CN113555954A - 一种可智能自动切换的双路供电电路 - Google Patents

一种可智能自动切换的双路供电电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可智能自动切换的双路供电电路，属于双路供电电路领域，双路供电电路包括依次连接的监控ICU1、模拟开关IC、电源切换ICU8和主控IC，模拟开关IC包括第一模拟开关ICU2和第二模拟开关ICU3，监控ICU1的输出端连接第一模拟开关ICU2的输入端，第一模拟开关ICU2的输出端连接第二模拟开关ICU3的输入端，第二模拟开关ICU3的输出端连接电源切换ICU8的输入端，电源切换ICU8的输出端连接主控IC的输入端。本发明的一种可智能自动切换的双路供电电路，主要由模拟开关IC、监控IC和电源切换IC组成，用以实现单主电池，单副电池和双电池三种方式都能对工业设备进行供电，且互不影响。

Description

一种可智能自动切换的双路供电电路
技术领域
本发明涉及供电电路技术领域，特别涉及一种可智能自动切换的双路供电电路。
背景技术
工业平板是应用在工业领域的计算机设备，由于其使用环境的影响，往往需要在长时间不间断的情况下运行，因此，其稳定性和安全性比商用计算机要更佳。
为了保证工业平板供电的连续性，一般在设备内设置自动切换电路。工业平板一般情况下采用双电源，会选用主电和副电两种供电方式，当系统在高性能模式下工作时，通常会采用主电对系统进行供电，当系统在低功耗模式下工作或主电中断时，通常采用副电对系统进行供电。然而，在现有的自动切换电路中，还不能实现当主副电同时存在时，各个电路互不不影响且能正常运行。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种可智能自动切换的双路供电电路，旨在解决现有自动切换电路中，主副电同时存在时，双路供电电路互不影响的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种可智能自动切换的双路供电电路，双路供电电路包括依次连接的监控IC U1、模拟开关IC、电源切换IC U8和主控IC，所述模拟开关IC包括第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3，所述监控IC U1的输出端连接第一模拟开关ICU2的输入端，所述第一模拟开关IC U2的输出端连接第二模拟开关IC U3的输入端，所述第二模拟开关IC U3的输出端连接电源切换IC U8的输入端，所述电源切换IC U8的输出端连接主控IC的输入端。
优选地，所述电源切换IC U8的输入端还分别连接主电J3和副电J4，所述主电J3连接监控IC U1的输入端，所述主控IC连接第一模拟开关IC U2，并传输控制信号，所述主控IC通过三极管Q1连接在监控IC U1和第一模拟开关IC U2之间，所述三极管Q1可以为主电J3中断信号。
优选地，所述三极管Q1的G极上串联有电阻R21和R22，并与监控IC U1的输出端连接，所述三极管Q1的D极上连接有电阻R23，所述三极管Q1的S极接地。
优选地，双路供电电路中还包括第一二极管D2和第二二极管D4，所述第一二极管D2与副电J4连接，所述第二二极管D4分别与主电J3和监控IC U1的输入端连接，所述第一二极管D2和第二二极管D4的输出端分别与第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3连接。
优选地，所述监控IC U1输入端连接有分压电路，所述分压电路包括串联的电阻R6与电阻R24和并联在电阻R24上的电容C22。
优选地，所述第一模拟开关IC U2包括第一模拟开关IC 1脚、第一模拟开关IC 2脚、第一模拟开关IC 3脚、第一模拟开关IC 4脚、第一模拟开关IC 5脚和第一模拟开关IC 6脚，所述第一模拟开关IC 3脚连接监控IC U1，所述第一模拟开关IC 4脚连接第一模拟开关IC U3，所述第一模拟开关IC 5脚为信号输入引脚，其上连接有电容C16。
