[发明专利]板上供电保护

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种板上供电系统并且具体地涉及板上供电系统的反向极性保护。

背景技术

汽车板上供电系统通常包括电池和发电机。多个电负载可以耦合到板上供电系统。这些负载可以包括启动器、电马达和灯以及用于驱动个别负载的控制和驱动器单元。连接到板上供电系统的电负载中的多数负载需要具有给定极性的供电电压并且必须不让它们的供电电压的极性反向。这些负载中的每个负载可以包括反向极性保护电路或者元件（比如二极管）。然而这增加整个系统的成本。

尽管在现代汽车中几乎不可能在板上供电系统中连接具有反向极性的汽车电池，但是反向极性错误可能在板上系统连接到外部电源（比如电池充电器或者另一汽车的电池）时出现。可能为了对电池充电或者出于助推启动（jump-start）的目的而需要将电池连接到外部电源。在现代汽车中，用于连接外部电源的端子位于远离电池处并且通过电连接接线而连接到板上系统。这些端子也称为助推启动端子或者辅助启动端子。

虽然以应当防止反向极性化的方式标记这些端子，但是可能出现错误。

发明内容

第一方面涉及一种板上供电系统。该系统包括：第一和第二供电端子，配置成让电池和发电机中的至少一个连接到它们；耦合到第一供电端子的第一外部端子和耦合到第二供电端子的第二外部端子；以及保护单元，连接于第一外部端子与第一供电端子之间。保护单元包括：半导体切换单元，具有负载路径和控制端子，负载路径连接于第一外部端子与第一供电端子之间；以及控制电路，耦合到半导体切换单元的控制端子并且配置成根据板上供电系统中的至少一个电参数来接通和关断切换单元。

第二方面涉及一种用于保护板上供电系统的方法。供电系统包括：第一和第二供电端子，配置成让电池和发电机中的至少一个连接到它们；以及耦合到第一供电端子的第一外部端子和耦合到第二供电端子的第二外部端子。该方法包括：在第一外部端子与第一供电端子之间连接具有半导体切换单元的保护单元；并且根据板上供电系统中的至少一个电参数来接通和关断该切换单元。

附图说明

现在将参照附图来说明例子。附图用来图示基本原理，使得仅图示对于理解基本原理而言必需的方面。附图未按比例。在附图中，相同参考字符表示相似特征。

图1示意性地图示了包括反向极性保护单元的板上供电系统的第一实施例；

图2图示了保护单元的半导体切换单元的实施例；

图3图示了板上供电系统的第二实施例；

图4图示了根据第一实施例的反向极性保护单元的操作原理；

图5图示了保护单元的控制电路的第一实施例；

图6图示了其中外部电源正确连接到板上供电系统的第一操作场景；

图7图示了其中外部电源连接到具有反向极性的板上供电系统的第二操作场景；

图8图示了其中外部负载连接到板上供电系统的第三操作场景；

图9图示了保护单元的半导体切换单元的又一实施例；

图10图示了反向极性保护单元的控制电路的实施例；

图11图示了根据又一实施例的保护单元的操作原理；并且

图12示意性地图示了如下布置，在该布置中每个具有反向极性保护单元的两个板上供电系统让它们的外部端子相互连接。

具体实施方式

图1示意性地图示了板上供电系统（比如汽车板上供电系统）的第一实施例。供电系统包括第一和第二供电端子1、2，这些供电端子被配置成让电池11和发电机13中的至少一个连接到它们。在图1中所示的实施例中，电池11和发电机13两者均连接到供电端子1、2。然而这仅为例子。可以有如下板上供电系统或者可以有如下板上供电系统的操作场景：其中电池11和发电机13之一分别不可用或者缺失。电池11可以是提供12V或者在现代汽车中为24V、42V或者48V的供电电压Vbat的常规汽车电池。发电机13可以是由内燃机（未示出）驱动并且在由内燃机驱动时提供供电电压的常规发电机。发电机13可以是独立发电机或者可以与启动器组合（启动器-发电机）。