CN111130206A - 向电气负载进行冗余供电的电子电路 - Google Patents

向电气负载进行冗余供电的电子电路 Download PDF

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Abstract

向电气负载进行冗余供电的电子电路。所述电子电路包括：多个端子，所述多个端子至少包括第一端子、第二端子以及至少一个第三端子，其中，所述第一端子被配置成连接至向所述电气负载主要供电的第一能量源；所述第二端子被配置成连接至向所述电气负载辅助供电的第二能量源；所述至少一个第三端子被配置成连接至所述电气负载；所述电子电路还包括插入在所述第一端子、所述第二端子以及所述至少一个第三端子之间的多个电气组件，所述电气组件被配置成根据所述电气负载的错误供电状态，使电力能够从所述第一端子或者所述第二端子流向所述至少一个第三端子。

Description

向电气负载进行冗余供电的电子电路
技术领域
本发明涉及向电气负载进行冗余供电的电子电路。
背景技术
在许多应用中，出于安全的原因，需要向一个或更多个电气负载进行不间断且充足的供电。一种这样的应用是在被配置为自主驾驶的车辆中。电气负载例如可以是被配置成结合自主驾驶功能来执行处理任务的控制模块。需要以最大的确定度来避免对控制模块的供电不足，因为控制模块的失效可能导致事故，包括对乘客的伤害。
电气负载的供电不足可能归因于各种错误，即，错误的供电状态，包括短路和低电池电量。在错误的供电状态的情况下，应当自动提供备选供电，从而确保向该负载进行充足且优选不间断的供电。为此，可以提供两个或更多个能量源以向负载供电，其中，万一由于短接电路(short circuit)或其它错误的供电状态而导致第一能量源(主要供电)耗尽或无法供电时，第二能量源(辅助供电)将接管供电。换句话说，用于供电的合适电子电路应当具有冗余供电能力。
与冗余供电关联的一个问题是布线，即，增加了电气连接(即，电缆)的长度和/或量，从而导致成本增加、重量增加，并且还导致短路的脆弱性增加。然而，这种增加例如在车辆中是不期望的。因此，进行冗余供电的电子电路应当确保向负载进行充足的供电，即，不受错误的供电状态所影响，并且还应当考虑减少布线。
发明内容
本发明的问题是提供一种满足前述要求的、向电气负载进行冗余供电的电子电路。
本发明的问题是通过根据本发明所述的电子电路来解决的。
一种向电气负载进行冗余供电的电子电路，所述电子电路包括多个端子，所述多个端子至少包括第一端子、第二端子以及至少一个第三端子。所述第一端子被配置成连接至向所述电气负载主要供电的第一能量源(例如，按正常或默认的供电状态)。所述第二端子被配置成连接至向所述电气负载辅助供电的第二能量源。所述至少一个第三端子被配置成连接至所述电气负载。所述电子电路还包括插入在所述第一端子、所述第二端子以及所述至少一个第三端子之间的多个电气组件，其中，所述电气组件被配置成根据错误的供电状态，使电力能够从所述第一端子或者所述第二端子流向所述至少一个第三端子。
所述电子电路可以被配置为电子模块(可选地具有壳体)，其中，所述第一端子和所述第二端子要分别连接至所述第一能量源和所述第二能量源。与此相反，所述第三端子连接至负载，并因此可以被视为输出端子。作为一般的功能，应当经由所述第一能量源或所述第二能量源来实现向所述负载供电。然而，所述负载应当优选为不是同时由两个能量源来供电的。这样，可以避免优选为都是电池的两个能量源低能量(即，耗尽)。换句话说，所述第二能量源应当优选地被配置为备用电源，并因此如果所述第一能量原正在供电，则所述第二能量源应当优选地不处于向所述负载供电的操作中。而且，可以将所述电路配置成禁止电力从所述第二能量源流向所述第一能量源和/或禁止电力从所述第一能量源流向所述第二能量源，从而避免电流在所述能量源之间的反向流动。
所述电子电路允许在两个能量源之间进行双重成对连接，从而形成环形结构。在这样的配置中，将成对的两个电子电路的第二端子互连，并且将所述电子电路的所述第一端子分别连接至所述第一能量源和所述第二能量源。可以将两个这样的对并联连接，从而形成环(或，梯形结构的一部分)。因为所述第二端子不需要直接连接至所述能量源，所以这可以显著减少布线。代替地，可以经由所述对中的另一电子电路的互连的第二端子和第一端子来实现经由第二端子向电气负载进行供电。因此，所述电路通常可以被配置成根据错误的供电状态使电力能够从所述第一端子流向所述第二端子。由于所述能量源之间的成对的配置，因此可以将这些能量源同时用于实现主要供电和辅助供电。这将在下面进一步更详细地说明。
