CN216751224U - 备用储能供电电路和车载设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种备用储能供电电路和车载设备，其中，备用储能供电电路包括储能元件组、第一充电电路、第二充电电路、过压检测电路、短路检测电路和触发电路，通过第二充电电路输出测试电流至储能元件组，以对储能元件组进行充电，同时，过压检测电路和短路检测电路对各储能元件的短路和过压的状态进行检测，并反馈对应的检测信号至触发电路，当检测到任意一个储能元件发生短路或者过流时，触发电路触发输出关断信号控制第一充电电路关断，停止第一充电电路对储能元件组的充电，避免出现过压和短路问题，提高储能元件组的可靠性和安全性。

Description

备用储能供电电路和车载设备

技术领域

本实用新型属于供电技术领域，尤其涉及一种备用储能供电电路和车载设备。

背景技术

用电设备，例如车载监控设备，常常用储能元件(例如法拉电容)作为短时备用电源，当设备外电意外断开时，储能元件可提供预设时长的续流时间，以便用电设备进行数据存储工作，例如嵌入式CPU将缓存中的视频数据刷入硬盘或SD卡等存储设备。

其中，为了满足供电需求，储能元件通常采用串联方式进行充放电。但是由于储能元件之间的容量、内阻存在偏差，串在一起使用的5个储能元件充满电后，各储能元件的电压不一定等同于标准电压，有些会高于标准电压，有些电容可能小于标准电压。

由于储能元件例如法拉电容的寿命与施加的工作电压密切相关，所以如果某节储能元件充电后的电压偏高，则该节储能元件的使用寿命会比其他标准电压的储能元件的寿命短很多，在经过长期使用后，该节储能元件会最先失效，出现短路损坏，短路又会导致其他储能元件承受的电压变大，形成恶性循环，出现更多的电容损坏。电容损坏后，会造成前端的电容充电部分短路，甚至影响系统电源的正常工作。

因此，对储能元件组的各储能元件的状态监测非常重要，及时发现相关异常，并采取对应的保护动作，降低短路、过压对系统的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种备用储能供电电路，旨在解决传统的储能元件组存在的短路和过压的问题。

本实用新型实施例的第一方面提出了一种备用储能供电电路，包括：

多个串联连接的储能元件的储能元件组，所述储能元件组用于在主供电电路无电源输出时放电，以提供第一预设时长的供电电源至用电设备；

第一充电电路，所述第一充电电路的电源输入端与所述主供电电路的电源端共接，所述第一充电电路的电源输出端与所述储能元件组的电源端连接，所述第一充电电路用于在导通状态下将输入电源转换为充电电源，以对所述储能元件组进行充电；

第二充电电路，所述第二充电电路的电源输入端与所述主供电电路的电源输出端连接，所述第二充电电路的电源输出端与所述储能元件组的电源端连接，所述第二充电电路用于在所述主供电电路初始放电时转换输出第二预设时长的测试电流至所述储能元件组；

过压检测电路，所述过压检测电路分别与每一所述储能元件的电源端连接，并对每一所述储能元件进行过压检测并输出对应的过压检测信号；

短路检测电路，所述短路检测电路分别与每一所述储能元件的电源端连接，并对每一所述储能元件进行短路检测并输出对应的短路检测信号；

触发电路，与所述过压检测电路、所述短路检测电路和所述第一充电电路分别连接，所述触发电路用于在接收到表征所述储能元件短路或者过压的检测信号时触发关断所述第一充电电路，以及在未接收到表征所述储能元件短路或者过压的检测信号时触发导通所述第一充电电路。

在一个实施例中，所述过压检测电路包括多个过压检测支路，所述过压检测支路与所述储能元件对应一一连接，每一所述过压检测支路包括：

电压变换电路，所述电压变换电路与对应的所述储能元件的两端连接并将所述储能元件的端电压比例变换输出；

过压变换电路，所述过压变换电路与所述电压变换电路的电源输出端连接，所述过压变换电路用于将所述储能元件比例变换输出的端电压与预设参考电压进行比较，并输出对应的过压检测信号至所述触发电路。

