CN102270876A - 电源切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源切换装置。其中，该电源切换装置包括：电池电压检测电路；电源开关控制电路，与所述电池电压检测电路相连接；电源切换控制电路，与所述电源开关控制电路相连接，并分别连接于网电源、标准电池和辅助电池；充电电路，与所述电源切换控制电路相连接。通过本发明，能够方便地在电池之间的切换时判断电池的电量。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源切换装置。
背景技术
电源管理的方案有很多，在现有技术中，存在很多的方案，甚至利用专用芯片，比如Linear公司出的LTC4412就是专门的电源切换芯片，其外围电路也很简单，只需要一个P沟道MOS管和一些二极管和电容就可以了。
但是现有技术中的方案和芯片通常都是针对单个电池和单个网电源切换的应用，不适合两路电池、一个网电源的情况。因为网电源和电池的切换是取决于网电源的有无，而电池之间的切换是需要判断电池的电量，现有技术的电路或方案无法满足实际需求。
针对相关技术中难以在电池之间的切换时判断电池的电量的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中难以在电池之间的切换时判断电池的电量的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种电源切换装置，以解决上述问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电源切换装置。其中，该电源切换装置包括：电池电压检测电路；电源开关控制电路，与所述电池电压检测电路相连接；电源切换控制电路，与所述电源开关控制电路相连接，并分别连接于网电源、标准电池和辅助电池；充电电路，与所述电源切换控制电路相连接。
进一步地，所述电池电压检测电路包括：第一引线，连接于电池；第二引线，接地；第三引线，作为检测线。
进一步地，所述电池电压检测电路还包括：分压电路；单片机，经由所述分压电路与所述第三引线相连接。
进一步地，所述单片机包括：采集电路；电源控制电路，与所述采集电路相连接。
进一步地，所述电源切换控制电路包括：第一电源输入端，连接于网电源；第二电源输入端，连接于标准电池；第三电源输入端，连接于辅助电池。
进一步地，所述标准电池和/或所述辅助电池为铅酸电池。
进一步地，所述电源切换装置还包括：单片机，与所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池分别相连接，用于采集所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池的电量信息。
进一步地，所述电源切换装置还包括：应用单元，与所述单片机相连接，用于接收所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池的电量信息。
通过本发明，采用包括以下结构的电源切换装置：电池电压检测电路；电源开关控制电路，与所述电池电压检测电路相连接；电源切换控制电路，与所述电源开关控制电路相连接，并分别连接于网电源、标准电池和辅助电池；充电电路，与所述电源切换控制电路相连接，解决了难以在电池之间的切换时判断电池的电量的问题，进而达到了方便地在电池之间的切换时判断电池的电量的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的电源开关控制电路的示意图；以及
图2是根据本发明实施例的电源切换控制电路的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种电源切换装置。
其中，该电源切换装置包括：电池电压检测电路；电源开关控制电路，与所述电池电压检测电路相连接；电源切换控制电路，与所述电源开关控制电路相连接，并分别连接于网电源、标准电池和辅助电池；充电电路，与所述电源切换控制电路相连接。
优选地，所述电池电压检测电路包括：第一引线，连接于电池；第二引线，接地；第三引线，作为检测线。
优选地，所述电池电压检测电路还包括：分压电路；单片机，经由所述分压电路与所述第三引线相连接。
优选地，所述单片机包括：采集电路；电源控制电路，与所述采集电路相连接。
优选地，所述电源切换控制电路包括：第一电源输入端，连接于网电源；第二电源输入端，连接于标准电池；第三电源输入端，连接于辅助电池。
优选地，所述标准电池和/或所述辅助电池为铅酸电池。
优选地，所述电源切换装置还包括：单片机，与所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池分别相连接，用于采集所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池的电量信息。
优选地，所述电源切换装置还包括：应用单元，与所述单片机相连接，用于接收所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池的电量信息。
下面分别介绍各部分电路：
整个系统可以由一片最新的Cotex-M3内核的单片机STM32F103C6T6来进行电源管理。该芯片有10路12bit内部AD，对于24V的电源控制，精度至少能达到0.05V，完全能够满足性能的要求。
