一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，该主备电切换电路包括：主电输入模块、ACC输入模块、微控制单元MCU模块和其余功能模块；主电输入模块用于通过带有升压型DC

【技术实现步骤摘要】
一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路


[0001]本技术涉及车载供电
，尤其涉及一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路。

技术介绍

[0002]在车载终端中，一般内置有备用电池，该内置备用电池一般用于车辆主电突然掉电或欠压时，能支持终端记录上报掉电瞬间及掉电后一段时间内车辆状态数据的供电需求，方便后续对事故现场的还原及分析。车载终端在不同工作状态下的工作电流大小是不同的，一般以ACC(Accessory)作为开关信号，当ACC ON时，终端处于正常工作情况下，平均电流约200mA左右，最大电流可能达到2～3A，而ACC OFF时，终端处于休眠时，工作电流一般要求≤3mA。
[0003]主电供电方案如图1所示，采用一个MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)供电，主电输入信号通过DC
‑
DC转换器转为5V，然后通过LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)转为3.3V给MCU供电，MCU可以通过AD检测主电，通过IO口检测ACC输入，同时也可以通过输出IO控制终端内其余IC的电源。当ACC OFF时，将图1中开关断开，对其余功耗比较高的芯片进行断电操作，且该MCU自身也处于低功耗甚至休眠状态，从而达到满足休眠电流≤3mA的要求；当ACC ON时，MCU控制将开关闭合，终端内所有芯片的都处于正常工作状态。
[0004]此外，还有单节锂电池备电方案，如图2所示，在图1主体电源框架保持不变的情况下，增加锂电池充放电电路、一路AD检测电路。单节锂电池充满电情况下为4.2V，在主电没掉电时，DC
‑
DC输出电压为5V，因此D1不会导通，锂电池不工作。当主电掉电时，5V电源开始下降到低于锂电池电压时，二极管D1导通，锂电池开始供电。当主电恢复供电时，由于DC
‑
DC会将5V电源的电压提高到5V，当5V电源电压高于锂电池电压时，二极管D1反向截至，锂电池停止工作。因此该方案可以实现主电24V与内置单节锂电池电源自动切换的需求。
[0005]上述现有技术存在如下技术问题：
[0006](1)该方案要求锂电池最低工作电压3.7V，但锂电池可以放电放到3.0V。这样锂电池大量电荷都没释放出来。存在着能量的浪费。由于二极管D1的压降一般为0.3V左右，而LDO的最小dropout压降为0.1V左右。如果需要MCU(或其他3.3V工作的芯片)保持在3.3V的话。那么锂电池工作的最低电压为3.7V左右。而对于锂电池而言，可以放电到3.0V左右。
[0007](2)当锂电池电压低于3.7V后，MCU检测锂电池的电压会出现错误。MCU的电源达不到3.3V。而MCU的ADC参考电压一般是3.3V。当ADC参考电压低于3.3V时，MCU通过AD采集锂电池电压的值也会出现错误，因此MCU无法判定锂电池是否真正低于3.7V。
[0008](3)当锂电池欠压(约3.0V左右)时，会出现MCU反复复位重启的情况，直到锂电池的完全放光为止。在终端反复重启时，可能会造成存储芯片(EEPROM、FRAM或Flash等)误写的情况，导致终端工作状态异常。
[0009]这里的锂电池电压也是随着输出电流的变化而变化的，当输出电流增大时，锂电
池也会随之下降，低功耗MCU的工作电流是动态变化的，每次MCU复位重启后，MCU的电流非常小，随着MCU开启内部PLL(Phase Locked Loop，锁相环)，提高主频和开启外设后，MCU的电流会急剧增大。因此，锂电池欠压时，MCU一旦第一次发生复位，MCU的电流会减小，锂电池的输出电流也减小，锂电池的电压略微升高，MCU的电压略微升高，从复位中起来。当MCU提高主频、开启外设后，MCU的电流又增大，锂电池输出电流增大，锂电池电压跌落，而锂电池电压跌落，导致MCU的电压跌落，MCU的电压跌落导致MCU复位重启，如此这样周而复始的反复重启，直到把锂电池中的电荷消耗光为止，如图3所示的锂电池欠压导致MCU反复重启的示意图。

