CN108418300A - 一种主备用电池供电自动切换输出电路 - Google Patents

一种主备用电池供电自动切换输出电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种主备用电池供电自动切换输出电路，包括：电池输入模块、切换模块和输出端，电池输入模块经切换模块与输出端连接；其中，电池输入模块包括主电池和备用电池，切换模块包括电控制器和单向可控器件；主电池的正极分别与电控制器的常开端和电控制器的第一控制端连接；电控制器的第二控制端与单向可控器件的阳极连接；电控制器的常闭端与备用电池的正极连接；电控制器的公共端与输出端连接；单向可控器件的控制极与主电池的正极连接；单向可控器件的阴极接地。本发明提供的主备用电池供电自动切换输出电路，其适用于对控制输出电流要求比较大的设备，能够有效实现主电池和备用电池切换供电。

Description

一种主备用电池供电自动切换输出电路
技术领域
本发明涉及一种主备用电池供电自动切换输出电路。
背景技术
在目前一些电动工具或要求长期不间断工作的便携式电子仪器等电子设备由原来有线供电发展成现在锂电池供电时，往往要求配置主电池与备用电池双重供电装置。当主电池设备电量用尽或发生故障时，这时候要求立即自动切换到备用电池供电，同时腾出时间及时更换主电池，保证电子设备能够长期不间断工作。
现有目前主备用电池输出切换多数是单片机和MOS管控制，存在设计复杂，输出电流受限等不利。
因此，如何设计出一种对控制输出电流要求比较大的设备的电池切换电路，显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种主备用电池供电自动切换输出电路，其适用于对控制输出电流要求比较大的设备，如电动工具等。
为实现上述目的，本发明提供了一种主备用电池供电自动切换输出电路，包括：
电池输入模块、切换模块和输出端，所述电池输入模块经所述切换模块与所述输出端连接；其中，所述电池输入模块包括主电池和备用电池，所述切换模块包括电控制器和单向可控器件；
所述主电池的正极分别与所述电控制器的常开端和所述电控制器的第一控制端连接；所述电控制器的第二控制端与所述单向可控器件的阳极连接；所述电控制器的常闭端与所述备用电池的正极连接；所述电控制器的公共端与所述输出端连接；
所述单向可控器件的控制极与所述主电池的正极连接；所述单向可控器件的阴极接地。
与现有技术相比，本发明公开的主备用电池供电自动切换输出电路，通过设置切换模块，在主电池电量不足时，切换至备用电池供电，主电池和备用电池分别连接电控制器的常开端和常闭端，由单向可控器件的导通与关断来控制电控制器的导通与闭合，从而有效实现主电池和备用电池的切换供电。
根据本发明另一具体实施方式，所述电控制器为继电器，所述继电器的常开端与所述主电池的正极连接，所述继电器的常闭端与所述备用电池的正极连接，所述继电器的公共端与所述输出端连接，所述继电器的第一控制端与所述主电池的正极连接；所述继电器的第二控制端与所述单向可控器件的阳极连接。
根据本发明另一具体实施方式，所述单向可控器件为单向可控硅，所述单向可控硅的控制极与所述主电池的正极连接，所述单向可控硅的阳极与所述电控制器第二控制端连接，所述单向可控硅的阴极接地。
根据本发明另一具体实施方式，所述主备用电池供电自动切换输出电路还包括导通电压设置模块；所述导通电压设置模块包括第一电阻和可调电压单元；所述第一电阻的一端与所述主电池的正极连接，所述第一电阻的另一端一方面与所述单向可控器件的控制极连接，所述第一电阻的另一端另一方面与所述可调电压单元连接；所述可调电压单元的一端一方面与所述第一电阻连接，所述可调电压单元的一端另一方面与所述单向可控器件的控制极连接，所述可调电压单元的另一端接地。
本实施例中，通过设置导通电压设置模块，可设置单向可控器件的导通电压，控制单向可控器件的导通和关断，防止被断电源电压升压造成主电池和备用电池来回频繁切换。
根据本发明另一具体实施方式，所述主备用电池供电自动切换输出电路还包括电路保护单元；所述电路保护单元包括第二电阻；所述第二电阻的一端与所述主电池的正极连接；所述第二电阻的另一端与所述电控制器的第一控制端连接。
