专利名称:一种受电设备的多电源择一供电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种受电设备的多电源择一供电装置，包括多个电源，每个电源分别通过一个级联开关电路与所述受电设备连通，每个级联开关电路包括一个电源、连接在该一个电源和所述受电设备之间的开关、以及电压比较器，每个开关的初始状态为断开状态，每个级联开关电路的电压比较器依照级联级别将该级联开关电路的电源的实际输出电压和与该电源对应的预设电压阈值比较，并根据比较结果控制本级级联开关电路的开关的接通或断开、以及控制下一级级联开关电路的开关的接通或断开，本级级联开关电路的开关的接通或断开的状态与下一级级联电路的开关的接通或断开的状态相反。
【专利说明】一种受电设备的多电源择一供电装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源管理领域，特别涉及一种受电设备的多电源择一供电装置。
【背景技术】
[0002]随着我国交通事业的快速发展，客运机动车、货运机动车已经成为促进我国经济发展和人民生活水平提高必不可少的一部分，但由此带来的交通事故问题连连不断，对此交通部下发通知，运输企业要按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》要求，必须为“两客一危”车辆安装符合《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》(JT/T794-2011)的卫星定位装置，并采用车载硬盘录像机(DVR)记录车辆运行信息，并接入全国重点营运车辆联网联控系统，保证车辆监控数据准确、实时、完整地传输，确保车载卫星定位装置工作正常、数据准确、监控有效。
[0003]为了实时保存车辆数据和记录车辆的相关信息那对于监控设备的电源方面就存在一定的要求，需要延长设备的供电。目前对于车载DVR设备的供电方面大都使用汽车电瓶供电，那对于汽车电瓶发生故障后就无法再对相关数据和信息进行保存，这样就无法知道车辆的实时情况，这样对于保证“两客一危”车辆的安全性就带来了问题。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型提供了一种受电设备的多电源择一供电装置，其为受电设备提供了多种供电电源，能够保证受电设备的实时工作状态。
[0005]本实用新型提供了一种受电设备的多电源择一供电装置，包括多个电源，每个电源分别通过一个级联开关电路与所述受电设备连通，每个级联开关电路包括一个电源、连接在该一个电源和所述受电设备之间的开关、以及电压比较器，每个开关的初始状态为断开状态，
[0006]每个级联开关电路的电压比较器依照级联级别将该级联开关电路的电源的实际输出电压和与该电源对应的预设电压阈值比较，并根据比较结果控制本级级联开关电路的开关的接通或断开、以及控制下一级级联开关电路的开关的接通或断开，
[0007]本级级联开关电路的开关的接通或断开的状态与下一级级联电路的开关的接通或断开的状态相反。
[0008]优选地，每个级联开关电路的电压比较器的输入为该级联开关电路的电源的实际输出电压、和与该电源对应的预设电压阈值，
[0009]所述级联开关电路的电源的实际输出电压高于与该电源对应的预设电压阈值时，该电压比较器的输出为高电平，该高电平输出控制本级级联开关电路的开关接通、并控制下一级级联开关电路的开关断开和控制级联级别低于本级的所有级联开关电路的电压比较器断开；
[0010]所述级联开关电路的电源的实际输出电压低于与该电源对应的预设电压阈值时，该电压比较器的输出为低电平，该低电平输出控制本级级联开关电路的开关断开、并控制下一级级联开关电路的开关接通和控制下一级级联开关电路的电压比较器接通。
[0011]优选地，所述多个电源均为可充电电源，每个级联开关电路进一步包括与其以下各级的电源连接的充电电路，所述高电平输出控制所述充电电路接通，以为其以下各级电源充电。
[0012]优选地，至少一个所述级联开关电路的电压比较器为迟滞比较器。
[0013]优选地，所述受电设备为车载DVR，所述多个电源依照级联的顺序为第一级电源为汽车电瓶，第二级电源为后备铅酸电池，第三级电源为超级电容，第四级电源为可充电锂电池。
