CN101707393A - 一种供电电源的自动切换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种供电电源的自动切换电路，包括第一电源输入端、第二电源输入端、切换模块和输出端，所述第一电源输入端为本地直流供电输入，一路直接连接输出端，另一路连接切换模块的第一输入端，所述第二电源输入端连接切换模块的第二输入端，切换模块的输出连接输出端，且在第一电源输入端有输入时，切换模块无输出。第一电源输入端的输出优先级高于第二电源输入端，本发明并不局限于本地电源和POE电源的切换选择，可以扩展到很多类似的存在两路电源切换选择问题的场合，能实现两种电源之间的自动切换，本发明简单实用，成本低，且可靠性高，还具有电源电压上电缓冲、过流保护、防反接保护、滤波、噪声隔离等功能。

Description

一种供电电源的自动切换电路
技术领域
本发明涉及一种供电电源的自动切换电路。
背景技术
目前在GPON/EPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network/Ethernet Passive Optical Network)光通信接入网领域的ONU(OpticalNetwork Unit，光纤网络单元)设备的48V电源供电中，较常用的有本地供电和以太网供电(POE，Power over Ethernet)两种方式，大部分设备都只采用其中的一种供电方式。POE供电是一种可以通过以太网中的网络线提供ONU设备所需的电能的技术，使原有的网络线既可以传递数据资料，还可以当电源线使用。一般情况下，使用以太网供电的设备不需要再从本地供电取得电能，但是，在有些情况下，比如ONU设备的以太网供电模块损坏，或者为了技术人员调试维护方便等情况下，仍需从本地供电电源取电。但是当设备又支持POE供电时，两者同时供电就会存在优先级问题，即要保证优先从本地供电，并且当本地电源断电后能自动切换到POE电源，不会引起任何业务中断。另外，一些情况下需要在非标准的POE电源或其他电源和直流供电之间切换，且保证直流供电的高优先级。
申请号为200710186392.5的发明专利提出了一种在POE供电和本地直流供电之间的电源切换装置，但是本发明只能用于POE供电和直流供电之间的切换，不能实现非POE标准电源和直流供电之间的切换，而且电路较复杂，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种供电电源的自动切换电路，能实现两种电源之间的自动切换，一种电源是直流供电电源，另一种电源可以是标准POE电源，或者是非标准的POE电源或其他电源，并保证直流供电电源具有高优先级，而且电路更简单、成本更低。
本发明的技术方案是：一种供电电源的自动切换电路，包括第一电源输入端、第二电源输入端、切换模块和输出端，所述第一电源输入端为本地直流供电输入，一路直接连接输出端，另一路连接切换模块的第一输入端，所述第二电源输入端连接切换模块的第二输入端，切换模块的输出连接输出端，且在第一电源输入端有输入时，切换模块无输出。
本发明的更详细的技术方案是：
所述切换模块包括依次相连的第一器件、第二器件和第三器件；第一电源输入端连接第一器件的输入端，第二器件的输入端连接第一器件的输出端，第三器件的第一输入端连接第二器件的输出端，第三器件的第二输入端连接第二电源输入端。
在所述第二电源输入端有输入、第一电源输入端无输入时，所述第一器件截止，第二器件导通，第三器件导通，切换模块有输出；在第一电源输入端有输入时，所述第一器件导通，第二器件截止，第三器件截止，切换模块无输出。
在第一电源输入端和第二电源输入端的切换选择过程中，保证第一电源输入端的优先级高于第二电源输入端.
