帶隔離電路的電子防銹系統的制作方法

專利名稱：帶隔離電路的電子防銹系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子防銹系統，尤其是涉及一種帶隔離電路的汽車車身金屬 電子防銹系統。
背景技術：
隨著中國經濟的迅速發展，人民生活條件的改善，汽車進入平常百姓家的步伐已 經越來越快。目前我國的汽車保有量正快速增加，汽車的使用壽命也越來越長。同時，在國 家節能減排政策的鼓勵下，汽車行業也向著節能化的方向發展，微型車和經濟型車成為各 汽車廠商的發展重點。這意味著汽車的整體重量也變得愈加輕量化，這就要求汽車車身必 須更加輕薄。然而由金屬部件構成的汽車車身在氧化環境下極易被氧化腐蝕。由于汽車車 身的金屬被腐蝕，造成汽車外觀的破壞，更嚴重的是，汽車車身被腐蝕后，輕量化的汽車車 身的安全性能變得更加重要。因此，汽車車身的防銹性能已經成為汽車設計、制造和保養各 個環節的一個重要課題。目前汽車車身所采用的防銹蝕方法主要為涂料防銹法和電子式防銹法。涂料防銹法采用保護膜(或涂層)將金屬基體與外界物理隔離，從而避免金屬與 周圍環境的作用。其通過在鍍鋅鋼板的表面上涂覆含有鎂(Mg)磷酸鋅系保護膜，再在該磷 酸鋅系保護膜的表面上涂覆含有與有機物反應的官能團的硅氧烷樹脂保護膜，從而在構成 汽車車身的金屬部件的表面上形成保護膜的方式來對車身金屬進行防銹。涂料防銹法雖然 能夠在一定程度上保護車身金屬，但是保護膜本身存在缺陷，有針孔的存在；并且當汽車行 駛過程中由于道路上的沙礫或石子撞擊車身造成保護膜被破壞或脫落時，車身金屬將直接 暴露在空氣中而造成其被氧化腐蝕。電子式防銹法主要采用犧牲陽極的陰極保護技術。其通過采用一種電位比所要保 護的金屬還要負的金屬或合金與被保護的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負的金屬 不斷腐蝕溶解所產生的電流來保護其他金屬。現有技術中犧牲陽極的陰極保護技術存在驅 動電位低，保護電流調節范圍窄，保護范圍小的缺點。同時，對于有電源總開關的車輛在開 關關閉時，此時防銹系統也將因得不到工作電壓而隨同關閉；此刻若直接將防銹系統連接 到車載蓄電池上，又將會使車身在關閉車內電源總開關后重新與電瓶負極相連，使車內電 源總開關失去應有的關斷作用。
發明內容本實用新型的目的是針對上述技術存在的不足，提供一種能夠對汽車車身金屬起 保護作用的帶隔離電路的電子防銹系統，使犧牲陽極極板代替車身腐蝕，達到汽車車身減 緩生銹的目的。本實用新型的帶隔離電路的電子防銹系統，具有控制電路模塊和保護極板，其中 所述控制電路模塊由車載蓄電池過放保護電路、穩壓電路、隔離供電電路、升壓電路、重載 提供電路以及故障判斷電路組成，所述保護極板為犧牲陽極極板；所述控制電路模塊具有第一輸出端和第二輸出端；所述第一輸出端和所述第二輸出端與所述犧牲陽極極板通過半 導體導電膠帶電連接；所述第一輸出端和所述第二輸出端的輸出電壓范圍是0-+47V。本實用新型由控制模塊、電路連接線和犧牲陽極極板構成，控制模塊由汽車蓄電 池供電，并輸出45V正電位到安裝在車身各處的犧牲陽極極板上。因為犧牲陽極極板相對 于車身處于正電位，并有電流通過犧牲陽極極板傳導到車身，從而打破車身金屬產生的腐 蝕進程，同時吸引引起車身腐蝕的負電荷到犧牲陽極極板上，使活躍的犧牲陽極極板代替 車身產生氧化，進而使汽車車身得到保護。對于安裝在車身上的犧牲陽極極板，通常小型車輛安裝4塊、大型車輛安裝6塊。 