可以根据所述电气负载的错误供电状态，通过将所述至少一个第三端子与所述第一端子或者与所述第二端子进行连接，可以有选择地实现电力流动，即，使适合供电的电流流动。这样，所述电路的电气组件优选为具有二元开关状态(通/断)的电气开关。可以根据切换条件来控制切换状态，从而在检测到错误的供电状态并因此需要切换一个或更多个开关的情况下提供自动切换。尽管可以使用开关以外的其它电气组件(例如，保险丝，二极管)来提供有选择的电力流动，但电气开关是优选的，因为它们考虑到了方便的复位。它们也能以低价获得。可以由晶体管来形成电气开关。对于本文所提出的电气电路，电气开关可以优选地由可以是N型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)形成。实现有选择的电力流动的所述电气组件可以仅由电气开关来形成。这降低了所述电子电路的生产成本。
应当明白，当所述电路被安装用于期望的用途时，所述第一端子和所述第二端子都不需要直接连接至相应的能量源，以便实现冗余供电。在一方面所述第一端子和/或第二端子与另一方面所述第一能量源和/或第二能量源之间可以插入其它电气组件和/或其它电路。这样，间接的电气连接也是可能的。
在权利要求、说明书以及附图中给出了本发明的实施方式(即，变型例)。
根据一个实施方式，所述电子电路还包括用于检测所述第一端子处的错误供电状态的装置，其中，所述电子电路还被配置成如果未检测到所述第一端子处的所述错误供电状态，则将所述第一端子连接至所述至少一个第三端子，以便使电力能够从所述第一端子流向所述至少一个第三端子，并且使所述第二端子从所述第一端子和所述至少一个第三端子断开连接，以便禁止电力从所述第二端子流向所述第一端子和所述至少一个第三端子。换句话说，如果所述第一端子处具有正常供电状态，则在没有其它错误供电状态妨碍经由所述第一端子进行供电的情况下，经由所述第一端子向所述负载供电。同时，避免了来自所述第二端子的反向电流流动，从而确保了通过所述第一能量源的无干扰供电。所述第一端子处的错误供电状态可能是电压下降到预定义阈值之下，这可能是由于所述第一能量源耗尽和/或由于短路。这样的供电状态例如可以通过被配置成相对于阈值对电压和/或电流进行监测的比较电路来进行检测。
所述电子电路还可以被配置成如果检测到所述第一端子处的所述错误供电状态，则将所述第一端子从所述至少一个第三端子和所述第二端子断开连接，以便禁止电力从所述第一端子流向所述至少一个第三端子和所述第二端子，并且将所述第二端子连接至所述至少一个第三端子，以便使电力能够从所述第二端子流向所述至少一个第三端子。换句话说，禁止经由所述第一端子进行供电(主要供电)，并且启用(即，接管)经由所述第二端子的冗余供电。而且，避免了电力从所述第二端子向所述第一端子的反向流动。
根据另一实施方式，所述多个电气组件包括至少一个第一电气组件，优选为第一电气开关(Q1)，所述至少一个第一电气组件被配置成使电力能够从所述第一端子流向所述至少一个第三端子和/或所述第二端子。所述第一电气组件还被配置成禁止电流从所述至少一个第三端子和所述第二端子流向所述第一端子。因此，所述第一电气组件具有二极管的性质，从而确保经由第一端子进行供电而没有反向流动的电流(“无干扰供电”)。所述第一电气组件可以是电气开关，该电气开关被配置成连接和/或断开所述端子，以便使能和/或禁止电力在所述端子之间流动，如上进一步描述的。第一电气组件可以是智能二极管。
根据另一实施方式，所述电路包括用于检测所述第二端子处的错误供电状态的装置，所述第二端子处的所述错误供电状态优选地包括所述第二端子处的电气被测量(优选为电流)违反阈值条件。所述多个电气组件包括至少一个第二电气组件，优选为第二电气开关，所述至少一个第二电气组件被配置成如果未检测到所述第二端子处的所述错误供电状态(所述第二端子处的正常供电状态)，则使电力能够在所述第二端子与所述第一端子和/或所述至少一个第三端子之间流动。所述第二电气组件还被配置成如果检测到所述第二端子处的所述错误供电状态，则禁止电力在所述第二端子与所述第一端子和/或所述至少一个第三端子之间流动。如所述第一电气组件那样，所述第二电气组件可以是用于连接和/或断开所述端子的开关，以便使能和/或禁止电力流动(特别是电流)。所述第二端子处的所述错误供电状态例如可以是导致电流下降的短路。这种短路可以通过重复地测量电流并将测量到的电流与阈值进行比较(即，借助于比较电路)来检测，其中，如果所述电流高于所述阈值，则检测到错误供电状态。然后，可以将所述第二端子禁用，即，通过借助于所述第二电气部件断开所述第二端子与其它端子的连接来停用所述第二端子。
