CN115842400A - 用于tbox的供电系统 - Google Patents

Abstract

本公开内容公开了一种用于TBOX的供电系统，其包括：备用电源、第二功率开关单元、单向导通单元、主电源以及主控单元。第二功率开关单元的输入端连接到备用电源，并且其输出端连接到TBOX和主电源，单向导通单元并联连接到第二功率开关单元，主电源还连接到TBOX，主控单元连接到第二功率开关单元以及主电源。在TBOX处于工作状态并且主电源故障的情况下，第一阶段，主控单元控制所述第二功率开关单元断开，备用电源经由单向导通单元向TBOX供电，第二阶段，主控单元控制第二功率开关单元闭合，以使备用电源经由第二功率开关单元向TBOX供电。所公开的技术方案能够实现TBOX掉电时自动切换到备用电源。

Description

用于TBOX的供电系统

技术领域

本公开内容属于车载TBOX技术领域，尤其涉及一种用于TBOX的供电系统。

背景技术

现有的TBOX(Telematics BOX，车载网联终端)依靠其中的主控芯片MCU中运行的软件来识别车辆电源是否掉电，当识别到车辆掉电时，依靠软件控制和开启备用电源供电。该方案最大问题是，经常发生因软件响应不及时而导致备用电源切换失败的问题。

另一种现有的TBOX在备用电源和TBOX供电之间简单串联了二极管，实现了在于不依赖与MCU中的软件识别车辆是否掉电，而是通过硬件原理自动切换备用电源，但是该方案的问题在于二极管自身的压降会导致备用电源的电压经过二极管压降后，后级电路所得到的输入电压过低，并造成备用电源储能无法被100％利用。

发明内容

针对上述问题，本公开内容的提出了一种用于TBOX的供电系统，所述供电系统包括：

备用电源；

第二功率开关单元，其输入端连接到所述备用电源，并且其输出端连接到所述TBOX；

单向导通单元，与所述第二功率开关单元并联连接；

主电源，连接到所述第二功率开关单元的输出端和所述TBOX；以及

主控单元，连接到所述第二功率开关单元以及所述主电源；

其中，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源故障的情况下，第一阶段，所述主控单元控制所述第二功率开关单元断开，所述备用电源经由所述单向导通单元向所述TBOX供电，第二阶段，所述主控单元控制所述第二功率开关单元闭合，以使所述备用电源经由所述第二功率开关单元向所述TBOX供电。

在依据本公开内容的一个实施例中，所述供电系统还包括第一功率开关单元，所述第一功率开关单元分别连接到所述备用电源和所述主控单元；

所述第二功率开关单元的输入端经由所述第一功率开关单元连接到所述备用电源；

并且在所述TBOX处于工作状态的情况下，所述主控单元控制所述第一功率开关单元闭合。

在依据本公开内容的一个实施例中，所述供电系统还包括：倒灌检测单元，其输入端连接到所述第二功率开关单元的输出端和所述主控单元，并且所述倒灌检测单元的输出端连接到所述第二功率开关单元，使得所述第二功率开关单元经由所述倒灌检测单元连接到所述主控单元。

在依据本公开内容的一个实施例中，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源故障的情况下，在所述第二阶段，所述主控单元检测到所述主电源故障以控制所述第二功率开关单元工作，使得所述备用电源经由所述第一功率开关单元和所述第二功率开关单元向所述TBOX供电。

在依据本公开内容的一个实施例中，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源初始恢复正常工作的情况下，所述倒灌检测单元检测到所述主电源的工作电压，所述倒灌检测单元使得所述第二功率开关单元停止工作，所述主电源向所述TBOX供电。

在依据本公开内容的一个实施例中，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源恢复正常工作的情况下，所述主控单元接收到所述主电源发送的正常工作信号，以停止向所述第二功率开关单元发送驱动信号。

在依据本公开内容的一个实施例中，在所述备用电源向所述TBOX供电的情况下，所述倒灌检测单元检测到所述备用电源的工作电压，其中，所述备用电源的工作电压不能驱动所述倒灌检测单元控制所述第二功率开关单元停止工作。