技术实现思路

[0010]本技术提供一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，用于解决现有技术中采用单节锂电池提供车载备用电时由于锂电池欠压导致MCU反复重启的问题。
[0011]本技术提供的一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，包括：
[0012]主电输入模块、ACC输入模块、微控制单元MCU模块和其余功能模块，所述MCU模块的输入端分别与所述主电输入模块的输出端、以及所述ACC输入模块的输出端相连接，所述主电输入模块的输出端与所述其余功能模块的输入端相连接，所述MCU模块的输出端与所述其余功能模块的输入端相连接；
[0013]所述主电输入模块用于通过带有升压型DC
‑
DC转换器的锂电池充放电电路，向所述MCU模块提供预设稳定输入电压；
[0014]所述ACC输入模块用于控制所述MCU模块向所述其余功能模块输出的开关使能信号，基于所述开关使能信号使所述主电输入模块与所述其余功能模块之间的开关闭合，控制所述其余功能模块是否处于工作状态。
[0015]根据本技术提供的一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，所述主电输入模块包括主电输入信号、锂电池充放电电路和AD检测电路；
[0016]所述锂电池充放电电路和所述AD检测电路并联，所述主电输入信号分别与所述锂电池充放电电路的输入端和所述AD检测电路的输入端相连接。
[0017]根据本技术提供的一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，所述锂电池充放电电路包括DC
‑
DC转换器、低压差线性稳压器LDO、锂电池充电芯片、二极管、升压型DC
‑
DC转换器和单节锂电池；
[0018]所述DC
‑
DC转换器的第一端与所述主电输入信号相连接，所述DC
‑
DC转换器的第二端与所述LDO的第一端相连接，所述LDO的第二端与所述MCU模块相连接；
[0019]所述锂电池充电芯片的第一端分别与所述LDO的第一端、所述二极管的第一端相连接，所述锂电池充电芯片的第二端与所述MCU模块相连接，所述锂电池充电芯片的第三端分别与所述升压型DC
‑
DC转换器的第二端、所述单节锂电池的第一端相连接，所述单节锂电池的第二端接地；
[0020]所述二极管的第二端与所述升压型DC
‑
DC转换器的第一端相连接。
[0021]根据本技术提供的一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，所述AD检测电路包括第三电阻和第四电阻；
[0022]所述第三电阻的第一端与所述单节锂电池的第一端相连接，所述第三电阻的第二
端分别与所述第四电阻的第一端、所述MCU模块相连接，所述第四电阻的第二端接地。
[0023]根据本技术提供的一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，所述AD检测电路还包括第一电阻和第二电阻；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单节锂电池升压的主备电切换电路，其特征在于，包括：主电输入模块、ACC输入模块、微控制单元MCU模块和其余功能模块，所述MCU模块的输入端分别与所述主电输入模块的输出端、以及所述ACC输入模块的输出端相连接，所述主电输入模块的输出端与所述其余功能模块的输入端相连接，所述MCU模块的输出端与所述其余功能模块的输入端相连接；所述主电输入模块用于通过带有升压型DC
‑
DC转换器的锂电池充放电电路，向所述MCU模块提供预设稳定输入电压；所述ACC输入模块用于控制所述MCU模块向所述其余功能模块输出的开关使能信号，基于所述开关使能信号使所述主电输入模块与所述其余功能模块之间的开关闭合，控制所述其余功能模块是否处于工作状态。2.根据权利要求1所述的基于单节锂电池升压的主备电切换电路，其特征在于，所述主电输入模块包括主电输入信号、锂电池充放电电路和AD检测电路；所述锂电池充放电电路和所述AD检测电路并联，所述主电输入信号分别与所述锂电池充放电电路的输入端和所述AD检测电路的输入端相连接。3.根据权利要求2所述的基于单节锂电池升压的主备电切换电路，其特征在于，所述锂电池充放电电路包括DC
‑
DC转换器、低压差线性稳压器LDO、锂电池充电芯片、二极管、升压型DC
‑
DC转换器和单节锂电池；所述DC
‑
DC转换器的第一端与所述主电输入信号相连接，所述DC
‑
DC转换器的第二端与所述LDO的第一端相连接，所述LDO的第二端与所述MCU模块相连接；所述锂电池充电芯片的第一端分别与所述LDO的第一端、所述二极管的第一端相连接，所述锂电池充电芯片的第二端与所述MCU模块相连接，所述锂电池充电芯片的第三端分别与所述升压型DC
‑
DC转换器的第二端、所述单节锂电池的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛超杰，李波，梁军平，李坤，
申请(专利权)人：杭州鸿泉物联网技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：