專利名稱：車載用熱切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱切換方法，特別涉及一種用于切換不同電源系統(tǒng)的車載 用熱切換方法。
背景技術(shù)：
由于汽車產(chǎn)業(yè)的快速成長(zhǎng)，在現(xiàn)今的發(fā)展中，已在原本汽車中加入了許多 高科技的電子產(chǎn)品及配備，不論是在車裝產(chǎn)品芯片的制造、封裝、設(shè)計(jì)或是相關(guān)的車內(nèi)電子裝置如多媒體影音產(chǎn)品、監(jiān)視裝置、甚至到LED相關(guān)產(chǎn)品及 全球定位系統(tǒng)(GPS)等，都有著龐大的商機(jī)，這使得車用電子成為未來(lái)的發(fā)展 重點(diǎn)項(xiàng)目之一。但車用電子所強(qiáng)調(diào)的是安全及穩(wěn)定性，認(rèn)證時(shí)間也相對(duì)漫長(zhǎng)， 這與目前電子業(yè)所講求的產(chǎn)品速度及更新周期有所不同。
然而，車載電源系統(tǒng)是車用電子最關(guān)鍵也是最根本的要件之一，車載計(jì)算 機(jī)裝置或相關(guān)車用電子外圍設(shè)備在運(yùn)作上必須由車載電源系統(tǒng)來(lái)提供主要的 電源來(lái)源，但在車載上當(dāng)引擎啟動(dòng)時(shí)，請(qǐng)參考圖l，為已知技術(shù)車載電源系統(tǒng) 的電壓變動(dòng)示意圖，其會(huì)因引擎啟動(dòng)的瞬間所產(chǎn)生近似短路的電流，導(dǎo)致車載電源系統(tǒng)的電壓會(huì)有突降的現(xiàn)象發(fā)生而產(chǎn)生電源不穩(wěn)定的狀況，例如從原本的電壓12.6V瞬間降至4V以下(約3.6V)，并且需等約2秒的時(shí)間才得以再恢 復(fù)到足夠供應(yīng)車載電子設(shè)備所需的最低電壓(約IIV)。而也就因此，任何車載 電子設(shè)備在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下會(huì)因車載電源的瞬間失效而導(dǎo)致電子設(shè)備產(chǎn)生瞬間關(guān) 閉并進(jìn)行重啟的現(xiàn)象，因而容易造成電子設(shè)備的毀損。
因此，在目前的解決方式上是可在車載上搭配不間斷電源系統(tǒng)(UPS)來(lái)達(dá) 到穩(wěn)壓輸出的效果，以防止車載電源的不穩(wěn)定而損壞車載計(jì)算機(jī)裝置。但在此 方式中，不間斷電源系統(tǒng)必須通過(guò)至少一組穩(wěn)壓電路來(lái)完成穩(wěn)壓的效果，因此 在硬件設(shè)計(jì)上就會(huì)的產(chǎn)生較高的元件成本，而且不間斷電源系統(tǒng)的穩(wěn)壓電路必 須一直處于開(kāi)啟狀態(tài)才能在車載電源系統(tǒng)所提供的電源失效時(shí)，及時(shí)做出提供 備源的處理，而這便會(huì)降低車載電源系統(tǒng)的效能以及增加不間斷電源系統(tǒng)的消
耗電流。因此以目前的解決方式來(lái)看，在車載電源供應(yīng)、管理及控制上仍有其 進(jìn)一步改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，以控 制回路的開(kāi)關(guān)來(lái)控制電路開(kāi)關(guān)元件的啟閉，并可直接以熱切換的方式來(lái)切換使 用不同電源系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)壓輸出給車載計(jì)算機(jī)裝置的目的。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明所提出的方案，提供一種車載用熱切換方 法，其特征在于，用于切換使用一車載電源系統(tǒng)及一備用電源系統(tǒng)，其歩驟包 括首先，通過(guò)車載電源系統(tǒng)提供一第一電源，并且經(jīng)由一第一開(kāi)關(guān)單元輸出 第一電源至一車載計(jì)算機(jī)裝置，接著檢測(cè)車載電源系統(tǒng)的電壓是否產(chǎn)生突降， 若該電壓產(chǎn)生突降，則關(guān)閉第一開(kāi)關(guān)單元以阻斷第一電源的輸出，另外，開(kāi)啟 一第二開(kāi)關(guān)單元以導(dǎo)通備用電源系統(tǒng)所提供的備用電源給車載計(jì)算機(jī)裝置使 用。因此，可通過(guò)控制第一開(kāi)關(guān)單元及第二開(kāi)關(guān)單元的啟閉，來(lái)達(dá)到熱切換使 用車載電源系統(tǒng)及備用電源系統(tǒng)的目的。