在一个实施例中，所述备用储能供电电路还包括：

参考电压发生电路，所述参考电压发生电路分别与所述过压变换电路和所述主供电电路电性连接，并为所述过压变换电路提供预设参考电压。

在一个实施例中，每一所述电压变换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一运算放大器；

所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端分别与对应的所述储能元件的两端连接，所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第一端和所述第一运算放大器的正相输入端互连，所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端和所述第三电阻的第一端共接构成所述电压变换电路的电源输出端。

在一个实施例中，所述过压变换电路包括第二运算放大器；

所述第二运算放大器的反相输入端与对应所述电压变换电路的电压输出端连接，所述第二运算放大器的正相输入端用于输入所述预设参考电压，所述第二运算放大器的输出端构成所述过压变换电路的信号输出端。

在一个实施例中，所述短路检测电路包括多个短路检测支路，所述短路检测支路与所述储能元件对应一一连接并分别输出对应的短路检测信号至所述触发电路，每一所述短路检测支路还分别与所述参考电压发生电路连接；

每一所述短路检测支路包括：

第四电阻、第五电阻、第一二极管和第一三极管；

所述第四电阻的第一端和所述第一三极管的发射极分别与对应的所述储能元件的两端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极、所述第五电阻的第一端和所述第一二极管的阳极共接，所述第五电阻的第二端用于输入所述预设参考电压，所述第一二极管的阴极构成所述短路检测支路的信号输出端。

在一个实施例中，所述触发电路还与所述参考电压发生电路连接，所述触发电路包括：

第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二二极管、第二三极管和第三三极管；

所述第六电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和所述过压变换电路的信号输出端共接，所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极、所述第八电阻的第一端和所述第二二极管的阳极互连，所述第二二极管的阴极、所述第九电阻的第一端和所述第三三极管的基极互连，所述第二三极管、所述第三三极管的发射极和所述第九电阻的第二端接地，所述第三三极管的集电极和所述第十电阻的第一端共接构成所述触发电路的信号输出端，所述第六电阻的第二端、所述第八电阻的第二端和所述第十电阻的第二端均用于输入所述预设参考电压。

在一个实施例中，所述第二充电电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、稳压管、第一电容、第四三极管、第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；

所述第十一电阻的第一端和所述第一场效应晶体管的漏极共接构成所述第二充电电路的电源输入端，所述第十一电阻的第二端、所述稳压管的阴极和所述第一电容的第一端共接，所述第一电容的第二端、所述第十二电阻的第一端和所述第十三电阻的第二端共接，所述第十三电阻的第二端、所述第十四电阻的第二端和所述第四三极管的基极共接，所述稳压管的阳极、所述第十二电阻的第二端、所述第十四电阻的第二端和所述第四三极管的发射极均接地，所述第四三极管的集电极和所述第十五电阻的第一端连接，所述第十五电阻的第二端、所述第一场效应晶体管的栅极、所述第二场效应晶体管的栅极和所述第十六电阻的第一端共接，所述第一场效应晶体管的源极、所述第十六电阻的第二端和所述第二场效应晶体管的漏极共接，所述第二场效应晶体管的源极构成所述第二充电电路的电源输出端。

在一个实施例中，所述储能元件包括并联的电阻和法拉电容。

本实用新型实施例的第二方面提出了一种车载设备，包括车载监控设备、主供电电路和至少一个如上所述的备用储能供电电路，所述车载监控设备的电源输入端分别与所述主供电电路的电源输出端和至少一个所述备用储能供电电路的电源输出端连接。

本实用新型实施例的备用储能供电电路在主供电电路初始供电时，通过第二充电电路输出测试电流至储能元件组，以对储能元件组进行充电，同时，过压检测电路和短路检测电路对各储能元件的短路和过压的状态进行检测，并反馈对应的检测信号至触发电路，当所有储能元件均未发生短路或者过流时，触发电路触发输出导通信号控制第一充电电路导通，储能元件组投入工作并与第一充电电路组合实现备用供电，与主供电点路形成冗余供电，当检测到任意一个储能元件发生短路或者过流时，触发电路触发输出关断信号控制第一充电电路关断，停止第一充电电路对储能元件组的充电，避免出现过压和短路问题，提高储能元件组的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的备用储能供电电路的第一种模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的备用储能供电电路的第二种模块结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的备用储能供电电路的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的车载设备的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型实施例的第一方面提出了一种备用储能供电电路100。

