CN111293780B - 电源装置及包括其的车载信息系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电源装置及包括其的车载信息系统，所述装置包括：主电源单元和备用电源单元，其中所述备用电源单元通过升压单元与所述主电源单元的输出端连接，并作为所述电源装置的输出端；升压单元，所述升压单元具有使能端，所述使能端被设置为响应于所述主电源单元的输出电压高于第一电压阈值和/或所述备用电源单元的输出电压高于第二电压阈值而使所述升压单元保持使能状态，所述升压单元用于根据所述主电源单元的源电压而输出不同的电压。升压单元始终使能，因此主电源单元切换至备用电源单元供电的过程，耗时极短，实现了无缝切换，避免在电源装置的输出端并联较大的电容，降低了成本，也提高了主备电切换以及供电的可靠性。

Description

电源装置及包括其的车载信息系统
技术领域
本公开涉及车联网系统技术领域，具体涉及一种电源装置及包括其的车载信息系统。
背景技术
车联网系统包括主机、车载信息系统(简称车载T-BOX，Telematics BOX)、终端的应用程序和后台服务器四部分，其中车载T-BOX主要用于和后台服务器以及终端的应用程序通信，实现终端应用程序对车辆信息的显示和控制。车载T-BOX一般靠车载蓄电池和备用电源供电，正常情况下使用车载蓄电池供电，一旦车载蓄电池发生故障导致供电异常，则需要切换至备用电池供电；但是目前还无法实现主备电间的无间断切换。
发明内容
本公开提供一种电源装置及包括其的车载信息系统。
具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：
第一方面，提供一种电源装置，所述装置包括：
主电源单元和备用电源单元，其中所述备用电源单元通过升压单元与所述主电源单元的输出端连接，并作为所述电源装置的输出端；
升压单元，所述升压单元具有使能端，所述使能端被设置为响应于所述主电源单元的输出电压高于第一电压阈值和/或所述备用电源单元的输出电压高于第二电压阈值而使所述升压单元保持使能状态，所述升压单元用于根据所述主电源单元的源电压而输出不同的电压。
优选的，所述升压单元用于根据所述主电源单元的输出电压而输出不同的电压，包括：
响应于所述主电源单元的源电压高于或等于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的直通通道连接，输出第一电压，所述第一电压小于所述备用电源单元的输出电压；
响应于所述主电源单元的源电压低于或等于第四电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的升压通道连接，输出第二电压，所述第二电压大于所述备用电源单元的输出电压；
响应于所述主电源单元的源电压从高于或等于第三电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源与所述升压单元的直通通道连接，输出第一电压；
响应于所述主电源单元的源电压从低于或等于第四电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的升压通道连接，输出第二电压。
优选的，所述升压单元还具有稳压器和供电端，所述供电端经由第一电阻与所述使能端连接；所述稳压器分别与所述主电源单元的输出端、所述升压单元的输出端和所述供电端连接，用于比较所述主电源单元的输出端的电压和所述升压单元的输出端的电压，并将电压较高者降压导通至所述供电端。
优选的，还包括监控单元；所述升压单元还具有反馈端；所述监控单元与所述主电源单元连接，用于获取所述主电源单元的源电压；所述反馈端被设置为根据所述监控单元输出的电压而输出不同的电压。
优选的，所述升压单元的输出端与所述反馈端间设有第二电阻，所述反馈端依次通过第三电阻和第四电阻进行接地，所述第三电阻或所述第四电阻并联有第一开关电路；所述监控单元的输出端与所述第一开关电路的控制极连接，用于响应于所述主电源单元的源电压高于或等于第三电压阈值而控制所述第一开关电路关断，以使所述反馈端输出第一反馈电压、响应于所述主电源单元的源电压低于或等于第四电压阈值而控制所述第一开关电路导通，以使所述反馈端输出第二反馈电压、响应于所述主电源单元的源电压从高于或等于第三电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值而控制所述第一开关电路关断，以使所述反馈端输出第一反馈电压和响应于所述主电源单元的源电压从低于或等于第四电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值而控制所述第一开关电路导通，以使所述反馈端输出第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压高于或等于反馈电压阈值，所述第二反馈电压低于所述反馈电压阈值。
