基于OBD接口的低压保护电路

耗问题，单稳态电路方案更为适合，此方案还需要加入逻辑门来进行延时时间内的电平逻辑判断。

单稳态电路具有稳态和暂态两种工作状态。在触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂态，并能在一段时间后自动返回稳态，且暂态维持的时间长短与触发脉冲无关，只取决于电路本身^[6]。采用外接RC的充放电来实现单稳态触发器，具有电路简单，外接器件少的优点^[7]。具体的框图如图2。

电瓶电压正常时，单稳态电路处于稳态;当电瓶电压拉低到低压保护门限时，比较器输出由低电平切换到高电平，单稳态电路进入暂态，此时会输出一个高脉冲，这个高脉冲与比较器的输出反向状态取或非后，输出给DC/DC，通过设置RC参数，可以设计出需要的暂态时间，即高脉冲的持续时间。进入暂态后，如果比较器输出恢复到低电平，则或非门A的输出为高，或非门B的输出必为低，从而打开DC/DC。这个延时设计解决大负载引起的低压保护问题。

这种设计的难点在于要考虑逻辑门自身的传输延时，如果处理不好，会出现竞争冒险问题，造成最终输出的误翻转。假设TB~B是或非门B的传输延时，TBQ是单稳态电路传输延时，TQw是暂态的时间，TBW是误关机的时间长度，利用Matlab仿真分析这三者的关系：

1)TB~B<tbq时，输出会有短暂的高电平，导致dc p="" dc关闭，如图3所示;

2)当TB~B>TBQ，TBW >TQW时，输出会有短暂的高电平，导致DC/DC关闭，如图4所示;

3)当TB~B>TBQ，TBW <tqw时，尽管电压拉低，但是输出一直为低，dc p="" dc一直工作，克服了打火后且电瓶拉低之后，电压缓慢上升造成的重启问题，如图5所示。

这种条件下，如果电瓶电压拉低到低压保护点后依然不上升，即电瓶电量确实被消耗到低压保护时，延迟一段时间后，将DC/DC关闭。即低压保护时，关闭DC/DC需要一个延时，其大小为TQW+TBQ，如图6所示。

从以上分析可以看出，只要将单稳态电路的输出高脉冲的宽度大于比较器的脉冲宽度(暂态时间大于误关机时间)，并且单稳态电路的输入输出延迟时间小于或非门的延迟，就能够完成延迟功能要求，脉冲宽度可通过调整RC来实现。延迟时间可以通过电容来调整。这样就可以解决误关机问题。

3 结论

本文介绍了带延迟功能的低压保护电路，对其原理和实现进行了详细的阐述，并且对设计难点进行了理论分析和仿真。本方案可以满足大多数OBD车载用品的低压保护需求，为今后OBD供电的车载用品的低压保护设计方案提供了一个参考和方向。

参考文献：

[1]曹云建,唐耀庚,谢宇希.基于OBD的汽车远程检测系统设计[J].工业控制计算机,2012,25(12):95-96.

[2]何龙文,徐建闽,徐鑫龙.基于OBD接口的危险驾驶报警与记录系统设计[J].信息技术,2013(5):16-23.

[3]康华光.电子技术基础:模拟部分[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4]高锦秀,翟俊祥,周晓华,等.迟滞比较器在蓄电池备用电源中的应用[J].半导体技术,2001,26(6):25-26.

[5] Art Kay, Timothy Claycomb. Comparator with Hysteresis Reference Design[J].TI Designs– Precision: Verified Design, 2014.

[6]岳怡.数字电路与数字电子技术[M].西安:西北工业大学出版社,2004.

[7]王金花,姚宏宝.用可编程逻辑器件实现单稳态触发器[J].红外与激光工程,2002,31(2):185-186.

本文来源于《电子产品世界》2017年第1期第63页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。