CN103269118A - 一种后备电源供电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种后备电源供电控制电路，包括直流电源模块、蓄电装置、供电转换模块和蓄电装置充电控制模块，当直流电源模块对用户终端设备提供直流电时，蓄电装置充电控制模块检测蓄电装置的电压，若蓄电装置的电压大于或者等于预设电压的上阈值，蓄电装置充电控制模块控制蓄电装置停止充电，若蓄电装置的电压小于预设电压的下阈值，蓄电装置充电控制模块向蓄电装置输出直流电；当直流电源模块不对外提供直流电时，供电转换模块控制蓄电装置向用户终端设备供电，使用户终端设备维持正常工作并保护其软硬件不致损坏。本发明电路结构简单，成本低，是在大众用户现有设备的基础上，开发了一种稳定性和可靠性相对较高的后备电源供电控制电路。

Description

一种后备电源供电控制电路

技术领域

本发明涉及一种后备供电装置，具体是一种后备电源供电控制电路，属于信息技术领域。

背景技术

后备电源是一种有效防止用户终端设备的驱动电路无正常电压时的一种自动驱动的准行电源，用以提供用户终端设备能够正常工作的电源。

后备电源对各类供电装置的电源能够实现零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压、稳频、净化的特点，是保障供电稳定性和连续性的重要设备。后备电源解决了现有电力的断电、欠压、过压等问题，使电力电子设备及计算机系统运行更加安全可靠。目前，后备电源已经被广泛应用计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，并且正在逐渐地进入家庭。

传统的后备电源的工作原理通常是：当有市电时，先将市电通过AC/DC变换器变成直流电，将该直流电通过DC/DC变换器进行功率因数校正，然后再通过DC/AC变换器逆变成交流电后供给用户终端设备；当没市电时，蓄电池的直流电先通过DC/DC变换升压，再通过DC/AC变换器，逆变成交流电后供给用户终端设备。市电和蓄电池的电压都必须通过二次或三次变换，才能得到与用户终端设备相匹配的电源，在这过程中电能损耗大，从而整机效率低；同时由于外围电子元件多，电路复杂，导致元件间相互干扰、故障率高，稳定性和可靠性相对较低。

近年来，随着电信、联通及移动升级光纤和光猫等设备需要供电，家里停电就无法使用无线座机电话进行通话；办公场所断电导致电话打不通、笔记本及电脑无网络信号从而无法正常办公；无线路由器、光猫、交换机断电导致手机、平板电脑不能用WIFI。随着人们对生活质量的要求越来越高，不少用户也在家里或一些小型的办公区域内安装后备电源，以备市电出现异常时家庭或办公区域的通信网络中断。

现代的后备电源一般为无逆变器、无功耗的后备电源，直接去掉市电交流通道中的DC/DC变换器、DC/AC逆变变换器；去掉蓄电池直流通道中的DC/DC升压变换器、以及DC/AC逆变变换器；去掉这四种功率变换器后，整个后备电源只剩下静态开关、蓄电池及其充电控制器，当市电正常时，将市电转换为直流电向用户终端设备供电，当市电停电时，直接由蓄电池向用户终端设备供电。

现有专利文献CN1750355A公开了一种绿色不间断电源，包括蓄电池、整流器、正弦切割级、功率校正级、倒相级和滤波级，市电通过整流器倒相而不滤波，得到单边正弦电压后，保持其中的基波成分，当市电小于或等于额定值时，用功率校正级对单边正弦电压进行功率因数校正和电压补偿；当市电过高时，采用正弦切割级，把单边正弦电压中高出额定值的部分反馈到输入级以此进行输入电压的电压补偿，然后进行功率因数校正；当市电中断时，继电器切换成蓄电池供电，通过正弦切割级把蓄电池直流切割成单边正弦电压进行电压补偿，而把蓄电池电压中切割下单边正弦电压的剩余部分反馈到输入端，通过低压补偿后的单边正弦电压，再通过倒相级还原成正弦波输出电压，通过滤波级平滑成直流电压。

当今的电网电能质量越来越高，已能满足一般普通用户的需求，不需要功率校正；由于现代的终端设备都带有自身的电源适配器，即整流器，终端设备本身就具有可根据外电的变化控制输出幅值的功能，能够达到系统的稳压要求，不需要再加一个整流电路；同时，上述技术方案电路中电子元件多，电路复杂，集成度不高，导致元器件间的干扰较大，从而影响电路的稳定性和可靠性；因此，需要在大众用户现有终端设备的基础上，利用现代电力电子器件，开发一种设计简约、稳定性和可靠性高的后备电源供电控制电路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有后备电源控制电路电子元件多，电路复杂，稳定性和可靠性不高的问题，从而提供一种设计简约、稳定性和可靠性高的后备电源供电控制电路。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种后备电源供电控制电路包括：

直流电源模块，包括一个输出端，所述直流电源模块用于对外提供直流电源；

蓄电装置，包括一个输入端和一个输出端，所述蓄电装置用于对外提供直流电源；

供电转换模块，包括用于接收所述直流电源模块输出的直流电的第一输入端、用于接收所述蓄电装置输出的直流电的第二输入端和一个输出端，所述供电转换模块的第一输入端与所述直流电源模块的输出端连接，用于接收所述直流电源模块提供的直流电；所述供电转换模块的第二输入端与所述蓄电装置的输出端连接，用于接收所述蓄电装置提供的直流电源；所述供电转换模块的输出端与用户终端设备连接；所述供电转换模块用于控制所述直流电源模块与所述蓄电装置的供电转换，当所述直流电源模块对外提供直流电时，所述供电转换模块控制所述直流电源模块的直流电提供给用户终端设备，当所述直流电源模块不对外提供直流电时，所述供电转换模块控制所述蓄电装置的直流电提供给用户终端设备；