优选的，所述升压单元还具有切换器，所述切换器用于响应于所述反馈端输出第一反馈电压而控制所述备用电压单元与所述升压单元中的直通通道连接，输出所述第一电压，和响应于所述反馈端输出第二反馈电压而控制所述备用电压单元与所述升压单元中的升压通道连接，输出所述第二电压。
优选的，还包括控制器和第二开关电路，所述第一开关电路的控制极通过所述第二开关电路接地，以在所述第二开关电路导通时关断；所述控制器与所述第二开关电路的控制极连接，用于控制所述第二开关电路导通或关断。
优选的，还包括第三开关电路，所述使能端通过所述第三开关电路接地；所述控制器与所述第三开关电路的控制极连接，用于控制所述第三开关电路关断。
优选的，所述主电源单元包括依次连接的主电源、第一单向导通开关和降压电路，所述主电源的输出电压作为所述主电源单元的源电压，所述降压电路的输出端作为所述主电源单元的输出端；所述主电源单元的输出端与所述稳压器间设有第二单向导通开关；所述升压单元的输出端和所述主电源单元的输出端间设有第三单向导通开关和第四单向导通开关；其中，所述第一单向单通开关用于单向导通所述主电源至所述降压电路，所述第二单向导通开关用于单向导通所述主电源的输出端至所述稳压器，所述第三单向导通开关用于单向导通所述升压单元的输出端至所述电源装置的输出端，所述第四单向导通开关用于单向导通所述主电源单元的输出端至所述电源装置的输出端。
第二方面，本公开提供一种车载信息系统，包括任一项上述的电源装置。
本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中，通过在主电源单元和备用电源单元间设置升压单元，且使能端能够在主电源单元的输出电压高于第一电压阈值和/或所述备用电源单元的输出电压高于第二电压阈值而使所述升压单元保持使能状态，也就是说，只要主电源单元能够正常供电和/或备用电源单元能够正常供电时，升压单元即进入并保持在使能状态，而升压单元又会根据主电源单元的源电压而输出不同的电压，因此能够在主电源单元故障时立即切换至备用电源供电，由于升压单元始终保持在使能状态，因此主电源单元切换至备用电源单元供电的过程，耗时极短，实现了无间断切换，降低了成本，也提高了主备电切换以及供电的可靠性。
附图说明
图1是本公开一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图2是本公开另一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图3是本公开再一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图4是本公开再一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图5是本公开再一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图6是本公开一示例性实施例示出的升压单元内部的Boost拓扑电路的示意图；
图7是本公开再一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图8是本公开再一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图；
图9是本公开再一示例性实施例示出的电源装置的连接示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
车联网系统包括主机、车载信息系统(简称车载T-BOX，Telematics BOX)、终端的应用程序和后台服务器四部分，其中车载T-BOX主要用于和后台服务器以及终端的应用程序通信，实现终端应用程序对车辆信息的显示和控制。车载T-BOX一般靠车载蓄电池和备用电源供电，正常情况下使用车载蓄电池供电，一旦车载蓄电池发生故障导致供电异常，则需要切换至备用电池供电；但是切换过程中会出现供电间断，无法实现无间断供电。
首先，本公开提出一种电源装置，包括车载蓄电池、备用电池和升压芯片，车载蓄电池发生故障后，升压芯片依次经过使能和导通后，备用电池开始供电；为保证备用电池启动过程中供电正常，还需要设置电容，在车载蓄电池正常供电时充电，在车载蓄电池故障且备用电池尚未开始供电时放电维持正常供电。但是从车载蓄电池故障到升压芯片进入使能状态需要较长时间，电容需要较大的电容值，才能保证电源切换过程中不出现断电。
基于此，请参照附图1，本公开又提出一种电源装置，所述装置包括：主电源单元110和备用电源单元120，其中所述备用电源单元120通过升压单元130与所述主电源单元110的输出端111连接，并作为所述电源装置的输出端140。
其中的主电源单元110和所述备用电源单元120均用于为车载T-BOX中的功率单元供电，功率单元即需要供电才能进行工作的一些器件，例如通讯器件，语音器件等；主电源单元110和备用电源单元120都需要通过所述电源装置的输出端140才能够输出电压，具体的需要根据主电源单元110的状态(即其源电压的大小)选择主电源单元110向电源装置的输出端140输出电压，进而向功率单元输出电压，进行供电，或选择备用电源单元120通过升压单元130升压后向电源装置的输出端140输出电压，进而为功率单元供电。主电源单元110和备用电源单元120的选择原则以及控制方式后文有详细介绍，这里不做过多赘述。