所述切换模块的第一器件为光耦器件，第二器件和第三器件分别为三极管和场效应管。
所述光耦器件的发光二极管的正极连接第一电源输入端，反馈光电二极管的正极连接三极管的基极，三极管的集电极连接场效应管的栅极，场效应管的源极连接第二电源输入端，漏极连接输出端。
所述第二输入端为标准POE电源、或非标准POE电源，或者其他形式的电源。
所述第一电源输入端、第二电源输入端和输出端之间还连接有过流熔断保护电路和滤波除噪电路。
本发明的优点是：此发明并不局限于本地电源和POE电源的切换选择，可以扩展到很多类似的存在两路电源切换选择问题的场合，能实现两种电源之间的自动切换，一种电源是直流供电电源，另一种电源可以是标准POE电源，或者是非标准的POE电源或其他电源，并保证直流供电电源具有高优先级。本发明的电路模块简单实用，成本低，且可靠性高，具有电源电压上电缓冲、过流保护、防反接保护、滤波、噪声隔离等功能，能应用于ONU设备的大批量生产，有较高的性价比，具有比较高的实用价值，并且此电路也可以拓展到交换机产品中，应用范围很广。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的实施例的结构框图；
图2为本发明的实施例的电路原理图；
图3为本发明的实施例的电路后端的变压部分的电路原理图。
其中：1第一电源输入端；2第二电源输入端；3切换模块；31第一器件；32第二器件；33第三器件；4输出端。
具体实施方式
实施例：如图1所示，本实施例的供电电源的自动切换电路，包括第一电源输入端1、第二电源输入端2、切换模块3和输出端4。第一电源输入端1为本地直流供电输入，一路直接连接输出端4，另一路连接切换模块3的第一输入端，第二电源输入端连接切换模块3的第二输入端，切换模块3的输出连接输出端4，且在第一电源输入端LOCAL_IN有输入时，切换模块3无输出，以保证第一电源输入端的高优先级。
本实施例中，第二电源输入端2可以为标准POE电源、或非标准POE电源，或者其他形式的电源。
所述切换模块3包括依次相连的第一器件31、第二器件32和第三器件33，第二器件32的输入端连接第一器件31的输出端，第三器件33的第一输入端连接第二器件32的输出端，第三器件33的第二输入端连接第二电源输入端2。
当第二电源输入端Second_IN有输入、第一电源输入端LOCAL_IN无输入时，所述第一器件31截止，第二器件32导通，第三器件33导通，切换模块3有输出，输出第二电源输入端Second_IN的电能.当第一电源输入端LOCAL_IN有输入时，第一器件31导通，第二器件32截止.第三器件33不管第二电源输入端2是否有输入Second_IN始终截止，从而切换模块3无输出，此时仅由第一电源输入端给输出端供电.
如图2所示为本实施例的具体电路原理图。本实施例的切换模块3的第一器件31为光耦器件，第二器件32和第三器件33分别为三极管和场效应管。更具体地，本实施例的第一器件31为光耦器件U41，第二器件32为NPN型三极管Q8，第三器件33为P型场效应管Q7。光耦器件U41的发光二极管的正极通过一个电阻R419连接第一电源输入端1，反馈光电二极管的正极通过一个电阻R503连接三极管Q8的基极，同时通过电阻R421连接场效应管Q7的源极，发光二极管和反馈光电二极管的负极连接虚地。三极管Q8的集电极通过电阻R420连接场效应管Q7的栅极，集电极和发射极之间并联电容C408，三极管的集电极和场效应管Q7的源极之间串联有电阻R422。场效应管Q8的源极通过一个过流熔断保护的熔丝F1连接到第二电源输入端2，其源极和虚地之间并联有电容C407，用于滤波。场效应管Q8的漏极通过一个防反接保护的二极管D11连接到输出端3。
另外，第一电源输入端1和输出端4之间还连接有过流断保护电路和滤波除噪电路。具体地，包括具有过流熔断保护功能的熔丝F2、具有滤波缓冲功能的旁路电容C422，在本地供电电源和地之间均连有磁珠FB1和FB2，起到滤波、隔噪的作用，以保证电源供电的纯净稳定并降低两路电源间的噪声干扰，在磁珠FB1之后连接有二极管D2用于防反接保护。第一电源输入端1的第一路输出和切换模块3的输出相连，并联有极性储能大电容C1到虚地，用以保证电源输入平滑，第一电源输入端1的第一路输出和切换模块3的输出到输出端之间还连有共模电感L2，用于抑制共模噪声干扰，另外还并联有储能大电容C436，保证在电源断电后能短时给系统供电，同时也能提高系统的抗扰能力。
