CN102270877A

CN102270877A - 电源供电系统

Info

Publication number: CN102270877A
Application number: CN2010106205524A
Authority: CN
Inventors: 郎彦宇
Original assignee: Beijing Aeonmed Co Ltd
Current assignee: Beijing Aeonmed Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-12-07

Abstract

本发明提供了一种电源供电系统，包括：电源提供部(1)，具有输出端；以及按键开关(SW1)，还包括：开关机控制电路(2)，与按键开关(SW1)连接，用于接收按键开关(SW1)的关机状态信号，输出基于关机状态信号形成预定时间的中断信号，并在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。当触发按键开关关机时，开关机控制电路可以产生预定时间的中断信号，不仅可以通过中断信号通知该设备需要进行关机操作，还使该设备可以在预定时间内做好必备的数据存储，并停止对存储器件的操作，从而解决了现有技术中的电源供电系统会使设备瞬间掉电，从而会造成一些关键数据的丢失或者一些脆弱器件的损坏的问题。

Description

电源供电系统

技术领域

本发明涉及供电领域，尤其涉及一种电源供电系统。

背景技术

现有技术中，大部分的设备，特别在医疗电子设备的电源供电系统上常采用船型机械开关作为设备的开关机按键，但是这种开关会使设备瞬间掉电，可能会造成一些关键数据的丢失或者一些脆弱器件的损坏。

发明内容

本发明旨在提供一种电源供电系统，以解决现有技术中的电源供电系统会使设备瞬间掉电，从而会造成一些关键数据的丢失或者一些脆弱器件的损坏的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电源供电系统，包括：电源提供部，具有输出端；以及按键开关，还包括：开关机控制电路，与按键开关连接，用于接收按键开关的关机状态信号，输出基于关机状态信号形成预定时间的中断信号，并在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。

进一步地，开关机控制电路包括：电源接入端，与电源提供部的输出端连接；中断信号输入端，与按键开关连接，接收按键开关的关机状态信号；中断信号输出端，输出基于关机状态信号而形成的预定时间的中断信号；电源输出端，根据中断信号在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。

进一步地，电源提供部包括：市电电源模块；备用电池电源模块；电源切换电路，输入端分别与市电电源模块以及备用电池电源模块连接，输出端形成电源提供部的输出端，其中，当电源切换电路判断市电电源模块的电压低于预定值时，由备用电池电源模块提供输出电压。

进一步地，备用电池电源模块包括：锂电池；充电电路，输入端与市电电源模块连接，输出端与锂电池的充电端连接，用于为锂电池充电。

进一步地，开关机控制电路包括：按键控制器，具有按键控制端、开机时间控制端、关机时间控制端、电源提供端、中断信号输出端以及输出端，其中，按键控制端形成开关机控制电路的中断信号输入端；第一电容，第一端与按键控制器的开机时间控制端连接，第二端接地；第二电容，第一端与按键控制器的关机时间控制端连接，第二端接地；第一电阻，第一端与按键控制器的电源提供端连接，第二端与按键控制器的输出端连接；第一场效应管，源极形成开关机控制电路的电源接入端，并与按键控制器的电源提供端连接，栅极与第一电阻的第二端连接，漏极形成开关机控制电路的电源输出端；第二电阻，第一端与第一场效应管的漏极连接，第二端与按键控制器的中断信号输出端连接后形成开关机控制电路的中断信号输出端；第三电阻，第一端与按键控制器的中断信号输出端连接，第二端接地。

进一步地，按键控制器还包括控制信号输入端，用于输入控制信号。

进一步地，电源切换电路包括：电源管理器，其电源输入端与备用电池电源模块连接，电源感应信号输入端与市电电源模块连接；第二场效应管，源极与电源管理器的输入端连接，栅极与电源管理器的开关信号输出端连接；第一二极管，阳极与市电电源模块连接，阴极与第二场效应管的源极连接；第三电容，第一端与第一二极管的阴极连接，第二端接地；第四电容，第一端与第一二极管的阴极连接，第二端接地。

进一步地，第三电容为极性电容。

应用本发明的技术方案，当触发按键开关关机时，开关机控制电路可以产生预定时间的中断信号。则将开关机控制电路与需要提供工作电压的设备相连接时，不仅可以通过中断信号通知该设备需要进行关机操作，还使该设备可以在预定时间内做好必备的数据存储，并停止对存储器件的操作，从而解决了现有技术中的电源供电系统会使设备瞬间掉电，从而会造成一些关键数据的丢失或者一些脆弱器件的损坏的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