请继续参照附图1，电源装置还包括升压单元130，所述升压单元130具有使能端131，所述使能端131被设置为响应于所述主电源单元的输出电压高于第一电压阈值和/或所述备用电源单元的输出电压高于第二电压阈值而使所述升压单元130保持使能状态，所述升压单元130用于根据所述主电源单元110的源电压而输出不同的电压。
其中第一电压阈值为根据主电源单元110的供电电压而预设的电压值，当主电源单元110的输出电压大于第一电压阈值时，主电源单元110向电源装置的输出端140输出电压并向功率单元供电，其中的升压单元130直接或间接与所述主电源单元110连接，能够在主电源单元110为功率单元供电的同时，为升压单元130的使能端131供电而使升压单元130保持在使能状态；同时，其中的第二电压阈值为根据备用电源单元120的供电电压而预设的电压值，当备用电源单元120的输出电压高于第二电压阈值时，备用电源单元120便可以直接或间接为使能端131供电而使升压单元130保持在使能状态，即主电源单元110和备用电源单元120任一个的输出电压达到其对应的电压阈值后，升压单元130就能够进入并保持在使能状态，具体的使能端131的供电来源确定方式，下文有详细介绍，这里暂不做赘述。主电源单元110为功率单元供电过程中，升压单元130保持在使能状态，一旦主电源单元110故障，升压单元130能够立即导通备用电源单元120和电源装置的输出端140，节省了使能过程所耗时间，实现主电源单元110和备用电源单元120的无缝切换，避免在电源装置的输出端并联较大的电容，降低了成本，同时也提高了主备电切换以及供电的可靠性。
请继续参照附图1，在本公开的一些实施例中，所述升压单元130用于根据所述主电源单元110的源电压而输出不同的电压，包括：响应于所述主电源单元的源电压高于或等于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的直通通道连接，输出第一电压，所述第一电压小于所述备用电源单元的输出电压；响应于所述主电源单元的源电压低于或等于第四电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的升压通道连接，输出第二电压，所述第二电压大于所述备用电源单元的输出电压；响应于所述主电源单元的源电压从高于或等于第三电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源与所述升压单元的直通通道连接，输出第一电压；响应于所述主电源单元的源电压从低于或等于第四电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的升压通道连接，输出第二电压。其中的第三电压阈值和第四电压阈值为根据主电源单元110的源电压而预设的电压值，其中第三电压阈值高于第四电压阈值，例如第三电压阈值为8.5V，第四电压阈值为7.5V，第三电压阈值和第四电压阈值用于表征主电源单元110的供电是否正常。其中的第一电压和第二电压表示升压单元130输出的两种电压，备用电源单元120备用时，升压单元130输出第一电压，由于直通通道可等效为一个二极管，因此第一电压一般比备用电源的输出电压低0.3V至0.5V，备用电源单元120供电时，升压单元130输出第二电压。当主电源单元110供电正常，主电源单元110输出电压至电源装置的输出端140，而备用电源单元120则作为备用，因此升压单元130控制备用电源单元120与其直通通道连接，输出小于或等于所述备用电源单元120的输出电压的第一电压，由于第一电压与主电源单元110的输出电压的关系，主电源单元110处于供电模式，备用电源单元120处于备用模式；当主电源单元110供电故障，备用电源单元120通过升压单元130升高电压后输出电压至电源装置的输出端140，代替主电源单元110进行供电，因此升压单元130控制备用电压单元120与其升压通道连接，输出高于所述备用电源单元120的输出电压的第二电压，由于第二电压与主电源单元110的输出电压的关系，使备用电源单元120处于供电模式。在本实施例中，主电源单元110的首上电、稳定供电和供电故障的情况中，电源装置的的供电状态是按照下述方式进行切换的：
当主电源单元110的源电压从零逐渐升高的过程中，首先其低于第四电压阈值，主电源单元110不能为功率单元供电，由于主电源单元110处于首上电的阶段，因此升压单元130还不能响应于主电源单元110的源电压低于第四电压阈值而输出第二电压，只能输出第一电压，具体的原因下文将有详细描述，这里暂不做过多赘述。
当主电源单元110的源电压继续升高，升高至第四电压阈值，然后进入第四电压阈值与第三电压阈值之间的范围，这期间升压单元130的输出电压不变，继续保持。
当主电源单元110的源电压继续升高，升高至等于第三电压阈值时，主电源单元110上电的最低电压达到，开始为功率单元供电，此时升压单元130输出第一电压。
