CN106787129A - 一种自动实现主备电源切换的电源管理系统 - Google Patents

一种自动实现主备电源切换的电源管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动实现主备电源切换的电源管理系统，经电阻R7、电阻R8到MOS场效应管Q7，Q7导通，Q7输出为低电平，MOS场效应管Q6截止，经电阻R2将三极管Q2导通，将Q2的电压拉低至低电平，MOS场效应管Q1导通。按下开关按键经主控模块检测到I/O口输出高电平，三极管Q4导通，电平变低，三极管Q3导通，电压输出至设备。当主供电源不供电时，系统将自动切换至备用电源，电压经电阻R6将Q6导通，Q6电平变低，MOS场效应管Q5导通，其工作原理与主供电源供电时相同。自动实现主备电源切换，实现了不间断供电，保证控制器的运行，也可实现远程关机。

Description

一种自动实现主备电源切换的电源管理系统
技术领域
本发明涉及一种电源切换系统，尤其是一种不断电自动实现主备电源切换的电源管理系统。
背景技术
在智能控制时，为了保证设备的良好运行，往往需要对设备进行电池供电和电源供电同时供电，还有一些重要的报警器电路是不允许因市电停电或主供电源出现故障而停止工作，这都需要设置备用电源，一旦电源供电出现问题，需要快速的切换到备用电源。以前的控制采用继电器方式，切换过程存在中间断开，且无法实现软关机或远程关机。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动实现主备电源切换的电源管理系统，自动实现主备电源切换，实现了不间断供电，保证控制器的运行，也可实现远程关机。
一种自动实现主备电源切换的电源管理系统，输入端分别与主供电源和备用电池连接，输出端输出供电电压，控制端与主控模块连接，主供电源的输出端与电阻R7的一端、电阻R8的一端连接，二极管D2与电阻R7、电阻R8并联连接，二极管D7的阴极与MOS场效应管Q7的栅极连接，MOS场效应管Q7的源极接地，MOS场效应管Q7的漏极分别与MOS场效应管Q6的栅极和电阻R6的一端连接，MOS场效应管Q6的源极与发光二极管LED2的阳极连接，发光二极管LED2的阴极与MOS场效应管Q6的栅极连接，MOS场效应管Q6的漏极分别与电阻R5的一端和MOS场效应管Q5的栅极连接，MOS场效应管Q5的源极与电阻R5的另一端连接，MOS场效应管Q5的漏极分别与电阻R6的另一端和电池BT的正极连接，电池BT的阴极接地；
主供电源的输出端分别与电阻R2的一端和MOS场效应管Q1的漏极连接，电阻R2的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与基极之间串接发光二极端LED1，三极管Q2的集电极分别与电阻R1的一端、MOS场效应管Q1的源级连接，MOS场效应管Q1的栅极与电阻R1的另一端连接；
MOS场效应管Q1的源极分别与电阻R3的一端和MOS场效应管Q3的漏极连接，MOS场效应管Q3的栅极分别与电阻R3的另一端、三极管Q4的集电极和二极管D1的阳极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与主控模块的I/O口连接，二极管D1的阴极与按键开关S连接，MOS场效应管Q3的源极输出供电电压。
进一步地，MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q5为P沟道增强型场效应管；MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7为N沟道增强型场效应管，电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8的阻值为33.2KΩ，电阻R2、电阻R4、电阻R7的阻值为1KΩ。
本发明的有益效果是，
1、采用硬件方案实现主备电源切换，保证了快速切换，使控制器在主供电源断电时能够不停机切换至备用电源，实现在有主供电源输入时，备用电源供电一路关断，没有主供电源则切换到备用电源供电。
2、切换主管采用了MOS场效应管，实现低压降切换，降低供电电路功耗。
3、设计了三极管Q4、电阻R4、MOS场效应管Q3、电阻R3、二极管D1构成的手动开机和软件控制关机的电路，按下开关按键经主控模块检测在I/O口输出高电平，Q4导通，电平变低Q3导通，电压输出至设备，远程控制主控模块输出的I/O电平来控制系统的开关机。
4、设计了反接电源指示电路，起到警示作用，保证了输入电源的正确性，LED1把电压钳在1.2V左右，防止过大的反向电压把Q2的BE结击穿。
附图说明
图1是自动实现主备电源切换的电源管理系统电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种自动实现主备电源切换的电源管理系统，输入端分别与主供电源和备用电池连接，输出端输出供电电压，控制端与主控模块连接，主供电源的输出端与电阻R7的一端、电阻R8的一端连接，二极管D2与电阻R7、电阻R8并联连接，二极管D7的阴极与MOS场效应管Q7的栅极连接，MOS场效应管Q7的源极接地，MOS场效应管Q7的漏极分别与MOS场效应管Q6的栅极和电阻R6的一端连接，MOS场效应管Q6的源极与发光二极管LED2的阳极连接，发光二极管LED2的阴极与MOS场效应管Q6的栅极连接，MOS场效应管Q6的漏极分别与电阻R5的一端和MOS场效应管Q5的栅极连接，MOS场效应管Q5的源极与电阻R5的另一端连接，MOS场效应管Q5的漏极分别与电阻R6的另一端和电池BT的正极连接，电池BT的阴极接地。
