CN102593906A - 一种供电系统主电源与后备电池切换电路 - Google Patents

一种供电系统主电源与后备电池切换电路 Download PDF

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朱琳
刘宜龙
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Abstract

本发明公开了一种供电系统主电源与后备电池切换电路，属于电子设备技术领域，其结构包括主电源VCC和后备电池及系统VD，通过低电压检测电路实现供电系统主电源与后备电池的切换，低电压检测电路包括稳压二极管D01，电阻R01，电阻R03，NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2。本发明的一种供电系统主电源与后备电池切换电路和现有技术相比，利用高效主电源和后备电池切换电路，解决了系统主电源供电突然掉电切换到电池供电的问题，使系统由主电源供电和电池供电之间平滑切换，避免切换的过程中因为电压的波动而影响到系统中的数据。

Description

一种供电系统主电源与后备电池切换电路
 
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，具体地说是一种供电系统主电源与后备电池切换电路。
背景技术
当今很多电子设备中的数据越来越宝贵，比如存储服务器，RAID卡等等，系统主电源的突然掉电会使系统中正在运行的数据丢失，为了解决这个问题，很多设备中引入了后备电池，在系统掉电后继续给设备供电完成数据保存。由主电源切换到电池需要一个切换电路，早期的切换电路是用用两个二极管对主电源和电池进行隔离和供电切换，因为在切换的过程中电压会有波动而影响系统的稳定性和数据的可靠性。
发明内容　　
　　本发明的技术任务是提供一种利用高效主电源和后备电池切换电路，解决了系统主电源供电突然掉电切换到电池供电的问题，使系统由主电源供电和电池供电之间平滑切换，避免切换的过程中因为电压的波动而影响到系统中的数据的一种供电系统主电源与后备电池切换电路。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，包括主电源VCC和后备电池及系统VD，通过低电压检测电路实现供电系统主电源与后备电池的切换，低电压检测电路包括稳压二极管D01，电阻R01，电阻R03，NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2，其中稳压二极管D01的一端接主电源VCC，另一端分成两路，一路经过电阻R01接到NPN晶体管Q1的发射极，另一路经过电阻R03接到NPN晶体管Q1的基极；PNP晶体管Q2的发射极连接主电源VCC，PNP晶体管Q2的基极连接NPN晶体管Q1的集电极，PNP晶体管Q2的集电极连接系统VD；后备电池的正极连接到PNP晶体管Q2的集电极与系统VD的电路之间。
所述的主电源VCC先后经过电阻R02、二极管D02后接到后备电池的正极。
所述的PNP晶体管Q2的基极经过电阻R04连接到NPN晶体管Q1的集电极。
所述的后备电池的正极经过电阻R05连接到PNP晶体管Q2的集电极与系统VD的电路之间。
所述的后备电池的负极接地。
所述的NPN晶体管Q1的发射极接地。
稳压二极管D01的稳定电压需要根据主电源VCC的电压来进行选择，稳压二极管D01的稳定电压比主电源VCC电压小1V。主电源VCC正常供电时，稳压二极管D01导通，在电阻R01上产生1V的电压，此电压通过电阻R03使NPN晶体管Q1的B-E结导通，所以NPN晶体管Q1处于导通状态。其集电极的电压近似为0，这样PNP晶体管Q2的B-E结也导通，PNP晶体管Q2处于全导通状态，此时VD=VCC，系统VD由主电源VCC来进行供电。同时主电源VCC可以通过电阻R02和二极管D02对后备电池进行充电。
在主电源VCC掉电的时，主电源VCC电压在下降到略高于稳压二极管D01的电压时，电阻R01上电压失去，NPN晶体管Q1失去B-E结电压而进入截止状态，同时PNP晶体管Q2失去B-E结电压因而也进入截止状态，主电源VCC电压无法通过PNP晶体管Q2，此时系统VD改由备用电池供电，主电源VCC此后的波动不会影响到后面的系统。
在主电源VCC恢复时，主电源VCC电压是一个渐升的过程，并且会存在波动。由于有稳压二极管D01的存在，在主电源VCC电压上升到稳压二极管D01的稳定电压之前是无法使稳压二极管D01导通，因此NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2也都是截止的，系统VD仍由备用电池供电。只有当主电源VCC电压超过稳压二极管D01的稳定电压后，NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2才会进入导通状态，从而使主电源VCC取代备用电池给系统VD供电。在主电源VCC电压尚未稳定的瞬间，主电源VCC与系统之间也是隔离的，因此不会对系统的数据造成影响。
本发明的一种供电系统主电源与后备电池切换电路具有以下优点：
1、利用简单分立该切换电路，可以使系统在主电源掉电后平滑的切换到电池供电，并且主电源恢复后再平滑的切换回主电源供电，从而避免重要数据的丢失；
2、由于晶体管导通电阻很低，其压降很小，本发明的切换电路自身的功耗大幅降低，提升了直流主输出供电的效率，减小了能耗，提高供电效率；同时，降低了系统的散热要求。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种供电系统主电源与后备电池切换电路的电路图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种供电系统主电源与后备电池切换电路作以下详细地说明。
实施例：
本发明的一种供电系统主电源与后备电池切换电路, 其结构包括主电源VCC和后备电池及系统VD，通过低电压检测电路实现供电系统主电源与后备电池的切换，低电压检测电路包括稳压二极管D01，电阻R01，电阻R03，NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2，其中稳压二极管D01的一端接主电源VCC，另一端分成两路，一路经过电阻R01接到NPN晶体管Q1的发射极，另一路经过电阻R03接到NPN晶体管Q1的基极；PNP晶体管Q2的发射极连接主电源VCC，PNP晶体管Q2的基极连接NPN晶体管Q1的集电极，PNP晶体管Q2的集电极连接系统VD；后备电池的正极连接到PNP晶体管Q2的集电极与系统VD的电路之间。
主电源VCC先后经过电阻R02、二极管D02后接到后备电池的正极。
 PNP晶体管Q2的基极经过电阻R04连接到NPN晶体管Q1的集电极。
后备电池的正极经过电阻R05连接到PNP晶体管Q2的集电极与系统VD的电路之间。
后备电池的负极接地。
NPN晶体管Q1的发射极接地。
当主电源VCC的电压达到预定值或以上时，稳压二级管D01导通，之后控制NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2导通，此时由主电源VCC向系统VD单向导通供电；当主电源VCC电压下降到预定值，稳压二级管D01截止，NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2也相继截止，主电源VCC被从系统VD隔离由后备电池向系统VD供电。
本发明的一种供电系统主电源与后备电池切换电路，除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (6)