蓄电装置充电控制模块，包括一个输入端和一个输出端，所述蓄电装置充电控制模块的输入端与所述直流电源模块的输出端连接，用于接收所述直流电源模块提供的直流电源；所述蓄电装置充电控制模块的输出端与所述蓄电装置的输入端连接，用于控制所述蓄电装置是否处于充电状态；当所述直流电源模块对外提供直流电时，所述蓄电装置充电控制模块对所述蓄电装置的电压进行检测，如果所述蓄电装置的电压小于预设电压的下阈值，所述蓄电装置充电控制模块的输出端向所述蓄电装置的输入端输出直流电源，如果所述蓄电装置的电压大于或者等于所述预设电压的上阈值，所述蓄电装置充电控制模块的输出端停止对所述蓄电装置的输入端输出直流电源。

所述蓄电装置充电控制模块包括直流稳压单元和电压检测控制单元。

所述直流稳压单元，包括一个输入端和一个输出端，所述直流稳压单元的输入端与所述直流电源模块的输出端连接；所述直流稳压单元用于保持所述直流电源模块输出的直流电的电压恒定，并向电压检测控制单元提供直流电源；

所述电压检测控制单元，包括第一输入端、第二输入端和一个输出端，所述电压检测控制单元的第一输入端与所述直流电源模块的输出端连接，用于接收所述直流电源模块输出的直流电；所述电压检测控制单元的第二输入端与所述直流稳压单元的输出端连接，用于接收所述直流稳压单元输出的直流电作为工作电源，所述电压检测控制单元的输出端接所述蓄电装置；所述电压检测控制单元用于检测所述蓄电装置的电压并控制所述蓄电装置的充电，当所述蓄电装置的电压小于预设电压的下阈值时，所述电压检测控制单元发出充电信号，将所述直流电源模块输出的直流电变压后向所述蓄电装置充电，当所述蓄电装置的电压大于或者等于预设电压的上阈值时，所述电压检测控制单元发出停充信号，控制所述直流电源模块停止向所述蓄电装置充电。

所述供电转换模块包括继电器J1、J2的线圈、继电器J1的转换触点1、2和二极管D7；所述二极管D7的负极、所述继电器J1、J2线圈的一端、所述继电器J1的转换触点1的常开触点连接后共同作为所述供电转换模块的第一输入端正极与所述直流电源模块的输出端正极连接，所述二极管D7的正极、所述继电器J1、J2线圈的另一端、所述继电器J1的转换触点2的常开触点连接后共同作为所述供电转换模块的第一输入端负极接所述直流电源模块的输出端负极；所述继电器J1的转换触点1的常闭触点作为所述供电转换模块的第二输入端正极与所述蓄电装置的输出端正极连接，所述继电器J1的转换触点1的公共触点作为所述供电转换模块的输出端正极与用户终端设备的正极连接；所述继电器J1的转换触点2的常闭触点作为所述供电转换模块的第二输入端负极与所述蓄电装置的输出端负极连接，所述继电器J1的转换触点2的公共触点作为所述供电转换模块的输出端负极与用户终端设备的负极连接。

所述蓄电装置包括蓄电电源、熔断器F1和继电器J2的转换触点1、2，所述蓄电电源的正极接所述熔断器F1的一端，所述熔断器F1的另一端接所述继电器J2的转换触点1的公共触点，所述继电器J2的转换触点1的常闭触点作为所述蓄电装置的输出端正极，所述继电器J2的转换触点1的常开触点作为所述蓄电装置的输入端正极接所述蓄电装置充电控制模块的输出端正极，所述蓄电电源的负极接所述继电器J2的转换触点2的公共触点，所述继电器J2的转换触点2的常闭触点作为所述蓄电装置的输出端负极，所述继电器J2的转换触点2的常开触点作为所述蓄电装置的输入端负极接所述蓄电装置充电控制模块的输出端负极。

所述直流稳压单元包括稳压芯片7809，极性电容C1、C2，电容C3、C4；所述稳压芯片7809的Vin引脚、所述极性电容C1的正极和所述电容C4的一端共同连接在一起，同时作为所述直流稳压单元的输入端、所述直流电源模块的输出端、所述电压检测控制单元的第一输入端；所述电容C4的另一端、所述极性电容C1的负极、所述稳压芯片7809的GND引脚、所述极性电容C2的负极和所述电容C3的一端共同接地，所述电容C3的另一端、所述极性电容C2的正极与所述稳压芯片7809的Vout引脚共同连接在一起，所述稳压芯片7809的Vout引脚作为所述直流稳压单元的输出端与所述电压检测控制单元的第二输入端连接。