所述电路还可以包括用于检测所述第一端子处的错误供电状态的装置，其中，所述第一端子处的所述错误供电状态优选地包括所述第一端子处的电气被测量(优选为电压)违反阈值条件。可以仅针对一种错误供电状态对第一端子进行监测，这种错误供电状态可以同时涉及电压下降和电流增加。然而，通过使用单独的装置或所述电气部件本身彼此独立地监测不同的供电状态也是可能的。所述多个电气组件还可以包括第三电气组件，优选为第三电气开关，所述第三电气组件被配置成如果检测到所述第一端子处的所述错误供电状态，则使电力能够从所述第二端子流向所述至少一个第三端子；而如果未检测到所述第一端子处的所述错误供电状态(所述第一端子处的正常供电状态)，则禁止电力从所述第二端子流向所述第一端子和/或所述至少一个第三端子。例如，如果在所述第一端子处测量到的电压例如因低电池电量或者所述第一端子处的短路而下降到预定义阈值之下(即，在所述第一端子处检测到错误供电状态)，则可以启用经由所述第二端子进行供电，并接管向所述电气负载进行供电。否则，即，如果所述第一端子处的电压等于或高于预定义阈值，则所述第二端子优选地处于停用状态，即，断开与其它端子中的至少一个端子(优选为两个端子)的连接。所述第三电气组件可以是电气开关。所述第三电气组件优选地被配置成使电力能够从所述第一端子流向所述第二端子，但禁止电力从所述第二端子流向所述第一端子，即，所述第三电气组件具有二极管的性质。另外，所述第三电气组件可以(永久地)响应于所述第一端子处的错误供电状态而接通。这样，所述第三电子组件可以具有二极管和并联连接在所述第二端子与其它端子之间的普通开关的性质，并且所述普通开关默认为打开，并响应于所述第一端子处的错误的供电状态而闭合。
所述第三电气组件还可以被配置成在未检测到所述第一端子处的所述错误供电状态的情况下使电力能够从所述第一端子流向所述第二端子。这样的配置对应于上述二极管功能，其中，如果所述普通开关打开，则使电力能够从所述第一端子和/或第三端子流向所述第二端子，但禁止电力从所述第二端子流向所述第一端子和/或第三端子。这样，可以连接一对电子电路的所述第二端子以减少布线，其中，如果在两个电路中的一个电路的第一端子处发生错误供电状态，就可以经由所述两个电路向电气负载供电。
视情况而定，错误供电状态也可能发生在所述至少一个第三端子处，例如短路(即，短接电路)。为了处理这种情况，所述电路可以包括用于检测所述至少一个第三端子处的错误供电状态的装置，其中，所述至少一个第三端子处的所述错误供电状态优选地包括：所述至少一个第三端子处的电气被测量(优选为电流)违反阈值条件，例如，所述电流因短路而造成的过电流而上升超过预定义阈值。为了避免因短路而造成的进一步故障，所述多个电气组件可以包括至少一个第四电气组件，优选为第四电气开关。考虑到正常操作(无故障)，所述第四电气组件可以被配置成如果未检测到所述至少一个第三端子处的所述错误供电状态，则使电力能够在所述至少一个第三端子与所述第一端子和/或所述第二端子之间流动。鉴于当前故障，所述第四组件可以被配置成如果检测到所述至少一个第三端子处的所述错误供电状态，则禁止电力在所述至少一个第三端子与所述第一端子和/或所述第二端子之间流动。因此，所述第四电气组件可以具有保险丝的性质，用于保护包括其它电路和所述能量源的电路。
根据另一实施方式，所述电路包括多个第三端子以及用于检测所述多个第三端子中的各个第三端子处的错误供电状态的装置，所述多个第三端子中的一个第三端子处的所述错误供电状态优选地包括：所述多个第三端子中的所述一个第三端子处的电气被测量(优选为电流)违反阈值条件。所述电路中的所述多个电气组件可以包括多个第四电气组件，优选为第四电气开关，所述多个第四电气组件中的各个第四电气组件连接至所述多个第三端子中的一个第三端子并且被配置成如果未检测到所述多个第三端子中的所述一个第三端子处的所述错误供电状态(没有故障)，则使电力能够在所述多个第三端子中的所述一个第三端子与所述第一端子和/或所述第二端子之间流动。然而，所述第四电气开关还被配置成如果检测到所述多个第三端子中的所述一个第三端子处的所述错误供电状态，则禁止电力在所述多个第三端子中的所述一个第三端子与所述第一端子和/或所述第二端子之间流动。换句话说，所述多个第三端子中的各个第三端子都可以用其自己的保险丝来加以保护，从而允许有选择地停用所述第三端子。这确保了鉴于潜在错误来尽可能好地确保向负载供电。
本发明还涉及一种电子电路装置，所述电子电路装置包括第一电子电路和第二电子电路。这些电路皆可以根据前述实施方式中的一个实施方式来配置。特别地，所述第一电路和第二电路可以以相同的方式进行配置，即，所述电路可以是相同的。如上面已经表明的，所述第一电子电路的第二端子可以连接至所述第二电子电路的第二端子，从而形成互连的一对电子电路。优选地，在安装环境中，将所述第一电子电路和所述第二电子电路插入在第一能量源与第二能量源之间。与分别将第一端子和第二端子中的每个端子连接至所述第一能量源和第二能量源的情况相比，需要较少的布线。
所述第一电子电路的第一端子可以经由第一保护电气部件(特别是第一保险丝)连接至所述第一能量源，和/或其中，所述第二电子电路的第一端子经由第二保护电气部件(特别是第二保险丝)连接至所述第二能量源。所述第一保护电气部件和/或第二保护电气部件可以被配置成如果所述保护电气部件处的电气被测量(优选为电流)满足阈值条件，则使电力能够流过所述保护电气部件；而如果所述保护电气部件处的电气被测量(优选为电流)违反所述阈值条件，则禁止电力流过所述保护电气部件。将所述第一保护部件的阈值和/或第二保护部件的阈值优选地设定成比上面进一步提到的所述电路的第二电气部件的阈值高的阈值。这确保了如果借助于所述第二电气部件禁用所述第二端子(例如，由于所述第二端子处的短路)，则由于连接至所述第一端子的所述保护部件而不会禁用所述第一端子。因此，尽管所述第二端子处有错误，仍继续经由所述第一端子供电。