如图1所示，本实施例中，备用储能供电电路100包括：

多个串联连接的储能元件的储能元件组10，储能元件组10用于在主供电电路200无电源输出时放电，以提供第一预设时长的供电电源至用电设备300；

第一充电电路20，第一充电电路20的电源输入端与主供电电路200的电源端共接，第一充电电路20的电源输出端与储能元件组10的电源端连接，第一充电电路20用于在导通状态下将输入电源转换为充电电源，以对储能元件组 10进行充电；

第二充电电路30，第二充电电路30的电源输入端与主供电电路200的电源输出端连接，第二充电电路30的电源输出端与储能元件组10的电源端连接，第二充电电路30用于在主供电电路200初始放电时转换输出第二预设时长的测试电流至储能元件组10；

过压检测电路40，过压检测电路40分别与每一储能元件的电源端连接，并对每一储能元件进行过压检测并输出对应的过压检测信号；

短路检测电路50，短路检测电路50分别与每一储能元件的电源端连接，并对每一储能元件进行短路检测并输出对应的短路检测信号；

触发电路60，与过压检测电路40、短路检测电路50和第一充电电路20 分别连接，触发电路60用于在接收到表征储能元件短路或者过压的检测信号时触发关断第一充电电路20，以及在未接收到表征储能元件短路或者过压的检测信号时触发导通第一充电电路20。

本实施例中，用电设备300通过主供电电路200和储能元件组10冗余供电，即在正常情况下，主供电电路200将输入电源VIN转换为工作电源V1，同时，输入电源VIN经第一充电电路20转换为充电电源为储能元件组10充电，储能元件组10作为备用电源，在输入电源VIN掉电或者主供电电路200损坏时，储能元件组10放电，以提供第一预设时长的工作电源V1至用电设备300，保证用电设备300进行掉电前的数据处理工作，例如进行数据存储、数据写入、写出等操作。

为了保证储能元件组10在投入工作前未发生短路或者过压问题，保证其在后续冗余供电过程中正常工作，在初始上电时，第二充电电路30与用电设备 300同时接入主供电电路200的工作电源V1，同时，将输入的工作电源V1转换为测试电流输出至储能元件组10，第一充电电路20受控于触发电路60输出的控制信号，由于未接收到对应的控制信号，此时，第一充电电路20保持停止工作状态，无充电电源输出，测试电流持续第二预设时长，在此期间内，储能元件组10内部的各储能元件缓慢充电，同时，短路检测电路50和过压检测电路40分别对各储能元件的短路和过压的状态进行检测，并输出多路短路检测信号和过压检测信号至触发电路60，触发电路60则根据接收到的短路检测信号和过压检测信号对应触发输出控制信号至第一充电电路20。

其中，当所有储能元件均未发生短路或者过流时，触发电路60触发输出导通信号控制第一充电电路20导通，第一充电电路20转换输出充电电源至储能元件组10，储能元件组10投入工作并与第一充电电路20组合实现备用供电，与主供电点路形成冗余供电，当检测到任意一个储能元件发生短路或者过流时，触发电路60触发输出关断信号控制第一充电电路20关断，停止第一充电电路 20对储能元件组10的充电，避免出现过压和短路问题，提高储能元件组10的可靠性和安全性。

其中，测试电流小于充电电源输出至储能元件组10的充电电流，实现小电流短时测试，避免过充损坏各储能元件组10。

各储能元件可采用储能电池、法拉电容C11等结构，如图3所示，可选地，储能元件包括并联的电阻Rc和法拉电容C11，同时，各储能元件的个数可根据用电设备300的用电需求对应设置，具体个数不限。