下面，結(jié)合具體實(shí)施例及其所示附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為己知技術(shù)車載電源系統(tǒng)的電壓變動(dòng)示意圖； 圖2為本發(fā)明車載用熱切換裝置的實(shí)施例方塊圖；及 圖3為本發(fā)明車載用熱切換方法的實(shí)施例流程圖。
附圖符號(hào)說(shuō)明
車載用熱切換裝置1 備用電源系統(tǒng)10 車載電源系統(tǒng)2 第一開(kāi)關(guān)單元20 車載計(jì)算機(jī)裝置3 第二開(kāi)關(guān)單元30 電壓檢測(cè)單元40 比較電路41
電阻/電容電路42
濾波單元50 電路保護(hù)單元60
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明車載用熱切換裝置的實(shí)施例方塊圖，如圖所示，本 發(fā)明提供一種車載用熱切換裝置1，其應(yīng)用于一車載電源系統(tǒng)2與一車載計(jì)算 機(jī)裝置3之間，其中，車載計(jì)算機(jī)裝置3可為例如為車裝計(jì)算機(jī)(CarPC)、工業(yè)計(jì)算機(jī)或甚至是隨車搭配的行車計(jì)算機(jī)等。而車載用熱切裝置1包括 一備 用電源系統(tǒng)1O、 一第一開(kāi)關(guān)單元20、 一第二開(kāi)關(guān)單元30及一電壓檢測(cè)單元 40，備用電源系統(tǒng)10為各類型的蓄電池，用來(lái)提供一備用電源，而第一開(kāi)關(guān) 單元20電性連接于車載電源系統(tǒng)2，用于開(kāi)關(guān)原本車載電源系統(tǒng)2所提供給 車載計(jì)算機(jī)裝置3的一第一電源；此外，第二開(kāi)關(guān)單元30電性連接于備用電 源系統(tǒng)IO，用于開(kāi)關(guān)備用電源的輸出，以在第一電源瞬間失效時(shí)可提供給車 載計(jì)算機(jī)裝置3運(yùn)作使用。其中第一開(kāi)關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30在硬件設(shè) 計(jì)上可單純是利用至少一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件(如金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 MOSFET)(圖未示沐設(shè)計(jì)，也可例如是由同一切換芯片(圖未示沐實(shí)現(xiàn)第一開(kāi) 關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30的設(shè)計(jì)。
而電壓檢測(cè)單元40用于檢測(cè)車載電源系統(tǒng)2的電壓，并隨時(shí)依據(jù)該電壓 的差異而實(shí)時(shí)地控制第一開(kāi)關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30的啟閉，進(jìn)而切換第 一電源及備用電源以同時(shí)只讓其中之一提供給車載計(jì)算機(jī)裝置3。也就是表示 當(dāng)電壓檢測(cè)單元40檢測(cè)到車載電源系統(tǒng)2在車輛引擎發(fā)動(dòng)瞬間或車輛行進(jìn)間 的間歇性變化，而使得車載電源系統(tǒng)2有電壓突降發(fā)生時(shí)，便會(huì)關(guān)閉第一開(kāi)關(guān) 單元20以阻斷第一電源的供應(yīng)，而同時(shí)改為開(kāi)啟第二開(kāi)關(guān)單元30來(lái)使備用電 源順利供應(yīng)給車載計(jì)算機(jī)裝置3，等到車載電源系統(tǒng)2恢復(fù)正常供應(yīng)穩(wěn)定電壓 時(shí)，再切換為原本的車載電源系統(tǒng)2經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)單元20提供第一電源給車 載計(jì)算機(jī)裝置3。值得一提的是上述的切換動(dòng)作不需關(guān)閉任何電源系統(tǒng)而可 直接進(jìn)行熱切換的動(dòng)作。
而在電壓檢測(cè)單元40中，可進(jìn)一步包含一比較電路41及一電阻/電容(RC) 電路42，使得電壓檢測(cè)單元40通過(guò)比較電路41所提供的一參考電壓來(lái)進(jìn)行
電壓的比較而完成檢測(cè)車載電源系統(tǒng)2的電壓是否突降；而電阻/電容電路42
為電壓檢測(cè)單元40用以匹配第一開(kāi)關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30的交換啟閉 的延遲時(shí)間。
另外，車載用熱切換裝置1更可進(jìn)一步包括 一濾波單元50及一電路保