所述电子电路装置可以包括插入在所述第一能量源与所述第二能量源之间的多个成对的第一电子电路和第二电子电路。同样地，所述多个成对的第一电子电路和第二电子电路中的至少一些(优选为每个)成对的第一电子电路和第二电子电路经由各自的第一端子分别连接至所述第一能量源和所述第二能量源。两个相邻的成对电路形成向多个电气负载进行冗余供电的环，其中，减少了布线量。如果使用超过两对电路，则在所述两个能量源之间形成梯形结构。此外，所述第一能量源和/或所述第二能量源可以共用第一公共保护电气部件和/或第二保护电气部件以分别连接至所述多个成对的第一电子电路和第二电子电路。这也减少了保护部件的数量。
本发明还涉及一种根据电子电路中的错误供电状态向电气负载进行冗余供电的方法，其中，所述电子电路是优选地根据上述实施方式中的一个实施方式来配置的。所述电子电路的第一端子连接至向所述电气负载主要供电的第一能量源。因此，所述电子电路的第二端子连接至向所述电气负载辅助供电的第二能量源。所述电子电路的所述至少一个第三端子连接至所述电气负载。所述方法包括以下步骤：如果未检测到所述第一端子处的错误供电状态，则使电力能够从所述第一端子流向所述至少一个第三端子，并且禁止电力从所述第二端子流向所述第一端子和/或所述至少一个第三端子。所述方法还包括以下步骤：如果检测到所述第一端子处的错误供电状态，则使电力能够从所述第二端子流向所述至少一个第三端子，并且禁止电力流过所述第一端子。应当明白，可以将已经结合所述电子电路进行了描述的特征对应地实现为前述方法中的方法特征。
本发明还涉及一种根据电子电路装置中的错误供电状态向电气负载进行冗余供电的方法，其中，所述电子电路装置是根据上述实施方式中的一个实施方式配置的。所述方法包括以下步骤：如果在所述第二电子电路或所述第一电子电路的第一端子处检测到错误供电状态，则相应地使电力能够从所述第一电子电路或所述第二电子电路的第一端子流向所述第一电子电路或所述第二电子电路的第二端子。换句话说，如果所述第二电路在其第一端子处有错误，则经由所述第一电路来完成所述第二电路向负载进行供电。作为首选，如果两个电路相同，那么反过来同样为真。
所述方法还包括以下步骤：如果在所述第一电子电路的第二端子和/或所述第二电子电路的第二端子处检测到错误供电状态，则禁止电力流过所述第一电子电路和所述第二电子电路的第二端子。这可以通过上面进一步提到的第二电子组件来实现，该第二电子组件可以是被配置成具有保险丝的性质的电子开关。优选地，两个电子电路都具有这样的第二电子开关，该第二电子开关被配置成在过电流超过相同阈值的情况下断开。因此，这些开关基本上都将同时断开。应当明白，所述方法可以包括对应于结合所述电路描述的功能中的任一功能的其它方法特征。
附图说明
参照附图，仅通过示例的方式来进一步描述本发明，其中，
图1示意性地示出了向负载进行冗余供电的电子电路；
图2示意性地示出了向负载进行冗余供电的另一电子电路；
图3示出了插入在第一能量源与第二能量源之间的向负载进行冗余供电的两个成对的电子电路。
在附图中，将相同的标号用于对应的部件。
具体实施方式
图1示意性地示出了由虚线指示的电子电路10，其中，电路10可以被配置为具有壳体(未示出)的电子模块。电路10包括：第一端子T1、第二端子T2以及第三端子T3。端子T1、T2、T3可以被配置为线束(harness)，或者通常被配置得允许插针连接，例如通过与插头等配合的插座。因此，可以将端子T1、T2、T3视为电子电路10的电气接口。
在图3中，第三端子T3位于电子电路10内部，以指示如果电子电路10具有壳体和/或被配置为模块(未示出)，则优选地无法从外部接触第三端子T3。在这种情况下，电气负载也可以位于壳体内部，其中，仅可从外部接触第一端子T1和第二端子T2，以便确保向负载进行冗余供电。因此，可以将电子电路10集成到电气负载中。
特别是在电子电路10具有壳体的情况下，也可以从电子电路10外部接触第三端子T3。在这种情况下，第三端子优选地由第四电气部件保护。这将结合下面进一步描述的图2示出。
当例如被安装在自主驾驶汽车(未示出)中时，第一端子T1电连接至第一电池(未示出)，并且第二端子T2电连接至第二电池(未示出)。电气负载(未示出)电连接至第三端子T3，其中，应当由第一电池或第二电池向负载进行供电。默认情况下，应当由第一电池经由第一端子T1和第三端子T3向负载进行供电。在这种默认情况下，不应由第二电池经由第二端子T2和第三端子T3向负载进行供电。即，第二电池代表负载的备用电源。在这种情况下，电子电路10确保了向电气负载进行冗余供电，也就是说，在关于借助于第一电池进行供电方面出现错误的情况下，第二电池应当自动接管供电。然后，供电从第一电池完全切换到第二电池。