[0014]优选地，第一级级联电路中的电压比较器为迟滞比较器。
[0015]优选地，所述第三级电源与所述受电设备接通，第三级级联开关电路的电压比较器的高电平输出控制所述受电设备关闭，所述受电设备由打开状态切换至待机状态。
[0016]优选地，进一步包括壳体，所述汽车电瓶和后备铅酸电池位于所述壳体外部，所述超级电容和可充电锂电池位于所述壳体内部。
[0017]从以上技术方案可知，在本实用新型中，通过多个依序为受电设备提供电力的电源可保证受电设备的连续工作状态，在其中一个或多个电源发生故障或电池用尽的情况下，可保证至少有一个电源能够为受电设备提供电力以保证其连续工作状态。对于需要实时记录数据或断电影响较大的受电设备来说，本实用新型的供电装置能够提高受电设备运转的可靠性。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的受电设备的多电源择一供电装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
[0020]如图1所示，本实用新型提供了一种受电设备的多电源择一供电装置，包括多个电源101、201、301、401(在本说明书中，以四个电源为例进行描述)，多个电源101、201、301、401分别通过多个级联开关电路10、20、30、40与受电设备50连通，以为受电设备50供电。
[0021]其中，每个级联开关电路10、20、30、40均包括一个电源101、201、301、401，连接在该电源101、201、301、401和受电设备50之间的开关102、202、302、402，以及电压比较器103、203、303、403。开关102、202、302、402的初始状态均为断开状态。级联开关电路的级联级别依次为级联开关电路10、级联开关电路20、级联开关电路30、级联开关电路40。
[0022]因此，级联开关电路的电压比较器依照其级联级别，即电压比较器103、203、303、403的顺序，依次比较该级别的级联开关电路的电源的实际输出电压和与该电源对应的预设电压阈值，并根据比较结果控制本级级联开关电路的开关的接通或断开、以及控制下一级级联开关电路的开关的接通或断开。本级级联开关电路的开关的接通或断开的状态与下一级级联电路的开关的接通或断开的状态相反，以使用多个电源中的其中一个电源为受电设备50供电。本级级联开关电路的开关的接通或断开的状态与下一级级联电路的开关的接通或断开的状态相反可通过例如反相器104、204、304来实现。
[0023]其中，预设电压阈值仏、％、％、1为电源101、201、301、401所对应的最低供电电压。
[0024]具体地，以第一级级联开关电路10为例，其包括电源101、连接在电源101和受电设备50之间的开关102、以及电压比较器103。电压比较器103比较电源101的实际输出电压和预设电压阈值U1比较，并根据比较结果控制本级级联开关电路10的开关102的接通或断开，以及控制下一级级联开关电路20的开关202的接通或断开。开关102的状态和开关202的接通或断开的状态是相反的。
[0025]以第四级级联开关电路40为最后一级级联开关电路为例，其包括电源401、连接在电源401和受电设备50之间的开关402、以及电压比较器403。电压比较器403比较电源401的实际输出电压和预设电压阈值U4比较，并根据比较结果控制本级级联开关电路40的开关402的接通或断开，由于没有级别低于本级的级联开关电路，因此无需控制下一级级联开关电路的开关。
[0026]根据以上技术方案，只有在本级级联开关电路的开关处于断开的状态下，下一级级联开关电路的开关才能由初始的断开状态切换至接通的状态，则下一级级联开关电路中的电源才可与受电设备50接通。
[0027]具体地，每个级联开关电路的电压比较器的输入为其电源的实际输出电压、和与该电源对应的预设电压阈值，当该电源的实际输出电压高于与该电源对应的预设电压阈值时，该电压比较器的输出为高电平，该高电平输出控制本级级联开关电路的开关接通、并控制下一级级联开关电路的开关断开，以及控制级联级别低于本级的所有级联开关电路的电压比较器断开，即使得级联级别低于本级的所有级联开关电路的电压比较器停止比较电压和切换其开关状态。