護(hù)單元60，其中濾波單元50為電性連接于車載電源系統(tǒng)2與電壓檢測(cè)單元40 之間，用以濾除車載電源系統(tǒng)2在輸出第一電源時(shí)因引擎干擾而產(chǎn)生的噪聲， 以避免電壓檢測(cè)單元40在檢測(cè)車載電源系統(tǒng)2的電壓時(shí)產(chǎn)生誤判的情形，并 且在硬件設(shè)計(jì)上，濾波單元50可例如電感器或電容器等濾波元件。而電路保 護(hù)單元60電性連接于第一開(kāi)關(guān)單元20與第二開(kāi)關(guān)單元30的輸出端與車載計(jì) 算機(jī)裝置3之間，以進(jìn)行偵測(cè)第一電源或備用電源的異常，進(jìn)而產(chǎn)生一關(guān)斷信 號(hào)來(lái)關(guān)閉第一開(kāi)關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30，并且于偵測(cè)該異常的情形排除 后恢復(fù)開(kāi)起第一開(kāi)關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30，其中該異常的情形可例如為 電路短路或過(guò)電流發(fā)生的情形，而關(guān)閉第一開(kāi)關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30 主要用以阻斷第一電源及備用電源的持續(xù)提供，以避免車載用熱切換裝置1 內(nèi)的各部位元件無(wú)法承受過(guò)大電流的輸出而損毀，并且更可進(jìn)一步保護(hù)車載計(jì) 算機(jī)裝置3的安全性。
請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明車載用熱切換方法的實(shí)施例流程圖，如圖所示，本 發(fā)明提供一種車載用熱切換方法，用于切換車載電源系統(tǒng)2及備用電源系統(tǒng) 10，其步驟包括首先，預(yù)先設(shè)定開(kāi)啟第一開(kāi)關(guān)單元20并關(guān)閉第二開(kāi)關(guān)單元 30(S301)，進(jìn)而使車載電源系統(tǒng)2提供第一電源，并經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)單元20而 將第一電源輸出以供應(yīng)給車載計(jì)算機(jī)裝置3使用(S303)。接著，提供電壓檢測(cè) 單元40以通過(guò)其中之一比較電路41來(lái)進(jìn)行檢測(cè)車載電源系統(tǒng)2的電壓是否產(chǎn) 生突降(S305)，其中比較電路41提供一參考電壓以比較車載電源系統(tǒng)2的電 壓是否低于該參考電壓而產(chǎn)生突降，若步驟(S305)的檢測(cè)結(jié)果為是，表示車載 電源系統(tǒng)2的電壓可能例如因車輛引擎的啟動(dòng)而導(dǎo)致電壓有瞬間突降的情形， 此時(shí)便會(huì)關(guān)閉第一開(kāi)關(guān)單元20以阻斷第一電源(S307)，并同時(shí)開(kāi)啟第二開(kāi)關(guān) 單元30以導(dǎo)通備用電源系統(tǒng)10所提供的備用電源給車載計(jì)算機(jī)裝置3繼續(xù)使 用(S309)，以此彌補(bǔ)瞬間第一電源的不穩(wěn)定或失效的問(wèn)題。并且在步驟(S309) 之后，重復(fù)進(jìn)行步驟(S305)以隨時(shí)檢測(cè)車載電源系統(tǒng)2的電壓狀況，進(jìn)而判斷 車載電源系統(tǒng)2是否己恢復(fù)正常供應(yīng)電源。
若步驟(S305)的檢測(cè)結(jié)果為否，表示車載電源系統(tǒng)2的電壓并無(wú)產(chǎn)生突降 的情形而能供應(yīng)穩(wěn)定的電源，此時(shí)便可執(zhí)行步驟(S303)以在第一開(kāi)關(guān)單元20 開(kāi)啟且第二開(kāi)關(guān)單元30關(guān)閉的狀況下，持續(xù)地由車載電源系統(tǒng)2直接提供第 一電源給車載計(jì)算機(jī)裝置3。
而在上述方法中，更可舉例提供一電路保護(hù)單元60，以隨時(shí)監(jiān)測(cè)第一電 源或備用電源是否產(chǎn)生異常的情形，其中該異常的情形可例如為電路短路或過(guò) 電流發(fā)生的情形，而若產(chǎn)生異常的情形，電路保護(hù)單元60便及時(shí)關(guān)閉第一開(kāi) 關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30以保護(hù)電路不受損毀，并且等異常情形解除后才 恢復(fù)開(kāi)啟第一幵關(guān)單元20及第二開(kāi)關(guān)單元30以繼續(xù)正常運(yùn)行。
由此，依據(jù)車載電源系統(tǒng)2的電壓狀況，以控制第一開(kāi)關(guān)單元20及第二 開(kāi)關(guān)單元30的啟閉，進(jìn)而切換使用車載電源系統(tǒng)2或備用電源系統(tǒng)10，并且 不需在關(guān)閉任何電源系統(tǒng)下而直接進(jìn)行，以達(dá)到熱切換的動(dòng)作功能。
