双电源切换电路及双电源切换方法技术

本申请公开一种双电源切换电路及双电源切换方法，电路包括：硬件切换电路、软件切换电路、备用电源电路、二级电源电路和竞争控制电路，竞争控制电路包括第一竞争控制模块、第二竞争控制模块和反相模块，备用电源电路和二级电源电路包括防掉电模块，用于在导通切换过程中提供防掉电电压；硬件切换电路与第一竞争控制模块连接，用于向第一竞争控制模块输入硬件控制信号；软件切换电路与第二竞争控制模块连接，用于向第二竞争控制模块输入软件控制信号；第一竞争控制模块、第二竞争控制模块与备用电源电路和反相模块连接，反相模块与二级电源电路连接，竞争控制电路用于根据硬件控制信号、软件控制信号，控制备用电源电路和二级电源电路的导通切换。源电路的导通切换。源电路的导通切换。

【技术实现步骤摘要】
双电源切换电路及双电源切换方法


[0001]本公开涉及汽车控制领域，特别涉及一种双电源切换电路及双电源切换方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的快速发展，应用于电动汽车的技术也不断进步，各个汽车厂家提出了双电源供电模式，即利用主电源与备用电源双供电，以保证车辆运行时能连续、安全、可靠地向车载设备提供足够的电能。
[0003]传统的双电源切换电路往往是通过设计两个电路，一个是主电源供电，一路是备用电源供电，电路复杂且还需通过人为的参与才能实现电源的选择切换。在遇到紧急事件、车辆主电源发生掉电时，不能够自动及时切换到备用电源，进而容易导致关键数据的记录缺失，并且不能发送紧急信号。此外，在电源切换期间输出容易发生掉电，进而使后期系统不能维持工作电压而发生关机，导致车辆行驶存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种双电源切换电路及双电源切换方法，能够解决现有双电源切换在遇到紧急事件、车辆主电源发生掉电时，不能够自动及时切换到备用电源，且在电源切换期间输出容易发生掉电，进而使后期系统不能维持工作电压而发生关机，导致车辆行驶存在一定的安全隐患的技术问题。
[0005]为实现上述目的，在本申请的第一方面实施例提供了一种双电源切换电路，所述双电源切换电路包括：硬件切换电路、软件切换电路、备用电源电路、二级电源电路和竞争控制电路，所述竞争控制电路包括第一竞争控制模块、第二竞争控制模块和反相模块，所述备用电源电路包括备用电源功率路径和第一防掉电模块，所述二级电源电路包括二级电源功率路径和第二防掉电模块；
[0006]所述硬件切换电路的输出端与所述第一竞争控制模块的输入端连接，用于向所述第一竞争控制模块输入硬件控制信号；
[0007]所述软件切换电路的输出端与所述第二竞争控制模块的输入端连接，用于向所述第二竞争控制模块输入软件控制信号；
[0008]所述第一竞争控制模块的输出端、所述第二竞争控制模块的输出端同时与所述备用电源电路的输入端和所述反相模块的输入端连接，所述反相模块的输出端与所述二级电源电路的输入端连接，所述备用电源电路的输出端和所述二级电源电路的输出端与所述双电源切换电路的电压输出端连接，所述第一竞争控制模块和所述第二竞争控制模块通过所述反相模块构成或控制，用于使所述竞争控制电路根据所述硬件控制信号、所述软件控制信号中的一种，控制所述备用电源电路和所述二级电源电路的导通切换；
[0009]所述第一防掉电模块与所述备用电源功率路径并联连接，用于在所述备用电源功率路径导通切换过程中，为所述电压输出端提供输出电压，所述第二防掉电模块与所述二级电源功率路径并联连接，用于在所述二级电源功率路径导通切换过程中，为所述电压输
出端提供输出电压。
[0010]可选地，所述硬件切换电路包括NPN型晶体管Q01、分压电阻R01、分压电阻R02和上拉电阻R03；
[0011]所述分压电阻R01的第一端与主电源连接，所述分压电阻R01的第二端与所述分压电阻R02的第一端连接，所述分压电阻R02的第二端接地，所述分压电阻R01和所述分压电阻R02组成分压电路，用于将主电源电压转换为控制电压；
[0012]所述NPN型晶体管Q01的基极与所述分压电阻R01的第二端和所述分压电阻R02的第一端连接，所述NPN型晶体管Q01的集电极作为所述硬件切换电路的输出端，与所述上拉电阻R03的第一端和所述第一竞争控制模块的输入端连接，所述NPN型晶体管Q01的发射集接地；
[0013]所述上拉电阻R03的第二端与备用电源连接；
[0014]其中，所述硬件切换电路用于在所述主电源电压大于预设阈值时，由所述NPN型晶体管Q01的集电极向所述第一竞争控制模块输入电压为0的硬件控制信号，或，在所述主电源电压小于预设阈值时，由所述NPN型晶体管Q01的集电极向所述第一竞争控制模块输入电压为备用电源电压的硬件控制信号。