根据本发明另一具体实施方式，所述主备用电池供电自动切换输出电路还包括开关；所述开关的一端与所述主电池的正极连接；所述开关的另一端与所述电控制器的常开端连接。
根据本发明另一具体实施方式，所述可调电压单元包括电位器；所述电位器的一端一方面与所述第一电阻连接；所述电位器的一端另一方面与所述单向可控器件的控制极连接；所述电位器的另一端接地。
本发明提供的主备电池供电自动切换输出电路，在负载是直流设备的情况时，主电池和备用电池对外供电时，当主电池电压过低或输出保护后，电路自动切换到备用电池对负载供电输出。本发明上电初始默认主电池处于供电输出状态，切换到备用电池后，如果主电池电压超过电路设定电压，电路又切换回主电池供电输出。本发明提供的主备电池供电自动切换输出电路，通过设置导通电压设置模块的第一电阻和电位器，由于电位器可调，可设置单向可控硅的导通电压，控制单向可控硅的导通和关断，防止被断电源电压升压造成主电池和备用电池来回频繁切换；通过单向可控硅的导通与关断来控制继电器的导通和闭合，从而实现主电池和备用电池的自动切换。
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作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。
附图说明
图1是实施例1提供的主备用电池供电自动切换输出电路的电路图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，是本实施例提供的主备用电池供电自动切换输出电路的电路图。该主备用电池供电自动切换输出电路包括：电池输入模块、开关S1、切换模块、导通电压设置模块、电路保护单元和输出端，电池输入模块经切换模块与输出端连接，
其中，所述电池输入模块包括主电池V1和备用电池V2，所述切换模块包括电控制器和单向可控器件。所述导通电压设置模块包括第一电阻R1和可调电压单元；可调电压单元包括电位器R2，电路保护单元包括第二电阻R3。
本实施例中，电控制器为继电器KZ1，单向可控器件为单向可控硅Q2。
所述主电池V1的正极经所述开关S1一方面与所述继电器KZ1的常开端K连接，所述主电池V1的正极经所述开关S1另一方面经第二电阻R2与所述继电器KZ1的第一控制端2连接；所述继电器KZ1的第二控制端1与所述单向可控硅Q2的阳极连接；所述继电器KZ1的常闭端B与所述备用电池V2的正极连接；所述电控制器KZ1的公共端3与所述输出端Vout1连接。
所述单向可控硅Q2的控制极依次经第一电阻R1和开关S1与所述主电池V1的正极连接；所述单向可控硅Q2的阴极接地。
所述电位器R2的一端一方面与所述第一电阻R1连接，所述电位器R2的一端还与所述单向可控硅Q2的控制极连接，所述电位器R2的另一端接地。
本实施例提供的主备用电池供电自动切换输出电路，通过设置继电器KZ1和单向可控硅Q2实现主备用电池供电切换；单向可控硅Q2的工作原理如下：同时满足以下两个条件时，单向可控硅Q2导通，①在阳极与阴极之间加正向电压，②同时在控制极加正触发电压。以上两个条件必须同时具备，单向可控硅才会处于导通状态。另外，单向可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，单向可控硅依然导通。使导通的单向可控硅关断的条件如下：①减小阳极电流至一定值，②切断阳极电源。
本实施中，充分利用单向可控硅Q2门触发电压和维持电流。当主电池V1电压高于设定电压，单向可控硅Q2导通，导通后只有当主电池V1电压低到一定值或输出保护时，单向可控硅Q2才断开，一旦断开后，只有主电池电压高于刚才导通电压，可控硅再次导通，导通电压由第一电阻R1与电位器R2来设置，此时一般是电池恢复好久或重新充电后。这样就可防止主电池因电压波动造成继电器来回切换电源。