綜上所述，本發(fā)明不僅不需通過(guò)穩(wěn)壓電路，而直接由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件作為 開(kāi)關(guān)控制以達(dá)到穩(wěn)壓輸出的效果，可節(jié)省硬件設(shè)計(jì)的元件成本，更擁有當(dāng)?shù)谝?電源及備用電源中一開(kāi)啟時(shí)，另一組便完全關(guān)閉，以避免類似不間斷電源系統(tǒng) 的穩(wěn)壓電路必須一直開(kāi)啟而增加耗電流的問(wèn)題，并且因此也能間接增加車載電 源系統(tǒng)2的效能。而在成本低、耗電流低以及效能高的優(yōu)勢(shì)下，更適合使用在 車載用的系統(tǒng)或裝置上。
權(quán)利要求
1. 一種車載用熱切換方法，其特征在于，用于切換使用一車載電源系統(tǒng)及一備用電源系統(tǒng)，其步驟包括提供一第一開(kāi)關(guān)單元，用于控制該車載電源系統(tǒng)所提供的一第一電源至一車載計(jì)算機(jī)裝置；提供一第二開(kāi)關(guān)單元，用于控制該備用電源系統(tǒng)所提供的一備用電源至該車載計(jì)算機(jī)裝置；檢測(cè)該車載電源系統(tǒng)的電壓是否產(chǎn)生突降；及控制該第一開(kāi)關(guān)單元及該第二開(kāi)關(guān)單元的啟閉；其中，通過(guò)控制該第一開(kāi)關(guān)單元及該第二開(kāi)關(guān)單元的啟閉，來(lái)切換使用該車載電源系統(tǒng)及該備用電源系統(tǒng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換方法，其特征在于，所述檢測(cè)該 車載電源系統(tǒng)的電壓是否產(chǎn)生突降是通過(guò)一 比較電路來(lái)進(jìn)行電壓的比較。
3. 如權(quán)利要求2所述的車載用熱切換方法，其特征在于，所述車載電 源系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生突降是該電壓低于該比較電路所提供的一參考電壓。
4. 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換方法，其特征在于，當(dāng)該車載電源 系統(tǒng)的電壓產(chǎn)生突降時(shí)，則關(guān)閉該第一開(kāi)關(guān)單元并開(kāi)啟該第二開(kāi)關(guān)單元。
5. 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換方法，其特征在于，當(dāng)該車載電源 系統(tǒng)的電壓未產(chǎn)生突降時(shí)，則開(kāi)啟該第一開(kāi)關(guān)單元并關(guān)閉該第二開(kāi)關(guān)單元。
6. 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 預(yù)設(shè)開(kāi)啟該第一開(kāi)關(guān)單元并關(guān)閉該第二開(kāi)關(guān)單元；及提供一電路保護(hù)單元以監(jiān)測(cè)該第一電源或該備用電源是否產(chǎn)生異常的情形。
7. 如權(quán)利要求6所述的車載用熱切換方法，其特征在于，若產(chǎn)生該異常 的情形，則關(guān)閉該第一開(kāi)關(guān)單元及該第二開(kāi)關(guān)單元。
8. 如權(quán)利要求6所述的車載用熱切換方法，其特征在于，所述異常的情形為電路短路或過(guò)電流發(fā)生的情形。
全文摘要
一種車載用熱切換方法，其特征在于，用于切換使用一車載電源系統(tǒng)及一備用電源系統(tǒng)，其步驟包括首先，由車載電源系統(tǒng)提供一第一電源，并且經(jīng)由一第一開(kāi)關(guān)單元輸出第一電源至一車載計(jì)算機(jī)裝置，接著檢測(cè)車載電源系統(tǒng)的電壓是否產(chǎn)生突降，若該電壓產(chǎn)生突降時(shí)，則關(guān)閉第一開(kāi)關(guān)單元以阻斷第一電源的輸出，另外，開(kāi)啟一第二開(kāi)關(guān)單元以導(dǎo)通備用電源系統(tǒng)所提供的備用電源給車載計(jì)算機(jī)裝置使用。因此，可通過(guò)控制第一開(kāi)關(guān)單元及第二開(kāi)關(guān)單元的啟閉，以達(dá)到在車載上可依據(jù)車載電源系統(tǒng)的電壓而直接切換使用車載電源系統(tǒng)或備用電源系統(tǒng)的目的。
文檔編號(hào)H02J9/06GK101207301SQ20061017011
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者游經(jīng)東, 許博承 申請(qǐng)人:研華股份有限公司