第一充电电路20可采用与主供电电路200相同结构的开关电源电路，例如升降压电路，稳压电路等，具体结构不限。

第二充电电路30可采用具有延时关断的开关电路，具体结构不限。

短路检测电路50和过压检测电路40内可包括多组检测支路，以分别对各储能元件进行独立检测，避免干扰，其具体检测结构可根据储能元件组10对应设置。

触发电路60可采用受控通断的开关电路，还可包括对应的电平转换电路，具体结构根据短路检测电路50和过压检测电路40输出的电平信号，以及第二充电电路30所需的通断控制信号对应设置。

如图2所示，在一个实施例中，过压检测电路40包括多个过压检测支路 41，过压检测支路41与储能元件对应一一连接，每一过压检测支路41包括：

电压变换电路411，电压变换电路411与对应的储能元件的两端连接并将储能元件的端电压比例变换输出；

过压变换电路412，过压变换电路412与电压变换电路411的电源输出端连接，过压变换电路412用于将储能元件比例变换输出的端电压与预设参考电压V2进行比较，并输出对应的过压检测信号至触发电路60。

本实施例中，电压变换电路411将储能元件组10的两端电压进行差值变换，按照对应比例输出每一节的储能元件，其中，比例大小可根据检测需求进行设置，同时，端电压比例变换输出后，在过压变换电路412与预设参考电压V2 进行比较，以对储能元件的端电压进行过压检测，比较输出的高低电平代表储能元件的过压状态，正常状态，过压变换电路412输出高低电平的过压检测信号至触发电路60，以使触发电路60根据高低电平触发输出不同的控制信号。

同样，短路检测电路50包括多个短路检测支路51，短路检测支路51与储能元件对应一一连接并分别输出对应的短路检测信号至触发电路60，短路检测支路51分别对每一节储能元件的两端电压进行比较，当两端电压相同时，则表明储能元件发生短路，当两端电压的压差大于一定电压值，则表明储能元件未发生短路。

预设参考电压V2可由独立的电压源提供，或者由一连接至主供电电路200 的电源转换电路提供，具体结构不限，在一个实施例中，备用储能供电电路100 还包括：

参考电压发生电路70，参考电压发生电路70分别与过压变换电路412和主供电电路200电性连接，并为过压变换电路412提供预设参考电压V2。

参考电压发生电路70作为电源转换电路，在主供电电路200初始上电时，转换输出预设参考电压V2至过压变换电路412，以提供预设参考电压V2，其中，参考电压发生电路70可为稳压电路、降压电路等，预设参考电压V2可为 5V、2.5V等满足比较需求的电压。

如图3所示，在一个实施例中，每一电压变换电路411包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一运算放大器U1；

第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端分别与对应的储能元件的两端连接，第一电阻R1的第二端、第三电阻R3的第一端和第一运算放大器U1 的正相输入端互连，第二电阻R2的第二端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一运算放大器U1的输出端和第三电阻R3的第一端共接构成电压变换电路411的电源输出端。

本实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一运算放大器 U1组成电压跟随器，实现一比一实时输出每一节储能元件的电压。

请继续参阅图3，在一个实施例中，过压变换电路412包括第二运算放大器U2；

第二运算放大器U2的反相输入端与对应电压变换电路411的电压输出端连接，第二运算放大器U2的正相输入端用于输入预设参考电压V2，第二运算放大器U2的输出端构成过压变换电路412的信号输出端。

本实施例中，当储能元件的电压大于预设参考电压V2时，第二运算放大器U2输出为负，代表着该节储能元件发生过压，若储能元件电压小于预设参考电压V2，则第二运算放大器U2输出为正，代表着该节储能元件的电压在正常范围内，其他过压变换电路412中的第二运算放大器U2功能相同，第二运算放大器U2输出是开漏性质，各第二运算放大器U2可以并联在一起，只要任何一个第二运算放大器U2输出为低，则过压变换电路412输出为低，出现低电平也即代表着储能元件组10里面有储能元件出现过压。

请继续参阅图3，在一个实施例中，每一所述短路检测支路51还分别与所述参考电压发生电路70连接，每一短路检测支路51包括第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1和第一三极管Q1；