所述电压检测控制单元包括NE556芯片，变压器T2，场效应管VD，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9，电容C5、C6、C7，二极管D5；所述NE556芯片的13引脚经电阻R1与NE556芯片的14引脚、4引脚连接在一起作为所述电压检测控制单元的第二输入端与所述直流稳压单元的输出端连接；所述NE556芯片的12引脚经所述电阻R2与所述NE556芯片的13引脚连接，所述NE556芯片的11引脚经所述电容C7接地，所述NE556芯片的10引脚与5引脚连接，所述NE556芯片的8引脚与所述NE556芯片的12引脚连接后共同经过所述电容C5后接地，所述NE556芯片的3引脚经所述电容C6接地，所述NE556芯片的9引脚经所述电阻R3与所述电阻R6的一端连接后共同接所述场效应管的栅极，所述电阻R6的另一端接地；所述场效应管的漏极与所述变压器T2的第二输入端连接，所述变压器T2的第一输入端作为所述电压检测控制单元的第一输入端与所述直流电源模块1的输出端连接；所述二极管D5的正极与所述变压器T2的第一输出端连接，所述二极管D5的负极、所述电阻R8的一端、所述电阻R9的一端共同连接在一起作为所述电压检测控制单元的输出端正极与所述蓄电装置的输入端正极连接；所述电阻R8另一端与所述NE556芯片的6引脚共同接电阻R4的一端，所述电阻R9另一端与所述NE556芯片的2引脚共同接所述电阻R5的一端；所述电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、所述场效应管的源极、所述NE556芯片的7引脚、变压器T2的第二输出端共同连接在一起，作为所述电压检测控制单元的输出端负极与所述蓄电装置的输入端负极连接。

所述蓄电装置充电控制模块还包括用于对所述直流电源模块输出的直流电进行二次整流并判断直流电的正负极的整流单元。

所述整流单元包括二极管D1、D2、D3、D4，所述二极管D1、D2、D3、D4构成全桥整流电路，所述整流单元包括第一输入端、第二输入端、正极输出端和负极输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2负极的连接端作为所述整流单元的第一输入端接所述直流电源模块的输出端负极，所述二极管D3的正极与所述二极管D4负极的连接端作为所述整流单元的第二输入端接所述直流电源模块的输出端正极，所述二极管D1的负极与所述二极管D3负极的连接端作为所述整流单元的正极输出端接所述直流稳压单元的输入端、所述电压检测控制单元的第一输入端，所述二极管D2的正极与所述二极管D4正极的连接端作为所述整流单元的负极输出端接地。

所述后备电源供电控制电路还包括用于驱动所述供电转换模块的节能驱动模块。

所述节能驱动模块包括电阻R10和极性电容C8；所述电阻R10的一端、所述极性电容C8的正极连接后共同作为所述节能驱动模块的输入端接所述直流电源模块的输出端正极，所述电阻R10的另一端、所述极性电容C8的负极连接后共同作为所述节能驱动模块的输出端与所述供电转换模块的第一输入端连接。

所述后备电源供电控制电路还包括用于指示所述蓄电装置是否处于放电状态的放电指示模块；所述放电指示模块包括电阻R11和发光二极管D8；所述发光二极管D8的正极与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述蓄电装置的输出端正极连接，所述发光二极管D8的负极与所述蓄电装置的输出端负极连接。

所述蓄电装置为锂电池。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的一种后备电源供电控制电路，包括直流电源模块、蓄电装置、供电转换模块以及蓄电装置充电控制模块；当所述直流电源模块对用户终端设备提供直流电时，所述蓄电装置充电控制模块检测所述蓄电装置的电压，当所述蓄电装置的电压大于或者等于预设电压的上阈值时，所述蓄电装置充电控制模块控制所述蓄电装置停止充电，当蓄电装置的电压小于预设电压的下阈值时，蓄电装置充电控制模块向蓄电装置输出直流电；当所述直流电源模块不对外提供直流电时，所述供电转换模块控制所述蓄电装置向用户终端设备供电，使用户终端设备维持正常工作并保护其软硬件不致损坏。本发明电路结构简单，成本低，是在在大众用户现有设备的基础上，利用现代电力电子器件，开发了一种稳定性和可靠性相对较高的后备电源供电控制电路。上述后备电源供电控制电路有效避免了现有技术中后备电源供电控制电路复杂，结构不合理，导致电路的稳定性和可靠性不高的问题。

（2）本发明所述的后备电源供电控制电路的所述电压检测控制单元的核心部分为556定时电路，所述556定时电路包括两个555定时器，第一个555定时器与外围电子元件构成一个比较器，所述电阻R8、R9分别将检测到的信号传输给所述比较器来判断是否停充电，同时输出电压和充电启动电压，通过更换所述电阻R8、R9调节其电压大小；第二个555定时器与外围电子元件构成的一个振荡器来控制变压器T2的工作从而控制是否给蓄电装置充电。相对对于现有技术而言，使用较少的电子元器件进行设计，电路结构简单，在相同尺寸的电路板中电子元器件的分布空间相对较大，相互之间的干扰较少，从而有效避免了现有技术中充电控制电路电路复杂，稳定性和可靠性不高的问题。

（3）本发明所述的后备电源供电控制电路，所述后备供电电路还包括用于驱动所述供电转换模块的节能驱动模块，所述节能驱动模块包括极性电容和电阻，利用极性电容放电时的反向电动势来增强继电器线圈的节能驱动电流，加快转换触点的动作速度，在动作之后利用电阻降低流经继电器的电流，达到降低继电器功耗，起到节能的作用，在降低功耗的同时提高了电路的可靠性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1是本发明所述后备电源供电控制电路一个实施例的结构框图；