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示出了根据本发明实施例的电源供电系统原理示意图；

图2示出了根据本发明实施例的电源供电系统的开关机控制电路的电路连接示意图；

图3示出了根据本发明实施例的电源供电系统的开关机控制电路的开机时序图；

图4示出了根据本发明实施例的电源供电系统的开关机控制电路的关机时序图；以及

图5示出了根据本发明实施例的电源供电系统的电源切换电路的电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1示出了根据本发明实施例的电源供电系统原理示意图。如图1所示，电源供电系统包括：电源提供部1，具有输出端；按键开关SW1以及开关机控制电路2。开关机控制电路2与按键开关SW1连接，用于接收按键开关SW1的关机状态信号，输出基于关机状态信号形成预定时间的中断信号，并在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。

其中，开关机控制电路2具有：电源输入端，与电源提供部1的输出端连接；中断信号输入端，与按键开关SW1连接，接收按键开关SW1的关机状态信号；中断信号输出端，输出基于关机状态信号而形成的预定时间的中断信号；电源输出端，根据中断信号在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。

当触发按键开关SW1关机时，开关机控制电路可以产生预定时间的中断信号。若将中断信号输出端与需要提供工作电压的设备相连接，则可以通过中断信号输出端发出预定时间的中断信号，通知该设备需要进行关机操作，同时可以使该设备可以在预定时间内做好数据存储，并停止对存储器件的操作。从而解决了现有技术中的电源供电系统会使设备瞬间掉电，从而会造成一些关键数据的丢失或者一些脆弱器件的损坏的问题。

并且如图1所示，在本实施例中，电源提供部1包括：市电电源模块11；备用电池电源模块；电源切换电路13，输入端分别与市电电源模块11以及备用电池电源模块连接，输出端形成电源提供部1的输出端，其中，当电源切换电路13判断市电电源模块的电压低于预定值时，由备用电池电源模块提供输出电压。

例如，当电源切换电路判断出市电电源模块的电压高于预定值时，仍采用市电电源模块11提供电源提供部的输出电压，即电源提供系统的输入电压由市电提供；当电源切换电路判断出市电电源模块的电压低于预定值时，则采用备用电池模块提供电源提供部的输出电压，即电源提供系统的输出电压由备用电池提供。

具体地，在本实施例中，备用电池电源模块包括：锂电池121，用于形成输出电压；充电电路122，输入端与市电电源模块11连接，输出端与锂电池的充电端连接，用于为锂电池121充电。

充电电路122需要与锂电池的型号相匹配，如可以采用Maxim公司生产的的专用锂电池充电芯片MAX1873REEE检测电池的电压，并控制P沟道MOSFET管NDS843对锂电池进行充电。充电电路122的具体结构在现有技术中已有较多介绍，在此不再详细描述。

虽然在本实施例中，备用电池电源模块采用锂电池121作为备用电池电源模块的电源输入装置，但也可以使用铅酸电池、镍氢电池等作为备用电池电源模块的电源输入装置。每种电池的充电、放电保护电路都不尽相同，因此当采用其他类型的电源输入装置时，需选择相应的充电电路。

下面结合图2说明开关机控制电路的电路的结构。

图2示出了根据本发明实施例的电源供电系统的开关机控制电路的电路连接示意图。如图2所示，采用Linear公司的LTC2950CTS8-2作为按键控制器U2，采用SI6435DQ作为场效应管U1。按键控制器U2具有按键控制端

开机时间控制端ONT、关机时间控制端OFFT、电源提供端VIN、中断信号输出端

以及输出端其中，按键控制端

形成开关机控制电路2的中断信号输入端；第一电容C1，第一端与按键控制器U2的开机时间控制端ONT连接，第二端接地；第二电容C2，第一端与按键控制器U2的关机时间控制端OFFT连接，第二端接地；第一电阻R2，第一端与按键控制器U2的电源提供端VIN连接，第二端与按键控制器U2的输出端

连接；第一场效应管U1，源极形成开关机控制电路2的电源接入端VIN1，并与按键控制器U2的电源提供端VIN连接，栅极与第一电阻R2的第二端连接，漏极形成开关机控制电路2的电源输出端POWER_SYS；第二电阻R1，第一端与第一场效应管U1的漏极连接，第二端与按键控制器U2的中断信号输出端