图1的电子电路10包括插入在端子T1、T2、T3之间的多个电气开关，即，第一开关Q1、第二开关Q2以及第三开关Q3。这些开关Q1、Q2、Q3优选地皆由N型MOSFET形成，其中，可以通过供应至MOSFET的栅极的电压来方便地控制切换状态，如技术人员所已知的。第一开关Q1(经由MOSFET Q1的漏极和源极)将第一端子T1与第三端子T3连接。第二开关Q2将第二端子T2与第三开关Q3连接，并且第三开关Q3将第二开关Q2与第三端子T3连接。即，第二端子T2经由第二开关Q2和第三开关Q3与第三端子T3连接。此外，第一端子T1经由第一开关Q1、第三开关Q3以及第二开关Q2与第二端子T2连接。
第一开关Q1被配置为二极管D1，参见图1中被圈起来的二极管D1。换句话说，第一开关Q1实现二极管的性质(即，具有二极管的性质)，以使电力能够从第一端子T1流过第一开关Q1，但禁止电力从第一开关Q1流向第一端子T1。应当明白，二极管D1仅是对第一开关Q1的功能的解释，而不是电子电路10的附加物理部件。同样，图1中被圈起来的部件F1、S1以及D2表示第二开关Q2和第三开关Q3的功能解释。第二开关Q2与保险丝F1的功能相对应，即，如果通过第二开关Q2的电流超过预定义阈值，则第二开关Q2将断开，从而禁止任何电力流过第二开关Q2(直到第二开关Q2复位)。否则，相对于第二开关Q2，流过第二开关Q2的电力将是可能的。
第三开关Q3的功能对应于二极管D2和开关S1的并联配置。考虑到二极管D2，第三开关Q3避免了电力从第二端子T2流过第三开关Q3，但允许电力从第三开关Q3流向第二端子T2。如图1所示，如果开关S1打开，则保持二极管D2的功能。默认情况下，开关S1是打开的。然而，如果第一端子T1处的电压下降到预定义阈值之下，则开关S2闭合。在这种情况下，停用二极管D2的功能，并且使电力能够沿两个方向流过第三开关Q3。
下面通过示例性的错误情形来进一步描述开关Q1、Q2以及Q3的功能。
作为第一端子T1处的错误供电状态的一个示例，第一端子T1处的短路将造成电压下降和/或电流增加，这可以通过监测关于电压和/或电流的阈值条件来检测。由于第一端子T1处的短路，违反了阈值条件，并且响应于该违反，第三开关Q3接通，从而允许电力流过第三开关Q3。这对应于开关S1的闭合。而且，外部保险丝将响应于短路而启用并保护第一端子T1。第一开关Q1将避免电力从第二端子T2流向第一端子T1(二极管D1的功能)。以这种方式，维持了向电气负载进行供电，其中，停用经由第一端子T1进行供电，并启用经由第二端子T2进行供电。
作为第二端子T2处的错误供电状态的一个示例，第二端子T2处的短路将造成电压下降和/或电流增加，这导致第二开关Q2断开。换句话说，如果在第二端子T2处违反阈值条件，则第二开关Q2像保险丝一样闭锁，从而禁止电力流过第二端子T2。由于外部保险丝的阈值条件不同，第一端子T1之前的外部保险丝(图1中未示出)不会闭锁。因此，经由第一端子T1维持向电气负载进行供电。
图2示出了电子电路10'，其基本上对应于图1的电子电路10。该电子电路10'与图1的电路10的不同之处在于，电路10'还包括另一个第三端子T3'。另外，电子电路10'包括多个第四电气开关，即，开关Q4和Q4'，其中，开关Q4保护第三端子T3，而开关Q4'保护另一第三端子T3'。第四开关Q4、Q4'的功能皆对应于图2中被圈起来的保险丝F2。即，如果通过第四开关Q4、Q4'的电流超过阈值(或者电压下降到另一阈值之下)，则第四开关Q4、Q4'会像保险丝一样闭锁，即，它们将禁止任何电力流过自身，从而保护对应的端子T3、T3'。同时，关于第一端子T1和第二端子T2的供电状态将不受影响。这允许采用电子电路10'通过第二端子T2经由另一电路10向另一电气负载进行供电，如下面将要说明的。应当明白，开关Q4、Q4'是独立工作的，从而确保第三端子T3、T3'仅根据第三端子T3、T3'处的错误来有选择地断开连接。
如图2所示，第三端子T3、T3'位于电路10'的边界上。这表明如果电子电路10'被配置为模块和/或具有外壳，则第三端子T3、T3′优选为能够从所述模块或外壳的外部接触，即，形成电子电路10′的出口端子(outlet terminal)。由于第四开关Q4、Q4'的缘故，这在安全上不是关键的。不过，第三端子T3、T3'也可以位于电路10'内部，如结合图1所示的。第一端子T1和第二端子T2优选地被配置为能从外部接触的入口端子(inlet terminal)。
图3示出了包括两对电子电路的电子电路装置，即，包括第一对电子电路10A、10B和第二对电子电路10A'、10B'。电子电路10A、10B、10A'、10B'中的每个电子电路优选地被配置得如同图2的电子电路10'或者图1的电子电路10一样。可以从图3看出，第一对电子电路10A、10B的第二端子T2是彼此电互连的。同样，第二对电子电路10A'、10B'的第二端子T2也是彼此电互连的。