当主电源单元110的源电压继续升压，这期间持续为功率单元供电，最终稳定于一个高于第三电压阈值的电压，并继续为功率单元供电，而这期间升压单元130保持输出第一电压。
当主电源单元110的源电压出现故障时，其源电压骤降或逐渐下降，下降至等于第三电压阈值前(包括等于第三电压阈值时)，主电源单元110持续为功率单元供电，升压单元130保持输出第一电压。
当主电源单元110的源电压下降至第四电压阈值与第三电压阈值之间的范围时，这期间升压单元130的输出电压不变，继续保持输出第一电压；其这期间主电源单元110持续为功率单元供电。
当主电源单元110的源电压下降至等于第四电压阈值时，升压单元130的输出电压切换至第二电压，开始代替主电源单元110为功率单元供电。
当主电源单元110的源电压继续下降至低于第四电压阈值时，升压单元130的输出电压保持输出第二电压，且持续代替主电源单元110为功率单元供电。
上述过程中，升压单元130的输出电压的控制逻辑中包括两个电压阈值，即第三电压阈值和第四电压阈值，每当主电源单元110的源电压变化时，均需要经历到第二个电压阈值(例如从低于第四电压阈值一直升高至第三电压阈值或从高于第三电压阈值下降至第四电压阈值)才会引起升压单元130的输出电压的变化，起到了滞环的作用，避免了一个电压阈值造成的升压单元130的输出电压频繁切换的隐患(例如主电源单元110的源电压高于或等于一个电压阈值时，升压单元130输出第二电压，主电源单元110的源电压低于同一个电压阈值时，升压单元30输出第一电压，这种情况下，若主电源单元110的电压在该电压阈值的上下持续波动时，升压单元130的输出电压会频繁切换)。
上述过程中，升压单元130始终处于使能状态，备用电源单元120的输出电压始终高于第二电压阈值，而主电源单元110的输出电压会发生变化，至于使能端131的供电来源，这里不做过多赘述。
请参照附图2，在本公开的一些实施例中，所述升压单元230还具有稳压器232和供电端233，所述供电端233经由第一电阻234与所述使能端231连接；所述稳压器232分别与所述主电源单元210的输出端211、所述升压单元230的输出端235和所述供电端233连接，用于比较所述主电源单元210的输出端211的电压和所述升压单元230的输出端235的电压，并将电压较高者降压导通至所述供电端233；图中示出的电源装置的输出端240与附图1中的位置和连接关系一致，这里不做过多的赘述。其中的稳压器232能够导通主电源单元210的输出端211和供电端233，或导通升压单元230的输出端235和供电端233。主电源单元210的输出电压低于第一电压阈值时，备用电源单元220的输出电压高于第二电压阈值，供电端233被升压单元230输出的第一电压或第二电压供电，进而使能端231被供电，使能端231使升压单元230保持在使能状态；当主电源单元210的输出电压高于第一电压阈值时，备用电源单元220的输出电压高于第二电压阈值，供电端233的供电来源切换为主电源单元210，主电源单元210的输出端为供电端233供电，进而使能端231被供电，使能端231使升压单元230继续保持在使能状态。上述过程中，备用电源单元220的输出电压始终保持在高于第二电压阈值的状态，但其是否通过升压单元230的输出端235为使能端231供电，取决于主电源单元210的输出电压，即尽量用主电源单元210为使能端231供电，减少备用电源单元220为使能端231供电，降低了功耗。前文所描述的主电源单元210和备用电源单元220的供电切换的各个过程中，使能端231的供电来源虽然未同步切换，但始终被主电源单元210或备用电源单元220供电，保持在使能状态。
请参照附图3，在本公开的一些实施例中，还包括监控单元350；所述升压单元330还具有反馈端336；所述监控单元350与所述主电源单元310连接，用于获取所述主电源单元310的源电压；所述反馈端336被设置为根据所述监控单元350输出的电压而输出不同的电压；图中示出的备用电源单元320，使能端331、第一电阻334、供电端333、升压单元330的输出端335、稳压器332、电源装置的输出端340与附图1、附图2中的位置和连接关系一致，这里不做过多赘述。其中的监控单元350根据主电源单元310的源电压而输出不同的电压，因此反馈端336根据监控单元350输出的电压而输出不同的电压，等效于反馈端336根据主电源单元310的源电压而输出不同的电压。并且主电源单元310或备用电源单元320通过功率单元为监控单元350供电，监控单元350才能执行上述控制步骤；且主电源单元310的输出电压或升压单元330输出的电压高于预设的供电阈值才能为监控单元350供电。预设的供电阈值需高于第一电压，因此当主电源单元310首上电前，升压单元330输出第一电压，无法为监控单元350供电，因此监控单元350无法实现上述控制步骤，这也就是此时升压单元330未输出第二电压而输出第一电压的原因。
在一个示例中，监控单元340可选择B-DET芯片。