图2是实施例1所述后备电源供电控制电路的连接结构图；

图3是实施例2所述后备电源供电控制电路的连接结构图；

图4是实施例3所述后备电源供电控制电路的连接结构图；

图5是本发明所述后备电源供电控制电路的后备电源充电控制模块电路连接结构图。

附图标记：1-直流电源模块；101-直流稳压单元；102-电压检测控制单元；103-整流单元；2-蓄电装置模块；3-供电转换模块；4-蓄电装置充电控制模块；5-节能驱动模块；6-放电指示模块。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种后备电源供电控制电路，其结构框图如图1所示，其包括直流电源模块1、蓄电装置2、供电转换模块3和蓄电装置充电控制模块4。

所述直流电源模块1，包括一个输出端，所述直流电源模块1用于对外提供直流电源。

本实施例中，所述直流电源模块1包括交流电源和整流器，其中，所述整流器用于将交流电整流成直流电，所述整流器包括一个输入端和一个输出端，所述整流器的输入端与所述交流电源的输出端连接，所述整流器的输出端对外输出直流。

所述蓄电装置2，包括一个输入端和一个输出端，所述蓄电装置2用于对外提供直流电源。

如图2所示，本实施例中，所述蓄电装置2包括蓄电电源、熔断器F1和继电器J2的转换触点1、2，所述蓄电电源的正极接所述熔断器F1的一端，所述熔断器F1的另一端接所述继电器J2的转换触点1的公共触点，所述继电器J2的转换触点1的常闭触点作为所述蓄电装置的输出端正极，所述继电器J2的转换触点1的常开触点作为所述蓄电装置的输入端正极接所述蓄电装置充电控制模块的输出端正极，所述蓄电电源的负极接所述继电器J2的转换触点2的公共触点，所述继电器J2的转换触点2的常闭触点作为所述蓄电装置的输出端负极，所述继电器J2的转换触点2的常开触点作为所述蓄电装置的输入端负极接所述蓄电装置充电控制模块的输出端负极。

本实施例中，所述蓄电电源为锂电池。

作为其他实施方式，所述蓄电电源可以为镍镉电池、钠硫电池、铅酸电池、镍锌电池。

所述供电转换模块3，包括用于接收所述直流电源模块1输出的直流电的第一输入端、用于接收所述蓄电装置2输出的直流电的第二输入端和一个输出端，所述供电转换模块3的第一输入端与所述直流电源模块1的输出端连接，用于接收所述直流电源模块1提供的直流电；所述供电转换模块3的第二输入端与所述蓄电装置2的输出端连接，用于接收所述蓄电装置2提供的直流电源；所述供电转换模块3的输出端与用户终端设备连接；所述供电转换模块3用于控制所述直流电源模块1与所述蓄电装置2的供电转换，当所述直流电源模块1对外提供直流电时，所述供电转换模块3控制所述直流电源模块1的直流电提供给用户终端设备，当所述直流电源模块1不对外提供直流电时，所述供电转换模块3控制所述蓄电装置2的直流电提供给用户终端设备。

本实施例中，如图2所示，所述供电转换模块3包括继电器J1、J2的线圈及继电器J1的转换触点1、2和二极管D7；所述二极管D7的负极、所述继电器J1、J2线圈的一端、所述继电器J1的转换触点1的常开触点连接后作为所述供电转换模块3的第一输入端正极与所述直流电源模块1的输出端正极连接，所述二极管D7的正极、所述继电器J1、J2线圈的另一端、所述继电器J1的转换触点2的常开触点连接后共同作为所述供电转换模块3的第一输入端负极接所述直流电源模块1的输出端负极；所述继电器J1的转换触点1的常闭触点作为所述供电转换模块3的第二输入端正极与所述蓄电装置2的输出端正极连接，所述继电器J1的转换触点1的公共触点作为所述供电转换模块3的输出端正极与用户终端设备的正极连接；所述继电器J1的转换触点2的常闭触点作为所述供电转换模块3的第二输入端负极与所述蓄电装置2的输出端负极连接，所述继电器J1的转换触点2的公共触点作为所述供电转换模块3的输出端负极与用户终端设备的负极连接。

蓄电装置充电控制模块4，用于检测所述蓄电装置2的电压并控制所述蓄电装置2是否处于充电状态，当所述直流电源模块1对外提供直流电时，所述蓄电装置充电控制模块4对所述蓄电装置2的电压进行检测，如果所述蓄电装置2的电压低于预设电压的下阈值时，所述蓄电装置充电控制模块4向所述蓄电装置2充电；如果所述蓄电装置2的电压高于或者等于预设电压的上阈值时，所述蓄电装置充电控制模块4停止向所述蓄电装置2充电；所述蓄电装置充电控制模块4包括一个输入端和一个输出端，所述蓄电装置充电控制模块4的输入端与所述直流电源模块1的输出端连接，所述蓄电装置充电控制模块4的输出端与所述蓄电装置2的输入端连接。

