25后接地，所述PWM控制器U1的7端口连接电阻R24后接地，所述PWM控制器U1的8端口接地，所述PWM控制器U1的4端口连接电阻R26、R28后连接到MOS管Q10的3端口，所述MOS管Q10的2端口接地，所述MOS管Q10的1端口连接电阻R29后连接到控制器U2的2端口，所述PWM控制器U1的3端口连接电阻R17、电容C31后连接到所述PWM控制器U1的4端，所述电阻R17、电容C31的两端并联有电阻R21和电容C35，所述PWM控制器U1的2端口在连接电容C32后接地还连接到电压输入端，所述电压输入端连接到MOS管Q8的2端口，所述电压输入端还在连接电阻R14、电阻R36后分别连接到MOS管Q8/Q9的1端口，所述MOS管Q8的3端口连接到MOS管Q9的3端口，MOS管Q9的2端口接地，所述PWM控制器U1的1端口连接电阻R15后连接到电阻R36的一端；

电压输入端连接所述升压模块的电感L1、L2后连接到二极管D3的1、2端口，电压输入端分别在连接电容C17、C58、C18后接地，电感L1、L2之间分别连接电容C19、C20后接地，二极管D3的1、3端口之间连接有电阻R8和电容C16，所述二极管D3的3端口连接电感L3后连接到所述电压输入输出模块的MOS管Q2的2端口，所述二极管D3的3端口连接电阻R13后连接到MCU控制模块的PWM控制器U1的4端口，所述二极管D3的3端口分别在连接电容C21和电容C23后接地，所述二极管D3的3端口连接电感L3后分别连接电容C24、电容C25和电容C60并接地，电压输入端连接电感L1、L2后连接到MOS管Q6的3端口，MOS管Q6的2、3端口之间连接有电阻R9和电容C26，所述MOS管Q6的2端口接地，MOS管Q6的1端口连接电阻R10后连接到MCU控制模块的MOS管Q8和Q9的3端口，MOS管Q6的1端口分别连接电容C27和电阻R11后接地。

进一步的，还包括ACC供电模块，所述ACC供电模块连接ACC电源输入端，ACC电源输入端连接电容C3、C5后接地，所述ACC电源输入端还在连接二极管D1、电阻R2之后连接电阻R3并接地、连接稳压二极管ZD2并接地、连接电容C57并接地，稳压二极管ZD2的型号为BZX84C5V1，所述ACC电源输入端还在连接二极管D1、电阻R2、电阻R32后连接到开关U3的2端口，开关U3的型号为BTS5090-1EJA，开关U3的1端口接地，开关U3的3端口连接电阻R31后接地，开关U3的4端口连接电阻R33后接地，开关U3的6、7、8端口连接到一起后连接电容C2、C4后接地且连接到ACC电源输出端，所述开关U3的9端口在连接电容C40后接地，所述开关U3的9端口还连接到电压输出端。

进一步的，当有ISG信号输入，所述MCU控制模块控制MOS管Q2关断，断开电压输入输出模块的电源输入端和输出端，同时所述MCU控制模块控制输出PWM信号，使得所述升压模块输出12V直流电压到所述电压输入输出模块的电压输出端；当没有ISG信号输入，所述MCU控制模块控制MOS管Q2导通，从电压输入端输入的12V直流电压直接从电压输出端输出。

进一步的，当ACC电源输入端的电压大于2V时，开关U3导通，所述电压输入输出模块电压输出端的电压直接提给ACC电源输出端。

进一步的，所述ISG信号来自汽车的发动机。

本发明的用于快速启停发动机系统的直流稳压器，采用升压技术，运用于节能减排的新型发动机，其具有旁路模式和升压模式两种工作模式，直流稳压器平时工作在在旁路模式，没有ISG信号输入，MCU控制模块控制MOS管Q2导通，从电压输入端输入的12V直流电压直接从电压输出端输出，直接给到车内用电设备进行供电；