请参照附图4，在本公开的一些实施例中，所述升压单元430的输出端435与所述反馈端436间设有第二电阻437，所述反馈端436依次通过第三电阻438和第四电阻439进行接地，所述第三电阻438或所述第四电阻439并联有第一开关电路4310；所述监控单元450的输出端与所述第一开关电路4310的控制极连接，用于响应于所述主电源单元410的源电压高于或等于第三电压阈值而控制所述第一开关电路4310关断，以使所述反馈端436输出第一反馈电压、响应于所述主电源单元410的源电压低于或等于第四电压阈值而控制所述第一开关电路4310导通，以使所述反馈端436输出第二反馈电压、响应于所述主电源单元410的源电压从高于或等于第三电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值而控制所述第一开关电路4310关断，以使所述反馈端436输出第一反馈电压和响应于所述主电源单元410的源电压从低于或等于第四电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值而控制所述第一开关电路4310导通，以使所述反馈端436输出第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压高于或等于反馈电压阈值，所述第二反馈电压低于所述反馈电压阈值；图中示出的备用电源单元420、使能端431、稳压器432、供电端433、第一电阻434和电源装置的输出端440的位置和连接关系与附图1、附图2、附图3中一致，这里不做过多赘述。其中主电源单元410的源电压高于或等于第三电压阈值，以及源电压从高于或等于第三电压阈值下降至第四电压阈值与第三电压阈值之间时，监控单元450输出低电平至第一开关电路4310的控制极，则第一开关电路4310关断，此时反馈端436与输出端436间的电阻为第二电阻437，而反馈端436到接地之间的电阻为第三电阻438和第四电阻439两个电阻，此时反馈端436输出高于或等于反馈电压阈值的第一反馈电压；主电源单元410的源电压低于或等于第四电压阈值，以及源电压从低于或等于第四电压阈值上升至第四电压阈值与第三电压阈值之间时，监控单元450输出高电平至第一开关电路4310的控制极，则第一开关电路4310导通，此时反馈端436与输出端435间的电阻为第二电阻437，而反馈端436到接地之间的电阻为第三电阻438或第四电阻439，此时反馈端436输出的电压降低，输出低于反馈电压阈值的第二反馈电压，上述过程即为反馈端436根据监控单元450输出的电压而输出不同的电压的过程，等效于反馈端436根据主电源单元410的源电压而输出不同的电压的过程。
请参照附图5，在本公开的一些实施例中，所述升压单元530还具有切换器5311，所述切换器5311用于响应于所述反馈端536输出第一反馈电压而控制所述备用电压单元520与所述升压单元530中的直通通道连接，输出所述第一电压，和响应于所述反馈端536输出第二反馈电压而控制所述备用电压单元520与所述升压单元530中的升压通道连接，输出所述第二电压；图中示出的使能端531、稳压器532、供电端533、第一电阻534、升压单元的输出端535、第二电阻537、第三电阻538、第四点租539、第一开关电路5310、监控单元550、主电源单元的输出端511和电源装置的输出端540的位置及连接关系与附图1、附图2、附图3、附图4中一致，这里不做过多赘述。
请继续参照附图5，升压单元530输出不同的电压是靠切换不同的通道完成的，而具体的切换过程是靠切换器5311完成的，切换器5311获取到反馈端536输出的电压，进而据此完成通道的切换，由于反馈端536输出的电压与主电源单元510的源电压是对应的，因此切换器5311对通道的切换也是与主电源单元510的源电压对应的，也就是升压单元530是根据主电源单元510的源电压而选择不同的通道，进而输出不同的电压。
请参照图6，在一个示例中，升压单元630通过内部的Boost拓扑电路实现升压通道和直通通道的切换。具体的，当反馈端输出第一反馈电压，第一开关631和第二开关632等效一直断开状态，输出端633通过二极管与备用电源单元连接，输出第一电压；当反馈段输出第二反馈电压，第一开关631和第二开关632为PWM调制状态，输出端633输出第二电压。
请参照附图7，在本公开的一些实施例中，还包括控制器760和第二开关电路7312，所述第一开关电路7310的控制极通过所述第二开关电路7312接地，以在所述第二开关电路7312导通时关断；所述控制器760与所述第二开关电路7312的控制极连接，用于控制所述第二开关电路7312导通或关断；图中示出的使能端731、稳压器732、供电端733、第一电阻734、升压单元730的输出端735、反馈端736、第二电阻737、第三电阻738、第四电阻739、切换器7311、监控单元750、主电源单元710的输出端511、备用电源单元720和电源装置的输出端740的位置及连接关系与附图1、附图2、附图3、附图4、附图5中一致，这里不做过多赘述。