本实施例中，所述蓄电装置充电控制模块4包括直流稳压单元101和电压检测控制单元102。

所述直流稳压单元101，用于保持所述直流电源模块1输出的直流电的电压恒定，并向电压检测控制单元102提供直流电源；所述直流稳压单元101包括一个输入端和一个输出端，所述直流稳压单元101的输入端与所述直流电源模块1的输出端连接。

如图5所示，所述直流稳压单元101包括稳压芯片7809，极性电容C1、C2，电容C3、C4；所述稳压芯片7809的Vin引脚、所述极性电容C1的正极和所述电容C4的一端共同连接在一起，同时作为所述直流稳压单元101的输入端、所述直流电源模块1的输出端、所述电压检测控制单元102的第一输入端；所述电容C4的另一端、所述极性电容C1的负极、所述稳压芯片7809的GND引脚、所述极性电容C2的负极和所述电容C3的一端共同接地，所述电容C3的另一端、所述极性电容C2的正极与所述稳压芯片7809的Vout引脚共同连接在一起，所述稳压芯片7809的Vout引脚为所述直流稳压单元101的输出端与所述电压检测控制单元102的第二输入端连接。

所述电压检测控制单元102，用于检测蓄电装置2的电压并控制蓄电装置2的充电，当所述蓄电装置2的电压小于预设电压的下阈值时，所述电压检测控制单元102发出充电信号，将所述直流电源模块1输出的直流电变压后向所述蓄电装置2充电，当所述蓄电装置2的电压大于或者等于预设电压的上阈值时，所述电压检测控制单元102发出停充信号，控制所述直流电源模块1停止向所述蓄电装置2充电；所述电压检测控制单元102包括第一输入端、第二输入端和一个输出端，所述电压检测控制单元102的第一输入端与所述直流电源模块1的输出端连接，用于接收所述直流电源模块1输出的直流电；所述电压检测控制单元102的第二输入端与所述直流稳压单元101的输出端连接，用于接收所述直流稳压单元101输出的所述直流电作为工作电源，所述电压检测控制单元102的输出端接所述蓄电装置2。

如图5所示，电压检测控制单元102包括NE556芯片，变压器T2，场效应管VD，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9，电容C5、C6、C7，二极管D5；所述NE556芯片的13引脚经电阻R1与NE556芯片的14引脚、4引脚连接在一起作为所述电压检测控制单元102的第二输入端与所述直流稳压单元101的输出端连接；所述NE556芯片的12引脚经所述电阻R2与所述NE556芯片的13引脚连接，所述NE556芯片的11引脚经所述电容C7接地，所述NE556芯片的10引脚与5引脚连接，所述NE556芯片的8引脚与所述NE556芯片的12引脚连接后共同经过所述电容C5后接地，所述NE556芯片的3引脚经所述电容C6接地，所述NE556芯片的9引脚经所述电阻R3与所述电阻R6的一端连接后共同接所述场效应管的栅极G，所述电阻R6的另一端接地；所述场效应管的漏极D与所述变压器T2的第二输入端连接，所述变压器T2的第一输入端作为所述电压检测控制单元102的第一输入端与所述直流电源模块1的输出端连接；所述二极管D5的正极与所述变压器T2的第一输出端连接，所述二极管D5的负极、所述电阻R8的一端、所述电阻R9的一端共同连接在一起作为所述电压检测控制单元102的输出端正极与所述蓄电装置2的输入端正极连接；所述电阻R8另一端与所述NE556芯片的6引脚共同接电阻R4的一端，所述电阻R9另一端与所述NE556芯片的2引脚共同接所述电阻R5的一端；所述电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、所述场效应管的源极S、所述NE556芯片的7引脚、变压器T2的第二输出端共同连接在一起，作为所述电压检测控制单元102的输出端负极与所述蓄电装置2的输入端负极连接。

如图5所示，所述电压检测控制单元102的核心部分由556定时电路组成，所述556定时电路包括两个555定时器，第一个555定时器引脚包括所述NE556芯片的1到6号引脚，所述第一个555定时器与所述电阻R8、R9，所述电阻R4、R5构成所述蓄电装置2的电压监测电路，第二个555定时器引脚包括所述NE556芯片的8到13号引脚，所述第二个555定时器与所述电容C5，所述电阻R1、R2构成一个振荡器来控制所述场效应管VD的导通截止状态，将所述直流电源模块1输出的直流电变成方波，再经过所述变压器T2提高方波幅值，通过二极管D5整流成直流电源给锂电池充电。

所述比较器工作原理：当所述电阻R9检测到所述蓄电电源电压小于预设电压的下阈值时，所述第一个555定时器输出端5引脚为高电平，置所述第二个555定时器复位端10引脚为高电平，所述第二个555定时器正常工作，控制所述变压器T2工作，将所述直流电源模块1输出的直流电转化成与所述蓄电装置2的电压等级相匹配的电压，锂电池正常充电；当所述电阻R8检测到锂电池电压升高到电压上限时，所述第一个555定时器输出为低电平，置所述第二个555定时器复位端10引脚为低电平，所述振荡器停止工作，所述场效应管VD处于截止状态，控制所述变压器T2停止工作，所述锂电池停止充电。

