CN220440419U - 电源切换电路及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电源切换电路及车辆。电源切换电路包括切换模块,切换模块电连接于第一电源和第二电源之间,切换模块用于在导通时连通第一电源和第二电源,且在截止时隔断第一电源和第二电源;切换使能模块,电连接切换模块,用于控制切换模块,且切换使能模块导通时,切换模块导通,切换使能模块截止时,切换模块截止;处理器,用于在第一电源和第二电源无故障的情况下,以及在第一电源和第二电源至少一者短路的情况下,控制切换使能模块截止;在第一电源和第二电源其中一者开路的情况下,控制切换使能模块导通。根据本申请实施例,能够在其中一个电源出现故障的情况下,利用无故障的电源为故障电源连接的负载供电。
Description
技术领域
本申请涉及电源控制技术领域,具体涉及一种电源切换电路及车辆。
背景技术
例如在汽车电子控制器中,为了实现系统的安全性,可使用两个蓄电池给不同的负载供电。然而在其中一路蓄电池出现故障的情况下,出现故障的蓄电池无法为其连接的负载供电,从而影响负载工作。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电源切换电路及车辆,能够在其中一个电源出现故障的情况下,利用无故障的电源为故障电源连接的负载供电。
第一方面,本申请实施例提供一种电源切换电路,包括切换模块,切换模块电连接于第一电源和第二电源之间,切换模块用于在导通时连通第一电源和第二电源,且在截止时隔断第一电源和第二电源;切换使能模块,电连接切换模块,用于控制切换模块,且切换使能模块导通时,切换模块导通,切换使能模块截止时,切换模块截止;处理器,用于在第一电源和第二电源无故障的情况下,以及在第一电源和第二电源至少一者短路的情况下,控制切换使能模块截止;在第一电源和第二电源其中一者开路的情况下,控制切换使能模块导通。
在第一方面一种可能的实施例中,电源切换电路还包括:
第一电压采集模块,用于采集第一电源的第一电压;
第二电压采集模块,用于采集第二电源的第二电压;
处理器用于根据第一电压,确定第一电源是否出现故障,且根据第二电压,确定第二电源是否出现故障。
在第一方面一种可能的实施例中,电源切换电路还包括:
诊断模块,用于在第一电源出现故障的情况下,与第二电源、第一电压采集模块形成第一回路,在第二电源出现故障的情况下,与第一电源、第二电压采集模块形成第二回路;
处理器用于根据第一电压采集模块在第一回路采集的电压,确定第一电源短路或开路,根据第二电压采集模块在第二回路的采集电压,确定第二电源短路或开路。
在第一方面一种可能的实施例中,切换模块包括第一晶体管和第二晶体管,第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极电连接切换使能模块,第一晶体管的源极电连接第一电源的正极,第一晶体管的漏极电连接第二晶体管的漏极,第二晶体管的源极电连接第二电源的正极。
在第一方面一种可能的实施例中,电源切换电路还包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第一三极管;
第一电阻和第二电阻串联于第一二极管的正极与接地端之间,第一二极管的负极电连接第一电源的正极,第一三极管的基极电连接第一电阻和第二电阻的连接点,第一三极管的发射极电连接第一二极管的正极,第一三极管的集电极电连接第一晶体管的栅极;第一三极管为NPN型三极管。
在第一方面一种可能的实施例中,电源切换电路还包括第三电阻、第四电阻和第二二极管中的至少一者;
第三电阻电连接于第一晶体管的栅极及其源极之间,第四电阻电连接于第一晶体管的栅极与切换使能模块之间,第二二极管的正极电连接第一晶体管的源极,第二二极管的负极电连接第一晶体管的栅极。
在第一方面一种可能的实施例中,电源切换电路还包括第五电阻、第六电阻、第三二极管和第二三极管;
第五电阻和第六电阻串联于第三二极管的正极与接地端之间,第三二极管的负极电连接第二电源的正极,第二三极管的基极电连接第五电阻和第六电阻的连接点,第二三极管的发射极电连接第三二极管的正极,第二三极管的集电极电连接第二晶体管的栅极;第二三极管为NPN型三极管。
