一种车载电压电流检测系统
技术领域
本实用新型涉及车载电源技术领域，具体涉及一种车载电压电流检测系统。
背景技术
在车载系统中，涉及到多路供电装置，供电系统非常复杂，且需要时刻监控防止意外事故，现有技术中针对供电系统的检测缺乏系统方案，无法对车载上的电源系统进行系统的检测。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种车载电压电流检测系统解决了无法对车载上的电源系统进行系统的检测的问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种车载电压电流检测系统，包括：电源子系统、主控单元、存储单元、空调电流检测单元、以太网接口单元、232接口单元、市电检测单元、硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元、24V输出电压检测单元、参考电压单元、电池组电流检测单元、硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和LCD显示器单元；
所述电源子系统分别与主控单元、存储单元、空调电流检测单元、以太网接口单元、232接口单元、市电检测单元、参考电压单元、电池组电流检测单元、硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和LCD显示器单元电连接；
所述主控单元分别与存储单元、空调电流检测单元、以太网接口单元、232接口单元、市电检测单元、硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元、24V输出电压检测单元、电池组电流检测单元、硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和LCD显示器单元通信连接。
进一步地，所述电源子系统包括：5V降压单元、3.3V降压单元和1.8V降压单元；
所述5V降压单元包括：交流输入端J2、交流输出正端SD_L、交流输出负端SD_N、5V输出端和-5V输出端；所述3.3V降压单元包括：5V输入端J4和3.3V输出端；所述1.8V降压单元包括：5V输入端和1.8V输出端；所述5V降压单元的交流输入端J2输入车载交流电，其5V输出端分别与3.3V降压单元的5V输入端J4和1.8V降压单元的5V输入端连接。
进一步地，所述主控单元的CPU为型号为STM32F407VET6，其供电端与3.3V降压单元的3.3V输出端连接。
进一步地，所述以太网接口单元包括：3.3V供电端和1.8V供电端，其3.3V供电端与3.3V降压单元的3.3V输出端连接，其1.8V供电端与1.8V降压单元的1.8V输出端连接，其与CPU的通信接口为SPI；
所述232接口单元的供电端与3.3V降压单元的3.3V输出端连接，其与CPU的通信接口为USART3；所述LCD显示器单元的供电端与5V降压单元的5V输出端连接，其与CPU的通信接口为USART1。
进一步地，所述市电检测单元包括：变压器T1、整流桥U4、电容E2、接地电阻R10、接地电容C6、电阻R4、接地电阻R11、接地电容C7、电阻R7、接地电容C8和接地电容C9；
所述变压器T1原边的一端与交流输出正端SD_L连接，其原边的另一端与交流输出负端SD_N连接，其副边与整流桥U4的输入端连接；所述整流桥U4的第一输出端分别与电容E2的正极、接地电阻R10、接地电容C6和电阻R4的一端连接，其第二输出端接地；所述电容E2的负极接地；所述电阻R4的另一端分别与接地电阻R11、接地电容C7和电阻R7的另一端连接；所述电阻R7的另一端分别与接地电容C8和接地电容C9连接，并作为市电检测单元的SDDY端；所述市电检测单元的SDDY端通过电阻R69与CPU的ADC1_IN7端连接。
进一步地，所述硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元和24V输出电压检测单元的电路结构相同；所述硅发电压检测单元包括：二极管D2、接地电容C17、电容E6、电阻R23、接地电阻R25、接地电容C16、电阻R24和接地电容C18；
所述二极管D2的正极作为硅发电压检测单元的GF_ON输入端，其负极分别与接地电容C17、电容E6的正极和电阻R23的一端连接；所述电阻R23的另一端分别与接地电阻R25、接地电容C16和电阻R24的一端连接；所述电阻R24的另一端与接地电容C18连接，并作为硅发电压检测单元的GFDY输出端；所述电容E6的负极接地；