电子电路10A、10A'的第一端子T1皆经由共用的连接14'连接至第一电池E1，其中，在电路10A的第一端子T1与第一电池E1之间插入第一保险丝12A，并且在电路10A'的第一端子T1与第一电池E1之间插入另一第一保险丝12A'。同样，电子电路10B、10B'的第一端子T1皆经由共用的连接14连接至第二电池E2，其中，在第一端子T1与第二电池E2之间插入第二保险丝12B、12B'。第一保险丝12A、12A'以及第二保险丝12B、12B'用于保护第一端子T1，因此可以被视为电子电路10A、10B、10A'、10B'的外部保险丝。
在电池E1、E2与共用的连接14、14'之间分别插入附加的保险丝EF、EF'。
如可以从图3看出的，这些成对的电子电路10A、10B、10A'、10B'与共用的连接14、14'共同形成电气环(或者梯形结构的一部分)，用于经由电子电路10A、10B、10A'、10B'的第三端子T3向多个电气负载进行冗余供电。这样，减少了向电气负载进行供电的必需布线。应当明白，可以经由共用的连接14、14'在第一电池E1与第二电池E2之间插入另外的成对电子电路，从而形成梯形结构。
如果未检测到错误供电状态，则将经由电子电路10A、10A'的第一端子T1(而不是经由第二端子T2)向连接至电子电路10A、10A'的第三端子T3的电气负载进行供电。同样，将经由电子电路10B、10B'的第一端子T1向连接至电子电路10B、10B'的第三端子T3的电气负载进行供电。然而，如果例如在电路10B的第一端子处检测到错误供电状态，则将经由电路10B的第二端子T2向连接至电路10B的第三端子T3的电气负载进行供电。即，使电力从第一电池E1流向电路10A的第一端子T1和第二端子T2。因此，如果在其它电路10A、10A'、10B'的相应的第一端子T1处检测到错误供电状态，则将供电切换成经由第二端子T2连接的相应“辅助能量源”。
连接至电路10A，10B、10A'、10B'的第三端子T3的电气负载不一定需要是不同的电气负载。给定的电气负载可能包括两个供电端子，这可以有选择地用于冗余供电。例如，电子电路10A、10B的第三端子T3可以是电气负载的冗余供电端子。电气负载例如可以是用于自主驾驶的摄像机或者具有与自主驾驶的关键安全性相关的控制模块。
图3的电子电路装置还包括多个箭头，用于指示电力流的可能方向。如可以看出的，电力可以在互连的第二端子T2之间沿两个方向流动，然而，电力仅可以从电池E1、E2朝第一端子T1流动，但不能从第一端子T1向电池E1、E2流动。这也由图1和图2中的第二端子T2之前的双向箭头以及第一端子T1之前的单向箭头指示。该功能是通过第一开关Q1和第三开关Q3实现的，并且在某种程度上可以解释为二极管D1和D2。
标号
10、10' 电子电路
T1 第一端子
T2 第二端子
T3、T3' 第三端子
Q1 第一开关
Q2 第二开关
Q3 第三开关
D1 二极管
D3 二极管
F1 保险丝
S1 开关
F2 保险丝
Q4、Q4' 第四开关
10A、10A' 第一电子电路
10B、10B 第二电子电路
E1 第一电池
E2 第二电池
12A、12A' 保险丝
12B、12B' 保险丝
EF、EF' 保险丝
14、14' 共用的连接

Claims (15)

1.一种向电气负载进行冗余供电的电子电路，所述电子电路包括：多个端子，所述多个端子至少包括第一端子(T1)、第二端子(T2)以及至少一个第三端子(T3、T3')，
其中，
所述第一端子(T1)被配置成连接至向所述电气负载主要供电的第一能量源，所述第二端子(T2)被配置成连接至向所述电气负载辅助供电的第二能量源，
所述至少一个第三端子(T3、T3')被配置成连接至所述电气负载，
所述电子电路还包括插入所述第一端子(T1)、所述第二端子(T2)以及所述至少一个第三端子(T3、T3')之间的多个电气组件，所述电气组件被配置成：
根据所述电气负载的错误供电状态，使电力能够从所述第一端子(T1)或者所述第二端子(T2)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')。
2.根据权利要求1所述的电子电路，所述电子电路还包括用于检测所述第一端子(T1)处的错误供电状态的装置，
其中，所述电子电路还被配置成：
如果未检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则
将所述第一端子(T1)连接至所述至少一个第三端子(T3、T3')，以便使电力能够从所述第一端子(T1)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')，并且
断开所述第二端子(T2)与所述第一端子(T1)及所述至少一个第三端子(T3、T3')的连接，以便禁止电力从所述第二端子(T2)流向所述第一端子(T1)和所述至少一个第三端子(T3、T3')。
3.根据权利要求2所述的电子电路，其中，所述电子电路还被配置成：
如果检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则