在依据本公开内容的一个实施例中，在所述备用电源向所述TBOX供电的情况下，所述主控单元接收到所述主电源发送的异常工作信号，以向所述第二功率开关单元发送驱动信号。

在依据本公开内容的一个实施例中，在所述TBOX处于非工作状态的情况下，所述主控单元控制所述第一功率开关单元停止工作。

在依据本公开内容的一个实施例中，所述第二功率开关单元包括：

第一场效应管，其第一端连接到所述第一功率开关单元的输出端，其第二端连接到所述TBOX，并且所述单向导通单元并联连接到所述第一场效应管；

第一体内二极管，反向并联连接到所述第一场效应管；

第二场效应管，其第一端连接到所述第一场效应管的第三端，其第二端接地，并且其第三端连接到所述主控单元，其中，所述第一场效应管和所述第二场效应管具有不同的沟道材料；以及

第二体内二极管，反向并联连接到所述第二场效应管。

在依据本公开内容的一个实施例中，所述第一功率开关单元包括：

第三场效应管，其第一端连接到所述备用电源，其第二端连接到所述第一场效应管的第一端；

第三体内二极管，反向并联连接到所述第三场效应管；

第四场效应管，其第一端连接到所述第三场效应管的第三端，其第二端接地，并且其第三端连接到所述主控单元，其中，所述第三场效应管和所述第四场效应管具有不同的沟道材料；以及

第四体内二极管，反向并联连接到所述第二场效应管。

在依据本公开内容的一个实施例中，所述供电系统还包括用于防止所述备用电源被所述主电源倒灌的倒灌检测单元，所述倒灌检测单元包括：

稳压二极管，其负极连接到所述第二功率开关单元的输出端；

第五场效应管，其第一端连接到所述稳压二极管的正极，其第二端连接到所述第四场效应管的第三端，其第三端接地；以及

第五体内二极管，反向并联连接到所述第五场效应管。

在依据本公开内容的一个实施例中，所述倒灌检测单元包括：

稳压二极管，其负极连接到所述第二功率开关单元的输出端；

第五场效应管，其第一端连接到所述稳压二极管的正极，其第二端连接到所述第二功率开关单元的输入端，其第三端接地；以及

第五体内二极管，反向并联连接到所述第五场效应管。

依据本公开内容的用于TBOX的供电系统能够实现TBOX掉电时自动切换到备用电源，使得备用电源的储能利用率接近100％，并且在TBOX处于仓储/运输模式下节省备用电源的电量。另外，在车辆的主电源的全部电压范围内保护备用电源，防止被车辆的主电源倒灌。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开的各实施例的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，在附图中：

图1为依据本公开内容的用于TBOX的供电系统的整体结构示意图；

图2为TBOX正常工作模式下用于TBOX的供电系统的工作状态示意图；

图3为TBOX异常掉电情况下用于TBOX的供电系统的第一阶段的工作状态示意图；

图4为TBOX异常掉电情况下用于TBOX的供电系统的第二阶段的工作状态示意图；

图5为TBOX异常掉电后主电源恢复情况下用于TBOX的供电系统的工作状态示意图；

图6为TBOX仓储/运输状态下用于TBOX的供电系统的工作状态示意图；以及

图7为依据本公开内容的用于TBOX的供电系统的示例性实现电路的电路图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

本文所使用的术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”，表示还可以包括其他内容。术语“基于”是“至少部分地基于"。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”，等等。

本公开内容的实施例主要关注以下技术问题：如何提高用于TBOX的供电系统的工作效率、降低其备用电源的故障率、并且提高备用电源的利用率。

为了解决上述问题，本文公开了一种用于TBOX的供电系统，其包括：备用电源、第二功率开关单元、单向导通单元、主电源以及主控单元。第二功率开关单元的输入端连接到备用电源，并且其输出端连接到TBOX和主电源，单向导通单元并联连接到第二功率开关单元，主电源还连接到TBOX，主控单元连接到第二功率开关单元以及主电源。在TBOX处于工作状态并且主电源故障的情况下，第一阶段，所述主控单元控制所述第二功率开关单元断开，所述备用电源经由所述单向导通单元向所述TBOX供电，第二阶段，主控单元控制第二功率开关单元闭合，以使备用电源经由第二功率开关单元向TBOX供电。

实施例1

如图1所示，本实施例的用于TBOX的供电系统包括：用于向汽车的TBOX 80供电的主电源10、备用电源20、第一功率开关单元30、倒灌检测单元40、第二功率开关单元60、单向导通单元70以及主控单元50。

