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汽车电源保护电路设计电源保护电路

本文主要从汽车电路的特点入手，设计一款能够爱护汽车用

电设备的爱护电路，以便使汽车用电设备工作在额定电压下，保

证汽车电器正常运行。一、汽车电源系统原理汽车电

源系统由两部分组成，即铅蓄电池和沟通发电机，铅蓄电池和沟

通发电机并联在一起工作。在发动机没有启动或已经启动没有到

达稳定带速之前，主要由蓄电池提供能量。当发动机到达稳定带

速以后，主要由汽车发电机提供能量，同时沟通发电机为铅蓄电

池充电。正常工作中铅蓄电池与发电机并联，由于铅蓄电池的电

压钳位作用，电源输出电压基本保持在额定电压基础上。假如汽

车处在长时间低耗能的状态下运行，铅蓄电池可能出现满电状况，

假如发电机继续为铅蓄电池充电，铅蓄电池的端电压会随充电电

压升高，产生沟通发电机撇载现象。在撇载状态下，铅蓄电池失

去电压钳位作用，输出电压等于沟通发电机整流输出电压，大约

15伏左右。

二、汽车电源爱护电路作用

铅蓄电池额定电压大约为12伏〔柴油车为24伏〕，沟通发

电机输出额定电压大约为14.5伏。汽车电器设备额定电压是12

伏，假如出现撇载现象，沟通发电机电压接在电器设备上，此时

电压已经超出额定电压的20%，可能烧毁用电设备。为了防止

汽车电气设备在发电机撇载后出现烧毁现象，需要对汽车用电设

备进行爱护，这个爱护用电设备的电路，我们称之为汽车电源爱

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护器。本项目主要就是讨论爱护汽车用电设备的爱护电路，以便

使汽车能安全、可靠地运行。

三、汽车电源爱护电路结构

汽车电源爱护电路主要是把用电设备电压操纵在额定电压

的10%以内。而对于汽车而言，出现撇载现象之前，用电设备

不会出现过压现象而烧毁；出现撇载现象后，电压升高可能烧毁

用电设备。电路设计上接受两部分组成，一部分接受开关操纵哪

一路电路接通；另一部分接受直流串联稳压电路使撇在后输出电

压稳定。该电路主要由稳压电路和开关操纵电路两部分组成，撇

载之前电源电压经过常闭触点加在负载上，此时爱护电路几乎对

原电路没有影响；撇载之后，电压经过常开触点送到稳压电路，

经过稳压后加到负载上。这样就可以保证用电设备在额定电压下

工作，从而使用电设备更加可靠地运行。

四、汽车电源爱护电路工作原理

电源爱护电路与一般串联型稳压电源略有不同，在稳压电源

的前边增加了多触点继电器，当电源电压在12伏〔汽车发电机

撇载之前〕时，继电器不动作，电源经继电器常闭触点，加到用

电设备上。当电源电压增加到12.5伏以上时，继电器动作，常

闭触点打开，常开触点闭合，电源电压经继电器常开触点，经串

联稳压电路稳压后加到用电设备上。

串联稳压电路使用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电

压源集成电路TL431，所以使电路简化，本钱降低，而稳压性能

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却很高。稳压管TL431的稳压值连续可调，这个稳压值确定了

稳压电源的最大输出电压。调整管用的是大电流NPN型金属壳

硅管，由于它的发热量很大，假如条件同意，尽量购置大的散热

片，扩大散热面积，假如不需要大电流，也可以换用功率小一点

的硅管，这样可以做的体积小一些。滤波用两只50V、4700uF

电解电容并联，使大电流输出更稳定，假如考虑高频波影响，可

以增加一个低容量滤波电容。

五、汽车电源爱护电路设计技术关键点

应用汽车电源爱护电路可以有效爱护汽车用电设备，防止用

电设备因为电源电压升高而损坏。虽然电路在设计上接受稳压电

路，但又与传统串联型稳压电路不完全相同，具体表达在以下几

方面：

1.电源调整管接受双管串联形式，可以提供更大的电流。汽

车电路具有低电压、大电流的特点，因此接受双管串联，可以增

加输出电流。电流的增加会使调整管管耗增加，调整管可能会产

生大量的热量，三极管的选择很重要，同时散热问题也是项目讨

论的重点，除了考虑增大散