本实施例提供的主备用电池供电自动切换输出电路的工作原理如下：当电设备不使用时，开关S1断开节省电池损耗；当电设备需要工作时，闭合开关S1，主电池正极通开关、第二电阻R3给继电器KZ1供电；上电后通过第一电阻R1与电位器R2提供给单向可控硅Q2门极一个电压，当电压超过单向可控硅Q2门极导通电压时，单向可控硅Q2导通，继电器KZ1常闭断开，常开闭合，主电池V1正极给输出端Vout11正极供电。随着主电池的输出，主电池电压降低或输出保护时，单向可控硅Q2通过电流小于可控硅导通维持电流时，单向可控硅Q2断开，继电器KZ1常开断开，常闭闭合，这时切换到备用电池V2给输出端Vout11供电。
当主电池恢复足够电压后，恢复电压由第一电阻R1和电位器R2调节设置，单向可控硅Q2导通，切换回主电池供电。
电设备使用结束后，断开开关S1。
本实施例提供的主备电池供电自动切换输出电路，通过设置导通电压设置模块的第一电阻和电位器，由于电位器可调，可设置单向可控硅的导通电压，控制单向可控硅的导通和关断，防止被断电源电压升压造成主电池和备用电池来回频繁切换；通过单向可控硅的导通与关断来控制继电器的导通和闭合，从而实现主电池和备用电池的自动切换。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，包括：电池输入模块、切换模块和输出端，所述电池输入模块经所述切换模块与所述输出端连接；其中，所述电池输入模块包括主电池和备用电池，所述切换模块包括电控制器和单向可控器件；
所述主电池的正极分别与所述电控制器的常开端和所述电控制器的第一控制端连接；所述电控制器的第二控制端与所述单向可控器件的阳极连接；所述电控制器的常闭端与所述备用电池的正极连接；所述电控制器的公共端与所述输出端连接；
所述单向可控器件的控制极与所述主电池的正极连接；所述单向可控器件的阴极接地。
2.如权利要求1所述的主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，所述电控制器为继电器，所述继电器的常开端与所述主电池的正极连接，所述继电器的常闭端与所述备用电池的正极连接，所述继电器的公共端与所述输出端连接，所述继电器的第一控制端与所述主电池的正极连接；所述继电器的第二控制端与所述单向可控器件的阳极连接。
3.如权利要求1所述的主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，所述单向可控器件为单向可控硅，所述单向可控硅的控制极与所述主电池的正极连接，所述单向可控硅的阳极与所述电控制器第二控制端连接，所述单向可控硅的阴极接地。
4.如权利要求1所述的主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，所述主备用电池供电自动切换输出电路还包括导通电压设置模块；
所述导通电压设置模块包括第一电阻和可调电压单元；
所述第一电阻的一端与所述主电池的正极连接，所述第一电阻的另一端一方面与所述单向可控器件的控制极连接，所述第一电阻的另一端另一方面与所述可调电压单元连接；
所述可调电压单元的一端一方面与所述第一电阻连接，所述可调电压单元的一端另一方面与所述单向可控器件的控制极连接，所述可调电压单元的另一端接地。
5.如权利要求1所述的主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，所述主备用电池供电自动切换输出电路还包括电路保护单元；所述电路保护单元包括第二电阻；所述第二电阻的一端与所述主电池的正极连接；所述第二电阻的另一端与所述电控制器的第一控制端连接。
6.如权利要求1所述的主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，所述主备用电池供电自动切换输出电路还包括开关；所述开关的一端与所述主电池的正极连接；所述开关的另一端与所述电控制器的常开端连接。
7.如权利要求4所述的主备用电池供电自动切换输出电路，其特征在于，所述可调电压单元包括电位器；所述电位器的一端一方面与所述第一电阻连接；所述电位器的一端另一方面与所述单向可控器件的控制极连接；所述电位器的另一端接地。
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