所述振荡器工作原理：当所述第二个555定时器复位端10引脚为高电平时，所述振荡器正常工作电路接通，所述电容C5充电，当所述电容C5电压Vc达到2/3Vcc时，Vcc为所述556芯片工作电压，所述第二个555定时器输出端5引脚为低电平，所述场效应管栅源极电压Vgs为0，其漏极电流Id很小，漏源极截止，同时所述第二个555定时器内部三极管T导通，所述电容C5通过所述电阻R2和所述三极管T放电，Vc下降，当Vc下降到1/3Vcc时，所述第二个555定时器输出端5引脚翻转为高电平，放电结束，所述三极管T截止，所述场效应管Vgs增大，Id电流增大，漏源极导通，通过调整所述电容C5和所述电阻R1、R2的值便可以形成固定频率的振荡器，频率计算如下公式：

$f=\frac{1.43}{(R_1+2R_2)C}$

所述电压检测控制单元102的核心部分包括556定时电路，所述556定时电路包括两个555定时器，所述第一个555定时器与外围电子元件构成一个比较器，所述电阻R8、R9分别将检测到的信号传输给所述比较器，所述比较器通过比较来判断是否停充电，同时通过更换所述电阻R8、R9阻值分别调节电压上限和电压下限电压；所述第二个555定时器与外围电子元件构成的一个振荡器通过控制变压器是否工作从而控制是否给蓄电装置2充电。

作为其他实施方式，所述蓄电装置充电控制模块4还包括用于对所述直流电源模块1输出的直流电进行二次整流并判断该直流电的正负极的整流单元103。

如图5所示，所述整流单元103包括二极管D1、D2、D3、D4，所述二极管D1、D2、D3、D4构成全桥整流电路，所述整流单元103包括第一输入端、第二输入端、正极输出端和负极输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2负极的连接端作为所述整流单元103的第一输入端接所述直流电源模块1的输出端负极，所述二极管D3的正极与所述二极管D4负极的连接端作为所述整流单元103的第二输入端接所述直流电源模块1的输出端正极，所述二极管D1的负极与所述二极管D3负极的连接端作为所述整流单元103的正极输出端接所述直流稳压单元101的输入端、所述电压检测控制单元102的第一输入端，所述二极管D2的正极与所述二极管D4正极的连接端作为所述整流单元103的负极输出端接地。

本实施例所述的后备电源供电控制电路，当所述直流电源模块1提供直流电时，所述供电转换模块3的所述继电器J1、J2带电，继电器J1-1、J1-2常开触点闭合，由所述直流电源模块1向用户终端设备供电，同时继电器J2-1、J2-2的常开触点闭合，所述蓄电装置充电控制模块4和蓄电装置2连接，所述蓄电装置充电控制模块4的所述电压检测控制单元102检测所述蓄电装置2的电压，当所述蓄电装置2的电压大于或者等于预设电压时，所述蓄电装置充电控制模块4的所述电压检测控制单元102控制所述蓄电装置2停止充电，当蓄电装置2的电压小于预设电压的下阈值时，蓄电装置充电控制模块4的所述电压检测控制单元102向蓄电装置2输出直流电，使所述蓄电装置2处于充电状态；当所述直流电源模块1不提供直流电时，所述供电转换模块3的所述继电器J1、J2失电，继电器J1-1、J1-2常闭触点闭合，同时继电器J2-1、J2-2的常闭触点闭合，由所述蓄电装置2向用户终端设备供电；当所述直流电源模块1提供直流电时，所述供电转换模块3转换为所述直流电源模块1向客户终端设备供电。

本发明所述的一种后备电源供电控制电路，包括直流电源模块1、蓄电装置2、供电转换模块3以及蓄电装置充电控制模块4，当所述直流电源模块1对用户终端设备提供直流电时，所述蓄电装置充电控制模块4检测所述蓄电装置2的电压，当所述蓄电装置2的电压大于或者等于预设电压时，所述蓄电装置充电控制模块4控制所述蓄电装置2停止充电，当蓄电装置2的电压小于预设电压的下阈值时，蓄电装置充电控制模块4向蓄电装置2输出直流电；当所述直流电源模块1不对外提供直流电时，所述供电转换模块3控制所述蓄电装置2向用户终端设备供电，使用户终端设备维持正常工作并保护其不受损坏。本发明电路结构简单，成本低，是在在大众用户现有设备的基础上，利用现代电力电子器件，开发了一种稳定性和可靠性相对较高的后备电源供电控制电路。上述后备电源供电控制电路有效避免了现有技术中后备电源供电控制电路复杂，结构不合理，导致电路的稳定性和可靠性不高的问题。

本发明所述的后备电源供电控制电路，所述电压检测控制单元102的核心部分为556定时电路，所述556定时电路包括两个555定时器，第一个555定时器与外围电子元件构成一个比较器，压敏电阻RT1、RT2分别将检测到的信号传输给所述比较器来判断是否停充电，同时输出电压和充电启动电压，通过可调压敏电阻RT1、RT2调节其电压大小；第二个555定时器与外围电子元件构成的一个振荡器来控制变压器T的工作从而控制是否给蓄电装置充电。相对对于现有技术而言，使用较少的电子元器件进行设计，电路简单，在相同尺寸的电路板中电子元器件的分布空间相对较大，相互之间的干扰较少，从而有效避免了现有技术中充电控制电路电路复杂，稳定性和可靠性不高的问题。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述后备电源供电控制电路还包括用于驱动所述供电转换模块3的节能驱动模块5。