连接后形成开关机控制电路2的中断信号输出端；第三电阻R3，第一端与按键控制器U2的中断信号输出端

连接，第二端接地。

当触发按键开关SW1时，按键控制端

接收按键开关SW1发送的开机状态信号或者关机状态信号。如可以默认第一次触发按键开关SW1，按键开关SW1将发送开机状态信号，第二次触发按键开关SW1，按键开关SW1发送为关机状态信号。

图3示出了根据本发明实施例的电源供电系统的开关机控制电路的开机时序图。如图3所示，当SW1发送的是开机状态信号时，开机时间控制端ONT产生一定时间的振荡信号，如图3中所示出的16CYCLES的振荡信号，从而使输出端

的输出信号在一定时间后由高电平信号转换为低电平信号，即具有一定的延时性。从图3中可以看出，

经过16CYCLES后才由高电平变为低电平。当的输出信号为低电平信号时，场效应管U1栅极G的电压为0，由于场效应管U1的源极S的电压为电源接入端VIN1上的电压值，场效应管U1导通，则节点P处的电压Vo就等于电源接入端VIN1上的电压值，使得在电源输出端POWER_SYS输出的电压值等于电源接入端VIN1上的电压值。

图4示出了根据本发明实施例的电源供电系统的开关机控制电路的关机时序图。如图4所示，当SW1发送的是关机状态信号时，关机时间控制端OFFT产生一定时间的振荡信号，如图4中所示出的16CYCLES的振荡信号。在16CYCLES的振荡信号后，中断信号输出端会输出时间长度为Tof fdelay的中断信号，即图4中示出的长度为

的中断信号。如果引入需提供供电电源的设备中，就可以让设备中的控制器知道马上要关机了，做好必备的数据存储，和停止对存储器件的操作。同时，使输出端

的输出信号在经过16CYCLES的振荡信号且经过Toff delay时间后，由低电平信号转换为高电平信号。当

的输出信号为高电平信号时，场效应管U1栅极G的电压为高电平，由于场效应管U1的源极S的电压为电源接入端VIN1上的电压值，场效应管U1截止，则节点P处的电压Vo就等于零，使得在电源输出端POWER_SYS输出的电压值为零，就可以使与电源输出端POWER_SYS连接的设备断电。

并且，如图2所示，按键控制器U2还包括控制信号输入端

用于输入控制信号。

当设备中控制器具有检测电池电量的功能时，当电量低于限制时，就可以通过与其连接的控制信号输入端输入控制信号至开关机控制电路，使按键控制器U2的输出端

输出高电平信号，使设备断电，达到保护电池防止过放电的目的。

在实际使用时，控制器具有检测电池电量的功能时，最好把

接至设备的中断引脚，

接至MCU的GPIO(General Purpose Input Output，通用输入输出)引脚，并在上电后立刻把控制

的引脚置为高电平(防止上电后自动掉电)，并把备用电池电压通过AD采集到控制器中，实时监控电池电压，当电池电压低到一定程度时，通过把引脚置低，关闭系统电源，此时，只有按键控制器U2上具有一定的待机电流，且电流值较小，对电池不会造成影响，可以有效地起到电池过放电的保护。

虽然本实施例中，以Linear公司的LTC2950CTS8-2以及SI6435DQ为例，说明开关机控制电路的连接关系，但也可以采用其他的芯片形成本发明实施例中的开关机控制电路，基本结构与本发明实施例中示出的电路结构相似，但部分外围电路会因选择的芯片的功能略有差别，具体可参见所使用芯片的使用手册。

且在本实施例中，通过改变电容C1以及电容C2的电容值，就可以改变开机时间控制端ONT以及关机时间控制端OFFT产生振荡信号的持续时间，中断信号的长度。

图5示出了根据本发明实施例的电源供电系统的电源切换电路的电路连接示意图。如图5所示，电源切换电路13包括：电源管理器U5，电源输入端VIN与备用电池电源模块连接，电源感应信号输入端SENSE与市电电源模块11连接；第二场效应管U4，源极与电源管理器U5的输入端VIN连接，栅极与电源管理器U5的开关信号输出端GATE连接；第一二极管D2，阳极与市电电源模块11连接，阴极与第二场效应管U4的源极连接；第三电容C8，第一端与第一二极管D2的阴极连接，第二端接地；第四电容C9，第一端与第一二极管D2的阴极连接，第二端接地。