断开所述第一端子(T1)与所述至少一个第三端子(T3、T3')以及所述第二端子(T2)的连接，以便禁止电力从所述第一端子(T1)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')和所述第二端子(T2)，并且
将所述第二端子(T2)连接至所述至少一个第三端子(T3、T3')，以便使电力能够从所述第二端子(T2)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子电路，其中，所述多个电气组件包括至少一个第一电气组件，所述至少一个第一电气组件优选为第一电气开关(Q1)，所述至少一个第一电气组件被配置成：
使电力能够从所述第一端子(T1)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')和/或所述第二端子(T2)，并且
禁止电流从所述至少一个第三端子(T3、T3')和所述第二端子(T2)流向所述第一端子(T1)。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的电子电路，所述电子电路还包括用于检测所述第二端子(T2)处的错误供电状态的装置，所述第二端子(T2)处的错误供电状态优选地包括所述第二端子(T2)处的电气被测变量违反阈值条件，该电气被测变量优选为电流，
其中，所述多个电气组件包括至少一个第二电气组件，所述至少一个第二电气组件优选为第二电气开关(Q2)，所述至少一个第二电气组件被配置成：
如果未检测到所述第二端子(T2)处的错误供电状态，则使电力能够在所述第二端子(T2)与所述第一端子(T1)和/或所述至少一个第三端子(T3、T3')之间流动；并且
如果检测到所述第二端子(T2)处的错误供电状态，则禁止电力在所述第二端子(T2)与所述第一端子(T1)和/或所述至少一个第三端子(T3、T3')之间流动。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子电路，所述电子电路还包括用于检测所述第一端子(T1)处的错误供电状态的装置，所述第一端子(T1)处的错误供电状态优选地包括所述第一端子(T1)处的电气被测变量违反阈值条件，该电气被测变量优选为电压，
其中，所述多个电气组件包括第三电气组件，所述第三电气组件优选为第三电气开关(Q3)，所述第三电气组件被配置成：
如果检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则使电力能够从所述第二端子(T2)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')；并且
如果未检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则禁止电力从所述第二端子(T2)流向所述第一端子(T1)和/或所述至少一个第三端子(T3、T3')。
7.根据权利要求6所述的电子电路，其中，所述第三电气组件还被配置成如果未检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则使电力能够从所述第一端子(T1)流向所述第二端子(T2)。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子电路，所述电子电路还包括用于检测所述至少一个第三端子(T3、T3')处的错误供电状态的装置，所述至少一个第三端子(T3、T3')处的错误供电状态优选地包括：所述至少一个第三端子(T3、T3')处的电气被测变量违反阈值条件，该电气被测变量优选为电流，
其中，所述多个电气组件包括至少一个第四电气组件，所述至少一个第四电气组件优选为第四电气开关(Q4、Q4')，所述至少一个第四电气组件被配置成：
如果未检测到所述至少一个第三端子(T3、T3')处的错误供电状态，则使电力能够在所述至少一个第三端子(T3、T3')与所述第一端子(T1)和/或所述第二端子(T2)之间流动；并且
如果检测到所述至少一个第三端子(T3、T3')处的错误供电状态，则禁止电力在所述至少一个第三端子(T3、T3')与所述第一端子(T1)和/或所述第二端子(T2)之间流动。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子电路，所述电子电路还包括多个第三端子(T3、T3')以及用于检测所述多个第三端子(T3、T3')中的各个第三端子处的错误供电状态的装置，所述多个第三端子(T3、T3')中的一个第三端子处的错误供电状态优选地包括：所述多个第三端子(T3、T3')中的所述一个第三端子处的电气被测变量违反阈值条件，该电气被测变量优选为电流，
其中，所述多个电气组件包括多个第四电气组件，所述多个第四电气组件优选为第四电气开关(Q4)，所述多个第四电气组件中的各个第四电气组件连接至所述多个第三端子(T3、T3')中的一个第三端子并且被配置成：