[0028]当电源的实际输出电压低于与该电源对应的预设电压阈值时，该电压比较器的输出为低电平，该低电平输出控制本级级联开关电路的开关断开、并控制下一级级联开关电路的开关接通，以及控制下一级级联开关电路的电压比较器接通，即使得下一级级联开关电路的电压比较器比较其电源的输出电压和与该电源对应的预设电压阈，并根据比较结果控制本级级联开关电路和下一级级联开关电路的开关状态。
[0029]因此，在本实用新型中，为受电设备50提供了多个供电电源，且多个电源是按照电压比较器的比较标准、依照级联级别依次为受电设备50供电的。则可根据例如电量的大小、或者电源的稳定性来设置电源的级联级别，将电量大或稳定性高的电源作为级联级别比较高的电源，而将电量小或稳定性低的电源作为级联级别比较低的电源，则根据本实用新型中的级联电路与受电设备的连接关系，级联级别比较高的电源优先与受电设备50接通并为其供电，而在级联级别比较高的电源故障或不满足供电条件(电量不足)的情况下，级联级别为该故障电源的下一级的电源才与受电设备50接通并为其供电。
[0030]可见，在本实用新型中，通过多个依序为受电设备提供电力的电源可保证受电设备的连续工作状态，在其中一个或多个电源发生故障或电量用尽的情况下，可保证至少有一个电源能够为受电设备提供电力以保证其连续工作状态。对于需要实时记录数据或断电影响较大的受电设备来说，本实用新型的供电装置能够提高受电设备运转的可靠性。
[0031]优选地，电源10、20、30、40均为可充电电源，每个级联开关电路10、20、30进一步包括与其以下各级的电源连接的充电电路105、205、305，电压比较器103、203、303的高电平输出控制充电电路105、205、305接通，以为其以下各级电源20、30、40充电。
[0032]优选地，为了防止由于电源的电压反弹或浮动造成开关的接通或关闭状态发生振荡，级联开关电路的电压比较器103、203、303、403中的至少一个为迟滞比较器。
[0033]在本实用新型的一个优选实施例中，受电设备50为车载DVR，其需要实时记录车辆运行的相关数据，例如视频、车辆位置、车速等信息。实时多个电源依照级联的顺序为第一级电源101为汽车电瓶，第二级电源201为后备铅酸电池，第三级电源301为超级电容，第四级电源401为可充电锂电池。
[0034]在该实施例中，通常车载DVR 50的供电电源为汽车电瓶101，其级联级别最高，汽车电瓶101正常工作时，电压比较器103检测汽车电瓶101的输出电压高于预设电压阈值U1,即高于电源101为车载DVR 50供电的最低电压时，则开关102接通，而开关202断开，且电压比较器203、303、403均断开，由于开关202、302、402的初始状态均断开，因此电源201、301、401不能与车载DVR 50接通，此时为车载DVR50供电的是汽车电瓶101 ;当电压比较器103检测汽车电瓶101的输出电压低于预设电压阈值U1，即低于电源101为车载DVR 50供电的最低电压，即汽车电瓶101故障或电量用尽时，则开关102断开，而开关202接通，使得电源201与受电设备50接通，且电压比较器203接通。如果电压比较器203比较得出后备铅酸电池201的输出电压高于预设电压阈值队，即高于电源201为车载DVR 50供电的最低电压，则开关202接通，而开关302断开，且电压比较器303、403均断开。此时为车载DVR50供电的是后备铅酸电池201。以此类推，直到最后一级电源用尽，车载DVR 50才失去电力供应。
[0035]进一步地，当本级级联开关电路接通时，本级电源可通过充电电路为低级别的电源充电。例如，当使用汽车电瓶101为车载DVR 50供电时，汽车电瓶101可通过充电电路105为后备铅酸电池201、超级电容301、可充电锂电池401充电。同样地，当后备铅酸电池201为车载DVR 50供电时，后备铅酸电池201可通过充电电路205为超级电容301、可充电锂电池401充电。这样，如果汽车时因为交通事故或者被盗并抛弃在野外引起的断电情况下，也不会影响车载DVR实时记录相关数据，例如视频、车辆位置、车速等信息，并通过通信模块将相关数据上传、以提供救援所需的信息。