如图5所示，采用Linear公司的电源切换专用芯片LTC4412ES6作为电源管理器U5以及采用SI6435DQ作为第二场效应管U4。电源感应信号输入端SENSE引脚负责监控市电电源模块11上的电压POWER_IN，当检测到电压POWER_IN大于(BAT_IN-20mV)时，认为POWER_IN电源满足系统供电要求，其中BAT_IN为备用电池电源模块的电压。此时，开关信号输出端GATE保持高电平，使场效应管U4的开启电压VGS几乎为零，处于截止状态，系统由市电电源模块11供电；否则，开关信号输出端GATE保持低电平，使场效应管U4的开启电压VGS约等于备用电池电源模块的电压BAT_IN，U4处于导通状态，系统由BAT_IN供电。

此外，在本发明的实施例中，均以参数为4.5A、型号为SI6435DQ的P沟道MOSFET管为例进行说明。当系统中的参数发生变化时，可以选择其他型号的场效应管。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

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

1.一种电源供电系统，包括：

电源提供部(1)，具有输出端；以及

按键开关(SW1)，

其特征在于，还包括：

开关机控制电路(2)，与所述按键开关(SW1)连接，用于接收所述按键开关(SW1)的关机状态信号，输出基于所述关机状态信号形成预定时间的中断信号，并在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。

2.根据权利要求1所述的电源供电系统，其特征在于，所述开关机控制电路(2)包括：

电源接入端，与所述电源提供部(1)的输出端连接；

中断信号输入端，与所述按键开关(SW1)连接，接收所述按键开关(SW1)的关机状态信号；

中断信号输出端，输出基于所述关机状态信号而形成的预定时间的中断信号；

电源输出端，根据所述中断信号在预定时间后输出具有预定电压值的输出电压。

3.根据权利要求1所述的电源供电系统，其特征在于，所述电源提供部(1)包括：

市电电源模块(11)；

备用电池电源模块；

电源切换电路(13)，输入端分别与市电电源模块(11)以及备用电池电源模块连接，输出端形成所述电源提供部(1)的输出端，

其中，当所述电源切换电路(13)判断市电电源模块的电压低于预定值时，由备用电池电源模块提供输出电压。

4.根据权利要求3所述的电源供电系统，其特征在于，所述备用电池电源模块包括：

锂电池(121)；

充电电路(122)，输入端与所述市电电源模块(11)连接，输出端与所述锂电池的充电端连接，用于为所述锂电池充电。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源供电系统，其特征在于，所述开关机控制电路(2)包括：

按键控制器(U2)，具有按键控制端

开机时间控制端(ONT)、关机时间控制端(OFFT)、电源提供端(VIN)、中断信号输出端

以及输出端

其中，所述按键控制端

形成所述开关机控制电路(2)的中断信号输入端；

第一电容(C1)，第一端与所述按键控制器(U2)的开机时间控制端(ONT)连接，第二端接地；

第二电容(C2)，第一端与所述按键控制器(U2)的关机时间控制端(OFFT)连接，第二端接地；

第一电阻(R2)，第一端与所述按键控制器(U2)的电源提供端(VIN)连接，第二端与所述按键控制器(U2)的输出端

连接；

第一场效应管(U1)，源极形成所述开关机控制电路(2)的电源接入端(VIN1)，并与所述按键控制器(U2)的电源提供端(VIN)连接，栅极与所述第一电阻(R2)的第二端连接，漏极形成所述开关机控制电路(2)的电源输出端(POWER_SYS)；

第二电阻(R1)，第一端与所述第一场效应管(U1)的漏极连接，第二端与所述按键控制器(U2)的中断信号输出端

连接后形成所述开关机控制电路(2)的中断信号输出端；

第三电阻(R3)，第一端与所述按键控制器(U2)的中断信号输出端

连接，

第二端接地。

6.根据权利要求5所述的电源供电系统，其特征在于，所述按键控制器(U2)还包括控制信号输入端

用于输入控制信号。

7.根据权利要求3或4所述的电源供电系统，其特征在于，所述电源切换电路(13)包括：

电源管理器(U5)，其电源输入端(VIN)与所述备用电池电源模块连接，电源感应信号输入端(SENSE)与所述市电电源模块(11)连接；

第二场效应管(U4)，源极与所述电源管理器(U5)的输入端(VIN)连接，栅极与所述电源管理器(U5)的开关信号输出端(GATE)连接；

第一二极管(D2)，阳极与所述市电电源模块(11)连接，阴极与所述第二场效应管(U4)的源极连接；

第三电容(C8)，第一端与所述第一二极管(D2)的阴极连接，第二端接地；

第四电容(C9)，第一端与所述第一二极管(D2)的阴极连接，第二端接地。

8.根据权利要求7所述的电源供电系统，其特征在于，所述第三电容(C8)为极性电容。