1.一种供电系统主电源与后备电池切换电路，包括主电源VCC和后备电池及系统VD，其特征在于通过低电压检测电路实现供电系统主电源与后备电池的切换，低电压检测电路包括稳压二极管D01，电阻R01，电阻R03，NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2，其中稳压二极管D01的一端接主电源VCC，另一端分成两路，一路经过电阻R01接到NPN晶体管Q1的发射极，另一路经过电阻R03接到NPN晶体管Q1的基极；PNP晶体管Q2的发射极连接主电源VCC，PNP晶体管Q2的基极连接NPN晶体管Q1的集电极，PNP晶体管Q2的集电极连接系统VD；后备电池的正极连接到PNP晶体管Q2的集电极与系统VD的电路之间。
2.根据权利要求1所述的一种供电系统主电源与后备电池切换电路，其特征在于主电源VCC先后经过电阻R02、二极管D02后接到后备电池的正极。
3.根据权利要求1所述的一种供电系统主电源与后备电池切换电路，其特征在于PNP晶体管Q2的基极经过电阻R04连接到NPN晶体管Q1的集电极。
4.根据权利要求1所述的一种供电系统主电源与后备电池切换电路，其特征在于后备电池的正极经过电阻R05连接到PNP晶体管Q2的集电极与系统VD的电路之间。
5.根据权利要求1所述的一种供电系统主电源与后备电池切换电路，其特征在于后备电池的负极接地。
6.根据权利要求1所述的一种供电系统主电源与后备电池切换电路，其特征在于NPN晶体管Q1的发射极接地。
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CN105891728A (zh) * 2016-06-23 2016-08-24 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种主板cmos电池电压批量测试方法
CN109789841A (zh) * 2016-10-07 2019-05-21 株式会社自动网络技术研究所 车载设备

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