在汽车在车速为零或怠速一段时间后，发动机重新触发启动，导致车载电瓶电源电压下降，故进入升压模式，此时有ISG信号输入，MCU控制模块控制MOS管Q2关断，断开电压输入输出模块的电源输入端和输出端，同时MCU控制模块控制输出PWM信号，使得升压模块输出稳定的12V直流电压到电压输入输出模块的电压输出端，给到车内用电设备进行供电，从而实现能够输出稳定的电源电压给车内的用电设备，确保启动时用电设备能够正常工作；

此外，本发明的用于快速启停发动机系统的直流稳压器还设置了ACC供电模块，从而实现有2个电压输出端口，当ACC电源输入端的电压大于2V时，开关U3导通，电压输入输出模块电压输出端的电压直接提给ACC电源输出端。

附图说明

图1为本发明的用于快速启停发动机系统的直流稳压器的系统框图；

图2为电压输入输出模块的电路图；

图3为MCU控制模块的第一部分的电路图；

图4为MCU控制模块的第二部分的电路图；

图5为升压模块的电路图；

图6为ACC供电模块的电路图。

具体实施方式

见图1，本发明的一种用于快速启停发动机系统的直流稳压器，包括电控连接的：电压输入输出模块1、MCU控制模块2、升压模块3，电压输入输出模块1与电源4相连接，MCU控制模块2连接ISG信号输入端口，ISG信号输入端口来自汽车的发动机5，MCU控制模块2根据输入的ISG信号，控制电压输入输出模块1和升压模块3的工作，

具体的，见图2，电源输出12V直流电压，电压输入端连接到电压输入输出模块的电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接二极管D2和电容C10后接地，电阻R7的另一端还连接MOS管Q5的1端口，MOS管Q5的2、3端口接地，电压输入端连接电容C11、C14后接地且在连接二极管TVS1后接地，电压输入端连接电容C13后接地，电压输入端连接MOS管Q2的3端口，MOS管Q2的2端口连接到电压输出端，MOS管Q2用于控制电压输入端到电压输出端之间的通断，MOS管Q2的2端口连接电容C7、C9后接地，MOS管Q2的1端口连接电阻R6后接地，MOS管Q2的1端口连接MOS管Q3的3端口，MOS管Q2的2端口连接到MOS管Q3的2端口，MOS管Q3的1端口和MOS管Q4的2端口之间有电阻R5，MOS管Q3的1端口连接电阻R5后连接到MOS管Q4的3端口，MOS管Q4的2端口接地；

见图3、4，MCU控制模块包括控制器U2，控制器U2的型号为PIC12F510-I/SNVAO，ISG信号输入端连接二极管D4、电阻R22后到控制器U2的6端口，电阻R22的一端连接电阻C36后接地，控制器U2的1端口连接5V电源且在连接电阻R18后连接到二极管D6、电阻R22之间，控制器U2的1端口连接电阻R23后连接到控制器U2的4端口且在连接电容C37后接地，控制器U2的2端口连接电阻R29后连接电容C56并接地，控制器U2的5端口连接电阻R19后连接电压输入端，控制器U2的5端口还分别在连接电阻R37和电容C38后接地，控制器U2的8端口接地，控制器U2的7端口连接电阻R30后连接MOS管Q11的1端口，MOS管Q11的2端口接地，MOS管Q11的3端口连接到PWM控制器U1的5端口，PWM控制器U1的型号为TL5001AQDRG4Q1，PWM控制器U1的5端口连接电容C34后接地，PWM控制器U1的6端口连接电容C33后接地，PWM控制器U1的6端口连接电阻R20、R25后接地，PWM控制器U1的7端口连接电阻R24后接地，PWM控制器U1的8端口接地，PWM控制器U1的4端口连接电阻R26、R28后连接到MOS管Q10的3端口，MOS管Q10的2端口接地，MOS管Q10的1端口连接电阻R29后连接到控制器U2的2端口，PWM控制器U1的3端口连接电阻R17、电容C31后连接到PWM控制器U1的4端，电阻R17、电容C31的两端并联有电阻R21和电容C35，PWM控制器U1的2端口在连接电容C32后接地还连接到电压输入端，电压输入端连接到MOS管Q8的2端口，电压输入端还在连接电阻R14、电阻R36后分别连接到MOS管Q8/Q9的1端口，MOS管Q8的3端口连接到MOS管Q9的3端口，MOS管Q9的2端口接地，PWM控制器U1的1端口连接电阻R15后连接到电阻R36的一端；