在第一方面一种可能的实施例中,电源切换电路还包括第七电阻、第八电阻和第四二极管中的至少一者;
第七电阻电连接于第二晶体管的栅极及其源极之间,第八电阻电连接于第二晶体管的栅极与切换使能模块之间,第四二极管的正极电连接第二晶体管的源极,第四二极管的负极电连接第二晶体管的栅极。
在第一方面一种可能的实施例中,第一电压采集模块包括第一开关电路、第九电阻、第十电阻和第一电容;
第一开关电路的输入端电连接第一电源的正极,第一开关电路的控制端接收第一控制信号,第九电阻和第十电阻串联于第一开关电路的输出端与接地端之间,第一电容电连接于第九电阻和第十电阻的连接点与接地端之间,第九电阻和第十电阻的连接点电连接处理器。
在第一方面一种可能的实施例中,第二电压采集模块包括第二开关电路、第十一电阻、第十二电阻和第二电容;
第二开关电路的输入端电连接第二电源的正极,第二开关电路控制端接收第二控制信号,第十一电阻和第十二电阻串联于第二开关电路的输出端与接地端之间,第二电容电连接于第十一电阻和第十二电阻的连接点与接地端之间,第十一电阻和第十二电阻的连接点电连接处理器。
在第一方面一种可能的实施例中,诊断模块包括第三开关电路、第十三电阻、第四开关电路和第十四电阻;
第三开关电路的输入端电连接第一电源的正极,第三开关电路的输出端通过第十三电阻电连接第二电源的正极,第三开关电路的控制端接收第三控制信号;
第四开关电路的输入端电连接第二电源的正极,第四开关电路的输出端通过第十四电阻电连接第一电源的正极,第四开关电路的控制端接收第四控制信号。
在第一方面一种可能的实施例中,切换使能模块包括第五开关电路、电荷泵、第五二极管和第六二极管;
第五开关电路的输入端电连接电荷泵的输出端,第五开关电路的输出端电连接切换模块的控制端,第五开关电路的控制端接收第五控制信号;
第五二极管的正极电连接第二电源的正极,第五二极管的负极电连接电荷泵的输入端;
第六二极管的正极电连接第一电源的正极,第六二极管的负极电连接电荷泵的输入端。
在第一方面一种可能的实施例中,切换使能模块、第一电压采集模块、第二电压采集模块和诊断模块中的至少一者包括开关电路,开关电路包括第三三极管、第四三极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻;
第三三极管的基极通过第十七电阻接收控制信号,第三三极管的发射极电连接接地端,第十八电阻电连接于第三三极管的基极及其发射极之间;
第四三极管的基极通过第十六电阻电连接第三三极管的集电极,第十五电阻电连接于第四三极管的基极及其发射极之间;
第四三极管的发射极作为开关电路的输入端,第四三极管的集电极作为开关电路的输出端。
第二方面,本申请实施例提供一种车辆,包括如第一方面任意一项实施方式的电源切换电路。
根据本申请实施例提供的电源切换电路及车辆,一方面,在第一电源和第二电源无故障时,第一电源和第二电源均可以正常工作,处理器控制切换使能模块截止,进而控制切换模块截止,使得第一电源和第二电源分别向其各自向对应的负载提供电压,使得第一电源和第二电源可处于相互隔离状态。另一方面,在第一电源和第二电源至少一者短路的情况下,处理器控制切换使能模块截止,进而控制切换模块截止,使得第一电源和第二电源也可处于相互隔离状态,从而可避免短路的电源造成正常的电源也短路,进而可避免整体无法工作的情况出现。又一方面,在第一电源和第二电源其中一者开路的情况下,处理器控制切换使能模块导通,进而控制切换模块导通,如此可利用另一个电源为开路状态的电源所连接的负载供电,从而使得整个系统能正常工作。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征,附图并未按照实际的比例绘制。
图1示出本申请实施例提供的电源切换电路的一种结构示意图;
图2示出本申请实施例提供的电源切换电路的另一种结构示意图;
图3示出本申请实施例提供的电源切换电路的又一种结构示意图;
图4示出本申请实施例提供的电源切换电路中开关电路的一种结构示意图;