[0036]优选地，为了降低车载DVR 50的设备功耗，尽可能地加长备用电源(低级联级别的电源)的供电时间，当超级电容301与车载DVR 50接通时，第三级级联开关电路30的电压比较器303的高电平输出控制车载DVR 50关闭，即车载DVR 50由打开状态切换至待机状态。当车载DVR 50进入待机状态时，通常视频采集这种耗电量校稿的内容将停止工作和记录，但一些重要功能的工作，包括定位信息的保存、平台端的唤醒、定位信息的上传等功能将继续工作。而这些功能的功耗较低，则超级电容301和可充电锂电池401这种小型电源可满足其待机状态下的用电量。
[0037]优选地，进一步包括壳体60，汽车电瓶101和后备铅酸电池201这种车辆上固有的电源位于壳体60的外部，超级电容301和可充电锂电池401这种小型电源位于壳体60的内部，从而提高这些小型备用电源的安全可靠性，使其不容易被破坏，继而可保证车载DVR50的连续工作性。
[0038]从以上技术方案可知，在本实用新型中，通过多个依序为受电设备提供电力的电源可保证受电设备的连续工作状态，在其中一个或多个电源发生故障或电池用尽的情况下，可保证至少有一个电源能够为受电设备提供电力以保证其连续工作状态。对于需要实时记录数据或断电影响较大的受电设备来说，本实用新型的供电装置能够提高受电设备运转的可靠性。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，包括多个电源，每个电源分别通过一个级联开关电路与所述受电设备连通，每个级联开关电路包括一个电源、连接在该一个电源和所述受电设备之间的开关、以及电压比较器，每个开关的初始状态为断开状态， 每个级联开关电路的电压比较器依照级联级别将该级联开关电路的电源的实际输出电压和与该电源对应的预设电压阈值比较，并根据比较结果控制本级级联开关电路的开关的接通或断开、以及控制下一级级联开关电路的开关的接通或断开， 本级级联开关电路的开关的接通或断开的状态与下一级级联电路的开关的接通或断开的状态相反。2.如权利要求1所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，每个级联开关电路的电压比较器的输入为该级联开关电路的电源的实际输出电压、和与该电源对应的预设电压阈值， 所述级联开关电路的电源的实际输出电压高于与该电源对应的预设电压阈值时，该电压比较器的输出为高电平，该高电平输出控制本级级联开关电路的开关接通、并控制下一级级联开关电路的开关断开和控制级联级别低于本级的所有级联开关电路的电压比较器断开； 所述级联开关电路的电源的实际输出电压低于与该电源对应的预设电压阈值时，该电压比较器的输出为低电平，该低电平输出控制本级级联开关电路的开关断开、并控制下一级级联开关电路的开关接通和控制下一级级联开关电路的电压比较器接通。3.如权利要求2所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，所述多个电源均为可充电电源，每个级联开关电路进一步包括与其以下各级的电源连接的充电电路，所述高电平输出控制所述充电电路接通，以为其以下各级电源充电。4.如权利要求1所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，至少一个所述级联开关电路的电压比较器为迟滞比较器。5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，所述受电设备为车载DVR，所述多个电源依照级联的顺序为第一级电源为汽车电瓶，第二级电源为后备铅酸电池，第三级电源为超级电容，第四级电源为可充电锂电池。6.如权利要求5所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，第一级级联电路中的电压比较器为迟滞比较器。7.如权利要求5所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，所述第三级电源与所述受电设备接通，第三级级联开关电路的电压比较器的高电平输出控制所述受电设备关闭，所述受电设备由打开状态切换至待机状态。8.如权利要求5所述的受电设备的多电源择一供电装置，其特征在于，进一步包括壳体，所述汽车电瓶和后备铅酸电池位于所述壳体外部，所述超级电容和可充电锂电池位于所述壳体内部。
【文档编号】H02J9-06GK204290468SQ201420621668
【发明者】颜嘉元, 苏海涛, 曹志荣 [申请人]杭州海康威视数字技术股份有限公司