请继续参照附图7，主电源单元710的供电为常态供电，也就是为车载信息系统的功率单元正常工作进行供电，而备用电源单元720的供电主要作为主电源单元710的供电故障时的一种补充，一旦主电源单元710恢复正常，或者备用电源单元720供电后，车载信息系统完成了预设的故障应对动作(如向服务器发送故障信息等)后，都需要切断备用电源单元720的供电。第二开关电路7312的设置实现了对关闭备用电源单元720供电的手动控制，具体的，当需要停止备用电源单元720的供电时，通过控制器760向第二开关电路7312的控制极输入高于其导通电压的电压，第二开关电路7312导通，第一开关电路7310的控制极被接地，第一开关电路7310关断，此时反馈端736输出第一反馈电压，切换器7311控制升压单元730的直通通道与备用电源单元720连接，使升压单元730输出第一电压，完成备用电源单元720供电的手动停止。
请参照附图8，在本公开的一些实施例中，还包括第三开关电路8313，所述使能端831通过所述第三开关电路8313接地；所述控制器860与所述第三开关电路8313的控制极连接，用于控制所述第三开关电路8313关断；图中示出的稳压器832、供电端833、第一电阻834、升压单元830的输出端835、反馈端836、第二电阻837、第三电阻838、第四电阻839、第一开关电路8310、第二开关电路8312、切换器8311、监控单元850、主电源单元810的输出端811、备用电源单元820和电源装置的输出端840的位置及连接关系与附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图7中一致，这里不做过多赘述。
请继续参照附图8，升压单元830处于使能状态下，备用电源单元820即使不供电，也会经过升压单元830的直通通道而产生的漏电流，再加之备用电源单元820进行数次供电后，很容易导致备用电源单元820的电量降低，当备用电源单元820的电量低于一定的百分比后，如果继续放电(通过直通通道的漏电流放电或通过升压通道进行供电)会导致备用电源单元820的损坏。通过第三开关电路8313能够手动停止备用电源单元820的持续放电，防止备用电源单元820因过放而损坏。具体的，当备用电源单元820的电量过低时，通过控制器860向第三开关电路8313的控制极输出高电平，第三开关电路8313导通，使能端831通过第三开关电路8313接地，使能端831的电压降低至零，导致升压单元830不使能，备用电源单元820不放电，避免了持续的漏电流导致的过放。
在一个示例中，第一开关电路8310、第二开关电路8312和第三开关电路8313可选用场效应管开关或三极管开关；控制器860可选择微控制器(MCU)。
请参照附图9，在本公开的一些实施例中，所述主电源单包括依次连接的主电源912、第一单向导通开关971和降压电路913，所述主电源912的输出电压作为所述主电源单元910的源电压，所述降压电路913的输出端作为所述主电源单元的输出端911；所述主电源单元的输出端911与所述稳压器932间设有第二单向导通开关972；所述升压单元930的输出端935和所述主电源单元910的输出端911间设有第三单向导通开关973和第四单向导通开关974；其中，所述第一单向单通开关971用于单向导通所述主电源912至所述降压电路913，所述第二单向导通开关972用于单向导通所述主电源的输出端911至所述稳压器932，所述第三单向导通开关973用于单向导通所述升压单元930的输出端935至所述电源装置的输出端940，所述第四单向导通开关974用于单向导通所述主电源单元的输出端911至所述电源装置的输出端940。图中示出的使能端931、稳压器932、供电端933、第一电阻934、升压单元930的输出端935、反馈端936、第二电阻937、第三电阻938、第四电阻939、第一开关电路9310、第二开关电路9312、切换器9311、监控单元950、控制器960的位置及连接关系与附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图7中一致，这里不做过多赘述。
请继续参照附图9，其中的第一单向单通开关971能够使主电源912的电流单向流向降压电路913，降压电路913对输入的源电压进行降低后向外输送；主电源单元的输出端911输出电压后形成两个支路，一条支路经过第二单向导通开关972单向导通至稳压器932，防止电流倒流，另一条支路经过第四单向导通开关974和第三单向导通开关973与升压单元930的输出端935连接，第四单向导通开关974和第三单向导通开关973使主电源单元和升压单元930输出的电压较高者向电源装置的输出端940供电，而且第三单向导通开关973能够防止主电源单元向电源装置的输出端940供电时向备用电源单元充电，第四单向单通开关974能够防止备用电源单元供电时向主电源单元充电。其中的第一单向导通开关971、第二单向导通开关972、第三单向导通开关973、第四单向导通开关974均可选用二极管。
在一个示例中，主电源912可选择车载蓄电池，而备用电源单元可选用镍氢电池。
