(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010054915.6
(22)申请日 2020.01.17
(71)申请人 北斗航天汽车（北京）有限公司
地址 100070 北京市丰台区南四环西路188
号十八区22号楼1至6层101内六层601
(园区)
(72)发明人 刘贵生 张鑫 刘志钢
(74)专利代理机构 北京崇智专利代理事务所
(普通合伙) 11605
代理人 任小燕
(51)Int.Cl.
H02J 9/06(2006.01)
H02J 7/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
一种T -BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，
降压芯片U3、升压芯片U4、CAN通讯模块、主控模
块、通讯模块、磷酸铁锂电池和充电开关；所述降
压电路、所述第一降压芯片U2、所述第二降压芯
片U3、所述升压芯片U4、所述磷酸铁锂电池和所
述充电开关均与所述主控模块连接。按照本发明
相比具有如下优点：本发明使用能量密度更高的
磷酸铁锂电池作为T -BOX的备用电源，成本大幅
降低，成本降低50％；体积缩小，体积减小30％；
重量减轻，重量降低60％；提高使用寿命，寿命提
高37％。权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 111092485 A 2020.05.01
C N 111092485
A
1.一种T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：包括保护电路、降压电路、第一降压芯片U2、第二降压芯片U3、升压芯片U4、CAN通讯模块、主控模块、通讯模块、磷酸铁锂电池和充电开关；
所述第一保护电路的输入端接外部电源，所述第一保护电路的输出端接所述降压电路的输入端；
所述降压电路的输出端分别接所述CAN通讯模块、所述第一降压芯片U2的输入端、所述第二降压芯片U3的输入端；
所述第一降压芯片U2的输出端接所述主控模块；
所述第二降压芯片U3的输出端分别接所述通讯模块和所述充电开关的一端；
所述充电开关的另一端和所述升压芯片U4的输入端连接后接所述磷酸铁锂电池；
所述升压芯片U4的输出端接所述降压电路的输出端；
所述降压电路、所述第一降压芯片U2、所述第二降压芯片U3、所述升压芯片U4、所述磷酸铁锂电池和所述充电开关均与所述主控模块连接。
2.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述主控模块上设有使能控制脚EN1、使能控制脚EN2、使能控制脚EN3、使能控制脚EN4、使能控制脚EN5、电压采集引脚A/D1和电压采集引脚A/D2；所述使能控制脚EN1和所述电压采集引脚A/ D1均与所述降压电路连接；所述使能控制脚EN2与所述第一降压芯片U2连接；所述使能控制脚EN3与所述第二降压芯片U3连接；所述使能控制脚EN4与所述充电开关连接；所述使能控制脚EN5和所述电压采集引脚A/D2均与所述升压芯片U4连接。
3.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述保护电路包括肖特基二极管D1、电感L1和电容C1，所述肖特基二极管D1的输入端接所述外部电源，所述肖特基二极管D1的输出端接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端与所述电容C1的一端连接后接所述降压电路的输入端；所述电容C1的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述降压电路包括DC/DC模块、肖特基二极管D2、电感L2和电容C2，所述DC/DC模块的一端为所述降压电路的输入端，所述DC/
DC模块的另一端与所述肖特基二极管D2的输出端连接后接所述电感L2的一端，所述电感L2的另一端与所述电容C2的一端连接后为所述降压电路的输出端，所述肖特基二极管D2的输入端接地，所述电容C2的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述充电开关为场效应管Q1。
6.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述通讯模块为4G模块。
7.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述升压芯片U4与所述降压电路之间设有肖特基二极管D3。
8.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述第一降压芯片U2的型号为：1117-3.3V，所述第二降压芯片U3的型号为：MIC29302，所述升压芯片U4的型号为：MSP430。
9.根据权利要求4所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述DC/DC 模块的型号为：LMR14050。
10.根据权利要求1所述的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路，其特征在于：所述磷酸铁锂电池仅为一
节，其型号为：村田18650FTC1。
一种T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路
技术领域
[0001]本发明涉及一种T-BOX的备用电源电路，尤其涉及一种T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路。
