CN114552564A - 一种多通道供电切换电路和照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道供电切换电路和照明装置，包括m个电源输入模块，每个电源输入模块包括电源输入端、电源输入通道、电压检测单元和切换控制单元；第n个电压检测单元根据第n个电源输入端的电源电压控制第n个电源输入通道的导通或断开；第n个切换控制单元在第n个之前的任意一个电源输入端输入的电源电压大于第n预设切换值或在第n个之后的任意一个电源输入通道的通道电压大于第n预设切换值时，控制第n个电源输入通道断开；第n个电源输入通道导通时，输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后电源输入通道，控制第n个之前以及第n个之后电源输入通道断开，以实现多路不同输入电源电压的切换。

Description

一种多通道供电切换电路和照明装置

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种多通道供电切换电路和照明装置。

背景技术

现阶段的电源切换电路无法用于多路不同输入电源电压切换的场合，因此应用范围受到局限性。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道供电切换电路和照明装置，能够有效解决现有电源切换电路无法实现在多路不同电源电压之间进行切换问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本申请实施例提供一种多通道供电切换电路，包括：

m个电源输入模块，每个电源输入模块包括电源输入端、电源输入通道、电压检测单元和切换控制单元，电源输入通道分别与电源输入端、电压检测单元和切换控制单元连接，电压检测单元还与电源输入端连接，且第n个切换控制单元还与第n个之前的各个电源输入端以及第n个之后的各个电源输入通道连接，第n个电源输入通道还与第n个之前以及第n个之后的电源输入通道连接；其中，m≥n>1且m和n均为正整数；

第n个电压检测单元用于根据第n个电源输入端输入的电源电压输出第一控制信号至第n个电源输入通道，控制第n个电源输入通道的导通或断开；

第n个切换控制单元用于在第n个之前的任意一个电源输入端输入的电源电压大于第n预设切换值或在第n个之后的任意一个电源输入通道的通道电压大于第n预设切换值时，输出第一控制信号至第n个电源输入通道，控制第n个电源输入通道断开；

第n个电源输入通道用于根据第一控制信号导通时，将第n个电源输入端输入的电源电压输出，并输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后电源输入通道，控制第n个之前以及第n个之后电源输入通道断开。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，第n个电压检测单元具体用于在第n个电源输入端输入的电源电压大于第n预设导通值时输出第一电平信号至第n个电源输入通道，或在第n个电源输入端输入的电源电压小于或等于第n预设导通值时，输出第二电平信号至第n个电源输入通道；第n个电源输入通道用于根据第一电平信号导通，或根据第二电平信号断开；其中，每个预设导通值大于或等于各个预设切换值。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，第n个切换控制单元具体用于在第n个之前的任意一个电源输入端输入的电源电压或在第n个之后的任意一个电源输入通道的通道电压大于第n预设切换值时，输出第二电平信号至第n个电源输入通道；第n个电源输入通道根据第二电平信号断开。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，电源输入通道包括开关子单元、驱动子单元和控制子单元；在第n个电源输入通道中，开关子单元分别与驱动子单元、控制子单元和对应的电源输入端连接，驱动子单元还与控制子单元、电压检测单元和切换控制单元连接，驱动子单元还与第n个之后以及第n个之前的控制子单元连接，控制子单元还与第n个之前以及第n个之后的驱动子单元连接；

第n个驱动子单元用于根据第一控制信号驱动第n个开关子单元导通或断开；第n个控制子单元用于在第n个开关子单元导通时输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后的驱动子单元，使得第n个之前以及第n个之后驱动子单元根据第二控制信号驱动对应的开关子单元断开。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，电压检测单元包括第一比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第一二极管；在第n个电压检测单元中，第一比较器的反相输入端与第一电阻的一端和第六电阻的一端连接，第一比较器的第一电源端与第一电阻的另一端和第二电阻的一端连接，第一比较器的正相输入端与第三电阻的一端、第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，第一比较器的第二电源端接地，第一比较器的输出端与第四电阻的另一端、第二电阻的另一端和第一二极管的负极连接，第一二极管的正极与第n个电源输入通道连接，第六电阻的另一端和第三电阻的另一端均接地，第五电阻的另一端与第n个电源输入端连接。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，切换控制单元包括第二比较器、第二二极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十电阻、第十二电阻和第三二极管；在第n个切换控制单元中，第二比较器的反相输入端分别与第十一电阻和第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端对应与第三二极管的负极连接，第二比较器的正相输入端与第八电阻的一端、第九电阻的一端和第十电阻的一端连接，第九电阻的另一端接地，第十电阻的另一端接电，第二比较器的输出端与第二二极管的负极、第八电阻的另一端和第七电阻的一端连接，第七电阻的另一端和第二比较器的第一电源端接电，第二比较器的第二电源端接地，第三二极管的正极与第n个之前的电源输入端或第n个之后的电源输入通道连接，第二二极管的正极与第n个电源输入通道连接。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，开关子单元包括第一MOS管和第二MOS管；在第n个开关子单元中，第一MOS管的漏极与第n个电源输入端连接，第一MOS管源极与第二MOS管的源极连接，第一MOS管的源极还与第n个驱动子单元和第n个控制子单元连接，第二MOS管的漏极与电压输出端连接，第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极均与第n个驱动子单元和第n个控制子单元连接。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，驱动子单元包括第一光电耦合器、第二光电耦合器和第三光电耦合器；在第n个驱动子单元中，第一光电耦合器的第1脚与第n个电压检测单元和第n个切换控制单元，第一光电耦合器的第1脚还与第n个之前或第n个之后的控制子单元连接，第一光电耦合器的第2脚接电，第一光电耦合器的第3脚与第n个电源输入端连接，第一光电耦合器的第4脚与第二光电耦合器的第2脚连接，第二光电耦合器的第1脚和第三光电耦合器的第1脚均接地，第二光电耦合器的第3脚、第三光电耦合器的第4脚均与第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极和控制子单元连接，第二光电耦合器的第4脚与第一MOS管的源极连接，第三光电耦合器的第2脚与第n个电源输入端连接，第三光电耦合器的第3脚接电。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，控制子单元包括第四光电耦合器；在第n个控制子单元中，第四光电耦合器的1脚与第一MOS管的源极连接，第四光电耦合器的第2脚与第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极连接，第四光电耦合器的第3脚与第n个之后以及第n个之前的驱动子单元连接，第四光电耦合器的第4脚接地。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，通道电压为第一MOS管的源极电压或第二MOS管的源极电压。