該犧牲陽極極板作為犧牲陽極，通過控制模塊輸出的45V正電壓的方式，將引起車身生銹 的電子吸引到電位高的犧牲陽極極板上，使犧牲陽極極板代替車身腐蝕。車身和犧牲陽極 極板之間采用半導體膠帶進行連接，該半導體膠帶可采用業界通用的材料。采用半導體膠 帶進行連接的目的是使控制模塊輸出的45V電壓能夠保持在犧牲陽極極板上，并有效控制 犧牲陽極極板上的電流量。控制模塊采用帶隔離電路的控制系統。該控制模塊利用汽車蓄電池進行供電。控 制模塊由車載蓄電池過放保護電路、穩壓電路、隔離供電電路、升壓電路、重載提供電路以 及故障判斷電路等組成。此外，控制模塊還包括負反饋電路，該負反饋電路可補償過高的高 壓幅值。 控制模塊中的過壓保護電路在車載蓄電池電壓降低時自動停止控制模塊的工作， 以此保護車載蓄電池不至于因過放電而損壞。穩壓電路采用穩壓二極管，其為控制模塊提 供穩定的直流電壓。升壓電路由脈沖振蕩電路產生振蕩脈沖，該振蕩脈沖驅動復合三極 管，并通過耦合電容來產生直流高壓。重載提供電路可提高系統的負載能力。故障判斷電 路包括指示信號系統，該指示信號系統包括錯誤信號燈(fault)、檢測信號燈(INSPECT)、 電源電壓低壓報警燈(BATTERY)以及電源燈。對于現有的汽車車身防銹系統來說，電源總 開關串聯在車載蓄電池負極，如此，當汽車停止工作關閉車內電源總開關后，車身亦將得不 到-24V電壓，此時防銹系統也將因得不到工作電壓而隨同關閉；此刻若直接將防銹系統連 接到車載蓄電池的-24V上，又將會使車身在關閉車內電源總開關后重新與電瓶負極相連， 使車內電源總開關失去應有的關斷作用。因此本實用新型在控制模塊中加入隔離供電電 路，防銹系統的工作電壓直接取自車載蓄電池正、負端，無論車內電源總開關狀態如何，防 銹系統的保護接地端(接車身)都將與汽車的電路系統相隔離，相互不再發生上述影響。該 隔離供電電路采用直流-直流變換器(DC-DC)。通過本實用新型的帶隔離電路的電子防銹系統，利用犧牲陽極來保護汽車車身， 使車身減緩生銹。并且由于本實用新型的電子防銹系統具有隔離供電電路，因此可以解決 汽車總電源開關關閉時系統的工作問題。再者，本實用新型的電子防銹系統具有過放保護 電路，從而能夠在車載蓄電池電壓過低時切斷系統電路來保護車載蓄電池，因此汽車在長 時間停放時不會將車載蓄電池的電路過度消耗。

圖1是本實用新型的帶隔離電路的電子防銹系統的原理框圖。圖2是本實用新型的帶隔離電路的電子防銹系統的控制模塊的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1，車載蓄電池電源連接過放保護電路，經過穩壓電路輸出穩定的直流電壓 后提供給隔離供電電路。隔離供電電路提供的工作電壓經過升壓電路后輸出直流高壓。此 直流高壓輸出到車身上連接的犧牲陽極極板。從而使犧牲陽極極板相對于車身處于正電 位，并有電流通過犧牲陽極極板傳導到車身，打破車身金屬產生的腐蝕進程，同時吸引引起 車身腐蝕的負電荷到犧牲陽極極板上，使活躍的犧牲陽極極板代替車身產生氧化，進而使 汽車車身得到保護。此外，控制模塊中還接入重載提供電路來提高其負載能力。在控制模 塊中，另外還接入有故障判斷電路，通過故障判斷電路內的信號指示系統，可以為用戶指示 系統的工作狀態。參見圖2，帶隔離電路的電子防銹系統采用車載蓄電池進行供電，供電電壓為 24V。該電子防銹系統具有用作為升壓電路的脈沖振蕩電路，該脈沖振蕩電路由LM358N雙 運放放大器、電阻R4、電容Cl組成，振蕩頻率由R4和Cl決定，在本實用新型中，振蕩頻率 為50KHz。