电池电压检测电路可以从每个电池引出3根引线，其中两根是电池的电源和地，另外一根是检测线，用于判定电池是否接入呼吸机整机系统。检测线上的电压经过简单的分压进入单片机的AD输入引脚，单片机负责检测电池的电压。
电源开关控制电路如图1所示，开关S1闭合后，允许开机信号和+24V-IN任意一路高电平，Q2导通，P channel MOSFET Q1的VGS为负电压，满足导通条件，POWER-IN-BUS上的电源能够供给到P-BUS端口。当S1关闭后，Q1的VGS几乎为零，Q1截止，P-BUS无电源。
电源切换控制电路如图2所示，共有3路电源输入，分别是+24V-IN(网电源)、标准电池和辅助电池，当+24V-IN电源电压正常时，POWER-IN-BUS上有电源，直接可以通过开关电源供电。同时由于NPN三极管Q6的基极高电压，Q6导通，导致PNP三极管Q5的基极为低电压，Q5导通，导致Q3的VGS几乎为零，Q3截止，就实现了辅助电池电源切断的目的。同理分析Q7，Q8，Q9图纸可以知道标准电池电源也被切断。
当+24V-IN电源没有供电的情况下，由单片机来采集两路电池的电压，如果标准电池的电压正常，就把标准电池控制信号置为低电平，使能标准电池电源，把辅助电池控制信号置为高电平，切断辅助电池；当标准电池的电压低时，就把标准电池控制信号置为高电平，切断标准电池电源，把辅助电池控制信号置为低电平，使能辅助电池供电；当两路电池电压都低时，把辅助电池控制和标准电池控制信号都置为高电平，把两路电池都切断，防止电池过放电，起到达到保护电池的目的。
另外单片机会实时通过串口把网电源和电池电量信息传到应用单元，使应用单元能实时调整应用，达到在电池供电情况下关闭一些不必须的单元，起到延长电池供电时间的功能，当两路电池电压都低到一定程度时，关闭所有应用，保存数据，防止突然电源掉电数据丢失。
充电电路部分不涉及到电源自动切换的技术，所以在此不作详细介绍。
优选地，本电路实际应用时，24V电压通过开关电源供给，标准电池和辅助电池都使用的铅酸电池。
铅酸电池的特点是价格便宜，加工方便，可以大电流放电，对过充电的耐受强，对过放电的耐受差，没有记忆效应，要求足电保存，充放电控制容易，但寿命低(350次/70％)，质量大，保养麻烦。
针对这种特点，就更要求电源管理做的非常好，才能更好的延长电池的使用寿命。本电路由单片机采集两路电池的实时电压，估算电量，实现电池间的切换和关机保护，同时单片机获取单元板其它信息，通过RS232提供给上位机，实现智能监控，对MCU的性能要求不高，所以此设计达到了低成本，高性能的要求。
从以上的描述中，可以看出，本发明方便地在电池之间的切换时判断电池的电量，进一步地，该电路仅用了低成本的3个P-Channel MOSFET和一些三极管，就实现了三路电源之间自动切换，降低了电源管理的成本；解决了当前主流电源管理方案和专用芯片，只能切换两路电源的局限；而且用一片单片机实时采样电池电压，既起到了保护电池过放电的目的，又为应用系统提供了电源的信息，丰富了应用系统的控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电源切换装置，其特征在于，包括：
电池电压检测电路；
电源开关控制电路，与所述电池电压检测电路相连接；
电源切换控制电路，与所述电源开关控制电路相连接，并分别连接于网电源、标准电池和辅助电池；以及
充电电路，与所述电源切换控制电路相连接。
2.根据权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于，所述电池电压检测电路包括：
第一引线，连接于电池；
第二引线，接地；以及
第三引线，作为检测线。
3.根据权利要求2所述的电源切换装置，其特征在于，还包括：
分压电路；以及
单片机，经由所述分压电路与所述第三引线相连接。
4.根据权利要求3所述的电源切换装置，其特征在于，所述单片机包括：
采集电路；以及
电源控制电路，与所述采集电路相连接。
5.根据权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于，所述电源切换控制电路包括：
第一电源输入端，连接于所述网电源；
第二电源输入端，连接于所述标准电池；以及
第三电源输入端，连接于所述辅助电池。
6.根据权利要求5所述的电源切换装置，其特征在于，所述标准电池和/或所述辅助电池为铅酸电池。
7.根据权利要求5所述的电源切换装置，其特征在于，还包括：
单片机，与所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池分别相连接，用于采集所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池的电量信息。
8.根据权利要求7所述的电源切换装置，其特征在于，还包括：
应用单元，与所述单片机相连接，用于接收所述网电源、所述标准电池和所述辅助电池的电量信息。
Priority Applications (1)
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| CN2010106183652A CN102270876A (zh) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 电源切换装置 |
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