在一些实施例中的多通道供电切换电路，多通道供电切换电路还包括升压模块，升压模块分别与m个电源输入端以及m个电源输入通道连接；

升压模块用于将第n个电源输入端输入的电源电压进行升压后输出驱动电压至第n个电源输入通道。

本申请实施例还提供了一种照明装置，包括光源和上述的多通道供电切换电路；多通道供电切换电源与光源连接，用于为光源提供供电电压。

相较于现有技术，本发明提供了一种多通道供电切换电路和照明装置，本申请通过在设置多个电源输入模块，并在每个电源输入模块中设置电压检测单元将本级电源输入通道对应输入的电源电压与本级预设导通值进行比较来控制本级电源输入通道的状态，并通过切换控制单元将本级之前的电源输入通道的电源电压或者本级之后的通道电压与本级的预设切换值进行比较来控制本级电源输入通道的状态，实现各个电源输入通道之间的优先级控制，并确保每个电源输入通道状态与自身设置的预设导通值和预设切换值相关，可实现多路不同输入电源电压的切换，扩大多通道供电切换电路的应用范围。

附图说明

图1为本发明提供的多通道供电切换电路的结构框图。

图2为本发明提供的多通道供电切换电路中电源输入通道的结构框图。

图3为本发明提供的多通道供电切换电路中电压检测单元的电路原理图。

图4为本发明提供的多通道供电切换电路中切换控制单元的电路原理图。

图5为本发明提供的多通道供电切换电路中电源输入通道的电路原理图。

图6为本发明提供的多通道供电切换电路中升压模块的电路原理图。

图7和图8为本发明提供的多通道供电切换电路中一实施例的电路原理图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种多通道供电切换电路和照明装置，能够有效解决现有电源切换电路无法实现在多路不同电源电压之间进行切换问题。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的一种多通道供电切换电路，包括m个电源输入模块10，每个电源输入模块10包括电源输入端110、电源输入通道120、电压检测单元130和切换控制单元140。每个电源输入模块10中的电源输入通道120分别与电源输入端110、电压检测单元130和切换控制单元140连接，电压检测单元130还与电源输入端110连接。m个电源输入模块10对应有m个电源输入端110、m个电源输入通道120、m个电压检测单元130和m个切换控制单元140，而m个电源输入通道120共用一个电压输出端，多个电源输入端110用于与不同的电源连接，可实现多个电源输入通道120来输入不同的电源电压进行供电。

其中，第n个切换控制单元140还与第n个之前的各个电源输入端110以及第n个之后的各个电源输入通道120连接，而第n个电源输入通道120还与第n个之前以及第n个之后的电源输入通道120连接，其中，m≥n>1且m和n均为正整数。那么针对第1个切换控制单元140与第1个之后的各个电源输入通道120连接，针对第m个切换控制端单元则与第m个之前的各个电源输入端110连接。

本实施例中第n个电压检测单元130用于根据第n个电源输入端110输入的电源电压输出第一控制信号（本实施例中为DCn-OFF）至第n个电源输入通道120，控制第n个电源输入通道120的导通或断开。也即每个电源输入模块10中的电压检测单元130可以根据电源输入端110输入的电源电压来控制该电源输入通道120的导通或断开。

具体实施时，可以是在第n个电源输入端110输入的电源电压大于第n预设导通值时，第n个电压检测单元130输出第一电平信号的第一控制信号控制第n个电源输入通道120导通，那么第n个电源输入通道120根据第一电平信号导通供电，反之，在第n个电源输入端110输入的电源电压小于或等于第n预设导通值时，第n个电压检测单元130输出第二电平信号的第一控制信号控制第n个电源输入通道120断开，那么第n个电源输入通道120不供电。也即本实施例中第n个电压检测单元130用于检测第n个电源输入端110的电源电压与第n个预设导通值的关系来控制对应的电源输入通道120的状态。其中，当电源输入端110的电源电压大于对应的预设导通值时，则表明对应的电源输入端110有电源接入。需要说明的是，第1个电源检测单元也是根据第1个电源输入端110输入的电源电压与第1个预设导通值来控制第1个电源输入通道120的状态。

例如，当第2个电源输入端110的电源电压大于第2预设导通值时，则第2个电压检测单元130输出第一电平信号的第一控制信号至第2个电源输入通道120，第2个电源输入通道120根据第一电平信号导通，当第2个电源输入端110的电源电压小于或等于第2预设导通值时，则第2个电压检测单元130输出第二电平信号的第一控制信号至第2个电源输入通道120，第2个电源输入通道120根据第二电平信号断开。