优选地，所述第二模拟开关IC U3包括第二模拟开关IC 1脚、第二模拟开关IC 2脚、第二模拟开关IC 3脚、第二模拟开关IC 4脚、第二模拟开关IC 5脚、第二模拟开关IC 6脚、第二模拟开关IC 7脚、第二模拟开关IC 8脚、第二模拟开关IC 9脚和第二模拟开关IC10脚，所述第二模拟开关IC 2脚、第二模拟开关IC 7脚和第二模拟开关IC 6脚连接，所述第二模拟开关IC 1脚、第二模拟开关IC 5脚和第二模拟开关IC 10脚连接，所述第二模拟开关IC 4脚与第二模拟开关IC 8脚连接，所述第二模拟开关IC 3脚和第二模拟开关IC 9脚连接电源切换IC U8的控制脚。
优选地，所述电源切换IC U8为主控IC供电，所述电源切换IC U8包括A1脚、A2脚、A3脚、A4脚、A5脚、B1脚、B2脚、B3脚、B4脚、B5脚、C1脚、C2脚、C3脚、C4脚和C5脚共15个引脚，所述A1脚连接第二模拟开关IC 9脚，所述A5脚连接第二模拟开关IC 3脚，所述B1脚、B2脚、C1脚和C2脚连接副电J4，所述B4脚、B5脚、C4脚和C5脚连接主电J3，所述A2脚、A3脚、A4脚和B3脚连接主控IC。
优选地，所述第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3切换通道时间为15-30ns。
优选地，所述监控IC U1型号为SGM809T，所述第一模拟开关IC U2型号为SGM3167Y，所述第二模拟开关IC U3型号为SGM3005，所述电源切换IC U8型号为MAX14714。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明的一种可智能自动切换的双路供电电路，主要由模拟开关IC、监控IC和电源切换IC组成，用以实现单个主电池，单个副电池和双电池三种方式都能对工业设备进行供电；双路供电电路还可以手动切换供电双电池当取出副电池时，主电工作供电，双电池当取出主电池时，副电工作供电，在取主电池时，不用掉电影响系统使用；还可以采用软件智能切换供电，灵活多变，使供电电路更多元化，工业设备使用更方便。
附图说明
图1为本发明一种可智能自动切换的双路供电电路一实施例的结构框图；
图2为本发明一种可智能自动切换的双路供电电路一实施例的电路图；
图3为本发明一种可智能自动切换的双路供电电路一实施例的主电和副电的电路图。
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方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，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。
本发明提出一种可智能自动切换的双路供电电路，参照图1-3，包括双路供电电路包括依次连接的监控IC U1、模拟开关IC、电源切换IC U8和主控IC，模拟开关IC包括第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3，监控IC U1的输出端连接第一模拟开关IC U2的输入端，第一模拟开关IC U2的输出端连接第二模拟开关IC U3的输入端，第二模拟开关IC U3的输出端连接电源切换IC U8的输入端，电源切换IC U8的输出端连接主控IC的输入端。
本发明的一种可智能自动切换的双路供电电路，主要由模拟开关IC、监控IC和电源切换IC组成，用以实现单个主电池，单个副电池和双电池三种方式都能对工业设备进行供电。本发明的供电电路还可以应用到其他需要持续用电的技术领域。其中，模拟开关IC设有两个，分别为第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3，模拟开关IC在电路中主要起到接通信号或断开信号的作用。
在一个较佳实施方式中，参照图1-3，电源切换IC U8的输入端还分别连接主电J3和副电J4，主电J3连接监控IC U1的输入端，主控IC连接第一模拟开关IC U2，并传输控制信号，主控IC通过三极管Q1连接在监控IC U1和第一模拟开关IC U2之间，三极管Q1可以为主电J3中断信号。
在一个较佳实施方式中，参照图2，三极管Q1的G极上串联有电阻R21和R22，并与监控IC U1的输出端连接，三极管Q1的D极上连接有电阻R23，三极管Q1的S极接地。电阻R21、电阻R23大小为10K，电阻R22大小为1M。