振蕩脈沖通過電阻R5來驅動復合三極管T2，該振蕩脈沖控制三極管T2的開啟 和關閉，這樣，在T2關閉時，電感Ll兩端由于高壓反電勢的作用，通過二極管D2對電容C2 進行充電，從而得到一個穩定的直流高電壓。二極管D1、電阻R7、R6和三極管Tl組成負 反饋電路，其限制直流高電壓的幅值。電容C2兩端的直流高電壓值由二極管Dl的穩壓擊 穿值來決定。調整電阻R6和R7可以微調輸出電壓。電容C2兩端的直流高電壓經過二極 管D3后分別通過電阻R8、光耦Bi、二極管D4連接至輸出_1端，經過電阻R9、光耦B2、二極 管D7連接至輸出_2端。輸出-1端和輸出-2端的輸出電壓范圍可以在0-+47V之間，本實 用新型采用的是輸出電壓為45V的情形。當輸出電壓短路時，二極管D5(D8)導通，光耦Bl (B2)內部的發光管由于電壓過低 而截止，此時光耦Bl (B2)被關斷而停止輸出。當輸出端并聯的負載增加時，輸出端電壓將 會降低。此時為了提高控制模塊的帶負荷能力，通過由電阻Rll和二極管D6或電阻R13和 二極管D9所構成的重載提供電路，當輸出端電壓降低至低于圖2中B點的工作電壓0. 6V 后，B點的電壓通過電阻Rll和二極管D6作用于輸出-1端，通過電阻R13和二極管D9作 用于輸出_2端，從而增大輸出端的帶負荷能力。參見圖2，控制模塊的穩壓電路由三極管T6、電阻R23以及穩壓二極管D17構成， 它們共同為隔離供電電路提供穩定的輸入電壓。控制模塊還具有故障判斷電路，其包括指示信號系統，該指示信號系統由錯誤信 號燈(fault)、檢測信號燈(INSPECT)、電源電壓低壓報警燈(BATTERY)以及電源燈組成。 參見圖2，當任一輸出端的輸出電壓大于5. 4V時，三極管T4將一直導通以驅動電源燈LED3 閃爍發光；當兩個輸出端電壓同時低于5. 4V時，三極管T4被截止，從而電源燈LED3停止閃 爍發光，此時三極管T3同樣被截止，Fault燈LED2被導通發光，以此指示錯誤信號；當任一 輸出端低于19V以下時，二極管DlO (Dl2)導通，檢測信號燈INSPECTLED1逐漸被點亮。當A 點的電源輸入電壓低于23V時，過放保護電路中的三極管T5被截止，此時隔離電路中的輸 入端②由于與之連接的三極管T5被截止而無電壓輸入，因此其輸出端④的輸出電壓幾乎 為0，從而整個控制模塊電路不工作。此時電源電壓低壓報警燈(BATTERY) LED4被點亮，從 而提示蓄電池電壓過低。[0020]圖2中的電容C3和C4分別對隔離電路輸出的電壓信號以及蓄電池電源輸出的電 壓信號進行濾波。當控制模塊電路的電源輸入端由于不慎反接時，二極管D16為控制模塊 提供保護，從而防止損壞電路。此外，控制模塊輸入端還并聯有壓敏電阻S10，該壓敏電阻 SlO的作用是防止輸入電壓過高而損壞控制模塊電路。參見圖2，在本實用新型所述的帶隔離電路的電子防銹系統中，控制模塊電路所采 用的所有三極管的耐壓均大于60V。此外，對于控制模塊電路的A點工作電壓和B點工作電 壓，為了保證電路的正常工作，A點工作電壓于B點工作電壓的電壓差不大于0. 8V，也就是 說，A點的工作電壓為輸入電壓24V，那么B點的工作電壓即為23. 2V。參見圖2，隔離供電電路由型號為B2415S-1W的直流-直流(DC-DC)電源模塊構 成，其輸入電壓為直流24V，輸入空載電流為7mA，輸入滿載電流為55mA，輸出電壓為15V，輸 出電流為7-67mA，滿載效率為78%。通過隔離供電電路，防銹系統的工作電壓直接取自車 載蓄電池正、負端，因此無論車內電源總開關狀態如何，防銹系統的保護接地端(接車身) 都將與汽車的電路系統相隔離。