CN107465257B - 一种主电源与备用电源自动切换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主电源与备用电源自动切换电路。该自动切换电路包括：主电源、备用电源和两个相同的电源开关切换芯片，分别为第一切换芯片和第二切换芯片；第一切换芯片的输出端与第二切换芯片的输出端相连后作为自动切换电路的输出端，第一切换芯片的输入端和使能端均与主电源的输出端相连，第二切换芯片的输入端和使能端均与备用电源的输出端相连；当电源开关切换芯片的使能端检测到与其相连的电源设备的输出电压大于或等于设定电压，且电源开关切换芯片输入端的电压高于电源开关切换芯片输出端的电压时，该电源开关切换芯片导通。本发明提供的自动切换电路具有功耗低、效率高、成本低的优势，而且，能够保障电源切换过程中，用电设备不断电。

Description

一种主电源与备用电源自动切换电路
技术领域
本发明涉及供电领域，特别是涉及一种主电源与备用电源自动切换电路。
背景技术
在很多用电设备中，比如车联网终端，供电电源可以选用主电源，也可以选择用电设备内部的备用电源，现有技术中用于在主电源与备用电源之间进行切换的电路大致分为两种：一种如图1所示，使用两个IN4007二极管来实现主备电源的切换电路，由于二极管的压降在0.25-0.3V之间，这样虽然可以实现主备电源的切换，但功率上损耗较大，当电流达到2A时，二极管的功率为0.5W，发热比较严重、效率低；另一种如图2所示，使用2个PMOS管来实现主备电源的切换电路，而该电路需要使用大电流PMOS管，缺点是成本比较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种主电源与备用电源自动切换电路，具有效率高、功耗低、成本低的特点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种主电源与备用电源自动切换电路，所述自动切换电路包括：主电源、备用电源和两个相同的电源开关切换芯片，分别记为第一切换芯片和第二切换芯片；所述第一切换芯片的输出端与所述第二切换芯片的输出端相连后作为所述自动切换电路的输出端，所述第一切换芯片的输入端和使能端均与所述主电源的输出端相连，所述第二切换芯片的输入端和使能端均与所述备用电源的输出端相连；
所述第一切换芯片使能端检测到所述主电源输出端的输出电压大于或等于设定电压，且所述第一切换芯片输入端的电压高于所述第一切换芯片输出端的电压时，所述第一切换芯片导通，所述自动切换电路输出端输出的电压为所述第一切换芯片输出端的电压；所述第二切换芯片使能端检测到所述备用电源输出端的输出电压大于或等于设定电压，且所述第二切换芯片输入端的电压高于所述第二切换芯片输出端的电压时，所述第二切换芯片导通，所述自动切换电路输出端输出的电压为所述第二切换芯片输出端的电压。
可选的，所述电源开关切换芯片的型号为HX9001。
可选的，所述设定电压为1.5V。
可选的，所述自动切换电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接于所述主电源输出端与所述第一切换芯片输入端之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端与所述第一切换芯片的输出端相连，所述第二电容的另一端接地。
可选的，所述自动切换电路还包括第三电容和第四电容，所述第三电容的一端连接于所述备用电源输出端与所述第二切换芯片输入端之间，所述第三电容的另一端接地，所述第四电容的一端与所述第二切换芯片的输出端相连，所述第四电容的另一端接地。
可选的，所述第一电容、第二电容、第三电容和第四电容的电容值均为10μF。
可选的，所述主电源为蓄电池。
可选的，所述备用电源为锂电池。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的主电源与备用电源自动切换电路，采用两片型号为HX9001的电源开关切换芯片，将两个电源开关切换芯片的输出端连接在一起，两个电源开关切换芯片的输入端分别与主电源和备用电源连接，当第一切换芯片使能端检测到所述主电源输出端的输出电压大于或等于设定电压，且第一切换芯片输入端的电压高于第一切换芯片输出端的电压时，第一切换芯片导通，自动切换电路输出端输出的电压为第一切换芯片输出端的电压；第二切换芯片使能端检测到备用电源输出端的输出电压大于或等于设定电压，且第二切换芯片输入端的电压高于第二切换芯片输出端的电压时，第二切换芯片导通，自动切换电路输出端输出的电压为第二切换芯片输出端的电压。本发明提供的主电源与备用电源自动切换电路通过上述设置实现了主电源、备用电源的自动切换，由于采用了电源开关切换芯片，与采用二极管或是PMOS管相比，具有效率高、功耗低、成本低的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中电源切换电路的结构示意图；
图2为现有技术中另一电源切换电路的结构示意图；
图3为本发明实施例主电源与备用电源自动切换电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种主电源与备用电源自动切换电路，具有效率高、功耗低、成本低的特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图3为本发明实施例主电源与备用电源自动切换电路的结构示意图，如图3所示，本发明提供的主电源与备用电源自动切换电路包括：主电源301、备用电源302和两个相同的电源开关切换芯片，分别记为第一切换芯片303和第二切换芯片304；所述第一切换芯片303的输出端与所述第二切换芯片304的输出端相连后作为所述自动切换电路的输出端，所述第一切换芯片303的输入端和使能端均与所述主电源301的输出端相连，所述第二切换芯片304的输入端和使能端均与所述备用电源302的输出端相连；
所述第一切换芯片303使能端检测到所述主电源301输出端的输出电压大于或等于设定电压，且所述第一切换芯片303输入端的电压高于所述第一切换芯片303输出端的电压时，所述第一切换芯片303导通，所述自动切换电路输出端输出的电压为所述第一切换芯片303输出端的电压；所述第二切换芯片304使能端检测到所述备用电源302输出端的输出电压大于或等于设定电压，且所述第二切换芯片304输入端的电压高于所述第二切换芯片304输出端的电压时，所述第二切换芯片304导通，所述自动切换电路输出端输出的电压为所述第二切换芯片304输出端的电压。