在一个示例中，电源装置未开始供电的情况一、主电源单元供电的情况二、备用电源单元供电的情况三、主电源单元恢复供电的情况四、备用电源单元防止过放的情况五等几种情况中，备用电源单元的输出电压V1、主电源单元的源电压V2、主电源单元的输出电压V3、稳压器的输入电压V4、第一开关电路的状态、第二开关电路的状态、第三开关电路的状态、升压单元的导通通道均见下表：
表1：各种情况下各处的状态表
Figure BDA0002419955040000151
由上表可知，情况一时，电源装置未供电，备用电源单元处于满电状态，此时升压单元的使能端被备用电源通过升压单元供电(升压单元的输出端电压为5.6V)，升压单元使能，升压单元因监控单元未被供电而输出不工作，输出第一电压；情况二时，主电源单元开始供电，升压单元的使能端被主电源单元的输出端供电，升压单元继续使能并继续以直通通道导通，备用电源不供电；情况三时，主电源单元出现故障(源电压小于7.5V)，升压单元使能并以升压通道导通，备用电源开始供电；情况四时，主电源恢复正常(源电压大于8.5V)，主电源单元恢复供电，升压单元恢复以直通通道导通，备用电源不供电；情况五时，通过导通第三开关电路，升压单元不使能，备用电源单元不输出电压，防止持续放电造成过放。
第二方面，本公开提供一种车载信息系统，包括任一项上述的电源装置。
本说明书中描述的主题及功能操作的实施例可以在以下中实现：数字电子电路、有形体现的计算机软件或固件、包括本说明书中公开的结构及其结构性等同物的计算机硬件、或者它们中的一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施例可以实现为一个或多个计算机程序，即编码在有形非暂时性程序载体上以被数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令中的一个或多个模块。可替代地或附加地，程序指令可以被编码在人工生成的传播信号上，例如机器生成的电、光或电磁信号，该信号被生成以将信息编码并传输到合适的接收机装置以由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或它们中的一个或多个的组合。
本说明书中描述的处理及逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行，以通过根据输入数据进行操作并生成输出来执行相应的功能。所述处理及逻辑流程还可以由专用逻辑电路—例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路。
适合用于执行计算机程序的计算机包括，例如通用和/或专用微处理器，或任何其他类型的中央处理单元。通常，中央处理单元将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。计算机的基本组件包括用于实施或执行指令的中央处理单元以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘等，或者计算机将可操作地与此大容量存储设备耦接以从其接收数据或向其传送数据，抑或两种情况兼而有之。然而，计算机不是必须具有这样的设备。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，例如移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏操纵台、全球定位系统(GPS)接收机、或例如通用串行总线(USB)闪存驱动器的便携式存储设备，仅举几例。
适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、媒介和存储器设备，例如包括半导体存储器设备(例如EPROM、EEPROM和闪存设备)、磁盘(例如内部硬盘或可移动盘)、磁光盘以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。
由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电源装置，其特征在于，所述装置包括：
主电源单元和备用电源单元，其中所述备用电源单元通过升压单元与所述主电源单元的输出端连接，并作为所述电源装置的输出端，所述电源装置的输出端用于向功率单元供电；
升压单元，所述升压单元具有使能端，所述使能端被设置为响应于所述主电源单元的输出电压高于第一电压阈值和/或所述备用电源单元的输出电压高于第二电压阈值而使所述升压单元保持使能状态，所述升压单元用于根据所述主电源单元的源电压而输出不同的电压，其中，所述主电源单元的输出电压高于第一电压阈值，用于表征所述主电源单元能够正常供电，所述备用电源单元的输出电压高于第二电压阈值，用于表征所述备用电源单元能够正常供电。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述升压单元用于根据所述主电源单元的源电压而输出不同的电压，包括：