在一个较佳实施方式中，参照图2，双路供电电路中还包括第一二极管D2和第二二极管D4，第一二极管D2与副电J4连接，第一二极管D2和第二二极管D4均为肖特极二极管，第二二极管D4分别与主电J3和监控IC U1的输入端连接，第一二极管D2和第二二极管D4的输出端分别与第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3连接。第一二极管D2上连接有电容C17，电容C17一端接地，其大小为100nF。
在一个较佳实施方式中，参照图2，监控IC U1输入端连接有分压电路，分压电路包括串联的电阻R6与电阻R24和并联在电阻R24上的电容C22。电阻R6大小为22K，电阻R24大小为211K，电容C22大小为100nF，电阻R24一端接地。
在一个较佳实施方式中，参照图2，第一模拟开关IC U2包括第一模拟开关IC 1脚、第一模拟开关IC 2脚、第一模拟开关IC 3脚、第一模拟开关IC 4脚、第一模拟开关IC 5脚和第一模拟开关IC 6脚，第一模拟开关IC 3脚连接监控IC U1，第一模拟开关IC 4脚连接第一模拟开关IC U3，第一模拟开关IC 5脚为信号输入引脚，其上连接有电容C16，电容C16大小为100nF，其一端接地，第一模拟开关IC 5脚连接第一二极管D2和第二二极管D4的输出端，第一模拟开关IC 6脚上连接有电阻R5，电阻R5大小为10K，其一端接地。
在一个较佳实施方式中，参照图2，第二模拟开关IC U3包括第二模拟开关IC 1脚、第二模拟开关IC 2脚、第二模拟开关IC 3脚、第二模拟开关IC 4脚、第二模拟开关IC 5脚、第二模拟开关IC 6脚、第二模拟开关IC 7脚、第二模拟开关IC 8脚、第二模拟开关IC 9脚和第二模拟开关IC 10脚，第二模拟开关IC 2脚、第二模拟开关IC 7脚和第二模拟开关IC 6脚连接，第二模拟开关IC 1脚、第二模拟开关IC 5脚和第二模拟开关IC 10脚连接，第二模拟开关IC 4脚与第二模拟开关IC 8脚连接，第二模拟开关IC 3脚和第二模拟开关IC 9脚连接电源切换IC U8的控制脚。第二模拟开关IC 1脚连接第一二极管D2和第二二极管D4的输出端，其上串联有电容C15，电容C15大小为100nF，其一端接地。第二模拟开关IC 3脚和第二模拟开关IC 9脚上分别串联有电阻R2和电阻R3。
在一个较佳实施方式中，参照图2，电源切换IC U8为主控IC供电，电源切换IC U8包括A1脚、A2脚、A3脚、A4脚、A5脚、B1脚、B2脚、B3脚、B4脚、B5脚、C1脚、C2脚、C3脚、C4脚和C5脚共15个引脚。A1脚连接第二模拟开关IC 9脚，A1脚上还连接有电阻R25，电阻R25大小为47K，其一端接地，A5脚连接第二模拟开关IC 3脚，A5脚上还连接有电阻R26，电阻R26大小为47K，其一端接地。B1脚、B2脚、C1脚和C2脚连接副电J4，其上连接有电容C18，电容C18耐压6.3V，大小为10uF，其一端接地。B4脚、B5脚、C4脚和C5脚连接主电J3，其上连接有电容C19，电容C19耐压6.3V，大小为10uF，其一端接地。A2脚、A3脚、A4脚和B3脚连接主控IC，其上连接有电容C20和C21，电容C20耐压6.3V，大小为10uF，其一端接地，电容C21耐压10V，额定电流2A，大小为330uF。
在一个较佳实施方式中，参照图1-3，第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3切换通道时间为15-30ns，通常情况下第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3切换通道时间为20ns，不会影响系统供电，也不会出现掉电的情况。
在一个较佳实施方式中，参照图1-3，监控IC U1型号为SGM809T，所述第一模拟开关IC U2型号为SGM3167Y，所述第二模拟开关IC U3型号为SGM3005，所述电源切换IC U8型号为MAX14714。
本发明的一种可智能自动切换的双路供电电路，其供电原理为：