第四电阻R4的第一端和第一三极管Q1的发射极分别与对应的储能元件的两端连接，第四电阻R4的第二端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管 Q1的集电极、第五电阻R5的第一端和第一二极管D1的阳极共接，第五电阻 R5的第二端用于输入预设参考电压V2，第一二极管D1的阴极构成短路检测支路51的信号输出端。

本实施例中，预设参考电压V2作为上拉电压与第五电阻R5连接，第五电阻R5构成上拉电阻，如果第四电阻R4输入的电压高于第一三极管Q1的阈值开启电压，例如0.7V，则第一三极管Q1导通，第一二极管D1与第一三极管 Q1的集电极相连，其输入也为低，如果第四电阻R4的输入电压一直低于第一三极管Q1的阈值开启电压，则第一三极管Q1截止，第一二极管D1与第一三极管Q1的集电极、第五电阻R5相连，其输入为高。如果储能元件损坏，在定时测试电流充电控制时间段内，其电压上升不到阈值开启电压，则第四电阻R4 的输入电压一直低于阈值开启电压，使得第一二极管D1的输入为高。反之储能元件正常时，在定时测试电流充电控制时间段内可保证充到0.7V以上，第一二极管D1的输入为低。

因此，根据过压变换电路412的输出电平和短路检测支路51的输出电平，为了对应于检测需求，如图3所示，在一个实施例中，触发电路60还与参考电压发生电路70连接，触发电路60包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻 R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二二极管D2、第二三极管Q2和第三三极管Q3；

第六电阻R6的第一端、第七电阻R7的第一端和过压变换电路412的信号输出端共接，第七电阻R7的第二端与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管 Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极、第八电阻R8的第一端和第二二极管D2的阳极互连，第二二极管D2的阴极、第九电阻R9的第一端和第三三极管Q3的基极互连，第二三极管Q2、第三三极管Q3的发射极和第九电阻R9 的第二端接地，第三三极管Q3的集电极和第十电阻R10的第一端共接构成触发电路60的信号输出端，第六电阻R6的第二端、第八电阻R8的第二端和第十电阻R10的第二端均用于输入预设参考电压V2。

本实施例中，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二二极管D2 和第二三极管Q2构成过压判断电路，若过压变换电路412输出为低，第二三极管Q2截止，第二二极管D2与第二三极管Q2集电极、第八电阻R8相连，其第二二极管D2输入为高，也即代表着储能元件组10里面有电容出现过压。

第八电阻R8、第十电阻R10构成上拉电阻，短路检测支路51中的第一二极管D1与触发电路60中的第二二极管D2构成了或电路，其中，任意一个二极管输入为高时，则或电路输出为高，作为输入，高电平输出至由第九电阻R9、第三三极管Q3和第十电阻R10构成的电平反相电路，则电平反相电路的输出 EN为低，这时第一充电电路20使能为低，则关闭第一充电电路20，通过设置触发电路60，在任何一个储能元件出现短路或过压时，关闭第一充电电路20，提高供电可靠性。

请继续参阅图2，在一个实施例中，第二充电电路30包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、稳压管ZD1、第一电容C1、第四三极管Q4、第一场效应晶体管 Q5和第二场效应晶体管Q6；

第十一电阻R11的第一端和第一场效应晶体管Q5的漏极共接构成第二充电电路30的电源输入端，第十一电阻R11的第二端、稳压管ZD1的阴极和第一电容C1的第一端共接，第一电容C1的第二端、第十二电阻R12的第一端和第十三电阻R13的第二端共接，第十三电阻R13的第二端、第十四电阻R14 的第二端和第四三极管Q4的基极共接，稳压管ZD1的阳极、第十二电阻R12 的第二端、第十四电阻R14的第二端和第四三极管Q4的发射极均接地，第四三极管Q4的集电极和第十五电阻R15的第一端连接，第十五电阻R15的第二端、第一场效应晶体管Q5的栅极、第二场效应晶体管Q6的栅极和第十六电阻 R16的第一端共接，第一场效应晶体管Q5的源极、第十六电阻R16的第二端和第二场效应晶体管Q6的漏极共接，第二场效应晶体管Q6的源极构成第二充电电路30的电源输出端。