[0015]可选地，所述软件切换电路包括电平转换模块和下拉电阻R05；
[0016]所述电平转换模块的输入端与控制器的IO口和所述下拉电阻R05的第一端连接，所述电平转换模块的输出端作为所述软件切换电路的输出端，与所述第二竞争控制模块的输入端连接，所述下拉电阻R05的第二端接地；
[0017]其中，所述软件切换电路用于在所述IO口为开漏状态或所述IO口输出低电平信号时，由所述电平转换模块的输出端向所述第二竞争控制模块输入电压为0的软件控制信号，或，在所述IO口输出高电平信号时，由所述电平转换模块的输出端向所述第二竞争控制模块输入电压为备用电源电压的软件控制信号。
[0018]可选地，所述电平转换模块包括：N型场效应管M01、N型场效应管M02、上拉电阻R06和上拉电阻R07；
[0019]所述N型场效应管M01的栅极作为所述电平转换模块的输入端，与控制器的IO口和所述下拉电阻R05的第一端连接，所述N型场效应管M01的源极接地，所述N型场效应管M01的漏极与所述上拉电阻R06的第一端连接；
[0020]所述N型场效应管M02的栅极与所述上拉电阻R06的第一端连接，所述N型场效应管M02的源极接地，所述N型场效应管M02的漏极作为所述电平转换模块的输出端，与所述上拉电阻R07的第一端和所述第二竞争控制模块的输入端连接；
[0021]所述上拉电阻R06的第二端和所述上拉电阻R07的第二端分别与备用电源连接。
[0022]可选地，所述电平转换模块包括：NPN型晶体管Q02、NPN型晶体管Q03、上拉电阻R06和上拉电阻R07；
[0023]所述NPN型晶体管Q03的基极作为所述电平转换模块的输入端，与控制器的IO口和所述下拉电阻R05的第一端连接，所述NPN型晶体管Q03的发射极接地，所述NPN型晶体管Q03的集电极与所述上拉电阻R06的第一端连接；
[0024]所述NPN型晶体管Q02的基极与所述上拉电阻R06的第一端连接，所述NPN型晶体管Q02的发射极接地，所述NPN型晶体管Q02的集电极作为所述电平转换模块的输出端，与所述
上拉电阻R07的第一端和所述第二竞争控制模块的输入端连接；
[0025]所述上拉电阻R06的第二端和所述上拉电阻R07的第二端分别与备用电源连接。
[0026]可选地，所述备用电源功率路径包括P型场效应管M11、N型场效应管M13和上拉电阻R11，所述第一防掉电模块包括功率二极管D11；
[0027]所述P型场效应管M11的漏极与备用电源连接，所述P型场效应管M11的栅极与所述N型场效应管M13的漏极和所述上拉电阻R11的第一端连接，所述P型场效应管M11的源极与所述上拉电阻R11的第二端和电压输出端连接；
[0028]所述功率二极管D11的输入端与所述P型场效应管M11的漏极连接，所述功率二极管D11的输出端与所述P型场效应管M11的源极连接；
[0029]所述N型场效应管M13的源极接地，所述N型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电源切换电路，其特征在于，包括：硬件切换电路、软件切换电路、备用电源电路、二级电源电路和竞争控制电路，所述竞争控制电路包括第一竞争控制模块、第二竞争控制模块和反相模块，所述备用电源电路包括备用电源功率路径和第一防掉电模块，所述二级电源电路包括二级电源功率路径和第二防掉电模块；所述硬件切换电路的输出端与所述第一竞争控制模块的输入端连接，用于向所述第一竞争控制模块输入硬件控制信号；所述软件切换电路的输出端与所述第二竞争控制模块的输入端连接，用于向所述第二竞争控制模块输入软件控制信号；所述第一竞争控制模块的输出端、所述第二竞争控制模块的输出端同时与所述备用电源电路的输入端和所述反相模块的输入端连接，所述反相模块的输出端与所述二级电源电路的输入端连接，所述备用电源电路的输出端和所述二级电源电路的输出端与所述双电源切换电路的电压输出端连接，所述第一竞争控制模块和所述第二竞争控制模块通过所述反相模块构成或控制，用于使所述竞争控制电路根据所述硬件控制信号、所述软件控制信号中的一种，控制所述备用电源电路和所述二级电源电路的导通切换；所述第一防掉电模块与所述备用电源功率路径并联连接，用于在所述备用电源功率路径导通切换过程中，为所述电压输出端提供输出电压，所述第二防掉电模块与所述二级电源功率路径并联连接，用于在所述二级电源功率路径导通切换过程中，为所述电压输出端提供输出电压。2.