图5示出本申请实施例提供的电源切换电路的又一种结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本申请进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请,并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
需要说明的是,当一个元件被表述“连接”或“电连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在本申请中能进行各种修改和变化,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而,本申请意在覆盖落入所对应权利要求(要求保护的技术方案)及其等同物范围内的本申请的修改和变化。需要说明的是,本申请实施例所提供的实施方式,在不矛盾的情况下可以相互组合。
图1示出本申请实施例提供的电源切换电路的一种结构示意图。如图1所示,电源切换电路可包括切换模块11、切换使能模块12和处理器13。
切换模块11电连接于第一电源21和第二电源22之间。切换模块11电连接于第一电源11的正极和第二电源22的正极之间。第一电源11的负极和第二电源22的负极可电连接接地端。
第一电源21和第二电源22可各自电连接不同的负载,进而第一电源21和第二电源22可用于向不同的负载供电。第一电源21可包括第一蓄电池,第二电源22可包括第二蓄电池。
切换使能模块12电连接切换模块11。切换使能模块12可用于控制切换模块11导通或关断。例如,切换使能模块12导通时,可控制切换模块11导通,切换使能模块12截止时,可控制切换模块11截止。
处理器13可用于在第一电源21和第二电源22无故障的情况下,以及在第一电源21和第二电源22至少一者短路的情况下,控制切换使能模块12截止;在第一电源21和第二电源22其中一者开路的情况下,控制切换使能模块12导通。
根据本申请实施例提供的电源切换电路,一方面,在第一电源21和第二电源22无故障时,第一电源21和第二电源22均可以正常工作,处理器13控制切换使能模块12截止,进而控制切换模块11截止,使得第一电源21和第二电源22分别向其各自向对应的负载提供电压,使得第一电源21和第二电源22可处于相互隔离状态。另一方面,在第一电源21和第二电源22至少一者短路的情况下,处理器13控制切换使能模块12截止,进而控制切换模块11截止,使得第一电源21和第二电源22也可处于相互隔离状态,从而可避免短路的电源造成正常的电源也短路,进而可避免整体无法工作的情况出现。又一方面,在第一电源21和第二电源22其中一者开路的情况下,处理器13控制切换使能模块12导通,进而控制切换模块11导通,如此可利用另一个电源为开路状态的电源所连接的负载供电,从而使得整个系统能正常工作。
另外,本申请实施例中,切换使能模块12可电连接第一电源21和第二电源22,在切换使能模块12导通的情况下,可利用第一电源21和第二电源22其中一者的电压,来驱动切换模块11导通,如此一来,可不必设置额外的电源,有利于降低成本。
示例性的,处理器13可包括微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)。
在一些实施例中,如图2所示,电源切换电路还可以包括第一电压采集模块141和第二电压采集模块142。第一电压采集模块141可用于采集第一电源21的第一电压,且可将采集的第一电压反馈至处理器13。第二电压采集模块142可用于采集第二电源22的第二电压,且可将采集的第二电压反馈至处理器13。
处理器13可用于根据第一电压,确定第一电源21是否出现故障,且根据第二电压,确定第二电源22是否出现故障。
示例性的,第一电压采集模块141可周期性的采集第一电压,第二电压采集模块142可周期性的采集第二电源22的第二电压。
处理器13可通过判断第一电压和/或第二电压是否为0V,判断第一电源和/或第二电源是否出现故障。
例如,第一电源21和第二电源22为车载蓄电池,蓄电池的额定电压可为12V,正常工作电压范围可为9-16V。当第一电压或第二电压为0V时,所采集的电压超出正常电压范围且为0V,则可认为电源处于故障状态。