本实施例中第n个切换控制单元140用于在第n个之前的任意一个电源输入端110输入的电源电压大于第n预设切换值时，输出第二电平的第一控制信号至第n个电源输入通道120，控制第n个电源输入通道120断开。例如当第2个切换控制单元140检测到第1个电源输入端110的电源电压大于预设第2个预设切换值时，则第2个切换控制单元140输出第二电平信号的第一控制信号控制第2个电源输入通道120断开。

其中，每个预设导通值大于或等于各个预设切换值，由此可以保证在第n个电压检测单元130根据第n个电源输入端110的电源电压控制第n个电源输入通道120导通之前，第n个之后的各个切换控制单元140已经根据第n个电源输入端110的电源电压控制与第n个之后的该切换控制单元140对应的电源输入通道120断开了。由此可确保第n个电源输入通道120在接入电源之后，会先断开第n个之后的所有电源输入通道120，然后再控制第n个电源输入通道120导通。反之，在第n个电源输入端110断开电源后，会先由第n个电压检测单元130控制断开第n个电压输入通道，之后，第n个之后的切换控制单元140根据第n个电压输入端输入的电源电压而释放第一控制信号，也即此时第n个之后的电源输入通道120的状态不再由对应的切换控制单元140根据第n个电源输入端110的电源电压来控制，而是由对应的电压检测单元130来控制，进而来实现各个电源输入通道120之间优先级。

例如，当第1电源输入通道120接入了电源，第1个电源输入端110的电源电压会增大，此时第2个切换控制单元140检测到第1个电源输入端110的电源电压大于第2预设切换值时，第2个切换控制单元140输出第二电平信号控制第2个电源输入通道120断开；因第1个预设导通值大于等于第2个预设切换值，之后由第1个电压检测单元130检测到第1个电源输入端110输入的电压大于第1预设导通值时，那么第1个电压检测单元130再输出第一电平信号控制第1个电源输入模块10导通。而当第1个电源输入端110掉电时，第1个电源输入端110的电源电压会降低，则会有第1个电压检测单元130优先输出第二电平信号控制第1个电源输入通道120断开，之后第2个切换控制单元140检测到电源电压小于第2个预设切换值时，则第2个切换控制单元140控制第2个电源输入通道120断开，由此确保第1个电源输入通道120的优先级高于第2个电源输入通道120的优先级。

因此本实施例中通过在各个电源输入模块10设置切换控制单元140和电压检测单元130，以及设置预设导通值和预设切换值，可以确保各个电源输入模块10中的电源输入通道120之间具有优先级关系，且优先级关系为第1个电源输入通道120>第2个电源输入通道120>第3个电源输入通道120>……>第n个电源输入通道120>……>第m个电源输入通道120。

并且，本实施例中的第n个切换控制单元140还用于在接收到第n个之后的任意一个电源输入通道120的通道电压时，输出第二电平信号至第n个电源输入通道120，控制第n个电源输入通道120断开。当第n个之后电源输入通道120中的通道电压大于第n个预设切换值，则表明第n个之后电源输入通道120导通，那么为了防止各个电源输入通道120之间形成回流，必须将本级电源输入通道120关闭，保护多通道供电切换电路因大电流环流而损坏。

本实施例中第n个电源输入通道120用于根据第一控制信号导通时，将第n个电源输入端110输入的电源电压输出，实现第n个电源供电。并且，第n个电源输入通道120会输出第二控制信号（本实施例中为DCn-GS）至第n个之前以及第n个之后电源输入通道120，控制第n个之前以及第n个之后电源输入通道120断开。相当于，在第n个电源输入通道120导通之后，可进一步确保其他各个通道均处于断开状态，进一步确保每次只有一个电源输入通道120供电。

本申请通过在设置多个电源输入模块10，并在每个电源输入模块10中设置电压检测单元130将本级电源输入通道120对应输入的电源电压与本级预设导通值进行比较来控制本级电源输入通道120的状态，并通过切换控制单元140将本级之前的电源输入通道120的电源电压或者本级之后的通道电压与本级的预设切换值进行比较来控制本级电源输入通道120的状态，实现各个电源输入通道120之间的优先级控制，并确保每个电源输入通道120状态与自身设置的预设导通值和预设切换值相关，可实现多路不同输入电源电压的切换，扩大多通道供电切换电路的应用范围。其中，每个电源输入模块10的预设导通值和预设切换值可根据实际需要进行灵活设置。

进一步地，请参阅图2，每个电源输入通道120包括开关子单元121、驱动子单元122和控制子单元123；在第n个电源输入通道120中，开关子单元121分别与驱动子单元122、控制子单元123和对应的电源输入端110连接，驱动子单元122还与控制子单元123、电压检测单元130和切换控制单元140连接，驱动子单元122还与第n个之后以及第n个之前的控制子单元123连接，控制子单元123还与第n个之前以及第n个之后的驱动子单元122连接。其中，在第1个电源输入通道120中，驱动子单元122与第1个之后的控制子单元123连接，控制子单元123与第1个之后驱动子单元122连接；而第m个电源输入通道120中，驱动子单元122与第m个之前的控制子单元123连接，控制子单元123与m个之前驱动子单元122连接。

其中，第n个驱动子单元122用于根据第一控制信号驱动第n个开关子单元121导通或断开；第n个控制子单元123用于在第n个开关子单元121导通时输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后的驱动子单元122，使得第n个之前以及第n个之后驱动子单元122根据第二控制信号驱动对应的开关子单元121断开。