主供电源的输出端分别与电阻R2的一端和MOS场效应管Q1的漏极连接，电阻R2的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与基极之间串接发光二极端LED1，三极管Q2的集电极分别与电阻R1的一端、MOS场效应管Q1的源级连接，MOS场效应管Q1的栅极与电阻R1的另一端连接。
MOS场效应管Q1的源极分别与电阻R3的一端和MOS场效应管Q3的漏极连接，MOS场效应管Q3的栅极分别与电阻R3的另一端、三极管Q4的集电极和二极管D1的阳极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与主控模块的I/O口连接，二极管D1的阴极与按键开关S连接，MOS场效应管Q3的源极输出供电电压。
该电路主要采用MOS场效应管、三极管和部分电阻来实现主备电源的切换。图中MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q5为P沟道增强型场效应管，栅极接低电平触发；MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7为N沟道增强型场效应管，栅极接高电平触发。电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8的阻值为33.2KΩ，电阻R2、电阻R4、电阻R7的阻值为1KΩ。其中LED1的作用是防止电源接反，起警示作用，并把电压钳在1.2V左右，防止过大的反向电压把Q2的BE结击穿。主控模块控制的I/O口通过输出高低电平来控制系统个开关机，使用MOS管控制是想把控制电路的功耗降到最低，同时加了一互锁，有主供电源供电时，备用电源供电一路关断,没有DC电源的话则切换到备用电源供电。
接主供电源时，一部分电压经电阻R7、电阻R8到MOS场效应管Q7，MOS场效应管Q7导通，经MOS场效应管Q7输出为低电平，MOS场效应管Q6截止，一部分电压经电阻R2将三极管Q2导通，将三极管Q2的电压拉低至低电平，MOS场效应管Q1导通。按下开关按键经主控模块检测到I/O口输出高电平，三极管Q4导通，电平变低，三极管Q3导通，电压输出至设备。
当主供电源不供电时，系统将自动切换至备用电源，电压经电阻R6将MOS场效应管Q6导通，MOS场效应管Q6电平变低，MOS场效应管Q5导通，其工作原理与主供电源供电时相同。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种自动实现主备电源切换的电源管理系统，输入端分别与主供电源和备用电池连接，输出端输出供电电压，控制端与主控模块连接，其特征在于，主供电源的输出端与电阻R7的一端、电阻R8的一端连接，二极管D2与电阻R7、电阻R8并联连接，二极管D7的阴极与MOS场效应管Q7的栅极连接，MOS场效应管Q7的源极接地，MOS场效应管Q7的漏极分别与MOS场效应管Q6的栅极和电阻R6的一端连接，MOS场效应管Q6的源极与发光二极管LED2的阳极连接，发光二极管LED2的阴极与MOS场效应管Q6的栅极连接，MOS场效应管Q6的漏极分别与电阻R5的一端和MOS场效应管Q5的栅极连接，MOS场效应管Q5的源极与电阻R5的另一端连接，MOS场效应管Q5的漏极分别与电阻R6的另一端和电池BT的正极连接，电池BT的阴极接地；
主供电源的输出端分别与电阻R2的一端和MOS场效应管Q1的漏极连接，电阻R2的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与基极之间串接发光二极端LED1，三极管Q2的集电极分别与电阻R1的一端、MOS场效应管Q1的源级连接，MOS场效应管Q1的栅极与电阻R1的另一端连接；
MOS场效应管Q1的源极分别与电阻R3的一端和MOS场效应管Q3的漏极连接，MOS场效应管Q3的栅极分别与电阻R3的另一端、三极管Q4的集电极和二极管D1的阳极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与主控模块的I/O口连接，二极管D1的阴极与按键开关S连接，MOS场效应管Q3的源极输出供电电压。
2.如权利要求1所述的一种自动实现主备电源切换的电源管理系统，其特征在于，MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q5为P沟道增强型场效应管；MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7为N沟道增强型场效应管，电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8的阻值为33.2KΩ，电阻R2、电阻R4、电阻R7的阻值为1KΩ。
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