[实用新型]一种车载数据终端用电源切换电路

说明书

本实用新型公开了一种车载数据终端用电源切换电路，包括有外部电源输入端、电源输出端、充电装置、二极管、场效应管、备用电源、第一采样比较电路、第二采样比较电路和控制电路，所述外部电源输入端和备用电源分别通过采样比较电路连接至控制电路，由控制电路切换外部电源和备用电源。本实用新型采用场效应管进行开关控制，避免二极管导致的漏电问题和高温烧毁风险，备用电源的输出效率提升；通过电阻分压采样降低电路的消耗电流，并可通过电阻值设置来控制场效应管的开启时间；相对于MCU控制，采用仲裁逻辑电路加快对场效应管切换的响应时间。本实用新型作为一种车载数据终端用电源切换电路可广泛应用于电子电路领域。

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其是一种车载数据终端用电源切换电路。

背景技术

为了满足“车载终端在车辆发生异常情况下并导致车载终端与车辆主电源断开后可以独立运行，独立运行时长至少可以支撑车辆最后 10分钟的数据上传至企业平台”的产品需求，各车载数据采集产品供应商通常采用如图1所示的备用电源切换电路实现“主电源断开后可以独立运行10分钟”产品功能。

但是图1所示电路存在如下问题：经外部供电至充电装置U1再到内置备用电源U2之间仅隔了一个二极管K2电压，以二极管K2通过1A电流来计算，在二极管K2上将产生0.7W热量，常温下若二极管K2采用SOD-232封装,二极管K2上将产生40-50℃温升并降低了电路工作效率；若在75℃环境温度下工作，理论上二极管K2将接近其材料115℃PN节极限工作温度极限，二极管K2存在烧毁风险。

为降低二极管发热量，很多厂商会将二极管K2更换为肖特基二极管，这样降低二极管发热功率至0.3W(以1A电流计算)，但这样电池的浮充电压就会更低，较二极管低0.4V左右，会导致备用电池无法通过浮充充电模式将电池充满。

此外，因为二极管K2是持续导通的，受到后面负载的影响，会存在内置备用电源U2过度放电风险。电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池内压升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少，对电池寿命造成极大影响。

因此，为进一步提高内置备用电源U2的输出效率，很多供应商会采用如图2所示电路，将图1中的二极管K2更换为FET开关电路，通外部电压采集电路检测外部电压是否跌到可以开启内置内用电源电压，如果低到一定电压则开启场效应管K2。因为场效应管K2压降几乎为0，这样就可以减小内置备用电源U2输出30％输出效率。然而更换为场效应管后，如果微控制器U4无法快速通过采集电路U3外部电压跌落并在电压跌落至K4端断电之前开启K2，整个供电系统便会有断电风险。

综上，目前市面上所用如图1电路虽然可以满足“外部供电”掉电后供电不断电的要求，但存在备用电源供电效率低下等问题；图2 虽然可以提高备用电池供电效率，但存在切换过程中K4输出端的场效应管K2断电的风险。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，实用新型的目的是：开发出一种硬件电路，实现车载数据终端提高备用电源输出效率和响应时间的电源切换电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种车载数据终端用电源切换电路，包括有：

一外部电源输入端，用于提供第一电压；

一电源输出端，用于提供工作电压至车载数据终端；

一二极管，用于连接外部电源输入端，并将第一电压输出至电源输出端；

一备用电源；

一充电装置，用于连接外部电源输入端，并将第一电压转换为第二电压，以提供第二电压对备用电源充电；

一第一采样比较电路，用于对第一电压进行采样，并将第一电压采样值与第一参考电压进行比较，得到第一比较结果；