根据本申请实施例,通过设置第一电压采集模块和第二电压采集模块,可通过所采集的电压,实现对电源是否处于故障状态的确定。
在一些实施例中,如图2所示,电源切换电路还可包括诊断模块15。诊断模块15可用于在第一电源21出现故障的情况下,与第二电源22、第一电压采集模块141形成第一回路,在第二电源22出现故障的情况下,与第一电源21、第二电压采集模块142形成第二回路。
处理器13可用于根据第一电压采集模块141在第一回路采集的电压,来确定第一电源21是短路还是开路,根据第二电压采集模块142在第二回路采集的电压,来确定第二电源22是短路还是开路。
根据本申请实施例,可实现电源具体故障状态的确定。
发明人研究发现,切换模块采用继电器,以车载蓄电池为例,通常蓄电池提供给整车的电流比较大,而继电器允许通过的电流较小,不适合大功率应用。另外,继电器的导通内阻较大,发热功率也较大。并且继电器是机械结构件,自身存在机械寿命的要求,对切换次数有要求。
在一些实施例中,如图3所示,切换模块11可包括第一晶体管Q1和第二晶体管Q2。第一晶体管Q1的栅极和第二晶体管Q2的栅极电连接切换使能模块12,第一晶体管Q1的源极电连接第一电源21的正极,第一晶体管Q1的漏极电连接第二晶体管Q2的漏极,第二晶体管Q2的源极电连接第二电源22的正极。
相对于继电器,晶体管可通过较大的电流,且晶体管的内阻较小,不会引起较大的发热功率。另外晶体管是电子器件,对导通与截止之间的切换次数没有要求,从而可提供电路可靠性。
发明人还发现,晶体管内部有寄生体二极管,单个晶体管无法做到第一电源和第二电源之间的双向隔离。本申请实施例中,切换模块11由两个晶体管组成,两个晶体管的漏极连接,形成类似背靠背的连接方式,从而实现第一电源和第二电源之间的双向隔离。
示例性的,第一晶体管Q1和第二晶体管Q2可均为N型的金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。
在一些实施例中,如图3所示,电源切换电路还可包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和第一三极管T1。
第一电阻R1和第二电阻R2串联于第一二极管D1的正极与接地端GND之间,第一二极管D1的负极电连接第一电源21的正极,第一三极管T1的基极电连接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点P1,第一三极管T1的发射极电连接第一二极管D1的正极,第一三极管T1的集电极电连接第一晶体管Q1的栅极。第一三极管T1为NPN型三极管。
例如第一电源21包括蓄电池1,当蓄电池1反接时,UB1为0V、接地端GND为蓄电池1的电压,第一电阻R1和第二电阻R2的分压使第一三极管T1处于导通状态,将第一晶体管Q1的栅极和源极间的电压稳定为第一二极管D1的正向导通电压,此电压小于第一晶体管Q1的开启电压,保证第一晶体管Q1处于关闭状态,从而保证电路不会因蓄电池1反接造成烧毁状态。当蓄电池1正常连接时,蓄电池1正常工作,第一三极管T1可处于截止状态。
和/或,电源切换电路还可包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二二极管D2中的至少一者。第三电阻R3电连接于第一晶体管Q1的栅极及其源极之间,第四电阻R4电连接于第一晶体管Q1的栅极与切换使能模块12之间,第二二极管D2的正极电连接第一晶体管Q1的源极,第二二极管D2的负极电连接第一晶体管Q1的栅极。
如上文介绍的,第一晶体管Q1可为N型MOSFET。第三电阻R3可作为泄放电阻,保证第一晶体管Q1的栅极电压可以快速泄放。第四电阻R4连接第一晶体管Q1的栅极,可调整第一晶体管Q1的开启关闭速度。第二二极管D2为保护二极管,可保证第一晶体管Q1的栅极不超过额定电压。
和/或,电源切换电路还可包括第五电阻R5、第六电阻R6、第三二极管D3和第二三极管T2。