当驱动子单元122接收到的第一控制信号为第一电平信号时，驱动子单元122控制开关子单元121导通，当驱动子单元122接收到的第一控制信号为第二电平信号时，驱动子单元122控制开关子单元121断开。当开关子单元121导通时，控制子单元123输出第二控制信号至其他各个驱动子单元122，以使得其他各个驱动子单元122控制与该驱动子单元122连接的开关子单元121断开，进而确保每次只有一个电源输入通道120导通，避免各个通道之间形成回流。而当开关子单元121断开时，与该开关子单元121连接的控制子单元123则不会输出第二控制信号，此时控制子单元123会失去对其他各个电源输入通道120的控制，那么其他各个电源输入通道120则会由对应的电压检测单元130进行控制，由此以便于实现各个电源输入通道120的优先级控制。

进一步地，请参阅图3，电压检测单元130包括第一比较器（OP1)、第一电阻（R1)、第二电阻（R2)、第三电阻（R3)、第四电阻（R4)、第五电阻（R5)、第六电阻（R6)和第一二极管（D1)；在第n个电压检测单元130中，第一比较器（OP1)的反相输入端与第一电阻（R1)的一端和第六电阻（R6)的一端连接，第一比较器（OP1)的第一电源端与第一电阻（R1)的另一端和第二电阻（R2)的一端连接，第一比较器（OP1)的正相输入端与第三电阻（R3)的一端、第四电阻（R4)的一端和第五电阻（R5)的一端连接，第一比较器（OP1)的第二电源端接地，第一比较器（OP1)的输出端与第四电阻（R4)的另一端、第二电阻（R2)的另一端和第一二极管（D1)的负极连接，第一二极管（D1)的正极与第n个电源输入通道120连接，第六电阻（R6)的另一端和第三电阻（R3)的另一端均接地，第五电阻（R5)的另一端与第n个电源输入端110连接。本实施例中的第一比较器（OP1)会将本级电源输入端110输入的电源电压与本级设置的预设导通值进行比较，当本级电源输入端110输入的电源电压大于预设导通值时，则输出第一电平信号的第一控制信号控制本级电源输入通道120导通，反之，则输出第二电平信号的第一控制信号控制本级电源输入通道120断开，由此实现根据输入的电源电压完成对电源输入通道120的有效控制。需要说明的是，本实施例中第一电平信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号。

进一步地，请参阅图4，切换控制单元140包括第二比较器（OP2）、第二二极管（D2)、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）和第三二极管（D3）；在第n个切换控制单元140中，第二比较器（OP2）的反相输入端分别与第十一电阻（R11）和第十二电阻（R12)的一端连接，第十二电阻（R12)的另一端对应与第三二极管（D3）至D3-m)的负极连接，第二比较器（OP2）的正相输入端与第八电阻（R8）的一端、第九电阻（R9）的一端和第十电阻（R10）的一端连接，第九电阻（R9）的另一端接地，第十电阻（R10）的另一端接电，第二比较器（OP2）的输出端与第二二极管（D2)的负极、第八电阻（R8）的另一端和第七电阻（R7）的一端连接，第七电阻（R7）的另一端和第二比较器（OP2）的第一电源端接电，第二比较器（OP2）的第二电源端接地，第三二极管（D3)的正极与第n个之前的电源输入端110或第n个之后的电源输入通道120连接，第二二极管（D2)的正极与第n个电源输入通道120连接。

本实施例中的第十二电阻（R12)和第三二极管（D3)均设置有m-1个，其中m-1个第十二电阻（R12）分别记为R12-1、R12-2、……、R12-(n-1)和 R12-(n+1)、R12-（n+2）、……、R12-m；m-1个第三二极管分别记为D3-1、D3-2……、 D3-(N-1)和D3-（n+1）、D3-（n+2）、……、D3-m。针对第n个切换控制单元140而言，其中有n-1个第三二极管(D3)，也即D3-1至D3-(N-1)分别与第n个之前的各个电源输入端110对应连接，有m-n个第三二极管（D3）也即D3-（n+1）至D3-m分别与第n个之后的各个电源输入通道120对应连接。由此使得第n个切换控制单元140能够根据第n个之前的电源输入端110的电压或者第n个之后的电源输入通道120的通道电压与第n个预设切换值进行比较，来控制第n个电源输入通道120的状态，以实现各个电源输入通道120的优先级控制，并有效避免各个电源输入通道120之间形成回流。

需要说明的是，本实施例中的第一比较器（OP1)和第二比较器（OP2）可以选择窗口比较器，通过设置窗口比较器能够有效防止各个电源输入通道120在切换过程中出现来回振荡。

进一步地，请参阅图5，开关子单元121包括第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)；在第n个开关子单元121中，第一MOS管(M1)的漏极与第n个电源输入端110连接，第一MOS管(M1)源极与第二MOS管(M2)的源极连接，第一MOS管(M1)的源极还与第n个驱动子单元122和第n个控制子单元123连接，第二MOS管(M2)的漏极与电压输出端连接，第一MOS管(M1)的栅极和第二MOS管(M2)的栅极均与第n个驱动子单元122和第n个控制子单元123连接。控制每个电源输入通道120的导通或断开，即是控制第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)的同时导通或同时断开。本实施例中通过设置MOS管实现通道的导通或断开来实现供电切换，能够有效提高使用寿命和降低功耗，且开关响应速度快。