如果未检测到所述多个第三端子(T3、T3')中的所述一个第三端子处的错误供电状态，则使电力能够在所述多个第三端子(T3、T3')中的所述一个第三端子与所述第一端子(T1)和/或所述第二端子(T2)之间流动；并且
如果检测到所述多个第三端子(T3、T3')中的所述一个第三端子处的错误供电状态，则禁止电力在所述多个第三端子(T3、T3')中的所述一个第三端子与所述第一端子(T1)和/或所述第二端子(T2)之间流动。
10.一种电子电路装置，所述电子电路装置包括根据前述权利要求中的一项所述的电子电路的第一电子电路(10A、10A')和根据前述权利要求中的一项所述的电子电路的第二电子电路(10B、10B')，
其中，所述第一电子电路(10A、10A')的第二端子(T2)连接至所述第二电子电路(10B、10B')的第二端子(T2)。
11.根据权利要求10所述的电子电路装置，其中，所述第一电子电路(10A、10A')和所述第二电子电路(10B、10B')形成插入第一能量源(E1)与第二能量源(E2)之间的一对电子电路(10A、10A'、10B、10B')。
12.根据权利要求11所述的电子电路装置，其中，所述第一电子电路(10A、10A')的第一端子(T1)经由第一保护电气部件连接至所述第一能量源(E1)，所述第一保护电气部件特别是第一保险丝(12A、12A')，和/或
其中，所述第二电子电路(10B、10B')的第一端子(T1)经由第二保护电气部件连接至所述第二能量源(E2)，所述第二保护电气部件特别是第二保险丝(12B、12B')，
其中，所述第一保护电气部件(12A、12A')和/或所述第二保护电气部件(12B、12B')被配置成：
如果所述保护电气部件处的电气被测变量满足阈值条件，则使电力能够流过所述保护电气部件，该电气被测变量优选为电流；并且
如果所述保护电气部件处的电气被测变量违反所述阈值条件，则禁止电力流过所述保护电气部件，该电气被测变量优选为电流。
13.根据权利要求11或12所述的电子电路装置，
其中，在所述第一能量源(E1)与所述第二能量源(E2)之间插入有多对第一电子电路(10A、10A')和第二电子电路(10B、10B')，
其中，所述多对第一电子电路(10A、10A')和第二电子电路(10B、10B')中的各对的第一电子电路和第二电子电路经由各自的第一端子(T1)分别连接至所述第一能量源(E1)和所述第二能量源(E2)，
其中，所述第一能量源(E1)和/或所述第二能量源(E2)共用第一公共保护电气部件(EF)和/或第二保护电气部件(EF')以分别连接至所述多对第一电子电路(10A、10A')和第二电子电路(10B、10B')。
14.一种根据电子电路中的错误供电状态向电气负载进行冗余供电的方法，其中，所述电子电路优选地根据权利要求1至9中的至少一项来配置，
其中，
所述电子电路的第一端子(T1)连接至向所述电气负载主要供电的第一能量源(E1)，
所述电子电路的第二端子(T2)连接至向所述电气负载辅助供电的第二能量源(E2)，
所述电子电路的至少一个第三端子(T3、T3')连接至所述电气负载，
其中，所述方法包括以下步骤：
如果未检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则使电力能够从所述第一端子(T1)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')，并且禁止电力从所述第二端子(T2)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')和/或所述第一端子(T1)；
如果检测到所述第一端子(T1)处的错误供电状态，则使电力能够从所述第二端子(T2)流向所述至少一个第三端子(T3、T3')，并且禁止电力流过所述第一端子(T1)。
15.一种根据电子电路装置中的错误供电状态向电气负载进行冗余供电的方法，其中，所述电子电路装置根据权利要求10至13中的一项来配置，
其中，所述方法包括以下步骤：
如果分别在所述第二电子电路(10B、10B')的第一端子(T1)处或在所述第一电子电路(10A、10A')的第一端子(T1)处检测到错误供电状态，则使电力能够从所述第一电子电路(10A、10A')的第一端子(T1)或所述第二电子电路(10B、10B')的第一端子(T1)流向所述第一电子电路(10A、10A')的第二端子(T2)或者所述第二电子电路(10B、10B')的第二端子(T2)；并且
如果在所述第一电子电路(10A、10A')的第二端子(T2)和/或所述第二电子电路(10B、10B')的第二端子(T2)处检测到错误供电状态，则禁止电力流过所述第一电子电路(10A、10A')的第二端子(T2)和所述第二电子电路(10B、10B')的第二端子(T2)。
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