第五电阻R5和第六电阻R6串联于第三二极管D3的正极与接地端GND之间,第三二极管D3的负极电连接第二电源22的正极,第二三极管T2的基极电连接第五电阻R5和第六电阻R6的连接点P2,第二三极管T2的发射极电连接第三二极管D3的正极,第二三极管T2的集电极电连接第二晶体管Q2的栅极。第二三极管T2为NPN型三极管。
例如第二电源22包括蓄电池2,当蓄电池2反接时,UB2为0V、接地端GND为蓄电池2的电压,第五电阻R5和第六电阻R6的分压使第二三极管T2处于导通状态,将第二晶体管Q2的栅极和源极间的电压稳定为第三二极管D3的正向导通电压,此电压小于第一晶体管Q1的开启电压,保证第二晶体管Q2处于关闭状态,从而保证电路不会因蓄电池1反接造成烧毁状态。当蓄电池2正常连接时,蓄电池2正常工作,第二三极管T2可处于截止状态。
和/或,电源切换电路还包括第七电阻R7、第八电阻R8和第四二极管D4中的至少一者。
第七电阻R7电连接于第二晶体管Q2的栅极及其源极之间,第八电阻R8电连接于第二晶体管Q2的栅极与切换使能模块12之间,第四二极管D4的正极电连接第二晶体管Q2的源极,第四二极管D4的负极电连接第二晶体管Q2的栅极。
如上文介绍的,第二晶体管Q2可为N型MOSFET。第七电阻R7可作为泄放电阻,保证第二晶体管Q2的栅极电压可以快速泄放。第八电阻R8连接二晶体管Q2的栅极,可调整第二晶体管Q2的开启关闭速度。第四二极管D4为保护二极管,可保证第二晶体管Q2的栅极不超过额定电压。
在一些实施例中,如图3所示,第一电压采集模块141可包括第一开关电路1、第九电阻R9、第十电阻R10和第一电容C1。
第一开关电路1的输入端电连接第一电源21的正极,第一开关电路1的控制端接收第一控制信号1,第九电阻R9和第十电阻R10串联于第一开关电路1的输出端与接地端GND之间,第一电容C1电连接于第九电阻R9和第十电阻R10的连接点P3与接地端GND之间,第九电阻R9和第十电阻R10的连接点P3电连接处理器13。
例如第一电源21包括蓄电池1。采集蓄电池1电压UB1时,处理器13可发送第一控制信号1打开第一开关电路1,通过第九电阻R9和第十电阻R10对蓄电池1的电压UB1进行分压处理,然后通过滤波电容C1对分压后的电压进行滤波,处理器13可对滤波后的电压信进行模数(AD)转换处理,形成电压回采信号1=UB1*R10/(R9+R10)。当整个系统不工作时,第一控制信号1可为高阻态,控制第一开关电路1处于断开状态,蓄电池1与第九电阻R9和第十电阻R10中没有回路,可减少蓄电池1静态电流消耗。
第二电压采集模块142可包括第二开关电路2、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第二电容C2。
第二开关电路2的输入端电连接第二电源22的正极,第二开关电路2的控制端接收第二控制信号2,第十一电阻R11和第十二电阻R12串联于第二开关电路2的输出端与接地端GND之间,第二电容C2电连接于第十一电阻R11和第十二电阻R12的连接点P4与接地端GND之间,第十一电阻R11和第十二电阻R12的连接点P4电连接处理器13。
例如第二电源22包括蓄电池1。采集蓄电池2电压UB2时,处理器13可发送第二控制信号2打开第二开关电路2,通过第十一电阻R11和第十二电阻R12对蓄电池2的电压UB2进行分压处理,然后通过滤波电容C2对分压后的电压进行滤波,处理器13可对滤波后的电压信进行模数(AD)转换处理,形成电压回采信号2=UB2*R12/(R11+R12)。当整个系统不工作时,第二控制信号2可为高阻态,控制第二开关电路2处于断开状态,蓄电池2与第十一电阻R11和第十二电阻R12中没有回路,可减少蓄电池2静态电流消耗。
在一些实施例中,如图3所示,诊断模块15可包括第三开关电路3、第十三电阻R13、第四开关电路4和第十四电阻R14。
第三开关电路3的输入端电连接第一电源21的正极,第三开关电路3的输出端通过第十三电阻R13电连接第二电源22的正极,第三开关电路3的控制端接收第三控制信号3。
第四开关电路4的输入端电连接第二电源22的正极,第四开关电路4的输出端通过第十四电阻R14电连接第一电源21的正极,第四开关电路4的控制端接收第四控制信号4。
诊断模块15可用于诊断故障状态的电源是开路还是短路。