需要说明的是，本实施例中的通道电压为第一MOS管(M1)的源极电压（本实施例为DCn-MID）或第二MOS管(M2)的源极电压（本实施例为DCn-MID）。当第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)均关闭时，此时第一MOS管(M1)的和第二MOS管(M2)之间没有电压，也即此时通道电压为0，当第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)导通时，电源输入通道120形成通路，通道电压不为0。由此切换控制单元140可以根据是否接收到通道电压来判断对应电源输入通道120是否关闭，进而可实现根据通道电压来实现对电源输入通道120的有效控制。

进一步地，驱动子单元122包括第一光电耦合器（U1)、第二光电耦合器（U2)和第三光电耦合器（U3)；在第n个驱动子单元122中，第一光电耦合器（U1)的第1脚与第n个电压检测单元130和第n个切换控制单元140，第一光电耦合器（U1)的第1脚还与第n个之前或第n个之后的控制子单元123连接，第一光电耦合器（U1)的第2脚接电，第一光电耦合器（U1)的第3脚与第n个电源输入端110连接，第一光电耦合器（U1)的第4脚与第二光电耦合器（U2)的第2脚连接，第二光电耦合器（U2)的第1脚和第三光电耦合器（U3)的第1脚均接地，第二光电耦合器（U2)的第3脚、第三光电耦合器（U3)的第4脚均与第一MOS管(M1)的栅极、第二MOS管(M2)的栅极和控制子单元123连接，第二光电耦合器（U2)的第4脚与第一MOS管(M1)的源极连接，第三光电耦合器（U3)的第2脚与第n个电源输入端110连接，第三光电耦合器（U3)的第3脚接电。需要说明的是，在其他实施例中也可以选择其他隔离驱动器件来实现对第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)的驱动控制，本发明对此不作限定。

其中，当第一光电耦合器（U1)的第1脚接收到低电平的第一控制信号或第二控制信号时，第一光电耦合器（U1)中的二极管导通时，第一光电耦合器（U1)中的三极管导通，由此第一光电耦合器（U1)驱动第二光电耦合器（U2)中的二极管导通，此时，第三光电耦合器（U3)中的二极管的阴极电压被第二光电耦合器（U2)抬高，第三光电耦合器（U3)断开。同时，第二光电耦合器（U2)导通，可以将第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)的栅极电压短接到对应的源极，使得第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)断开，相应的电源输入通道120断开。当第一光电耦合器（U1)的第1脚接收到高电平的第一控制信号时，第一光电耦合器（U1)断开，第二光电耦合器（U2)断开，第三光电耦合器（U3)导通，使得第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)导通，此时对应的电源输入通道120导通。由此，通过第一光电耦合器（U1)、第二光电耦合器（U2)和第三光电耦合器（U3)可有效驱动第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)的导通或断开。

进一步地，控制子单元123包括第四光电耦合器（U4)；在第n个控制子单元123中，第四光电耦合器（U4)的1脚与第一MOS管(M1)的源极连接，第四光电耦合器（U4)的第2脚与第一MOS管(M1)的栅极和第二MOS管(M2)的栅极连接，第四光电耦合器（U4)的第3脚与第n个之后以及第n个之前的驱动子单元122连接，第四光电耦合器（U4)的第4脚接地。其中，当第二光电耦合器（U2)导通时，第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)断开，此时第四光电耦合器（U4)断开，第四光电耦合器（U4)的第3脚输出的第二控制信号释放，不对其他的电源输入通道120起到控制作用。当第二光电耦合器（U2)断开时，第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)导通，此时第四光电耦合器（U4)导通输出低电平的第二控制信号，以便于控制其他各个电源输入通道120断开。

进一步地，请参阅图6，本申请中的多通道供电切换电路还包括升压模块20，升压模块20分别与m个电源输入端110以及m个电源输入通道120连接；升压模块20用于将第n个电源输入端110输入的电源电压进行升压后输出驱动电压至第n个电源输入通道120。具体地，升压模块20与电源输入通道120中的第三光电耦合器（U3)的第3脚连接，当第三光电耦合器（U3)导通时，升压模块20通过第三光电耦合器（U3)为第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)提供一个正的驱动电压，为第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)的栅极充电，进而确保第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)能够正常导通。