本實用新型所述的帶隔離電路的電子防銹系統的輸出端電連接至犧牲陽極極板， 犧牲陽極極板的材料可采用金屬材料，例如鋁、鋅、鎂或它們的合金。犧牲陽極極板和車身 之間由半導體導電膠帶連接，半導體導電膠帶可采用本領域公知的材料，半導體導電膠帶 由于使用溫度范圍寬，能夠保持穩定的電導率，并且能夠在高電場下產生均勻電場、減小電 場應力。因此通過采用半導體導電膠帶連接犧牲陽極極板和車身，使控制模塊電路輸出的 45V電壓能夠穩定的保持在犧牲陽極極板上，并有效控制電流量。控制模塊電路施加電動勢 至犧牲陽極極板，從而犧牲陽極極板材料不斷消耗，釋放出的電流供給車身并使車身陰極 計劃，如此引起車身腐蝕的負電荷被吸引到犧牲陽極極板上，使活躍的犧牲陽極極板代替 車身產生氧化，進而保護汽車車身。本實用新型所公開的帶隔離電路的電子防銹系統由于 具有過放保護電路，因此當電源電壓過低時能夠切斷系統電源，從而保護車載蓄電池。并且 通過隔離供電電路，從而解決了電源總開關的車輛在開關關閉時的系統工作問題，而且還 可使系統與車輛其他用電器互不影響。以上所述僅僅只是本實用新型的優選實施方式。應當指出，對于本領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可作出若干改進，這些改進也應視為本 實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種帶隔離電路的電子防銹系統，具有控制電路模塊和保護極板，其特征在于 所述控制電路模塊由車載蓄電池過放保護電路、穩壓電路、隔離供電電路、升壓電路、重載提供電路以及故障判斷電路組成，所述保護極板為犧牲陽極極板；所述控制電路模塊 具有第一輸出端和第二輸出端；所述第一輸出端和所述第二輸出端與所述犧牲陽極極板通 過半導體導電膠帶電連接；所述第一輸出端和所述第二輸出端的輸出電壓范圍是0-+47V。
2.根據權利要求1所述的帶隔離電路的電子防銹系統，其特征在于所述穩壓電路由三極管、電阻和穩壓二極管組成；所述升壓電路為脈沖振蕩電路，振蕩 頻率為50kHz ；所述重載提供電路由電阻和二極管構成。
3.根據權利要求1所述的帶隔離電路的電子防銹系統，其特征在于所述隔離供電電路為直流-直流(DC-DC)電源模塊，該直流-直流(DC-DC)電源模塊 的輸入電壓范圍是21. 6VDC-26. 4VDC，輸出電壓為15VDC，輸入電流范圍是7_55mA，輸出電 流范圍是7-67mA，效率為78%。
4.根據權利要求1所述的帶隔離電路的電子防銹系統，其特征在于所述故障判斷電路包括錯誤信號燈(fault)、檢測信號燈(INSPECT)、電源電壓低壓報 警燈(BATTERY)以及電源燈；所述錯誤信號燈(fault)、檢測信號燈(INSPECT)、電源電壓低 壓報警燈(BATTERY)以及電源燈全部為發光二極管(LED)。
5.根據權利要求1所述的帶隔離電路的電子防銹系統，其特征在于 其中所述犧牲陽極極板的材料為金屬材料。
專利摘要本實用新型的帶隔離電路的電子防銹系統，利用犧牲陽極來保護汽車車身，使車身減緩生銹。并且由于本實用新型的電子防銹系統具有隔離供電電路，因此可以解決汽車總電源開關關閉時系統的工作問題。再者，本實用新型的電子防銹系統具有過放保護電路，從而能夠在車載蓄電池電壓過低時切斷系統電路來保護車載蓄電池，因此汽車在長時間停放時不會將車載蓄電池的電路過度消耗。
文檔編號C23F13/02GK201883150SQ20102023556
公開日2011年6月29日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者王勇 申請人:王勇