处理器13可周期性采集电压回采信号1,并通过判断电压回采信号1是否为0V,判断蓄电池1是否出现故障。
处理器13可周期性采集电压回采信号2,并通过判断电压回采信号2是否为0V,判断蓄电池2是否出现故障。
当处理器13采集到电压回采信号1为0V时,处理器13可将第四控制信号4置高,从而打开第四开关电路4,将蓄电池2、第四开关电路4、电阻R14、第一开关电路1、电阻R9、电阻R10形成回路。
蓄电池1故障为开路时,处理器13采集到的电压回采信号1=UB2*R10/(R14+R9+R10)。
蓄电池1故障为短路时,处理器13采集到的电压回采信号1为0V。
因此通过判断电压回采信号1的电压范围,即可区分出蓄电池1的开路或短路故障。
当处理器13采集到电压回采信号2为0V时,处理器13可将第三控制信号3置高,从而打开第三开关电路3,将蓄电池1、开关电路3、电阻R13、第二开关电路2、电阻R11、电阻R12形成回路。
蓄电池2故障为开路时,处理器13采集到的电压回采信号2=UB1*R112/(R13+R11+R12)。
蓄电池2故障为短路时,处理器采集到的电压回采信号2为0V
因此通过判断电压回采信号2的电压范围,即可区分出蓄电池2的开路或短路故障。
在一些实施例中,如图3所示,切换使能模块12包括第五开关电路5、电荷泵、第五二极管D5和第六二极管D6。
第五开关电路5的输入端电连接电荷泵的输出端,第五开关电路5的输出端电连接切换模块11的控制端,第五开关电路5的控制端接收第五控制信号5。第五二极管D5的正极电连接第二电源22的正极,第五二极管D5的负极电连接电荷泵的输入端。第六二极管D6的正极电连接第一电源21的正极,第六二极管D6的负极电连接电荷泵的输入端。
示例性的,第五开关电路5的输出端可通过第四电阻R4电连接第一晶体管Q1的栅极,第五开关电路5的输出端可通过第八电阻R8电连接第二晶体管Q2的栅极。
蓄电池1通过二极管D6、蓄电池2通过二极管D5同时向电荷泵供电,保证在任何一个蓄电池出现故障时,还有另一个蓄电池可以给电荷泵供电,保证电荷泵正常工作。电荷泵的输出通过第五开关电路5提供给切换开关电路。电荷泵可产生大约电源电压2倍的驱动电压,从而控制切换模块11中两个晶体管的通断。
当诊断出蓄电池1或蓄电池2短路时,处理器可将第五控制信号5置低,关闭第五控制电路5,从而使切换模块11中的两个晶体管截止。
当诊断出蓄电池1或蓄电池2开路时,处理器可将第五控制信号5置高,开启第五控制电路5,从而使切换模块11中的两个晶体管导通。
切换使能模块12、第一电压采集模块141、第二电压采集模块142和诊断模块15中的至少一者可包括开关电路。
如上文实施例中,切换使能模块12、第一电压采集模块141、第二电压采集模块142和诊断模块15均包括开关电路,为了区分各个开关电路,第一电压采集模块141中的开关电路称为第一开关电路,第二电压采集模块142中的开关电路称为第二开关电路,诊断模块15中的开关电路称为第三开关电路和第四开关电路,切换使能模块12中的开关电路称为第五开关电路。这些开关电路的拓扑结构可以是相同的。
如图4所示,开关电路可包括第三三极管T3、第四三极管T4、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18。
第三三极管T3的基极通过第十七电阻R17接收控制信号,第三三极管T3的发射极电连接接地端,第十八电阻R18电连接于第三三极管T3的基极及其发射极之间。第四三极管T4的基极通过第十六电阻R16电连接第三三极管T3的集电极,第十五电阻R15电连接于第四三极管T4的基极及其发射极之间。第四三极管T4的发射极作为开关电路的输入端,第四三极管T4的集电极作为开关电路的输出端。
第三三极管T3可为NPN型三极管,电阻R15和电阻R16作为第三三极管T3对应的匹配电阻。第四三极管T4可为PNP型晶体管,电阻R17和电阻R18作为第四三极管T4对应的匹配电阻。
第四三极管T4的发射极是电源输入,第四三极管T4的集电极是电源输出。
处理器13输出控制信号为高电平时,开启第三三极管T3和第四三极管T4,使开关电路的输出端可输出电压。处理器输出控制信号为低电平时,关闭第三三极管T3和第四三极管T4,使开关电路停止输出电压。