在本实施例中，第一功率开关单元30连接到备用电源20；第二功率开关单元60的输入端经由第一功率开关单元30连接到备用电源20，并且第二功率开关单元60的输出端连接到TBOX 80；单向导通单元70与第二功率开关单元60并联连接；主控单元50分别连接到第一功率开关单元30、第二功率开关单元60以及主电源10。

如图2所示，TBOX 80正常启动后，主控单元50向第一功率开关单元30发送控制信号以控制第一功率开关单元30闭合，从而确保备用电源20处于待命状态。

同时，倒灌检测单元40检测到主电源10供电正常，以阻断主控单元50向第二功率开关单元60发送的控制信号，由此禁止主控单元50对第二功率开关单元60的控制。

同时，单向导通单元70由于单向导通性质而处于正向截止关断状态，第二功率开关单元60由倒灌检测单元40控制停止工作，使得主电源10正常向TBOX 80供电。

如图3所示，在TBOX 80处于工作状态并且主电源10故障初期的情况下(也即，第一阶段)，TBOX的输入端电压跌落到备用电源20的电压以下，此时倒灌检测单元40识别到当前没有倒灌现象发生，倒灌检测单元40允许主控单元50向第二功率开关单元60发送信号。

然而，此时第二功率开关单元60处于断开状态，但是由于TBOX的输入端电压跌落，使得单向导通单元70检测到其单向输出端的电压小于其单向输入端电压并导通，使得备用电源20经由第一功率开关单元30和单向导通单元70向TBOX 80供电。

如图4所示，在TBOX 80处于工作状态并且主电源10故障的情况下(也即，第二阶段)，主控单元50检测到主电源10发生了供电失效故障，该主控单元50经由倒灌检测单元40向第二功率开关单元60发送驱动信号，以控制第二功率开关单元60闭合，由此使备用电源20经由第一功率开关单元30和第二功率开关单元60向TBOX 80供电。

具体地，在备用电源20向TBOX 80供电的情况下，倒灌检测单元40检测到备用电源20的工作电压，该备用电源20的工作电压不能驱动倒灌检测单元40控制第二功率开关单元60停止工作，由此，主控单元50经由倒灌检测单元40向第二功率开关单元60发送驱动信号。此时，单向导通单元70的单向输出端的电压等于其单向输入端电压时，单向导通单元70断开。

图4所公开的用于TBOX的供电系统的工作阶段能够消除备用电源20在单向导通单元70上的电能损耗，并几乎消除了备用电源20到TBOX 80供电之间的压降存在，从而最大程度地利用备用电源20的储能。

如图5所示，在TBOX 80处于工作状态并且主电源10初始恢复正常工作的情况下，倒灌检测单元40检测到主电源10的工作电压，以隔断主控单元50对第二功率开关单元60的控制，进一步控制第二功率开关单元60停止工作；同时，单向导通单元70的单向输出端的电压大于其单向输入端电压，也确保该单向导通单元70停止工作。因此，一方面实现了主电源10无法向备用电源20倒灌，另一方面使得主电源10向TBOX 80供电。

在TBOX 80处于工作状态并且主电源10恢复正常工作的情况下，主控单元50接收到主电源10发送的正常工作信号，以停止向第二功率开关单元60发送驱动信号。

如图6所示，在非工作状态的情况下，例如TBOX 80处于储/运输状态下的省电模式，主控单元50控制第一功率开关单元30、第二功率开关单元60停止工作。

具体地，在TBOX 80处于储/运输状态下的省电模式之前，由工厂下线检测人员通过CAN总线、LIN总线、以太网或无线网络中的一种发送指令，命令主控单元50断开第一功率开关单元30。然后人工断开主电源10。由于第一功率开关单元30被断开，备用电源20不再向后级输出供电，使得TBOX 80被彻底断电。在该状态下，由于第一功率开关单元30的阻隔，其它电路或子模块无法消耗备用电源的电能。该方法实现了仓储/运输状态下的省电目的。