本实施例中，如图3所示，所述节能驱动模块5包括电阻R10和极性电容C8；所述电阻R10的一端、所述极性电容C8的正极连接后共同作为所述节能驱动模块5的输入端接所述直流电源模块1的输出端正极，所述电阻R10的另一端、所述极性电容C8的负极连接后共同作为所述节能驱动模块5的输出端与所述供电转换模块3的第一输入端连接。所述节能驱动模块5利用所述极性电容C8放电时的反向电动势来增强继电器线圈的节能驱动电流，加快转换触点的动作速度，在动作之后利用所述电阻R10降低流经继电器的电流，达到降低继电器功耗，起到节能的作用，在降低功耗的同时提高了电路的可靠性。

实施例3：

在上述实施例1、2的基础上，所述后备电源供电控制电路还包括用于指示所述蓄电装置2是否处于放电状态的放电指示模块6。

本实施例中，如图4所示，所述放电指示模块6包括电阻R11和发光二极管D8；所述发光二极管D8的正极与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述蓄电装置2的输出端正极连接，所述发光二极管D8的负极与所述蓄电装置2的输出端负极连接。所述发光二极管D8亮时，表明由所述蓄电装置2向用户终端设备供电，当所述发光二极管D8不亮时，表明所述蓄电装置2没有向用户终端设备供电。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种后备电源供电控制电路，其特征在于，包括：

直流电源模块，包括一个输出端，所述直流电源模块用于对外提供直流电源；

蓄电装置，包括一个输入端和一个输出端，所述蓄电装置用于对外提供直流电源；

供电转换模块，包括用于接收所述直流电源模块输出的直流电的第一输入端、用于接收所述蓄电装置输出的直流电的第二输入端和一个输出端，所述供电转换模块的第一输入端与所述直流电源模块的输出端连接，用于接收所述直流电源模块提供的直流电；所述供电转换模块的第二输入端与所述蓄电装置的输出端连接，用于接收所述蓄电装置提供的直流电源；所述供电转换模块的输出端与用户终端设备连接；所述供电转换模块用于控制所述直流电源模块与所述蓄电装置的供电转换，当所述直流电源模块对外提供直流电时，所述供电转换模块控制所述直流电源模块的直流电提供给用户终端设备，当所述直流电源模块不对外提供直流电时，所述供电转换模块控制所述蓄电装置的直流电提供给用户终端设备；

蓄电装置充电控制模块，包括一个输入端和一个输出端，所述蓄电装置充电控制模块的输入端与所述直流电源模块的输出端连接，用于接收所述直流电源模块提供的直流电源；所述蓄电装置充电控制模块的输出端与所述蓄电装置的输入端连接，用于控制所述蓄电装置是否处于充电状态；当所述直流电源模块对外提供直流电时，所述蓄电装置充电控制模块对所述蓄电装置的电压进行检测，如果所述蓄电装置的电压小于预设电压的下阈值，所述蓄电装置充电控制模块的输出端向所述蓄电装置的输入端输出直流电源，如果所述蓄电装置的电压大于或者等于预设电压的上阈值，所述蓄电装置充电控制模块的输出端停止对所述蓄电装置的输入端输出直流电源。

2.根据权利要求1所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：所述蓄电装置充电控制模块包括直流稳压单元和电压检测控制单元，其中，

所述直流稳压单元，包括一个输入端和一个输出端，所述直流稳压单元的输入端与所述直流电源模块的输出端连接；所述直流稳压单元用于保持所述直流电源模块输出的直流电的电压恒定，并向电压检测控制单元提供直流电源；

所述电压检测控制单元，包括第一输入端、第二输入端和一个输出端，所述电压检测控制单元的第一输入端与所述直流电源模块的输出端连接，用于接收所述直流电源模块输出的直流电；所述电压检测控制单元的第二输入端与所述直流稳压单元的输出端连接，用于接收所述直流稳压单元输出的直流电作为工作电源，所述电压检测控制单元的输出端接所述蓄电装置；所述电压检测控制单元用于检测所述蓄电装置的电压并控制所述蓄电装置的充电，当所述蓄电装置的电压小于预设电压的下阈值时，所述电压检测控制单元发出充电信号，将所述直流电源模块输出的直流电变压后向所述蓄电装置充电，当所述蓄电装置的电压大于或者等于预设电压的上阈值时，所述电压检测控制单元发出停充信号，控制所述直流电源模块停止向所述蓄电装置充电。

3.根据权利要求1或2所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：

所述供电转换模块包括继电器J1、J2的线圈、继电器J1的转换触点1、2和二极管D7；

所述二极管D7的负极、所述继电器J1、J2线圈的一端、所述继电器J1的转换触点1的常开触点连接后共同作为所述供电转换模块的第一输入端正极与所述直流电源模块的输出端正极连接，所述二极管D7的正极、所述继电器J1、J2线圈的另一端、所述继电器J1的转换触点2的常开触点连接后共同作为所述供电转换模块的第一输入端负极接所述直流电源模块的输出端负极；所述继电器J1的转换触点1的常闭触点作为所述供电转换模块的第二输入端正极与所述蓄电装置的输出端正极连接，所述继电器J1的转换触点1的公共触点作为所述供电转换模块的输出端正极与用户终端设备的正极连接；所述继电器J1的转换触点2的常闭触点作为所述供电转换模块的第二输入端负极与所述蓄电装置的输出端负极连接，所述继电器J1的转换触点2的公共触点作为所述供电转换模块的输出端负极与用户终端设备的负极连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：