所述硅发电压检测单元的GF_ON输入端与车载硅发电压输出端连接，其GFDY输出端通过电阻R67与CPU的ADC1_IN13端连接；所述电池组电压检测单元的输入端命为DC+输入端，其输出端命为DCDY输出端，其DC+输入端与电池组输出电压端连接，其DCDY输出端通过电阻R64与CPU的ADC1_IN11端连接；所述车载充电电池检测单元的输入端命为CD输入端，其输出端命为CDDY输出端，其CD输入端与电池充电电压输出端连接，其CDDY输出端通过电阻R68与CPU的ADC1_IN5端连接；所述24V输出电压检测单元的输入端命为24V输入端，其输出端命为24VDY输出端，其24V输入端与车载24V电压输出端连接，其24VDY输出端通过电阻R70与CPU的ADC1_IN8端连接。
上述进一步地方案的有益效果为：电阻R3和电阻R5构成分压电路，使得24VDY输出端的电压按比例下降到安全电压范围内，防止模数转换通道烧毁。
进一步地，所述参考电压单元包括：5V输入端和2.5V输出端，其稳压芯片采用TPS79301DBVRQ1，其5V输入端与5V降压单元的5V输出端连接。
进一步地，所述电池组电流检测单元包括：电流传感器J1、接地电阻R6、接地电容C2、电容E1、接地电阻R5、电阻R1、接地电容C3、接地电阻R8、接地电容C1、放大器U1A、电阻R13、电阻R15、电阻R16、稳压管U6、接地电阻R19、电阻R2、接地电阻R12、接地电阻R17、电阻R14、放大器U1B、接地电容C4、电阻R3和接地电容C5；
所述电流传感器J1的供电端与5V降压单元的5V输出端连接，其公共端接地，其电流信号输出端分别与接地电阻R6、接地电容C2、电容E1的正极、接地电阻R5和电阻R1的一端连接；所述放大器U1A的同相输入端分别与电阻R1的另一端、接地电容C3和接地电阻R8连接，其反相输入端分别与电阻R15的一端和电阻R13的一端连接，其输出端分别与电阻R2的一端和电阻R13的另一端，其供电端分别与接地电容C1和5V降压单元的5V输出端连接，其公共端与5V降压单元的-5V输出端连接；所述电容E1的负极接地；所述放大器U1B的同相输入端分别与电阻R2的另一端和接地电阻R12连接，其反相输入端分别与接地电阻R17和电阻R14的一端连接，其输出端分别与电阻R14的另一端、接地电容C4和电阻R3的一端连接；所述电阻R3的另一端与接地电容C5连接，并作为电池组电流检测单元的DCDL输出端；所述稳压管U6的负极分别与电阻R16的一端、电阻R15的另一端、稳压管U6的控制端和接地电阻R19连接，还与参考电压单元的2.5V输出端连接，其正极接地；所述电阻R16的另一端与5V降压单元的5V输出端连接；所述电池组电流检测单元的DCDL输出端通过电阻R63与CPU的ADC1_IN10端连接。
进一步地，所述硅发电流检测单元和24V输出电流检测单元的结构相同；
所述硅发电流检测单元包括：电流传感器J3、接地电阻R34、接地电阻R27、电容E7、接地电阻R33、电阻R29、接地电容C28、接地电阻R35、放大器U8A、接地电容C19、电阻R41、电阻R37、电阻R30、接地电阻R36、接地电阻R42、电阻R40、放大器U8B、接地电容C29、电阻R31和接地电容C30；
所述电流传感器J3的供电端与5V降压单元的5V输出端连接，其公共端接地，其电流输出端分别与接地电阻R34、接地电容C27、电容E7的正极、接地电容R33和电阻R29的一端连接；所述放大器U8A的正相输入端分别与电阻R29的另一端、接地电容C28和接地电阻R35连接，其反相输入端分别与电阻R41的一端和电阻R37的一端连接，其供电端与接地电容C19连接，并与5V降压单元的5V输出端连接，其公共端与5V降压单元的-5V输出端连接，其输出端分别与电阻R37的另一端和电阻R30的一端连接；所述电阻R41的另一端与参考电压单元的2.5V输出端连接；所述放大器U8B的同相端分别与电阻R30的另一端和接地电阻R36连接，其反相输入端分别与接地电阻R42和电阻R40的一端连接，其输出端分别与电阻R40的另一端、接地电容C29和电阻R31的一端连接；所述电阻R31的另一端与接地电容C30连接，并作为CEDL输出端；
所述24V输出电流检测单元的输出端命为24VDL输出端，其24VDL输出端通过电阻R72与CPU的ADC1_IN9端连接。
上述进一步地方案的有益效果为：把电流信号转为电压信号，并按比例放大。
本实用新型的有益效果：通过对多路电压信号和电流信号的采集，并将其输入至主控单元进行处理，将处理后的数据通过LCD显示器单元显示，并且存入存储单元中，也可将数据通过以太网接孔或者RS232接口传输至上位机，实现实时的系统地监控车载电流电压，预防交通事故。
附图说明
图1为电源子系统的供电连接关系图；
图2为主控单元的通信连接关系图；
图3为存储单元的电路图；
图4为空调电流检测单元的电路图；
图5为LCD显示器单元的电路图；
图6为5V降压单元的电路图；
图7为3.3V降压单元的电路图；
图8为1.8V降压单元的电路图；
图9为主控单元的电路图；