本实施例所公开的用于TBOX的供电系统，首先，能够实现备用电源自动掉电切换；在主电源的全部电压范围内保护备用电源，防止备用电源被倒灌；其次，能够实现备用电源的切换快速无缝，使得TBOX的后级电路的用电设备不会出现供电中断的问题；第三，所公开的技术方案对备用电源的选型没有严格要求，对该备用电源有效电压的上限值没有严格要求，只要其不超过主电源正常供电最大电压值即可；另外，在TBOX休眠状态下，主控单元休眠不影响掉电自动切换的功能，且电路自身功耗极低，不会额外消耗备用电源的电量。

实施例2

图7公开了实现用于TBOX的供电系统的具体电路，其包括备用电源20、第一功率开关单元30、第二功率开关单元60、倒灌检测单元40、单向导通单元(也即，图6中的二极管D1)。在图6所示的本实施例中，“VIN_TBOX”表示TBOX系统供电的正极，是TBOX整个电路的电源总输入，TBOX系统供电的负极是电路的地(GND)。“VIN_VEHICLE”表示主电源10的正极，主电源10供电的正极串联功率二极管D3后连接到TBOX系统供电的正极“VIN_TBOX”。主电源10的负极连接到电路的地(GND)。

在本实施例中，电阻R9和R10串联，两端分别连接“VIN_VEHICLE”和GND。R9和R10对主电源10“VIN_VEHICLE”进行分压，分压得到的模拟量信号“BAT_VOLT_SENSE”输出到主控单元(图6中未示出)，主控单元读取该信号模拟量幅值，经过比例计算，获取当前主电源10的供电电压。

在本实施例中，第一功率开关单元30至少包括第三场效应管Q1(可以是P沟道场效应管)、反向并联连接到所述第三场效应管Q3的第三体内的二极管D4、第四场效应管Q2(可以是N沟道场效应管)以及反向并联连接到第二场效应管Q2的第四体内二极管D5。在本实施例中，第三场效应管Q1的第一端连接到备用电源20，其第二端连接到第一场效应管Q3的第一端；第四场效应管Q2的第一端连接到第三场效应管Q1的第三端，其第二端接地，并且其第三端连接到主控单元，其中，第三场效应管Q1和第四场效应管Q2具有不同的沟道材料。

具体地，第一功率开关单元30的源极S连接备用电源20的正极，漏极D连接第一场效应管Q3的漏极D。在本实施例中，设置电阻R1连接第三场效应管Q1的源极S和栅极G，以避免第三场效应管Q1被误打开；第四场效应管Q2作为第三场效应管Q1的开关驱动部件，第四场效应管Q2的源极S连接到地GND，其漏极D连接第三场效应管Q1的栅极。

电阻R3连接第二场效应管Q2的源极S和栅极G，为第二场效应管Q2的栅极G提供默认的电平，避免第二场效应管Q2被误打开。电阻R2串联在主控单元的控制信号输出端“BAT_READY_EN”和第二场效应管Q2的栅极G之间，用于降低第二场效应管Q2开启和关断时的开关速度，避免电路振荡。

当主控单元的控制信号输出端“BAT_READY_EN”输出高电平(例如，3.3V)时，第四场效应管Q2被打开，第二场效应管Q2的漏极D和源极S接通，使得第三场效应管Q1的栅极G电压为0，第三场效应管Q1被打开，第三场效应管Q1的源极S和漏极D接通，备用电源20的电正极经过第三场效应管Q1直达第一场效应管Q3的漏极D和二极管D1的正极，此时备用电源20处于待命状态。

当主控单元的控制信号输出端“BAT_READY_EN”输出低电平(0V)时，第四场效应管Q2被关断，第四场效应管Q2的漏极D和源极S断开，使得第三场效应管Q1的栅极G电压和源极S电压一致，使得第三场效应管Q1被关断，从而第三场效应管Q1的源极S和漏极D断开，备用电源20的电流被阻断在第三场效应管Q1的源极S左侧，使备用电源20处于省电状态；随后TBOX被拔除主电源“VIN_VEHICLE”，备用电源20无法自动向“VIN_TBOX”供电，TBOX彻底掉电。主控单元由此掉电，使得其控制信号输出端“BAT_READY_EN”保持低电平(0V)，最终保持第三场效应管Q1保持关断。致使备用电源20保持省电状态。