为了从整体上更清楚的理解第一开关电路至第五开关电路,请参考图5,且为了区分各个开关电路中的器件,图5中用不同标号标记了不同开关电路中的电阻及三极管。各个开关电路中各器件的具体连接关系参见图5,这里不再赘述。
基于相同的发明构思,本申请实施例还提供一种车辆,包括如上述任一项实施例所述的电源切换电路。本申请实施例的车辆包括上述任一项实施例所述的电源切换电路的有益效果,这里不在详细赘述。
需要说明的是,在以上各图所示的实施例中,电阻的表现形态为单独的一个电阻,电容的表现形态为单一的电容。在其他实施例中,电阻还可以是串联、并联或混联电阻的集成,电容还可以是串联、并联或混联电容的集成。可以根据实际需求设置各个器件的具体参数,本申请对此不作限定。
本申请所述的电连接,可以是直接连接,即两元器件之间的连接,也可以是间接连接,即两元器件之间可以通过一个或多个元件形成间接连接。
依照本申请如上文所述的实施例,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该申请仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本申请的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本申请以及在本申请基础上的修改使用。本申请仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种电源切换电路,其特征在于,包括:
切换模块,所述切换模块电连接于第一电源和第二电源之间,所述切换模块用于在导通时连通所述第一电源和所述第二电源,且在截止时隔断所述第一电源和所述第二电源;
切换使能模块,电连接所述切换模块,用于控制所述切换模块,且所述切换使能模块导通时,所述切换模块导通,所述切换使能模块截止时,所述切换模块截止;
处理器,用于在所述第一电源和所述第二电源无故障的情况下,以及在所述第一电源和所述第二电源至少一者短路的情况下,控制所述切换使能模块截止;在所述第一电源和所述第二电源其中一者开路的情况下,控制所述切换使能模块导通。
2.根据权利要求1所述的电源切换电路,其特征在于,所述电源切换电路还包括:
第一电压采集模块,用于采集所述第一电源的第一电压;
第二电压采集模块,用于采集所述第二电源的第二电压;
所述处理器用于根据所述第一电压,确定所述第一电源是否出现故障,且根据所述第二电压,确定所述第二电源是否出现故障。
3.根据权利要求2所述的电源切换电路,其特征在于,所述电源切换电路还包括:
诊断模块,用于在所述第一电源出现故障的情况下,与所述第二电源、所述第一电压采集模块形成第一回路,在所述第二电源出现故障的情况下,与所述第一电源、所述第二电压采集模块形成第二回路;
所述处理器用于根据所述第一电压采集模块在所述第一回路采集的电压,确定所述第一电源短路或开路,根据所述第二电压采集模块在所述第二回路的采集电压,确定所述第二电源短路或开路。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电源切换电路,其特征在于,所述切换模块包括第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极电连接所述切换使能模块,所述第一晶体管的源极电连接所述第一电源的正极,所述第一晶体管的漏极电连接所述第二晶体管的漏极,所述第二晶体管的源极电连接所述第二电源的正极。
5.根据权利要求4所述的电源切换电路,其特征在于,所述电源切换电路还包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第一三极管;
所述第一电阻和所述第二电阻串联于所述第一二极管的正极与接地端之间,所述第一二极管的负极电连接所述第一电源的正极,所述第一三极管的基极电连接所述第一电阻和所述第二电阻的连接点,所述第一三极管的发射极电连接所述第一二极管的正极,所述第一三极管的集电极电连接所述第一晶体管的栅极;所述第一三极管为NPN型三极管;