当有本地电源而无第二电源输入时，本地电源直接通过二极管D2经过共模电感L2降噪给负载供电；当既有本地电源又有第二电源时，光耦器件U41导通，三极管Q8由于基极电位很低而截止，从而P型场效应管Q7的栅极电位近似等于其源极电位，因此场效应管Q7也处于截止状态，二极管D11中没有电流，这时的供电方式仍为本地电源；当无本地电源而有第二电源时，光耦器件U41不导通，三极管Q8基极为高电压，三极管导通，场效应管Q7导通，从而二极管D11中有电流流过，实现第二电源供电。在光耦器件U41导通时，电路中的电阻R419、R421为限流电阻；当场效应管Q7和三极管Q8均导通时，电路中的电阻R420起到限流作用。另外在场效应管Q7导通和截止相互切换的瞬间，电容C408能起到缓冲作用，较好的保护晶体管，防止瞬间冲击过大。
图3为电路后端的变压部分的电路原理图，经过变压部分的芯片U75将输出端4的电压转换成电路工作所需的电压，如3.3V、5V等电压值，此为较成熟的技术。
本实施例的两路电源输入端的电压应用范围很广，第一电源输入端的电压可以高于第二电源输入端，也可以低于第二电源输入端，第一电源输入端和第二电源输入端可以是48V的电源，也可以是12V电源，或者是其他电压的电源。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本发明覆盖的保护范围。

Claims (8)

1.一种供电电源的自动切换电路，包括第一电源输入端(1)、第二电源输入端(2)、切换模块(3)和输出端(4)，其特征在于：所述第一电源输入端(1)为本地直流供电输入，一路直接连接输出端(4)，另一路连接切换模块(3)的第一输入端，所述第二电源输入端连接切换模块(3)的第二输入端，切换模块(3)的输出连接输出端(4)，且在第一电源输入端(1)有输入时，切换模块(3)无输出。
2.根据权利要求1中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：所述切换模块(3)包括依次相连的第一器件(31)、第二器件(32)和第三器件(33)；第一电源输入端(1)连接第一器件(31)的输入端，第二器件(32)的输入端连接第一器件(31)的输出端，第三器件(33)的第一输入端连接第二器件(32)的输出端，第三器件(33)的第二输入端连接第二电源输入端(2)。
3.根据权利要求2中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：在所述第二电源输入端(2)有输入、第一电源输入端(1)无输入时，所述第一器件(31)截止，第二器件(32)导通，第三器件(33)导通，切换模块(3)有输出；在第一电源输入端(1)有输入时，所述第一器件(31)导通，第二器件(32)截止，第三器件(33)截止，切换模块(3)无输出。
4.根据权利要求1中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：第一电源输入端(1)的输出优先级高于第二电源输入端(2)。
5.根据权利要2中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：所述切换模块(3)的第一器件(31)为光耦器件，第二器件(32)为三极管，第三器件(33)为场效应管。
6.根据权利要求5中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：所述光耦器件的发光二极管的正极连接第一电源输入端(1)，反馈光电二极管的正极连接三极管的基极，三极管的集电极连接场效应管的栅极，场效应管的源极连接第二电源输入端(2)，漏极连接输出端。
7.根据权利要求1中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：所述第二输入端为标准POE电源、或非标准POE电源，或者其他形式的电源。
8.根据权利要求1中所述的供电电源的自动切换电路，其特征在于：所述第一电源输入端(1)、第二电源输入端(2)和输出端(4)之间还连接有过流熔断保护电路和滤波除噪电路。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100512