具体地，升压模块20包括第十三电阻（R13)、第十四电阻（R14)、第十五电阻（R15)、第十六电阻（R16)、第十七电阻（R17)、第十八电阻（R18)、第十九电阻（R19)、第一电容（C1)、第二电容（C2)、第三电容（C3)、第四电容（C4)、第五电容（C5)、第六电容（C6)、第七电容（C7)、第八电容（C8)、第九电容（C9)、第十电容（C10)、第十一电容（C11)、第十二电容（C12)、第十三电容（C13)、第十四电容（C14)、第十五电容（C15）、第十六电容（C16）、第一三极管（Q1)、第二三极管（Q2）、第三三极管（Q3）、第四三极管（Q4）、第五三极管（Q5）、第四二极管（D4）、第五二极管（D5）和m个第六二极管（D6-1至D6-m）；m个第六二极管（D6-1至D6-m）的正极分别与m个电源输入端110连接，m个第六二极管（D6-1至D6-m）负极均与第四二极管（D4）的正极和第十三电阻（R13)的一端连接，第十三电阻（R13)的一端、第一电容（C1)的一端、第二电容（C2)的一端、第三电容（C3)的一端、第十六电阻（R16)的一端和第四三极管（Q4）的集电极均接电，第十三电阻（R13)的另一端与第十四电阻（R14)的一端、第一三极管（Q1)的集电极和第五电容（C5)的一端连接，第十四电阻（R14)的另一端和第四电容（C4)的一端均与第一三极管（Q1)的基极连接，第四电容（C4)的另一端、第十五电阻（R15)的一端、第十六电阻（R16)的另一端和第二三极管（Q2）的集电极均与第十七电阻（R17)的一端连接，第十七电阻（R17)的另一端与第三三极管（Q3）的基极和第四三极管（Q4）的基极连接，第一三极管（Q1)的发射极接地，第十五电阻（R15)的另一端和第五电容（C5)的另一端均与第二三极管（Q2）的基极连接，第二三极管（Q2）的发射极接地，第三三极管（Q3）的集电极接地，第三三极管（Q3）的发射极和第四三极管（Q4）的发射极均与第六电容（C6)连接，第一电容（C1)的另一端、第二电容（C2)的另一端和第三电容（C3)的另一端均接地，第六电容（C6)的另一端和第四二极管（D4）的负极均与第五二极管（D5）的正极连接，第五二极管（D5）的负极、第七电容（C7)的一端、第八电容（C8)的一端、第九电容（C9)的一端、第十电容（C10)的一端、第十一电容（C11)的一端、第十二电容（C12)的一端、第十三电容（C13)的一端和第十八电阻（R18)的一端均与第五三极管（Q5）的发射极连接，第五三极管（Q5）的基极、第十八电阻（R18)的另一端和第十三电容（C13)的另一端均与第十九电阻（R19)的一端连接，第五三极管（Q5）的集电极、第十四电容（C14)的一端、第十五电容（C15）的一端和第十六电容（C16）的一端均与驱动电压输出端连接，第七电容（C7)的另一端、第八电容（C8)的另一端、第九电容（C9)的另一端、第十电容（C10)的另一端、第十一电容（C11)的另一端、第十二电容（C12)的另一端、第十九电阻（R19)的另一端、第十四电容（C14)的另一端、第十五电容（C15）的另一端和第十六电容（C16）的另一端均接地。

本实施例中，只要其中任意一个电源输入通道120对应的电源输入端110有电源接入时，升压模块20便会将输入的电源电压进行升压，以便于后续为该电源输入通道120提供一个正的驱动电压，确保电源输入通道120的正常导通。

为了进一步说明本发明多通道供电切换电路的工作原理，请一并参阅图7和图8，以下以多通道供电切换电路设置三个电源输入模块10为例对该多通道供电切换电路的工作过程进行详细说明：

本实施例中通过电压源（V1、V2和V3）连接一个稳压二极管（ZD1、ZD2和ZD3）来模拟三个电源输入通道120接入的电源，其中，三个电源输入通道120输入的电源电压分别为DC1、DC2和DC3。

当第1个电源输入端110接入电源，在第二比较器OP22和OP23比较出电源电压DC1大于预设切换值时，OP22和OP23输出低电平的第一控制信号DC2-OFF、DC3-OFF，使得U12和U13导通，进而U22和U23导通，U32和U33断开，使得M12、M22、M13和M23被强制断开，也即对应的第2个和第3个电源输入通道120被断开，不供电。与此同时，因M12、M22、M13和M23被强制断开，那么U42和U43断开，此时没有第二控制信号DC2-GS和DC3-GS输出，对应的U11中DC2-GS和DC3-GS得到释放。之后当OP11比较出DC1大于预设导通值时，对应的DC1-OFF为高电平，使得U11断开，从而U21断开，对应的U31导通，U31根据驱动电压VIN+12V为M11和M21的栅极充电，使得M11和M21导通，对应的第1个电源输入通道120导通。当M11和M21导通时，对应的U41导通会输出低电平的DC1-GS，通过低电平的DC1-GS也可以控制U12和U13导通，进而使得第2个电源输入通道120和第3个电源输入通道120断开。

当第1个电源输入端110断电时，OP11比较出DC1小于预设导通值，对应的OP11输出低电平的DC1-OFF，那么U11导通，U21导通，M11和M21的栅极和源极短接，M11和M21断开。当M11和M21被短接时，M11和M21的栅源极电压低于一定值，使得U41断开，第二控制信号DC1-GS被释放。此时U12和U13不受DC1-GS的控制，也即第1个电源输入通道120不会强制关闭第2个电源输入通道120和第3个电源输入通道120。因预设导通值大于等于预设切换值，当OP22和OP23比较出DC1小于预设切换值时，对应的OP22和OP23的反相输入端得到释放，也即OP22和OP23对应的第二控制信号DC2-OFF和DC3-OFF不再控制第2个和第3个电源输入通道120，此时第2个和第3个电源输入通道120的导通状态由对应的电源检测单元也即OP12和OP13输出的DC2-OFF和DC3-OFF决定。

由上可知，当DC1接入时，由第2个切换控制单元140控制第2个电源输入通道120断开，由第3个切换控制单元140控制第3个电源输入通道120断开；之后再有第1个电压检测单元130控制第1个电源输入通道120导通；当DC1断开时，先由第1个电压检测单元130控制第1个电源输入通道120断开，然后第2个切换控制单元140和第3个切换控制单元140的第一控制信号得到释放，实现第1个电源输入通道120的优先级高于第2个和第3个电源输入通道120的优先级。