见图5，电压输入端连接升压模块的电感L1、L2后连接到二极管D3的1、2端口，电压输入端分别在连接电容C17、C58、C18后接地，电感L1、L2之间分别连接电容C19、C20后接地，二极管D3的1、3端口之间连接有电阻R8和电容C16，二极管D3的3端口连接电感L3后连接到电压输入输出模块的MOS管Q2的2端口，二极管D3的3端口连接电阻R13后连接到MCU控制模块的PWM控制器U1的4端口，二极管D3的3端口分别在连接电容C21和电容C23后接地，二极管D3的3端口连接电感L3后分别连接电容C24、电容C25和电容C60并接地，电压输入端连接电感L1、L2后连接到MOS管Q6的3端口，MOS管Q6的2、3端口之间连接有电阻R9和电容C26，MOS管Q6的2端口接地，MOS管Q6的1端口连接电阻R10后连接到MCU控制模块的MOS管Q8和Q9的3端口，MOS管Q6的1端口分别连接电容C27和电阻R11后接地；

当有ISG信号输入，MCU控制模块控制MOS管Q2关断，断开电压输入输出模块的电源输入端和输出端，同时MCU控制模块控制输出PWM信号，使得升压模块输出12V直流电压到电压输入输出模块的电压输出端；当没有ISG信号输入，MCU控制模块控制MOS管Q2导通，从电压输入端输入的12V直流电压直接从电压输出端输出。

电源输入输出回路，主要给模块提供电源电压和输出电压，并进行滤波和电路保护处理，正常情况下时，电流从电压输入端通过MOS管Q2到达电压输出端，ISG信号有效时，MCU控制模块的控制器U2控制PWM控制器U1，输出PWM信号，

当MCU控制模块输出PWM信号为高电平时，控制MOS管Q6闭合，输入电压流过电感,二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量；当控制电路输出PWM信号为低电平时，控制MOS管Q6断开，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压，升压完毕。

具体在本实施例中，还包括ACC供电模块6，见图6，ACC供电模块连接ACC电源输入端，ACC电源输入端连接电容C3、C5后接地，ACC电源输入端还在连接二极管D1、电阻R2之后连接电阻R3并接地、连接稳压二极管ZD2并接地、连接电容C57并接地，稳压二极管ZD2的型号为BZX84C5V1，ACC电源输入端还在连接二极管D1、电阻R2、电阻R32后连接到开关U3的2端口，开关U3的型号为BTS5090-1EJA，开关U3的1端口接地，开关U3的3端口连接电阻R31后接地，开关U3的4端口连接电阻R33后接地，开关U3的6、7、8端口连接到一起后连接电容C2、C4后接地且连接到ACC电源输出端，开关U3的9端口在连接电容C40后接地，开关U3的9端口还连接到电压输出端，当ACC电源输入端的电压大于2V时，开关U3导通，电压输入输出模块电压输出端的电压直接提给ACC电源输出端。

本发明的用于快速启停发动机系统的直流稳压器，采用升压技术，运用于节能减排的新型发动机，其具有旁路模式和升压模式两种工作模式，直流稳压器平时工作在在旁路模式，没有ISG信号输入，MCU控制模块控制MOS管Q2导通，从电压输入端输入的12V直流电压直接从电压输出端输出，直接给到车内用电设备进行供电；

在汽车在车速为零或怠速一段时间后，发动机重新触发启动，导致车载电瓶电源电压下降，故进入升压模式，此时有ISG信号输入，MCU控制模块控制MOS管Q2关断，断开电压输入输出模块的电源输入端和输出端，同时MCU控制模块控制输出PWM信号，使得升压模块输出稳定的12V直流电压到电压输入输出模块的电压输出端，给到车内用电设备进行供电，从而实现能够输出稳定的电源电压给车内的用电设备，确保用电设备能够正常工作；

此外，本发明的用于快速启停发动机系统的直流稳压器还设置了ACC供电模块，从而实现有2个电压输出端口，当ACC电源输入端的电压大于2V时，开关U3导通，电压输入输出模块电压输出端的电压直接提给ACC电源输出端。