背景技术
[0002]关于T-BOX的备用电源，在国标BG/T-32960中规定如下：T-BOX在外部电源异常断开后，需仍可独立运行，且至少保障外部电源断开前10分钟数据上传到企业平台。[0003]根据部分客户市场需求，要求可独立供电工作30分钟。按此要求，备用电池需要至少500mAh的容量；考虑到低温电池放电性能衰减，电池容量需要使用1000mAh的容量。[0004]传统方案使用镍氢电池，由于受镍氢电池能量密度偏低的影响，需要使用四节电池提供************。其优点可4.8V直接供给5V系统，无需升压；其缺点电池体积大，成本高，寿命低。
发明内容
[0005]本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种体积小、重量轻、成本低、寿命长的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路。
[0006]按照本发明提供的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路采用的主要技术方案为：包括保护电路、降压电路、第一降压芯片U2、第二降压芯片U3、升压芯片U4、CAN通讯模块、主控模块、通讯模块、磷酸铁锂电池和充电开关；
[0007]所述第一保护电路的输入端接外部电源，所述第一保护电路的输出端接所述降压电路的输入端；
[0008]所述降压电路的输出端分别接所述CAN通讯模块、所述第一降压芯片U2的输入端、所述第二降压芯片U3的输入端；
[0009]所述第一降压芯片U2的输出端接所述主控模块；
[0010]所述第二降压芯片U3的输出端分别接所述通讯模块和所述充电开关的一端；[0011]所述充电开关的另一端和所述升压芯片U4的输入端连接后接所述磷酸铁锂电池；[0012]所述升压芯片U4的输出端接所述降压电路的输出端；
[0013]所述降压电路、所述第一降压芯片U2、所述第二降压芯片U3、所述升压芯片U4、所述磷酸铁锂电池和所述充电开关均与所述主控模块连接。
[0014]本发明提供的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路还采用如下附属技术方案：[0015]所述主控模块上设有使能控制脚EN1、使能控制脚EN2、使能控制脚EN3、使能控制脚EN4、使能控制脚EN5、电
压采集引脚A/D1和电压采集引脚A/D2；所述使能控制脚EN1和所述电压采集引脚A/D1均与所述降压电路连接；所述使能控制脚EN2与所述第一降压芯片U2连接；所述使能控制脚EN3与所述第二降压芯片U3连接；所述使能控制脚EN4与所述充电开关连接；所述使能控制脚EN5和所述电压采集引脚A/D2均与所述升压芯片U4连接。[0016]所述保护电路包括肖特基二极管D1、电感L1和电容C1，所述肖特基二极管D1的输
入端接所述外部电源，所述肖特基二极管D1的输出端接所述电感L1的一端，所述电感L1的另一端与所述电容C1的一端连接后接所述降压电路的输入端；所述电容C1的另一端接地。[0017]所述降压电路包括DC/DC模块、肖特基二极管D2、电感L2和电容C2，所述DC/DC模块的一端为所述降压电路的输入端，所述DC/DC模块的另一端与所述肖特基二极管D2的输出端连接后接所述电感L2的一端，所述电感L2的另一端与所述电容C2的一端连接后为所述降压电路的输出端，所述肖特基二极管D2的输入端接地，所述电容C2的另一端接地。[0018]所述充电开关为场效应管。
[0019]所述通讯模块为4G模块。
[0020]所述升压芯片U4与所述降压电路之间设有肖特基二极管D3。
[0021]所述第一降压芯片U2的型号为：1117-3.3V，所述第二降压芯片U3的型号为：MIC29302，所述升压芯片U4的型号为：MSP430。
[0022]所述DC/DC模块的型号为：LMR14050。
[0023]所述磷酸铁锂电池仅为一节，其型号为：村田18650FTC1。
[0024]按照本发明提供的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路与现有技术相比具有如下优点：本发明使用能量密度更高的磷酸铁锂电池作为T-BOX的备用电源，成本大幅降低，4节镍氢电池成本大约45-60元，而一节磷酸铁锂电池成本为20-25元，成本降低50％；体积缩小，4节镍氢电池体积约为39200平方毫米，而一节18650磷酸铁锂电池体积约为21060平方毫米，体积减小30％；重量减轻，4节镍氢电池重量大约100g，而一节磷酸铁锂电池重量约为40g，重量降低60％；提高使用寿命，镍氢电池寿命一般为5000次充放电，而磷酸铁锂电池可充放电8000次，寿命提高37％。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本发明的电路原理图。
[0027]图2是本发明中的磷酸铁锂电池充电时的电路原理图。
[0028]图3是本发明中的磷酸铁锂电池放电时的电路原理图。
具体实施方式
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0030]参见图1至图3，按照本发明提供的T-BOX的磷酸铁锂电池备用电源电路实施例，包括保护电路1、降压电路2、第一降压芯片U2、第二降压芯片U3、升压芯片U4、CAN通讯模块3、主控模块4、通讯模块、磷酸铁锂电池和充电开关；所述第一保护电路1的输入端接外部电源，所述第一保护电路1的输出端接所述降压电路2的输入端；所述降压电路2的输出端分别
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