图7所示的第二功率开关单元60至少包括第一场效应管Q3(可以是P沟道场效应管)、反向并联连接到第一场效应管Q3的第一体内二极管D6、第二场效应管Q4(可以是N沟道场效应管)以及反向并联连接到第二场效应管Q4的第二体内二极管D7。其中，第一场效应管Q3的第一端连接到第一功率开关单元30的输出端，其第二端连接到TBOX，并且单向导通单元D2并联连接到第一场效应管Q3；第二场效应管Q4的第一端连接到第一场效应管Q3的第三端，其第二端接地，并且其第三端连接到主控单元，其中，第一场效应管Q3和第二场效应管Q4具有不同的沟道材料。

具体地，第一场效应管Q3能够根据场景要求断开或闭合向TBOX的供电通路，其源极S连接TBOX的供电输入“VIN_TBOX”，漏极D连接第三场效应管Q1的漏极D。电阻R4连接第一场效应管Q3的源极S和栅极G，以为第一场效应管Q3的栅极G提供默认的电平，避免第一场效应管Q3被误打开；第二场效应管Q4作为第一场效应管Q3的开关驱动部件，第二场效应管Q4的源极S连接到地GND，漏极D连接第一场效应管Q3的栅极G。电阻R6连接第二场效应管Q4的源极S和栅极G，为第二场效应管Q4的栅极提供默认的电平，避免第二场效应管Q4被误打开。电阻R5串联在主控单元的控制信号输出端“BAT_SWICH_EN”与第二场效应管Q4的栅极G之间，用于降低第二场效应管Q4开启和关断时的开关速度，避免电路振荡；功率二极管D1(也即，单向导通单元)并联在第一场效应管Q3的源极S与漏极D之间，在场景必要时自动切换备用电源给后级的TBOX供电。

在主控单元的控制信号输出端“BAT_READY_EN”输出高电平(例如，3.3V)时，第四场效应管Q2和第三场效应管Q1导通；并且在主控单元的控制信号输出端“BAT_SWICH_EN”输出低电平(0V)时，使得第一场效应管Q3关断，备用电源20的电能被阻断在第一场效应管Q3的漏极S左侧，处于待命状态。

当主电源掉电时，主电源“VIN_VEHICLE”逐渐下降到0V，伴随着“VIN_TBOX”电压跌落到备用电源20的输出电压以下，二极管D1的正极电压高于负极电压，因单向导通效应，D1正向导通，备用电源20释放电能经由第三场效应管Q1和二极管D1向TBOX的“VIN_TBOX”供电。经过一段响应时间，主控单元根据“BAT_VOLT_SENSE”输出的信号检测到此时主电源10发生了供电失效，则主控单元控制输出端“BAT_SWICH_EN”输出高电平(例如，3.3V)，则第二场效应管Q4被打开，第二场效应管Q4的漏极D和源极S接通，第一场效应管Q3的栅极G电压为0V，使得第一场效应管Q3被打开，备用电源的电流经过第一场效应管Q3的漏极D和源极S直达“VIN_TBOX”端，由于电流经过第一场效应管Q3时产生的压降可以忽略，此时二极管D1因正负极电压几乎相等而自动恢复到截止关断状态。该操作消除了备用电源到TBOX系统供电之间存在的压降，也消除了备用电源在二极管D1上的电能损耗。

如图7所示的用于防止备用电源20被主电源倒灌的倒灌检测单元40包括：稳压二极管D2、第五场效应管Q5(可以是N沟道场效应管)以及反向并联连接到第五场效应管Q5的第五体内二极管D8。其中，稳压二极管D2的负极连接到第二功率开关单元60的输出端，第五场效应管Q5的第一端连接到稳压二极管D2的正极，其第二端连接到第四场效应管Q2的第三端，其第三端接地。

具体地，第五场效应管Q5用于根据场景要求拉低第二场效应管Q4的栅极S电压，第五场效应管Q5的源极S连接到地GND，其漏极D连接第一场效应管Q3的源极。电阻R8连接到第五场效应管Q5的源极S和栅极G，为第五场效应管Q5的栅极S提供默认的电平，以避免第五场效应管Q5被误打开。电阻R7和稳压二极管D2串联，并且电阻R7连接到第五场效应管Q5的栅极G，稳压二极管D2的负极连接到“VIN_TBOX”端。稳压二级管D2的反向导通电压为4.3V，“VIN_TBOX”端的电流从稳压二极管D2负极流入，并在该稳压二极管D2内部产生相应的压降。

