專利名稱：車載用熱切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱切換裝置，特別是指一種用以切換不同電 源系統(tǒng)的車載用熱切換裝置。
背景技術(shù)：
由于汽車產(chǎn)業(yè)的快速成長，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、 甚辛: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)間也相對漫長，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 ， 車載電腦裝置或相關(guān)車用電子外圍設(shè)備在運(yùn)作上必須借助車載電源系 統(tǒng)來提供主要的電源來源，但在車載上當(dāng)引擎啟動(dòng)時(shí)，請參考圖1，為 公知技術(shù)車載電源系統(tǒng)的電壓變動(dòng)示意圖，其會因引擎啟動(dòng)的瞬間所 產(chǎn)生近{以短路的電流，而導(dǎo)致車載電源系統(tǒng)的電壓會有陷落的現(xiàn)象發(fā) 生rfij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 以卜'(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 機(jī)狀態(tài)下會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) 行重置的現(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斷電電源系統(tǒng) (UP S)來達(dá)到穩(wěn)壓輸出的效果，以防止車載電源的不穩(wěn)定而損壞車載電 腦裝置。但在此一方式中，不斷電電源系統(tǒng)必須通過至少一組穩(wěn)壓電 路來完成穩(wěn)壓的效果，因此在硬件設(shè)計(jì)上就會產(chǎn)生較高的元件成本， IW且不斷電電源系統(tǒng)的穩(wěn)壓電路必須 一 直處于開啟狀態(tài)才能在車載電 源系統(tǒng)所提供的電源失效時(shí)，及時(shí)做提供備源的處理，而這便會降低 車載電源系統(tǒng)的效能以及增加不斷電電源系統(tǒng)的耗電流。因此以目前 的解決方式來看，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
實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，通過簡單的電 路設(shè)計(jì)，以控制回路的開關(guān)來控制電路開關(guān)元件的啟閉，并可直接以 熱切換的方式來切換使用不同電源系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)壓輸出給車載電 腦裝置的目的。為了解決上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型所提出的方案之一，提供一 種車載用熱切換裝置，其特征在于，應(yīng)用于 -車載電源系統(tǒng)與一車載 電腦裝置之間，其包括-備用電源系統(tǒng)、 -第一開關(guān)單元、 一第二 開關(guān)單元及 -電壓檢知單元。其中，備用電源系統(tǒng)用以提供一備用電 源，而第一開關(guān)單元電性連接于車載電源系統(tǒng)，用來開關(guān)車載電源系 統(tǒng)所提供輸;B的 一 第 一 電源；另外第二開關(guān)單元?jiǎng)t電性連接于備用電 源系統(tǒng)，用以開關(guān)備用電源的輸出，而電壓檢知單元用以檢測車載電 源系統(tǒng)的電j ￡ ，并隨時(shí)依據(jù)該電壓的差異得以實(shí)時(shí)地控制第 一 -開關(guān)單 兀及第二開關(guān)單元的啟閉，進(jìn)而切換第-"電源及備用電源同時(shí)僅以其 提供給車載電腦裝置。綜上所述，本實(shí)用新型不僅不需通過穩(wěn)壓電路，而直接由半導(dǎo)體 開關(guān)元件作為開關(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)?一 電源及備用電源其中之 一 組開啟時(shí)，另 一 組便 完全關(guān)閉，以避免類似不斷電電源系統(tǒng)的穩(wěn)壓電路必須一-直開啟而增 加耗電流的問題，并且因此也能間接增加車載電源系統(tǒng)的效能。而在 成本低、耗電流低以及效能高的優(yōu)勢下，更適合使用在車載用的系統(tǒng)或裝置」以上的概述與接下來的詳細(xì)說明及附圖，皆是為了能進(jìn)-- 步說明 本實(shí)用新型為達(dá)到預(yù)定目的所采取的方式、手段及功效。而有關(guān)本實(shí) 用新型的其它目的及優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說明及附圖中加以闡述。


圖1為公知技術(shù)車載電源系統(tǒng)的電壓變動(dòng)示意圖；及圖2為本實(shí)用新型車載用熱切換裝置的實(shí)施例方塊圖的。主要元件附圖標(biāo)記說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 -開關(guān)單元20車載電腦裝置3第二開關(guān)單元30電壓檢知單元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)施方式