同样，在没有DC1接入的情况下，当DC2接入时，第3个切换控制单元140会根据DC2来强制控制第3电源输入通道120断开，之后再由第2个电压检测单元130控制第2个电源输入通道120导通；当DC2断开时，先由第2个电压检测单元130控制第2个电源输入通道120高断开，之后再第3个切换控制单元140的第一控制信号得到释放，第3电源输入通道120的状态受第3个电压检测单元130输出的第一控制信号的控制，进而实现第2个电源输入通道120的优先级高于第3个电源输入通道120的优先级。

并且，第1个切换控制单元140还可以检测第2个和第3个电源输入通道中的第一MOS管或第二MOS管的源极电压（DC2-MID和DC3-MID），当DC2-OFF或DC3-OFF大于预设切换值时，OP21输出低电平的DC1-OFF控制M11和M21断开。同样第3个切换控制单元也可以检测第3个电源输入通道中的第一MOS管或第二MOS管的源极电压（DC3-MID），当DC3-MID大于预设切换值时，OP22输出低电平的DC2-OFF控制M12和M22断开。也即本级电源输入模块会检测优先级更高的电源输入模块的电源电压和优先级更低的电源输入模块中电源输入通道的通道电压（本实施例中为背靠背MOS管的间电压）。当检测到优先级更高的电源电压大于预设切换值时，则表明优先级更高的电源输入通道有电源输入，则需要切换到优先级更高的电源输入通道，那么断开本级电源输入通道；当检测到优先级更低的通道电压大于预设切换值，则表明优先级更低的电源输入通道是导通的，为了防止各个电源输入通道之间形成回流，必须将本级电源输入通道关闭，避免多通道供电切换电路损坏。

其中，每个通道预设导通值由每个通道中对应的电压检测单元130来设置，对应的预设切换值由每个切换控制单元140来设置，因每个电源输入通道120设置有对应的电压检测单元130和切换控制单元140，因此各个电源输入通道120的预设导通值以及预设切换值不取决于相互之间的电压，那么在确保每个预设导通值大于各个预设切换的情况下，实现各个电源输入通道120之间的优先级，每个电源输入通道120可以设置对应的预设导通值和预设切换值，进而实现不同输入电源电压之间的切换，且预设切换电压可以灵活设定，进而提高了多通道供电切换电路的应用场景。

进一步地，本发明还提供了一种照明装置，照明装置包括电源和上述的多通道供电切换电路，其中，多通道供电切换电路与光源连接，用于为光源提供供电电压。具体来说，多通道供电切换电路会将任意一个电源输入模块中的电源输入端输入的电源电压输出，作为光源的供电电压为光源供电，以确保光源的正常工作，由于上文对该多通道供电电路进行了详细说明，在此不再赘述。

综上，本发明提供的一种多通道供电切换电路和照明装置，其中，多通道切换电路包括m个电源输入模块，每个电源输入模块包括电源输入端、电源输入通道、电压检测单元和切换控制单元；第n个电压检测单元根据第n个电源输入端的电源电压控制第n个电源输入通道的导通或断开；第n个切换控制单元在第n个之前的任意一个电源输入端输入的电源电压大于第n预设切换值或在第n个之后的任意一个电源输入通道的通道电压大于第n预设切换值时，控制第n个电源输入通道断开；第n个电源输入通道导通时，输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后电源输入通道，控制第n个之前以及第n个之后电源输入通道断开，以实现多路不同输入电源电压的切换。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种多通道供电切换电路，其特征在于，包括：

m个电源输入模块（10），每个所述电源输入模块（10）包括电源输入端（110）、电源输入通道（120）、电压检测单元（130）和切换控制单元（140），所述电源输入通道（120）分别与所述电源输入端（110）、所述电压检测单元（130）和所述切换控制单元（140）连接，所述电压检测单元（130）还与所述电源输入端（110）连接，且第n个切换控制单元（140）还与第n个之前的各个电源输入端（110）以及第n个之后的各个电源输入通道（120）连接，第n个电源输入通道（120）还与第n个之前以及第n个之后的电源输入通道（120）连接；其中，m≥n>1且m和n均为正整数；

第n个电压检测单元（130）用于根据第n个电源输入端（110）输入的电源电压输出第一控制信号至第n个电源输入通道（120），控制第n个电源输入通道（120）的导通或断开；

第n个切换控制单元（140）用于在第n个之前的任意一个电源输入端（110）输入的电源电压大于第n预设切换值或在第n个之后的任意一个电源输入通道（120）的通道电压大于第n预设切换值时，输出第一控制信号至第n个电源输入通道（120），控制第n个电源输入通道（120）断开；

第n个电源输入通道（120）用于根据第一控制信号导通时，将第n个电源输入端（110）输入的电源电压输出，并输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后电源输入通道（120），控制第n个之前以及第n个之后电源输入通道（120）断开。

2.根据权利要求1所述的多通道供电切换电路，其特征在于，第n个电压检测单元（130）具体用于在第n个电源输入端（110）输入的电源电压大于第n预设导通值时输出第一电平信号至第n个电源输入通道（120），或在第n个电源输入端（110）输入的电源电压小于或等于第n预设导通值时，输出第二电平信号至所述第n个电源输入通道（120）；第n个电源输入通道（120）用于根据第一电平信号导通，或根据所述第二电平信号断开；其中，每个预设导通值大于或等于各个预设切换值。

3.根据权利要求2所述的多通道供电切换电路，其特征在于，第n个切换控制单元（140）具体用于在第n个之前的任意一个电源输入端（110）输入的所述电源电压或在第n个之后的任意一个电源输入通道（120）的通道电压大于第n预设切换值时，输出所述第二电平信号至第n个电源输入通道（120）；第n个电源输入通道（120）根据所述第二电平信号断开。