1、当单主电J3供电时，第二二极管D4导通，为第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3提供供电，电阻R6和电阻R24组成分压电路给到监控IC U1。当主电电压大于3.4V时，监控IC U1输出高电平，高电平输入到第一模拟开关IC U2上，第一模拟开关IC U2控制脚默认为低电平，所以第一模拟开关IC U2的3脚和4脚相通，第一模拟开关IC U2的4脚输出高电平。第一模拟开关IC U2的4脚与第二模拟开关IC U3连接，使第二模拟开关IC U3的4脚和8脚相通，当第二模拟开关IC U3的4脚和8脚为高电平时，第二模拟开关IC U3的2脚、7脚和6脚相通，10脚、5脚和1脚相通，由于第二模拟开关IC U3的6脚和1脚分别接低电平和高电平，所以第二模拟开关IC U3的3脚输出低电平，9脚输出高电平。第二模拟开关IC U3的3脚和9脚分别接在电源切换IC U8的控制脚上，电源切换IC U8控制脚为低电平时，主电J3通过电源切换IC U8到主控IC上，给整个主控部分供电。
2、当单副电J4供电时，第一二极管D2导通，为第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3提供供电，监控IC U1没有供电。当供电电压小于3.4V时，监控IC U1输出低电平，低电平输入到第一模拟开关IC U2上，第一模拟开关IC U2控制脚默认为低电平，所以第一模拟开关IC U2的3脚和4脚相通，第一模拟开关IC U2的4脚输出低电平。第一模拟开关IC U2的4脚与第二模拟开关IC U3连接，使第二模拟开关IC U3的4脚和8脚相通，当第二模拟开关ICU3的4脚和8脚为低电平时，第二模拟开关IC U3的2脚、7脚和6脚相通，10脚、5脚和1脚相通，由于第二模拟开关IC U3的6脚和1脚分别接低电平和高电平，所以第二模拟开关IC U3的3脚输出高电平，9脚输出低电平。第二模拟开关IC U3的3脚和9脚分别接在电源切换IC U8的控制脚上，电源切换IC U8控制脚为低电平时，副电J4通过电源切换IC U8到主控IC上，给整个主控部分供电。
3、当主电J3和副电J4双电供电时，主副电池电压经过第一二极管D2和第二二极管D4，电池电压高导通，为第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3提供供电，电阻R6和电阻R24组成分压电路给到监控IC U1。当主电电压大于3.4V时，监控IC U1输出高电平，高电平输入到第一模拟开关IC U2上，第一模拟开关IC U2控制脚默认为低电平，所以第一模拟开关IC U2的3脚和4脚相通，第一模拟开关IC U2的4脚输出高电平。第一模拟开关IC U2的4脚与第二模拟开关IC U3连接，使第二模拟开关IC U3的4脚和8脚相通，当第二模拟开关IC U3的4脚和8脚为高电平时，第二模拟开关IC U3的2脚、7脚和6脚相通，10脚、5脚和1脚相通，由于第二模拟开关IC U3的6脚和1脚分别接低电平和高电平，所以第二模拟开关IC U3的3脚输出低电平，9脚输出高电平。第二模拟开关IC U3的3脚和9脚分别接在电源切换IC U8的控制脚上，电源切换IC U8控制脚为低电平时，主电J3通过电源切换IC U8到主控IC上，给整个主控部分供电。值得注意的是，供电电路默认双电在时，主电工作。
手动切换供电状态：
双电池当取出副电池时，主电工作，工作流程为单主电供电流程，双电池当取出主电池时，副电池工作，工作流程为单副电供电流程，取主电池时，由于第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3切换通道时间很短，因此不会影响系统供电，也不会出现掉电情况。
软件智能切换：
在图3中，电阻R27和电阻R28为主电池ADC检测，电阻R29和电阻R30为副电池ADC检测，当主电池低于主控要求的电压时，电阻R27和电阻R28检测ADC值给主控，主控IO口输出高电平给第一模拟开关IC U2的6脚，当第一模拟开关IC U2的6脚为高电平时，第一模拟开关IC U2的4脚和1脚导通，由于1脚接地，第一模拟开关IC U2的4脚为低电平，第二模拟开关IC U3和电源切换IC U8走副电池切换流程，副电池工作。
最后，第一模拟开关IC U2的控制脚6脚也可通过软件菜单控制，来切换主电还是副电工作，其中，三极管Q1为主电的中断信号。
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于：双路供电电路包括依次连接的监控IC U1、模拟开关IC、电源切换IC U8和主控IC，所述模拟开关IC包括第一模拟开关ICU2和第二模拟开关IC U3，所述监控IC U1的输出端连接第一模拟开关IC U2的输入端，所述第一模拟开关IC U2的输出端连接第二模拟开关IC U3的输入端，所述第二模拟开关IC U3的输出端连接电源切换IC U8的输入端，所述电源切换IC U8的输出端连接主控IC的输入端。