所述蓄电装置包括蓄电电源、熔断器F1和继电器J2的转换触点1、2，所述蓄电电源的正极接所述熔断器F1的一端，所述熔断器F1的另一端接所述继电器J2的转换触点1的公共触点，所述继电器J2的转换触点1的常闭触点作为所述蓄电装置的输出端正极，所述继电器J2的转换触点1的常开触点作为所述蓄电装置的输入端正极接所述蓄电装置充电控制模块的输出端正极，所述蓄电电源的负极接所述继电器J2的转换触点2的公共触点，所述继电器J2的转换触点2的常闭触点作为所述蓄电装置的输出端负极，所述继电器J2的转换触点2的常开触点作为所述蓄电装置的输入端负极接所述蓄电装置充电控制模块的输出端负极。

5.根据权利要求1-4任一所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：

所述直流稳压单元包括稳压芯片7809，极性电容C1、C2，电容C3、C4；

所述稳压芯片7809的Vin引脚、所述极性电容C1的正极和所述电容C4的一端共同连接在一起，同时作为所述直流稳压单元的输入端、所述直流电源模块的输出端、所述电压检测控制单元的第一输入端；所述电容C4的另一端、所述极性电容C1的负极、所述稳压芯片7809的GND引脚、所述极性电容C2的负极和所述电容C3的一端共同接地，所述电容C3的另一端、所述极性电容C2的正极与所述稳压芯片7809的Vout引脚共同连接在一起，所述稳压芯片7809的Vout引脚作为所述直流稳压单元的输出端与所述电压检测控制单元的第二输入端连接。

6.根据权利要求3-5任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述电压检测控制单元包括NE556芯片，变压器T2，场效应管VD，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9，电容C5、C6、C7，二极管D5；

所述NE556芯片的13引脚经电阻R1与NE556芯片的14引脚、4引脚连接在一起作为所述电压检测控制单元的第二输入端与所述直流稳压单元的输出端连接；所述NE556芯片的12引脚经所述电阻R2与所述NE556芯片的13引脚连接，所述NE556芯片的11引脚经所述电容C7接地，所述NE556芯片的10引脚与5引脚连接，所述NE556芯片的8引脚与所述NE556芯片的12引脚连接后共同经过所述电容C5后接地，所述NE556芯片的3引脚经所述电容C6接地，所述NE556芯片的9引脚经所述电阻R3与所述电阻R6的一端连接后共同接所述场效应管的栅极，所述电阻R6的另一端接地；所述场效应管的漏极与所述变压器T2的第二输入端连接，所述变压器T2的第一输入端作为所述电压检测控制单元的第一输入端与所述直流电源模块的输出端连接；所述二极管D5的正极与所述变压器T2的第一输出端连接，所述二极管D5的负极、所述电阻R8的一端、所述电阻R9的一端共同连接在一起作为所述电压检测控制单元的输出端正极与所述蓄电装置的输入端正极连接；所述电阻R8另一端与所述NE556芯片的6引脚共同接电阻R4的一端，所述电阻R9另一端与所述NE556芯片的2引脚共同接所述电阻R5的一端；所述电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、所述场效应管的源极、所述NE556芯片的7引脚、变压器T2的第二输出端共同连接在一起，作为所述电压检测控制单元的输出端负极与所述蓄电装置的输入端负极连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：所述蓄电装置充电控制模块还包括用于对所述直流电源模块输出的直流电进行二次整流并判断直流电的正负极的整流单元；

所述整流单元包括二极管D1、D2、D3、D4，所述二极管D1、D2、D3、D4构成全桥整流电路，所述整流单元包括第一输入端、第二输入端、正极输出端和负极输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2负极的连接端作为所述整流单元的第一输入端接所述直流电源模块的输出端负极，所述二极管D3的正极与所述二极管D4负极的连接端作为所述整流单元的第二输入端接所述直流电源模块的输出端正极，所述二极管D1的负极与所述二极管D3负极的连接端作为所述整流单元的正极输出端接所述直流稳压单元的输入端、所述电压检测控制单元的第一输入端，所述二极管D2的正极与所述二极管D4正极的连接端作为所述整流单元的负极输出端接地。

8.根据权利要求1-7任一所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：

所述后备电源供电控制电路还包括用于驱动所述供电转换模块的节能驱动模块；

所述节能驱动模块包括电阻R10和极性电容C8；所述电阻R10的一端、所述极性电容C8的正极连接后共同作为所述节能驱动模块的输入端接所述直流电源模块的输出端正极，所述电阻R10的另一端、所述极性电容C8的负极连接后共同作为所述节能驱动模块的输出端与所述供电转换模块的第一输入端连接。

9.根据权利要求1-8任一所述的后备电源供电控制电路，其特征在于：

所述后备电源供电控制电路还包括用于指示所述蓄电装置是否处于放电状态的放电指示模块；

所述放电指示模块包括电阻R11和发光二极管D8；所述发光二极管D8的正极与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述蓄电装置的输出端正极连接，所述发光二极管D8的负极与所述蓄电装置的输出端负极连接。

10.根据权利要求4-9任一所述的智能充电控制电路，其特征在于：所述蓄电电源为锂电池。

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