图10为以太网接口单元的A部分的电路图；
图11为以太网接口单元的B部分的电路图；
图12为232接口单元的电路图；
图13为市电检测单元的电路图；
图14为硅发电压检测单元的电路图；
图15为电池组电压检测单元的电路图；
图16为车载充电电池检测单元的电路图；
图17为24V输出电压检测单元的电路图；
图18为参考电压单元的电路图；
图19为电池组电流检测单元的电路图；
图20为硅发电流检测单元的电路图；
图21为24V输出电流检测单元的电路图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
一种车载电压电流检测系统，包括：电源子系统、主控单元、存储单元、空调电流检测单元、以太网接口单元、232接口单元、市电检测单元、硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元、24V输出电压检测单元、参考电压单元、电池组电流检测单元、硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和LCD显示器单元；
如图1所示，所述电源子系统分别与主控单元、存储单元、空调电流检测单元、以太网接口单元、232接口单元、市电检测单元、参考电压单元、电池组电流检测单元、硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和LCD显示器单元电连接；
如图2所示，所述主控单元分别与存储单元、空调电流检测单元、以太网接口单元、232接口单元、市电检测单元、硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元、24V输出电压检测单元、电池组电流检测单元、硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和LCD显示器单元通信连接。
存储单元的电路图，如图3所示。空调电流检测单元的电路图，如图4所示。LCD显示器单元的电路图，如图5所示。
所述电源子系统包括：5V降压单元、3.3V降压单元和1.8V降压单元；
如图6～8所示，所述5V降压单元包括：交流输入端J2、交流输出正端SD_L、交流输出负端SD_N、5V输出端和-5V输出端；所述3.3V降压单元包括：5V输入端J4和3.3V输出端；所述1.8V降压单元包括：5V输入端和1.8V输出端；所述5V降压单元的交流输入端J2输入车载交流电，其5V输出端分别与3.3V降压单元的5V输入端J4和1.8V降压单元的5V输入端连接。
如图9所示，所述主控单元的CPU为型号为STM32F407VET6，其供电端与3.3V降压单元的3.3V输出端连接。
如图10～11所示，所述以太网接口单元包括：3.3V供电端和1.8V供电端，其3.3V供电端与3.3V降压单元的3.3V输出端连接，其1.8V供电端与1.8V降压单元的1.8V输出端连接，其与CPU的通信接口为SPI；
如图12所示，所述232接口单元的供电端与3.3V降压单元的3.3V输出端连接，其与CPU的通信接口为USART3；所述LCD显示器单元的供电端与5V降压单元的5V输出端连接，其与CPU的通信接口为USART1。
如图13所示，所述市电检测单元包括：变压器T1、整流桥U4、电容E2、接地电阻R10、接地电容C6、电阻R4、接地电阻R11、接地电容C7、电阻R7、接地电容C8和接地电容C9；
所述变压器T1原边的一端与交流输出正端SD_L连接，其原边的另一端与交流输出负端SD_N连接，其副边与整流桥U4的输入端连接；所述整流桥U4的第一输出端分别与电容E2的正极、接地电阻R10、接地电容C6和电阻R4的一端连接，其第二输出端接地；所述电容E2的负极接地；所述电阻R4的另一端分别与接地电阻R11、接地电容C7和电阻R7的另一端连接；所述电阻R7的另一端分别与接地电容C8和接地电容C9连接，并作为市电检测单元的SDDY端；所述市电检测单元的SDDY端通过电阻R69与CPU的ADC1_IN7端连接。
如图14～17所示，所述硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元和24V输出电压检测单元的电路结构相同；所述硅发电压检测单元包括：二极管D2、接地电容C17、电容E6、电阻R23、接地电阻R25、接地电容C16、电阻R24和接地电容C18；
所述二极管D2的正极作为硅发电压检测单元的GF_ON输入端，其负极分别与接地电容C17、电容E6的正极和电阻R23的一端连接；所述电阻R23的另一端分别与接地电阻R25、接地电容C16和电阻R24的一端连接；所述电阻R24的另一端与接地电容C18连接，并作为硅发电压检测单元的GFDY输出端；所述电容E6的负极接地；