具体地，当主电源供给正常时，“VIN_TBOX”端的工作电压为12V，电流经过如图6所示的稳压二极管D2降压后，该稳压二极管D2的正极电压为7.7V，经过电阻R7和R8的分压后，第五场效应管Q5的栅极电压大于开启门限电压Vgs＝1V，使得第五场效应管Q5被打开，其漏极和源极接通，使得第二场效应管Q4的栅极G被短路到地GND，其电压为0V。由于主控单元的控制信号输出端“BAT_SWICH_EN”串联了电阻R5后连接到第二场效应管Q4的栅极，因此无论控制信号输出端“BAT_SWICH_EN”是高电平还是低电平，都无法影响第二场效应管Q4的栅极电压为0V，故第二场效应管Q4将保持关断状态，由此使得第一场效应管Q3也保持关断状态。故此时“VIN_TBOX”端的工作电压无法经过第一场效应管Q3向备用电源倒灌。

当主电源故障时，“VIN_VEHICLE”端的输入电压逐渐下降到0V，伴随着“VIN_TBOX”端的电压跌落到备用电源20的工作电压以下，此时备用电源经由二极管D1自动向“VIN_TBOX”端供电。“VIN_TBOX”端的电流经过稳压二极管D2降压后(稳压二极管D2的正极电压为备用电源20的电压(例如，5.3V)减去稳压管压降)，再经过电阻R7和R8的分压后，第五场效应管Q5的栅极电压低于开启门限电压Vgs＝1V，此时第五场效应管Q5被关断，其漏极和源极断开，使得第四场效应管Q4的栅极G电压和主控单元的控制信号输出端“BAT_SWICH_EN”的电压一致，此时主控单元获得对第二场效应管Q4和第一场效应管Q3的控制权。

当备用电源20处于工作状态时，它经过第一场效应管Q3向“VIN_TBOX”供电，如果突然发生例如“VIN_VEHICLE”端的输入电压恢复的情况，此时“VIN_TBOX”逐渐升高恢复到工作电压，在“VIN_TBOX”电压升高的过程中，稳压二极管D2的正极电压随之升高，当“VIN_TBOX”电压升高超过一定限值(例如，5.3V)时，稳压二极管D2的正极电压经过电阻R7和R8的分压后，到达第五场效应管Q5的栅极电压超过开启门限电压Vgs＝1V，此时，第五场效应管Q5立即被开启，其漏极和源极导通，使得第二场效应管Q4的栅极G电压立即被强制拉低为0V，不再受主控单元的控制，此时第二场效应管Q4被关断，然后第一场效应管Q3受第二场效应管Q4的驱动也被关断，关断后“VIN_TBOX”无法通过第一场效应管Q3向备用电源20倒灌。由此，避免了备用电源20因倒灌而损坏。经过一段响应时间，主控单元根据“BAT_VOLT_SENSE”接收的信号检测到此时主电源发生了供电恢复，主控单元控制“BAT_SWICH_EN”置低电平(0V)，以使得TBOX进入正常工作模式。

本实施例使用由场效应管设计形成的用于TBOX的供电系统能够比其它主流方案更加省电，且操作简单、成本低，便于应用于大规模生产活动；同时使用由稳压二极管和场效应管设计的倒灌检测单元，成本低，能做到快速断开倒灌通路，且相关操作不依赖于软件对倒灌问题能否及时发现响应；另外，本实施例仅使用简单的电阻、二极管、场效应管实现了上述所有的功能，不需要增加额外的中间级电源，不需要使用复杂的电压比较器集成电路或备用电源管理芯片；此外，本实施例对软件控制的实时性要求很低，对主控单元的处理速度快慢、其中的软件运行时的工作负荷轻重、操作系统实时性高低和MCU是否处于休眠状态均没有要求。

应当注意，尽管在上文的详细描述中提及了设备的若干装置或子装置，但是这种划分仅仅是示例性而非强制性的。实际上，根据本公开的实施例，上文描述的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开的实施例，但是应该理解，本公开的实施例并不限于所公开的具体实施例。本公开的实施例旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (13)