本实施例中，第十一电阻R11和稳压管ZD1产生固定电压，第一电容C1、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第四三极管Q4构成时间可调的开关控制电路，第十五电阻R15、第十六电阻R16、第一场效应晶体管Q5和第二场效应晶体管Q6构成功率受控部分。

当主供电电路200第一次放电时，稳压管ZD1产生的电压加在第一电容 C1和第十二电阻R12两端，第一电容C1和第十二电阻R12两端构成阻容电路，刚上电时，第一电容C1的电压不能突变，此时第四三极管Q4导通，第一场效应晶体管Q5和第二场效应晶体管Q6受控导通，工作电源V1对储能元件组10 进行充电。

第一电容C1逐渐充电，当第一电容C1充满电时，第四三极管Q4截止第一场效应晶体管Q5和第二场效应晶体管Q6断开，切断系统电源，储能元件组 10停止供电。

第二充电电路30仅会在系统上电时运行第二预设时长，第二预设时长可根据供电需求对应调节，例如设置为30s，因此若储能元件出现短路，也不会对系统电源造成持续的影响，提高了可靠性。

可以理解的是，如图3所示，当用电设备300中只有唯一电源输入端口时，为了避免电流回流至其他模块导致损坏，主供电电路200与储能放电电路之间需增设对应的单向导通电路，例如主供电电路200与第一充电电路20之间的第五二极管D5和第六二极管D6，同时，为了避免第一充电电路20、第二充电电路30和储能元件组10之间的电流回流，第一充电电路20、第二充电电路30 和储能元件组10还设置有第三二极管D3和第四二极管D4，提高电路安全性和工作可靠性。

本实用新型通过采用电阻、电容、三极管、二极管、运算放大器等元器件组成备用储能供电电路100，结构简单，成本低，同时，可根据储能元件的个数对应适配设置。

第一个实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4均为NPN三极管，第一场效应晶体管Q5和第二场效应晶体管Q6 均为PMOS管。

本实用新型还提出一种车载设备，该车载设备包括车载监控设备310、主供电电路200和至少一个备用储能供电电路100，该备用储能供电电路100的具体结构参照上述实施例，由于本车载设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，车载监控设备310的电源输入端分别与主供电电路200的电源输出端和至少一个备用储能供电电路100的电源输出端连接。

本实施例中，用电设备300为车载监控设备310，主供电电路200和备用供电电路冗余供电，其中，备用储能供电电路100可作为独立模组设置一个或者多个，起到冗余备电功能，任何一个模组出现异常时，不影响其他模组功能，提高了系统的健壮性。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种备用储能供电电路，其特征在于，包括：

多个串联连接的储能元件的储能元件组，所述储能元件组用于在主供电电路无电源输出时放电，以提供第一预设时长的供电电源至用电设备；

第一充电电路，所述第一充电电路的电源输入端与所述主供电电路的电源端共接，所述第一充电电路的电源输出端与所述储能元件组的电源端连接，所述第一充电电路用于在导通状态下将输入电源转换为充电电源，以对所述储能元件组进行充电；

第二充电电路，所述第二充电电路的电源输入端与所述主供电电路的电源输出端连接，所述第二充电电路的电源输出端与所述储能元件组的电源端连接，所述第二充电电路用于在所述主供电电路初始放电时转换输出第二预设时长的测试电流至所述储能元件组；

过压检测电路，所述过压检测电路分别与每一所述储能元件的电源端连接，并对每一所述储能元件进行过压检测并输出对应的过压检测信号；

短路检测电路，所述短路检测电路分别与每一所述储能元件的电源端连接，并对每一所述储能元件进行短路检测并输出对应的短路检测信号；

触发电路，与所述过压检测电路、所述短路检测电路和所述第一充电电路分别连接，所述触发电路用于在接收到表征所述储能元件短路或者过压的检测信号时触发关断所述第一充电电路，以及在未接收到表征所述储能元件短路或者过压的检测信号时触发导通所述第一充电电路。

2.如权利要求1所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述过压检测电路包括多个过压检测支路，所述过压检测支路与所述储能元件对应一一连接，每一所述过压检测支路包括：

