用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路的制作方法

1.本实用新型涉及嵌入式开发实验教学技术领域，具体地说，涉及一种用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路。


背景技术：

2.随着信息技术的发展，嵌入式系统已经成为计算机技术的一个重要组成部分，日益增长的应用也使得它成为计算机信息技术的一个新的研究热点。许多学校和机构已经逐渐开设嵌入式开发相关课程。
3.但是学员在学习汽车嵌入式软件开发相关的课程时，需要了解汽车的电源系统相关工作原理。为了让学员能够提高学习效率，有必要设计一套仿真汽车的电源电路。因此，如何设计一套用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路，成为目前面临的一个问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路，用于方便学员进行汽车嵌入式软件开发学习，提高学习效率。
5.根据本实用新型的一个方面，提供一种用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路，包括：
6.开关模块，所述开关模块的输入端与输入电源相连接，第一输出端用于为汽车的第一供电系统供电，第二输出端用于为汽车的第二供电系统供电；
7.稳压模块，所述稳压模块的输入端与所述开关模块连接，所述稳压模块用于输出恒定电压信号至降压模块；以及
8.降压模块，所述降压模块的输入端与所述稳压模块的输出端连接，输出端用于为汽车的第三供电系统供电，所述降压模块用于将输入的电压信号降低至第一预设电压值输出。
9.可选地，所述开关模块包括电源插座和点火开关，所述电源插座用于将输入的市电转换为第二预设电压值，所述电源插座的输入端与输入电源相连接，输出端的第一引脚连接所述点火开关，输出端的第二引脚接地。
10.可选地，所述稳压模块包括瞬态抑制二极管和并联连接的多个电阻，所述多个电阻并联连接后的第一公共端与所述开关模块连接，第二公共端与所述瞬态抑制二极管的第一端连接；所述瞬态抑制二极管的第一端还与所述降压模块连接，所述瞬态抑制二极管的第二端接地。
11.可选地，所述降压模块包括低压降稳压器，所述低压降稳压器的电源输入引脚与所述稳压模块连接，电源输出引脚输出供电电压给所述第三供电系统。
12.可选地，所述开关模块还包括第一二极管、第二二极管和第三二极管，所述第一二极管和所述第二二极管的公共端与所述点火开关连接，所述第一二极管的负极连接所述第一输出端，所述第二二极管的负极分别连接所述第二输出端和所述稳压模块；所述第三二
极管的正极分别连接所述电源插座输出端的第一引脚和所述点火开关，第三二极管的负极分别连接所述第二输出端和所述稳压模块。
13.可选地，所述开关模块还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端分别连接所述点火开关、以及所述第一二极管和所述第二二极管的公共端，所述第一电容的第二端接地；所述第二电容的第一端分别连接所述所述第三二极管的正极以及所述电源插座输出端的第一引脚，所述第二电容的第二端接地。
14.可选地，所述稳压模块包括并联连接的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同。
15.可选地，所述稳压模块还包括第三电容和第四电容，所述第三电容、所述第四电容和所述瞬态抑制二极管并联连接，所述第三电容、所述第四电容和所述瞬态抑制二极管并联后形成的第三公共端分别连接所述第一电阻、第二电阻和第三电阻的第二公共端、以及所述降压模块；所述第三电容、所述第四电容和所述瞬态抑制二极管并联后形成的第四公共端接地。
16.可选地，所述降压模块还包括并联连接的第五电容和第六电容，所述第五电容和第六电容并联后形成的第五公共端连接所述低压降稳压器的电源输出引脚，所述第五电容和第六电容并联后形成的第六公共端接地。
17.本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
18.本实用新型提供的用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路实现了仿真模拟汽车的电源系统电路，实现了模拟汽车蓄电池电源和发动机启动系统电源双接入模式，有利于提高学员学习汽车嵌入式软件开发相关课程时的学习效率。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例公开的一种用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路的模块示意图；
21.图2为本实用新型实施例公开的一种用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路的结构示意图。
具体实施方式
22.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开
的各方面。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
23.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”、“具有”以及“设有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
24.如图1所示，本实用新型公开了一种用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路，也即为汽车电源系统仿真电路。该电路包括开关模块101、稳压模块102以及降压模块103。
25.上述开关模块101的输入端与输入电源相连接，开关模块101的输出端包含有第一输出端、第二输出端和第三输出端。其中，开关模块101的第一输出端用于为汽车的第一供电系统供电，开关模块101的第二输出端用于为汽车的第二供电系统供电。由于本技术的应用场景一般为实验室教学环境，所以上述输入电源通常为220v的市电。