其中，电源开关切换芯片的型号为HX9001，所述设定电压为1.5V。
优选的，所述自动切换电路还包括第一电容305和第二电容306，所述第一电容305的一端连接于所述主电源301输出端与第一切换芯片303输入端之间，所述第一电容305的另一端接地，所述第二电容306的一端与所述第一切换芯片303的输出端相连，所述第二电容306的另一端接地。
优选的，所述自动切换电路还包括第三电容307和第四电容308，所述第三电容307的一端连接于所述备用电源302输出端与所述第二切换芯片304输入端之间，所述第三电容307的另一端接地，所述第四电容308的一端与所述第二切换芯片304的输出端相连，所述第四电容308的另一端接地。
所述第一电容305、第二电容306、第三电容307和第四电容308的电容值可设置为10μF。
所述主电源301可以为蓄电池。
所述备用电源302可以为锂电池。
当主电源301先供电，再接通备用电源302时，第一切换芯片303的输入电压为5V，第一切换芯片303使能端的电平为5V(大于1.5V),在第一切换芯片303导通前，第一切换芯片303的输入端和第一切换芯片303的输出电压均为0，此时第一切换芯片303满足导通条件，第一切换芯片303导通后的输出电压为5V，由于两者的输出端是连接在一起的，第一切换芯片303导通后第二切换芯片304的输出端的电压就会被强制上拉到5V，而第二切换芯片304的输入电压为4.2V，虽然第二切换芯片304使能端的电平为4.2V(大于1.5V)，但不满足输入电源大于输出电压，故第二切换芯304片截止，此时，只能由主电源301降压后提供5V供电；
当主电源301不供电时，第一切换芯片303的输入电压为0V，第一切换芯片303使能端的电平为0V(小于1.5V)，此时，第一切换芯片303截止；第二切换芯片303的输入电压为4.2V，第二切换芯片304使能端的电平为4.2V(大于1.5V)，导通前第二切换芯片304的输出端电压为0，满足导通条件，所以第二切换芯片304导通，由备用电源302锂电池供电；
在终端先由备用电源302锂电池供电，再插上主电源301时，第一切换芯片303的输入电压为5V，第一切换芯片303使能端的电平为5V(大于1.5V)，而第一切换芯片303导通前输出端的电压为4.2V，此时，第一切换芯片303满足导通条件，第一切换芯片303导通后，输出端电压为5V，第二切换芯片304的输出电压将被上拉到5V，此时，第二切换芯304不满足导通条件中的输入电压大于输出电压，所以第二切换芯片304会截止，此时，达到备用电源302向主电源301切换的效果。
本发明提供的主电源与备用电源自动切换电路在实际使用时，可以实现主电源与用电设备内部的备用电源自动切换的功能，当检测到主电源时，优先使用主电源，在检测到无主电源时，使用内部备用电源。而且，在两种电源切换过程中电压切换正常，不间断，用电设备无复位现象。而且，本发明提供的自动切换电路采用了电源开关切换芯片，与采用二极管或是PMOS管相比，具有效率高、功耗低、成本低的优势。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述自动切换电路包括：主电源、备用电源和两个相同的电源开关切换芯片，分别记为第一切换芯片和第二切换芯片；所述第一切换芯片的输出端与所述第二切换芯片的输出端相连后作为所述自动切换电路的输出端，所述第一切换芯片的输入端和使能端均与所述主电源的输出端相连，所述第二切换芯片的输入端和使能端均与所述备用电源的输出端相连；
所述第一切换芯片的使能端检测到所述主电源输出端的输出电压大于或等于设定电压，且所述第一切换芯片的输入端的电压高于所述第一切换芯片的输出端的电压时，所述第一切换芯片导通，所述自动切换电路输出端输出的电压为所述第一切换芯片输出端的电压；所述第二切换芯片的使能端检测到所述备用电源输出端的输出电压大于或等于所述设定电压，且所述第二切换芯片输入端的电压高于所述第二切换芯片输出端的电压时，所述第二切换芯片导通，所述自动切换电路输出端输出的电压为所述第二切换芯片输出端的电压；其中，备用电源向主电源切换的过程为：在终端先由所述备用电源锂电池供电，再插上所述主电源时，所述第一切换芯片的输入电压为第一预设电压，所述第一切换芯片使能端的电平为第一预设电压，而所述第一切换芯片导通前输出端的电压为第二预设电压，此时，所述第一切换芯片满足导通条件，所述第一切换芯片导通后，输出端电压为第一预设电压，所述第二切换芯片的输出电压将被上拉到第一预设电压，此时，所述第二切换芯不满足导通条件中的输入电压大于输出电压，所以所述第二切换芯片会截止，此时，达到所述备用电源向所述主电源切换的效果。
2.根据权利要求1所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述电源开关切换芯片的型号为HX9001。
3.根据权利要求1所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述设定电压为1.5V。
4.根据权利要求1所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述自动切换电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接于所述主电源输出端与所述第一切换芯片输入端之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端与所述第一切换芯片的输出端相连，所述第二电容的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述自动切换电路还包括第三电容和第四电容，所述第三电容的一端连接于所述备用电源输出端与所述第二切换芯片输入端之间，所述第三电容的另一端接地，所述第四电容的一端与所述第二切换芯片的输出端相连，所述第四电容的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述第一电容、第二电容、第三电容和第四电容的电容值均为10μF。
7.根据权利要求1所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述主电源为蓄电池。
8.根据权利要求1所述的主电源与备用电源自动切换电路，其特征在于，所述备用电源为锂电池。
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