响应于所述主电源单元的源电压高于或等于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的直通通道连接，输出第一电压，所述第一电压小于所述备用电源单元的输出电压；
响应于所述主电源单元的源电压低于或等于第四电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的升压通道连接，输出第二电压，所述第二电压大于所述备用电源单元的输出电压；
响应于所述主电源单元的源电压从高于或等于第三电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源与所述升压单元的直通通道连接，输出第一电压；
响应于所述主电源单元的源电压从低于或等于第四电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值，所述升压单元控制所述备用电源单元与所述升压单元的升压通道连接，输出第二电压。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述升压单元还具有稳压器和供电端，所述供电端经由第一电阻与所述使能端连接；所述稳压器分别与所述主电源单元的输出端、所述升压单元的输出端和所述供电端连接，用于比较所述主电源单元的输出端的电压和所述升压单元的输出端的电压，并将电压较高者降压导通至所述供电端。
4.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，还包括监控单元；所述升压单元还具有反馈端；所述监控单元与所述主电源单元连接，用于获取所述主电源单元的源电压；所述反馈端被设置为根据所述监控单元输出的电压而输出不同的电压。
5.根据权利要求4所述的电源装置，其特征在于，所述升压单元的输出端与所述反馈端间设有第二电阻，所述反馈端依次通过第三电阻和第四电阻进行接地，所述第三电阻或所述第四电阻并联有第一开关电路；所述监控单元的输出端与所述第一开关电路的控制极连接，用于响应于所述主电源单元的源电压高于或等于第三电压阈值而控制所述第一开关电路关断，以使所述反馈端输出第一反馈电压、响应于所述主电源单元的源电压低于或等于第四电压阈值而控制所述第一开关电路导通，以使所述反馈端输出第二反馈电压、响应于所述主电源单元的源电压从高于或等于第三电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值而控制所述第一开关电路关断，以使所述反馈端输出第一反馈电压和响应于所述主电源单元的源电压从低于或等于第四电压阈值切换至高于第四电压阈值且低于第三电压阈值而控制所述第一开关电路导通，以使所述反馈端输出第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压高于或等于反馈电压阈值，所述第二反馈电压低于所述反馈电压阈值。
6.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，所述升压单元还具有切换器，所述切换器用于响应于所述反馈端输出第一反馈电压而控制所述备用电源 单元与所述升压单元中的直通通道连接，输出所述第一电压，和响应于所述反馈端输出第二反馈电压而控制所述备用电源 单元与所述升压单元中的升压通道连接，输出所述第二电压。
7.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，还包括控制器和第二开关电路，所述第一开关电路的控制极通过所述第二开关电路接地，以在所述第二开关电路导通时关断；所述控制器与所述第二开关电路的控制极连接，用于控制所述第二开关电路导通或关断。
8.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，还包括第三开关电路，所述使能端通过所述第三开关电路接地；所述控制器与所述第三开关电路的控制极连接，用于控制所述第三开关电路关断。
9.根据权利要求3至7任一项所述的电源装置，其特征在于，所述主电源单元包括依次连接的主电源、第一单向导通开关和降压电路，所述主电源的输出电压作为所述主电源单元的源电压，所述降压电路的输出端作为所述主电源单元的输出端；所述主电源单元的输出端与所述稳压器间设有第二单向导通开关；所述升压单元的输出端和所述主电源单元的输出端间设有第三单向导通开关和第四单向导通开关；其中，所述第一单向导 通开关用于单向导通所述主电源至所述降压电路，所述第二单向导通开关用于单向导通所述主电源的输出端至所述稳压器，所述第三单向导通开关用于单向导通所述升压单元的输出端至所述电源装置的输出端，所述第四单向导通开关用于单向导通所述主电源单元的输出端至所述电源装置的输出端。
10.一种车载信息系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电源装置。
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