2.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述电源切换IC U8的输入端还分别连接主电J3和副电J4，所述主电J3连接监控IC U1的输入端，所述主控IC连接第一模拟开关IC U2，并传输控制信号，所述主控IC通过三极管Q1连接在监控ICU1和第一模拟开关IC U2之间，所述三极管Q1可以为主电J3中断信号。
3.根据权利要求2所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述三极管Q1的G极上串联有电阻R21和R22，并与监控IC U1的输出端连接，所述三极管Q1的D极上连接有电阻R23，所述三极管Q1的S极接地。
4.根据权利要求1或2所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，双路供电电路中还包括第一二极管D2和第二二极管D4，所述第一二极管D2与副电J4连接，所述第二二极管D4分别与主电J3和监控IC U1的输入端连接，所述第一二极管D2和第二二极管D4的输出端分别与第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3连接。
5.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述监控ICU1输入端连接有分压电路，所述分压电路包括串联的电阻R6与电阻R24和并联在电阻R24上的电容C22。
6.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述第一模拟开关IC U2包括第一模拟开关IC 1脚、第一模拟开关IC 2脚、第一模拟开关IC 3脚、第一模拟开关IC 4脚、第一模拟开关IC 5脚和第一模拟开关IC 6脚，所述第一模拟开关IC 3脚连接监控IC U1，所述第一模拟开关IC 4脚连接第一模拟开关IC U3，所述第一模拟开关IC 5脚为信号输入引脚，其上连接有电容C16。
7.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述第二模拟开关IC U3包括第二模拟开关IC 1脚、第二模拟开关IC 2脚、第二模拟开关IC 3脚、第二模拟开关IC 4脚、第二模拟开关IC 5脚、第二模拟开关IC 6脚、第二模拟开关IC 7脚、第二模拟开关IC 8脚、第二模拟开关IC 9脚和第二模拟开关IC 10脚，所述第二模拟开关IC 2脚、第二模拟开关IC 7脚和第二模拟开关IC 6脚连接，所述第二模拟开关IC 1脚、第二模拟开关IC 5脚和第二模拟开关IC 10脚连接，所述第二模拟开关IC 4脚与第二模拟开关IC 8脚连接，所述第二模拟开关IC 3脚和第二模拟开关IC 9脚连接电源切换IC U8的控制脚。
8.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述电源切换IC U8为主控IC供电，所述电源切换IC U8包括A1脚、A2脚、A3脚、A4脚、A5脚、B1脚、B2脚、B3脚、B4脚、B5脚、C1脚、C2脚、C3脚、C4脚和C5脚共15个引脚，所述A1脚连接第二模拟开关IC 9脚，所述A5脚连接第二模拟开关IC 3脚，所述B1脚、B2脚、C1脚和C2脚连接副电J4，所述B4脚、B5脚、C4脚和C5脚连接主电J3，所述A2脚、A3脚、A4脚和B3脚连接主控IC。
9.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述第一模拟开关IC U2和第二模拟开关IC U3切换通道时间为15-30ns。
10.根据权利要求1所述的可智能自动切换的双路供电电路，其特征在于，所述监控ICU1型号为SGM809T，所述第一模拟开关IC U2型号为SGM3167Y，所述第二模拟开关IC U3型号为SGM3005，所述电源切换IC U8型号为MAX14714。
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