請參考圖2，為本實(shí)用新型車載用熱切換裝置的實(shí)施例方塊圖， 如圖所示，本實(shí)用新型提供一種車載用熱切換裝置1，應(yīng)用于一車載電 源系統(tǒng)2與 -車載電腦裝置3之間，其中，車載電腦裝置3可例如為 車裝電腦(CarPC)、工業(yè)電腦或甚至是隨車搭配的行車電腦等。而車載 用熱切裝置l包括 一備用電源系統(tǒng)IO、 一第一開關(guān)單元20、 一第二 開關(guān)單元30及--電壓檢知單元40，備用電源系統(tǒng)10為各類型的二次 屯池，以用來提供一備用電源，而第---開關(guān)單元20電性連接于車載電 源系統(tǒng)2，用以開關(guān)原本車載電源系統(tǒng)2所提供給車載電腦裝置3的一 第一電源；此外，第二開關(guān)單元30則電性連接于備用電源系統(tǒng)10,用 以開關(guān)備用電源的輸出，以在第-電源瞬間失效時(shí)可提供給車載電腦 裝置3運(yùn)作使用。其中第一開關(guān)單元20及第二開關(guān)單元30在硬件設(shè) 計(jì)h可單純是利用至少一半導(dǎo)體開關(guān)元件(如金屬氧化半導(dǎo)體場效晶 體管MOSFET)(圖未示)來設(shè)計(jì)，也可例如是由同一切換芯片(圖未示) 來達(dá)到第一開關(guān)爭元20及第二開關(guān)單元30的設(shè)計(jì)。而電壓檢知單元40用以檢測車載電源系統(tǒng)2的電壓，并隨時(shí)依據(jù) 該電壓的差異而實(shí)時(shí)地控制第一開關(guān)單元20及第二開關(guān)單元30的啟 閉，進(jìn)而切換第 - 電源及備用電源以同時(shí)只讓其中之 一 能提供給車載 電腦裝置3。也就是表示當(dāng)電壓檢知單元40檢測到車載電源系統(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 打ili壓陷落發(fā)生時(shí)，便會關(guān)閉第 一開關(guān)單元20以阻斷第一電源的供應(yīng)， 而同時(shí)改為幵啟第二開關(guān)單元3 0來使備用電源順利供應(yīng)給車載電腦裝 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)過第一開關(guān)單元20提供第一電源給車載電腦裝置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 W換的動(dòng)作。而在電壓檢知單元40中，可'進(jìn) -步包含一比較電路41及一電阻/ 電容(RC)電路42,使得電壓檢知單元40通過比較電路41所提供的參 考電壓來進(jìn)行電壓的比較而完成檢測車載電源系統(tǒng)2的電壓是否陷落； 而電阻/電容電路42則是電壓檢知單元40用以匹配第-』開關(guān)單元20及 第-::開關(guān)爭元3 0的交換啟閉的延遲時(shí)間。另外，車載用熱切換裝置l更可進(jìn)一步包括 一濾波單元50及--
電路保護(hù)單元60，其中濾波單元50電性連接于車載電源系統(tǒng)2與電壓 檢知單元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，以避免電壓檢知單元40在檢測車載電源系統(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可例如系電 感器或電容器等濾波元件。而電路保護(hù)單元60則電性連接于第一開關(guān) 單兀20與第二開關(guān)單元30的輸出端與車載電腦裝置3之間，以進(jìn)行 偵測第 一 電源或備用電源的異常，進(jìn)而產(chǎn)生 一 關(guān)斷信號來關(guān)閉第 一 開 關(guān)單元20及第二開關(guān)單元30，并且于偵測該異常的情形排除后恢復(fù)開 起第- 開關(guān)單兀2 0及第二開關(guān)單元3 0 ，其中該異常的情形可例如為電 路短路或過電流發(fā)生的情形，而關(guān)閉第 -開關(guān)單元20及第二開關(guān)單元 30 fe要是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)的各部位元件無法承受過大電流的輸出而損毀，并且更 可進(jìn)-步保護(hù)車載電腦裝置3的安全性。以卜'是針對本實(shí)用新型所提供的車載用熱切換裝置1的工作方式 進(jìn)行說明，首先，在車載用熱切換裝置1中預(yù)先設(shè)定開啟第一開關(guān)單 元20并關(guān)閉第二開關(guān)單元30，進(jìn)而使車載電源系統(tǒng)2提供第一電源， 并經(jīng)過第一開關(guān)單元20而將第一電源輸出以供應(yīng)給車載電腦裝置3使 用。接著，提供電壓檢知單元40以借助其中的一比較電路41來進(jìn)行 檢測車載電源系統(tǒng)2的電壓是否產(chǎn)生陷落，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)生陷落， 若檢測電壓是否產(chǎn)生陷落的檢測結(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)致電壓有瞬間陷落的情形，此時(shí)便 會關(guān)閉第一幵關(guān)單元20以阻斷第一電源，并同時(shí)開啟第二開關(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電腦裝置3繼續(xù)使 用，借此以彌補(bǔ)瞬間第一電源的不穩(wěn)定或失效的問題。此外，可重復(fù) 進(jìn)行檢測電壓是否產(chǎn)生陷落以隨時(shí)檢測車載電源系統(tǒng)2的電壓狀況， 以進(jìn)而判斷車載電源系統(tǒng)2是否已恢復(fù)正常供應(yīng)電源。而在上述中，相反的若檢測電壓是否產(chǎn)生陷落的檢測結(jié)果為否， 表示車載電源系統(tǒng)2的電壓并無產(chǎn)生陷落的情形而能供應(yīng)穩(wěn)定的電源， 此時(shí)便可開啟第-一開關(guān)單元20且關(guān)閉第二開關(guān)單元30，以持續(xù)地由車 載電源系統(tǒng)2直接提供第一電源給車載電腦裝置3。