根据权利要求1所述的双电源切换电路，其特征在于，所述硬件切换电路包括NPN型晶体管Q01、分压电阻R01、分压电阻R02和上拉电阻R03；所述分压电阻R01的第一端与主电源连接，所述分压电阻R01的第二端与所述分压电阻R02的第一端连接，所述分压电阻R02的第二端接地，所述分压电阻R01和所述分压电阻R02组成分压电路，用于将主电源电压转换为控制电压；所述NPN型晶体管Q01的基极与所述分压电阻R01的第二端和所述分压电阻R02的第一端连接，所述NPN型晶体管Q01的集电极作为所述硬件切换电路的输出端，与所述上拉电阻R03的第一端和所述第一竞争控制模块的输入端连接，所述NPN型晶体管Q01的发射集接地；所述上拉电阻R03的第二端与备用电源连接；其中，所述硬件切换电路用于在所述主电源电压大于预设阈值时，由所述NPN型晶体管Q01的集电极向所述第一竞争控制模块输入电压为0的硬件控制信号，或，在所述主电源电压小于预设阈值时，由所述NPN型晶体管Q01的集电极向所述第一竞争控制模块输入电压为备用电源电压的硬件控制信号。3.根据权利要求1所述的双电源切换电路，其特征在于，所述软件切换电路包括电平转换模块和下拉电阻R05；所述电平转换模块的输入端与控制器的IO口和所述下拉电阻R05的第一端连接，所述电平转换模块的输出端作为所述软件切换电路的输出端，与所述第二竞争控制模块的输入端连接，所述下拉电阻R05的第二端接地；其中，所述软件切换电路用于在所述IO口为开漏状态或所述IO口输出低电平信号时，由所述电平转换模块的输出端向所述第二竞争控制模块输入电压为0的软件控制信号，或，在所述IO口输出高电平信号时，由所述电平转换模块的输出端向所述第二竞争控制模块输
入电压为备用电源电压的软件控制信号。4.根据权利要求3所述的双电源切换电路，其特征在于，所述电平转换模块包括：N型场效应管M01、N型场效应管M02、上拉电阻R06和上拉电阻R07；所述N型场效应管M01的栅极作为所述电平转换模块的输入端，与控制器的IO口和所述下拉电阻R05的第一端连接，所述N型场效应管M01的源极接地，所述N型场效应管M01的漏极与所述上拉电阻R06的第一端连接；所述N型场效应管M02的栅极与所述上拉电阻R06的第一端连接，所述N型场效应管M02的源极接地，所述N型场效应管M02的漏极作为所述电平转换模块的输出端，与所述上拉电阻R07的第一端和所述第二竞争控制模块的输入端连接；所述上拉电阻R06的第二端和所述上拉电阻R07的第二端分别与备用电源连接。5.根据权利要求3所述的双电源切换电路，其特征在于，所述电平转换模块包括：NPN型晶体管Q02、NPN型晶体管Q03、上拉电阻R06和上拉电阻R07；所述NPN型晶体管Q03的基极作为所述电平转换模块的输入端，与控制器的IO口和所述下拉电阻R05的第一端连接，所述NPN型晶体管Q03的发射极接地，所述NPN型晶体管Q03的集电极与所述上拉电阻R06的第一端连接；所述NPN型晶体管Q02的基极与所述上拉电阻R06的第一端连接，所述NPN型晶体管Q02的发射极接地，所述NPN型晶体管Q02的集电极作为所述电平转换模块的输出端，与所述上拉电阻R07的第一端和所述第二竞争控制模块的输入端连接；所述上拉电阻R06的第二端和所述上拉电阻R07的第二端分别与备用电源连接。6.根据权利要求1所述的双电源切换电路，其特征在于，所述备用电源功率路径包括P型场效应管M11、N型场效应管M13和上拉电阻R11，所述第一防掉电模块包括功率二极管D11；所述P型场效应管M11的漏极与备用电源连接，所述P型场效应管M11的栅极与所述N型场效应管M13的漏极和所述上拉电阻R11的第一端连接，所述P型场效应管M11的源极与所述上拉电阻R11的第二端和电压输出端连接；所述功率二极管D11的输入端与所述P型场效应管M11的漏极连接，所述功率二极管D11的输出端与所述P型场效应管M11的源极连接；所述N型场效应管M13的源极接地，所述N型场效应管M13的栅极作为所述备用电源电路的输入端，与所述第一竞争控制模块的输出端、所述第二竞争控制模块的输出端连接，用于接收所述硬件控制信号和所述软件控制信号；其中，所述备用电源电路用于响应于所述硬件控制信号或所述软件控制信号的电压为备用电源电压，控制备用电源功率路径导通，并在所述备用电源功率路径导通之前，利用所述第一防掉电模块为电压输出端提供输出电压。7.根据权利要求1所述的双电源切换电路，其特征在于，所述备用电源功率路径包括P型场效应管M11、NPN型晶体管Q11和上拉电阻R11，所述第一防掉电模块包括功率二极管D11；所述P型场效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛张涛，
申请(专利权)人：北京罗克维尔斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：