所述硅发电压检测单元的GF_ON输入端与车载硅发电压输出端连接，其GFDY输出端通过电阻R67与CPU的ADC1_IN13端连接；所述电池组电压检测单元的输入端命为DC+输入端，其输出端命为DCDY输出端，其DC+输入端与电池组输出电压端连接，其DCDY输出端通过电阻R64与CPU的ADC1_IN11端连接；所述车载充电电池检测单元的输入端命为CD输入端，其输出端命为CDDY输出端，其CD输入端与电池充电电压输出端连接，其CDDY输出端通过电阻R68与CPU的ADC1_IN5端连接；所述24V输出电压检测单元的输入端命为24V输入端，其输出端命为24VDY输出端，其24V输入端与车载24V电压输出端连接，其24VDY输出端通过电阻R70与CPU的ADC1_IN8端连接。
电阻R3和电阻R5构成分压电路，使得24VDY输出端的电压按比例下降到安全电压范围内，防止模数转换通道烧毁。
如图18所示，所述参考电压单元包括：5V输入端和2.5V输出端，其稳压芯片采用TPS79301DBVRQ1，其5V输入端与5V降压单元的5V输出端连接。
如图19所示，所述电池组电流检测单元包括：电流传感器J1、接地电阻R6、接地电容C2、电容E1、接地电阻R5、电阻R1、接地电容C3、接地电阻R8、接地电容C1、放大器U1A、电阻R13、电阻R15、电阻R16、稳压管U6、接地电阻R19、电阻R2、接地电阻R12、接地电阻R17、电阻R14、放大器U1B、接地电容C4、电阻R3和接地电容C5；
所述电流传感器J1的供电端与5V降压单元的5V输出端连接，其公共端接地，其电流信号输出端分别与接地电阻R6、接地电容C2、电容E1的正极、接地电阻R5和电阻R1的一端连接；所述放大器U1A的同相输入端分别与电阻R1的另一端、接地电容C3和接地电阻R8连接，其反相输入端分别与电阻R15的一端和电阻R13的一端连接，其输出端分别与电阻R2的一端和电阻R13的另一端，其供电端分别与接地电容C1和5V降压单元的5V输出端连接，其公共端与5V降压单元的-5V输出端连接；所述电容E1的负极接地；所述放大器U1B的同相输入端分别与电阻R2的另一端和接地电阻R12连接，其反相输入端分别与接地电阻R17和电阻R14的一端连接，其输出端分别与电阻R14的另一端、接地电容C4和电阻R3的一端连接；所述电阻R3的另一端与接地电容C5连接，并作为电池组电流检测单元的DCDL输出端；所述稳压管U6的负极分别与电阻R16的一端、电阻R15的另一端、稳压管U6的控制端和接地电阻R19连接，还与参考电压单元的2.5V输出端连接，其正极接地；所述电阻R16的另一端与5V降压单元的5V输出端连接；所述电池组电流检测单元的DCDL输出端通过电阻R63与CPU的ADC1_IN10端连接。
如图20～21所示，所述硅发电流检测单元和24V输出电流检测单元的结构相同；
所述硅发电流检测单元包括：电流传感器J3、接地电阻R34、接地电阻R27、电容E7、接地电阻R33、电阻R29、接地电容C28、接地电阻R35、放大器U8A、接地电容C19、电阻R41、电阻R37、电阻R30、接地电阻R36、接地电阻R42、电阻R40、放大器U8B、接地电容C29、电阻R31和接地电容C30；
所述电流传感器J3的供电端与5V降压单元的5V输出端连接，其公共端接地，其电流输出端分别与接地电阻R34、接地电容C27、电容E7的正极、接地电容R33和电阻R29的一端连接；所述放大器U8A的正相输入端分别与电阻R29的另一端、接地电容C28和接地电阻R35连接，其反相输入端分别与电阻R41的一端和电阻R37的一端连接，其供电端与接地电容C19连接，并与5V降压单元的5V输出端连接，其公共端与5V降压单元的-5V输出端连接，其输出端分别与电阻R37的另一端和电阻R30的一端连接；所述电阻R41的另一端与参考电压单元的2.5V输出端连接；所述放大器U8B的同相端分别与电阻R30的另一端和接地电阻R36连接，其反相输入端分别与接地电阻R42和电阻R40的一端连接，其输出端分别与电阻R40的另一端、接地电容C29和电阻R31的一端连接；所述电阻R31的另一端与接地电容C30连接，并作为CEDL输出端；
所述24V输出电流检测单元的输出端命为24VDL输出端，其24VDL输出端通过电阻R72与CPU的ADC1_IN9端连接。
硅发电流检测单元和24V输出电流检测单元把电流信号转为电压信号，并按比例放大。
本实用新型的有益效果：通过硅发电压检测单元、电池组电压检测单元、车载充电电池检测单元和24V输出电压检测单元检测车载上的多路电压，通过硅发电流检测单元、24V输出电流检测单元和电池组电流检测单元检测多路电流，将电流电压信号输入至主控单元进行处理，将处理后的数据通过LCD显示器单元显示，并且存入存储单元中，也可将数据通过以太网接孔或者RS232接口传输至上位机，实现实时的系统地监控车载电流电压，预防交通事故。