而在上述方法中，更可舉例提供 -電路保護(hù)單元60，以隨時(shí)偵測 第 -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 為電路短路或過電流發(fā)生的情形，而若產(chǎn)生異常的情形時(shí)，則電路保 護(hù)爭元60便及時(shí)關(guān)閉第 一開關(guān)單元20及第二幵關(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)開啟第一開關(guān)單元20及第二 開關(guān)單元30以繼續(xù)正常工作。借此，依據(jù)車載電源系統(tǒng)2的電壓狀況，以控制第一開關(guān)單元20 及第二開關(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，本實(shí)用新型不僅不需通過穩(wěn)壓電路，而直接由半導(dǎo)體 開關(guān)元件作為開關(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)谝浑娫醇皞溆秒娫雌渲兄唤M開啟時(shí)，另一組便 完全關(guān)閉，以避免類似不斷電電源系統(tǒng)的穩(wěn)壓電路必須一直開啟而增 加耗電流的問題，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)勢下，更適合使用在車載用的系 統(tǒng)或裝置上。但，以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例的詳細(xì)說明及附圖 而已，并非用以限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的所有范圍應(yīng)以下述的 權(quán)利要求保護(hù)范圍為準(zhǔn)，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)， 可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本案所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、 -種車載用熱切換裝置，其特征在于，應(yīng)用于一車載電源系統(tǒng) 與一車載電腦裝置之間，包括一備用電源系統(tǒng)，用以提供一備用電源；一第一開關(guān)單元，電性連接該車載電源系統(tǒng)，用以幵關(guān)該車載電 源系統(tǒng)所輸出的"第 一 電源；一第二開關(guān)單元，電性連接該備用電源系統(tǒng)，用以開關(guān)該備用電 源的輸出；及一電壓檢知單元，用以檢測該車載電源系統(tǒng)的電壓，以用來控制 該第一開關(guān)單元及該第二開關(guān)單元的啟閉，進(jìn)而切換該第一電源及該 備用電源同時(shí)僅以其一輸出至該車載電腦裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，所述的 車載電腦裝置為車裝電腦、行車電腦或工業(yè)電腦。
3、 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，所述的 備用電源系統(tǒng)為二次電池。
4、 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，所述的 第 開關(guān)單元及該第二開關(guān)單元分別包含至少 一元件半導(dǎo)體開關(guān)元 件。
5、 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，所述的 第…開關(guān)單元及該第二開關(guān)單元由同一切換芯片所達(dá)成。
6、 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，所述的 電壓檢知爭元更進(jìn)一步包含一比較電路，提供一參考電壓以進(jìn)行檢測該車載電源系統(tǒng)的電壓；及一電阻/電容電路，用以匹配該第 一 開關(guān)單元及該第二開關(guān)單元啟 閉的延遲吋間。
7、 如權(quán)利要求1所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一濾波單元，電性連接該車載電源系統(tǒng)與該電壓檢知單元之間， 以濾除該第一電源的噪聲；及一電路保護(hù)單元，偵測該第一電源或該備用電源的異常，以產(chǎn)生 一關(guān)斷信號來關(guān)閉該第一開關(guān)單元及該第二開關(guān)單元。
8、如權(quán)利要求7所述的車載用熱切換裝置，其特征在于，所述的 濾波單元為電感器或電容器。
專利摘要一種車載用熱切換裝置，其特征在于，應(yīng)用于一車載電源系統(tǒng)與一車載電腦裝置之間，其包括一備用電源系統(tǒng)、一第一開關(guān)單元、一第二開關(guān)單元及一電壓檢知單元。其中，第一開關(guān)單元用來開關(guān)車載電源系統(tǒng)所輸出的一第一電源；另外第二開關(guān)單元?jiǎng)t用以開關(guān)備用電源系統(tǒng)所輸出的一備用電源，而電壓檢知單元用以檢測車載電源系統(tǒng)的電壓，并隨時(shí)依據(jù)該電壓的差異以實(shí)時(shí)地控制第一開關(guān)單元及第二開關(guān)單元的啟閉，進(jìn)而切換第一電源及備用電源同時(shí)僅以其一來提供給車載電腦裝置。借此，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H02J9/06GK201038823SQ20072000058
公開日2008年3月19日 申請日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
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