1.一种用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述供电系统包括：

备用电源；

第二功率开关单元，其输入端连接到所述备用电源，并且其输出端连接到所述TBOX；

单向导通单元，与所述第二功率开关单元并联连接；

主电源，连接到所述第二功率开关单元的输出端和所述TBOX；以及

主控单元，连接到所述第二功率开关单元以及所述主电源；

其中，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源故障的情况下，第一阶段，所述主控单元控制所述第二功率开关单元断开，所述备用电源经由所述单向导通单元向所述TBOX供电，第二阶段，所述主控单元控制所述第二功率开关单元闭合，以使所述备用电源经由所述第二功率开关单元向所述TBOX供电。

2.根据权利要求1所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括第一功率开关单元，所述第一功率开关单元分别连接到所述备用电源和所述主控单元；

所述第二功率开关单元的输入端经由所述第一功率开关单元连接到所述备用电源；

并且在所述TBOX处于工作状态的情况下，所述主控单元控制所述第一功率开关单元闭合。

3.根据权利要求2所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括：

倒灌检测单元，其输入端分别连接到所述第二功率开关单元的输出端和所述主控单元，并且所述倒灌检测单元的输出端连接到所述第二功率开关单元，使得所述第二功率开关单元经由所述倒灌检测单元连接到所述主控单元。

4.根据权利要求3所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源故障的情况下，在所述第二阶段，所述主控单元检测到所述主电源故障以控制所述第二功率开关单元工作，使得所述备用电源经由所述第一功率开关单元和所述第二功率开关单元向所述TBOX供电。

5.根据权利要求3所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源初始恢复正常工作的情况下，所述倒灌检测单元检测到所述主电源的工作电压，所述倒灌检测单元使得所述第二功率开关单元停止工作，所述主电源向所述TBOX供电。

6.根据权利要求5所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，在所述TBOX处于工作状态并且所述主电源恢复正常工作的情况下，所述主控单元接收到所述主电源发送的正常工作信号，以停止向所述第二功率开关单元发送驱动信号。

7.根据权利要求4所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，在所述备用电源向所述TBOX供电的情况下，所述倒灌检测单元检测到所述备用电源的工作电压，其中，所述备用电源的工作电压不能驱动所述倒灌检测单元控制所述第二功率开关单元停止工作。

8.根据权利要求4所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，在所述备用电源向所述TBOX供电的情况下，所述主控单元接收到所述主电源发送的异常工作信号，以向所述第二功率开关单元发送驱动信号。

9.根据权利要求2所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，在所述TBOX处于非工作状态的情况下，所述主控单元控制所述第一功率开关单元停止工作。

10.根据权利要求2所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述第二功率开关单元包括：

第一场效应管，其第一端连接到所述第一功率开关单元的输出端，其第二端连接到所述TBOX，并且所述单向导通单元并联连接到所述第一场效应管；

第一体内二极管，反向并联连接到所述第一场效应管；

第二场效应管，其第一端连接到所述第一场效应管的第三端，其第二端接地，并且其第三端连接到所述主控单元，其中，所述第一场效应管和所述第二场效应管具有不同的沟道材料；以及

第二体内二极管，反向并联连接到所述第二场效应管。

11.根据权利要求9所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述第一功率开关单元包括：

第三场效应管，其第一端连接到所述备用电源，其第二端连接到所述第一场效应管的第一端；

第三体内二极管，反向并联连接到所述第三场效应管；

第四场效应管，其第一端连接到所述第三场效应管的第三端，其第二端接地，并且其第三端连接到所述主控单元，其中，所述第三场效应管和所述第四场效应管具有不同的沟道材料；以及

第四体内二极管，反向并联连接到所述第二场效应管。

12.根据权利要求11所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括用于防止所述备用电源被所述主电源倒灌的倒灌检测单元，所述倒灌检测单元包括：

稳压二极管，其负极连接到所述第二功率开关单元的输出端；

第五场效应管，其第一端连接到所述稳压二极管的正极，其第二端连接到所述第四场效应管的第三端，其第三端接地；以及

第五体内二极管，反向并联连接到所述第五场效应管。

13.根据权利要求3所述的用于TBOX的供电系统，其特征在于，所述倒灌检测单元包括：

稳压二极管，其负极连接到所述第二功率开关单元的输出端；

第五场效应管，其第一端连接到所述稳压二极管的正极，其第二端连接到所述第二功率开关单元的输入端，其第三端接地；以及

第五体内二极管，反向并联连接到所述第五场效应管。

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