26.上述稳压模块102的输入端与开关模块101的第三输出端连接，上述稳压模块102用于通过自身的输出端输出恒定电压信号至降压模块103。
27.上述降压模块103的输入端与稳压模块102的输出端连接，降压模块103的输出端用于为汽车的第三供电系统供电，上述降压模块103用于将输入的电压信号降低至第一预设电压值输出。
28.本实施例中，开关模块101的第一输出端即为第一供电端口vign，开关模块101的第二输出端即为第二供电端口vbat，降压模块103的输出端即为第三供电端口vcc。
29.示例性地，上述第一供电系统为点火开关控制的供电系统，即为巧电，作为仪表系统、制动灯、安全气囊等设备的工作电源。第二供电系统为蓄电池直接供电系统，即为常电，作为动机传感器、燃油泵等设备的工作电源。第三供电系统作为汽车的mcu(micro control unit,微控制单元)模块的工作电源。
30.如图2所示，本实施例中，上述开关模块101包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第一电容c1、第二电容c2、电源插座q1与点火开关s1。上述电源插座q1用于将输入的市电转换为第二预设电压值。电源插座q1的输入端与输入电源相连接，电源插座q1的输出端具有第一引脚1和第二引脚2，其中第二引脚2接地。
31.上述第一二极管d1的正极和上述第二二极管d2的正极相连形成一公共端，该公共端分别与上述点火开关s1和第一电容c1的第一端连接。上述第一二极管d1的负极和第一供电端口vign连接，输出供电电压给第一供电端口vign。
32.上述第二二极管d2的负极和第三二极管d3的负极相连形成一公共端，该公共端分别连接第二供电端口vbat和稳压模块102。
33.上述第三二极管d3的正极分别连接第二电容c2的第一端、上述电源插座q1输出端的第一引脚1以及点火开关s1。上述第一电容c1的第一端还连接上述点火开关s1。第二电容c2的第一端还分别连接上述点火开关s1以及电源插座q1输出端的第一引脚1。第一电容c1的第二端和第二电容c2的第二端均接地。
34.本实施例中，上述第一电容c1和第二电容c2的容抗值相同。示例性地，第一电容c1和第二电容c2的容抗值均为0.1μf，本技术不以此为限。
35.上述稳压模块102包括瞬态抑制二极管z1、第三电容c3和第四电容c4，以及并联连接的第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3。上述第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的
阻值相同。
36.第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3并联连接后形成两个公共端：第一公共端和第二公共端。其中，该第一公共端与上述开关模块101连接，具体为该第一公共端与开关模块101的第三输出端连接。该第二公共端分别与上述瞬态抑制二极管z1的第一端、第三电容c3的第一端和第四电容c4的第一端连接。
37.具体来说，上述第三电容c3、上述第四电容c4和上述瞬态抑制二极管z1并联连接后形成两个公共端：第三公共端和第四公共端。该第三公共端和第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3三者并联连接后形成的上述第二公共端连接，该第四公共端接地。上述第三公共端还与降压模块103中低压降稳压器u1的电源输入引脚vin连接。
38.其中，瞬态抑制二极管z1的第一端可以为瞬态抑制二极管z1的负极，第二端可以为其正极。第三电容c3为极性电容，第三电容c3的第一端为其正极，第二端为其负极。本技术对此不作限制。
39.本实施例中，示例性地，第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值均为47ω，瞬态抑制二极管z1的型号为smcj36a，第三电容c3的容抗值为470μf，耐压值为35v；第四电容c4的容抗值为0.1μf，本技术不以此为限。
40.上述降压模块103包括低压降稳压器u1、并联连接的第五电容c5和第六电容c6。低压降稳压器u1的电源输出引脚vout和第三供电端口vcc连接。上述第五电容c5和第六电容c6并联后形成的第五公共端分别连接上述低压降稳压器u1的电源输出引脚vout和第三供电端口vcc，第五电容c5和第六电容c6并联后形成的第六公共端接地。低压降稳压器u1具有的两个接地引脚gnd分别接地。
41.示例性地，低压降稳压器u1的型号为tle4275，mcu模块的型号为mc9s12hy32j0cll，第一预设电压值可以为5v，第二预设电压值可以为12v，本技术不以此为限。
42.上述汽车电源模拟电路的工作原理如下：
43.当点火开关s1未闭合时，由电源插座q1对市电进行转换后供电给第二供电端口vbat和第三供电端口vcc，也即对第二供电系统和第三供电系统进行供电；此种情况下未对第一供电端口vign进行供电，也即未对第一供电系统进行供电。但此时第三供电系统中的mcu模块处于睡眠模式，耗能较小。
44.当点火开关s1闭合时，点火启动，同时对第一供电端口vign、第二供电端口vbat和第三供电端口vcc进行供电；也即对第一供电系统和第二供电系统均进行供电。此时第三供电系统中的mcu模块处于正常工作模式。
45.综上，本实用新型公开的用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路至少具有如下优势：
46.本实施例公开的用于嵌入式开发实验教学的汽车电源模拟电路实现了仿真模拟汽车的电源系统电路，实现了模拟汽车蓄电池电源和发动机启动系统电源双接入模式，有利于提高学员学习汽车嵌入式软件开发相关课程时的学习效率。
47.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视
为属于本实用新型的保护范围。