电压变换电路，所述电压变换电路与对应的所述储能元件的两端连接并将所述储能元件的端电压比例变换输出；

过压变换电路，所述过压变换电路与所述电压变换电路的电源输出端连接，所述过压变换电路用于将所述储能元件比例变换输出的端电压与预设参考电压进行比较，并输出对应的过压检测信号至所述触发电路。

3.如权利要求2所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述备用储能供电电路还包括：

参考电压发生电路，所述参考电压发生电路分别与所述过压变换电路和所述主供电电路电性连接，并为所述过压变换电路提供预设参考电压。

4.如权利要求3所述的备用储能供电电路，其特征在于，每一所述电压变换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一运算放大器；

所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端分别与对应的所述储能元件的两端连接，所述第一电阻的第二端、所述第三电阻的第一端和所述第一运算放大器的正相输入端互连，所述第二电阻的第二端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端和所述第三电阻的第一端共接构成所述电压变换电路的电源输出端。

5.如权利要求4所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述过压变换电路包括第二运算放大器；

所述第二运算放大器的反相输入端与对应所述电压变换电路的电压输出端连接，所述第二运算放大器的正相输入端用于输入所述预设参考电压，所述第二运算放大器的输出端构成所述过压变换电路的信号输出端。

6.如权利要求5所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述短路检测电路包括多个短路检测支路，所述短路检测支路与所述储能元件对应一一连接并分别输出对应的短路检测信号至所述触发电路，每一所述短路检测支路还分别与所述参考电压发生电路连接；

每一所述短路检测支路包括：

第四电阻、第五电阻、第一二极管和第一三极管；

所述第四电阻的第一端和所述第一三极管的发射极分别与对应的所述储能元件的两端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极、所述第五电阻的第一端和所述第一二极管的阳极共接，所述第五电阻的第二端用于输入所述预设参考电压，所述第一二极管的阴极构成所述短路检测支路的信号输出端。

7.如权利要求6所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述触发电路还与所述参考电压发生电路连接，所述触发电路包括：

第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二二极管、第二三极管和第三三极管；

所述第六电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和所述过压变换电路的信号输出端共接，所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极、所述第八电阻的第一端和所述第二二极管的阳极互连，所述第二二极管的阴极、所述第九电阻的第一端和所述第三三极管的基极互连，所述第二三极管、所述第三三极管的发射极和所述第九电阻的第二端接地，所述第三三极管的集电极和所述第十电阻的第一端共接构成所述触发电路的信号输出端，所述第六电阻的第二端、所述第八电阻的第二端和所述第十电阻的第二端均用于输入所述预设参考电压。

8.如权利要求7所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述第二充电电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、稳压管、第一电容、第四三极管、第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；

所述第十一电阻的第一端和所述第一场效应晶体管的漏极共接构成所述第二充电电路的电源输入端，所述第十一电阻的第二端、所述稳压管的阴极和所述第一电容的第一端共接，所述第一电容的第二端、所述第十二电阻的第一端和所述第十三电阻的第二端共接，所述第十三电阻的第二端、所述第十四电阻的第二端和所述第四三极管的基极共接，所述稳压管的阳极、所述第十二电阻的第二端、所述第十四电阻的第二端和所述第四三极管的发射极均接地，所述第四三极管的集电极和所述第十五电阻的第一端连接，所述第十五电阻的第二端、所述第一场效应晶体管的栅极、所述第二场效应晶体管的栅极和所述第十六电阻的第一端共接，所述第一场效应晶体管的源极、所述第十六电阻的第二端和所述第二场效应晶体管的漏极共接，所述第二场效应晶体管的源极构成所述第二充电电路的电源输出端。

9.如权利要求1～8任意一项所述的备用储能供电电路，其特征在于，所述储能元件包括并联的电阻和法拉电容。

10.一种车载设备，其特征在于，包括车载监控设备、主供电电路和至少一个如权利要求1～9项所述的备用储能供电电路，所述车载监控设备的电源输入端分别与所述主供电电路的电源输出端和至少一个所述备用储能供电电路的电源输出端连接。

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