和/或,所述电源切换电路还包括第三电阻、第四电阻和第二二极管中的至少一者;
所述第三电阻电连接于所述第一晶体管的栅极及其源极之间,所述第四电阻电连接于所述第一晶体管的栅极与所述切换使能模块之间,所述第二二极管的正极电连接所述第一晶体管的源极,所述第二二极管的负极电连接所述第一晶体管的栅极;
和/或,所述电源切换电路还包括第五电阻、第六电阻、第三二极管和第二三极管;
所述第五电阻和所述第六电阻串联于所述第三二极管的正极与接地端之间,所述第三二极管的负极电连接所述第二电源的正极,所述第二三极管的基极电连接所述第五电阻和所述第六电阻的连接点,所述第二三极管的发射极电连接所述第三二极管的正极,所述第二三极管的集电极电连接所述第二晶体管的栅极;所述第二三极管为NPN型三极管;
和/或,所述电源切换电路还包括第七电阻、第八电阻和第四二极管中的至少一者;
所述第七电阻电连接于所述第二晶体管的栅极及其源极之间,所述第八电阻电连接于所述第二晶体管的栅极与所述切换使能模块之间,所述第四二极管的正极电连接所述第二晶体管的源极,所述第四二极管的负极电连接所述第二晶体管的栅极。
6.根据权利要求2-3任一项所述的电源切换电路,其特征在于,所述第一电压采集模块包括第一开关电路、第九电阻、第十电阻和第一电容;
所述第一开关电路的输入端电连接所述第一电源的正极,所述第一开关电路的控制端接收第一控制信号,所述第九电阻和所述第十电阻串联于所述第一开关电路的输出端与接地端之间,所述第一电容电连接于所述第九电阻和所述第十电阻的连接点与接地端之间,所述第九电阻和所述第十电阻的连接点电连接所述处理器;
所述第二电压采集模块包括第二开关电路、第十一电阻、第十二电阻和第二电容;
所述第二开关电路的输入端电连接所述第二电源的正极,所述第二开关电路控制端接收第二控制信号,所述第十一电阻和所述第十二电阻串联于所述第二开关电路的输出端与接地端之间,所述第二电容电连接于所述第十一电阻和所述第十二电阻的连接点与接地端之间,所述第十一电阻和所述第十二电阻的连接点电连接所述处理器。
7.根据权利要求3所述的电源切换电路,其特征在于,所述诊断模块包括第三开关电路、第十三电阻、第四开关电路和第十四电阻;
所述第三开关电路的输入端电连接所述第一电源的正极,所述第三开关电路的输出端通过所述第十三电阻电连接所述第二电源的正极,所述第三开关电路的控制端接收第三控制信号;
所述第四开关电路的输入端电连接所述第二电源的正极,所述第四开关电路的输出端通过所述第十四电阻电连接所述第一电源的正极,所述第四开关电路的控制端接收第四控制信号。
8.根据权利要求1-3任一项所述的电源切换电路,其特征在于,所述切换使能模块包括第五开关电路、电荷泵、第五二极管和第六二极管;
所述第五开关电路的输入端电连接所述电荷泵的输出端,所述第五开关电路的输出端电连接所述切换模块的控制端,所述第五开关电路的控制端接收第五控制信号;
所述第五二极管的正极电连接所述第二电源的正极,所述第五二极管的负极电连接所述电荷泵的输入端;
所述第六二极管的正极电连接所述第一电源的正极,所述第六二极管的负极电连接所述电荷泵的输入端。
9.根据权利要求3所述的电源切换电路,其特征在于,所述切换使能模块、所述第一电压采集模块、所述第二电压采集模块和所述诊断模块中的至少一者包括开关电路,所述开关电路包括第三三极管、第四三极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻;
所述第三三极管的基极通过所述第十七电阻接收控制信号,所述第三三极管的发射极电连接接地端,所述第十八电阻电连接于所述第三三极管的基极及其发射极之间;
所述第四三极管的基极通过所述第十六电阻电连接所述第三三极管的集电极,所述第十五电阻电连接于所述第四三极管的基极及其发射极之间;
所述第四三极管的发射极作为所述开关电路的输入端,所述第四三极管的集电极作为所述开关电路的输出端。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的电源切换电路。
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