4.根据权利要求3所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述电源输入通道（120）包括开关子单元（121）、驱动子单元（122）和控制子单元（123）；在第n个电源输入通道（120）中，所述开关子单元（121）分别与所述驱动子单元（122）、控制子单元（123）和对应的电源输入端（110）连接，所述驱动子单元（122）还与所述控制子单元（123）、所述电压检测单元（130）和所述切换控制单元（140）连接，所述驱动子单元（122）还与第n个之后以及第n个之前的控制子单元（123）连接，所述控制子单元（123）还与第n个之前以及第n个之后的驱动子单元（122）连接；

第n个驱动子单元（122）用于根据所述第一控制信号驱动第n个开关子单元（121）导通或断开；第n个控制子单元（123）用于在第n个开关子单元（121）导通时输出第二控制信号至第n个之前以及第n个之后的驱动子单元（122），使得第n个之前以及第n个之后驱动子单元（122）根据所述第二控制信号驱动对应的开关子单元（121）断开。

5.根据权利要求4所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述电压检测单元（130）包括第一比较器（OP1)、第一电阻（R1)、第二电阻（R2)、第三电阻（R3)、第四电阻（R4)、第五电阻（R5)、第六电阻（R6)和第一二极管（D1)；在第n个电压检测单元（130）中，所述第一比较器（OP1)的反相输入端与所述第一电阻（R1)的一端和所述第六电阻（R6)的一端连接，所述第一比较器（OP1)的第一电源端与所述第一电阻（R1)的另一端和所述第二电阻（R2)的一端连接，所述第一比较器（OP1)的正相输入端与所述第三电阻（R3)的一端、所述第四电阻（R4)的一端和所述第五电阻（R5)的一端连接，所述第一比较器（OP1)的第二电源端接地，所述第一比较器（OP1)的输出端与所述第四电阻（R4)的另一端、所述第二电阻（R2)的另一端和所述第一二极管（D1)的负极连接，所述第一二极管（D1)的正极与第n个电源输入通道（120）连接，第六电阻（R6)的另一端和第三电阻（R3)的另一端均接地，第五电阻（R5)的另一端与第n个电源输入端（110）连接。

6.根据权利要求4所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述切换控制单元（140）包括第二比较器（OP2）、第二二极管（D2)、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12)和第三二极管（D3)；在第n个切换控制单元（140）中，所述第二比较器（OP2）的反相输入端分别与第十一电阻（R11）的一端和第十二电阻（R12)的一端连接，第十一电阻（R11）的另一端接地，所述第十二电阻（R12)的另一端对应与所述第三二极管（D3)的负极连接，所述第二比较器（OP2）的正相输入端与所述第八电阻（R8）的一端、所述第九电阻（R9）的一端和所述第十电阻（R10）的一端连接，所述第九电阻（R9）的另一端接地，所述第十电阻（R10）的另一端接电，所述第二比较器（OP2）的输出端与所述第二二极管（D2)的负极、所述第八电阻（R8）的另一端和所述第七电阻（R7）的一端连接，所述第七电阻（R7）的另一端和所述第二比较器（OP2）的第一电源端接电，所述第二比较器（OP2）的第二电源端接地，所述第三二极管（D3)的正极与第n个之前的电源输入端（110）或第n个之后的电源输入通道（120）连接，所述第二二极管（D2)的正极与第n个电源输入通道（120）连接。

7.根据权利要求4所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述开关子单元（121）包括第一MOS管(M1)和第二MOS管(M2)；在第n个开关子单元（121）中，所述第一MOS管(M1)的漏极与第n个电源输入端（110）连接，所述第一MOS管(M1)源极与所述第二MOS管(M2)的源极连接，所述第一MOS管(M1)的源极还与第n个驱动子单元（122）和第n个控制子单元（123）连接，所述第二MOS管(M2)的漏极与电压输出端连接，所述第一MOS管(M1)的栅极和第二MOS管(M2)的栅极均与第n个驱动子单元（122）和第n个控制子单元（123）连接。

8.根据权利要求7所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述驱动子单元（122）包括第一光电耦合器（U1)、第二光电耦合器（U2)和第三光电耦合器（U3)；在第n个驱动子单元（122）中，所述第一光电耦合器（U1)的第1脚与第n个电压检测单元（130）和第n个切换控制单元（140），所述第一光电耦合器（U1)的第1脚还与第n个之前或第n个之后的控制子单元（123）连接，所述第一光电耦合器（U1)的第2脚接电，第一光电耦合器（U1)的第3脚与第n个电源输入端（110）连接，所述第一光电耦合器（U1)的第4脚与所述第二光电耦合器（U2)的第2脚连接，所述第二光电耦合器（U2)的第1脚和第三光电耦合器（U3)的第1脚均接地，所述第二光电耦合器（U2)的第3脚、第三光电耦合器（U3)的第4脚均与所述第一MOS管(M1)的栅极、所述第二MOS管(M2)的栅极和所述控制子单元（123）连接，所述第二光电耦合器（U2)的第4脚与所述第一MOS管(M1)的源极连接，所述第三光电耦合器（U3)的第2脚与第n个电源输入端（110）连接，第三光电耦合器（U3)的第3脚接电。

9.根据权利要求8所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述控制子单元（123）包括第四光电耦合器（U4)；在第n个控制子单元（123）中，所述第四光电耦合器（U4)的1脚与所述第一MOS管(M1)的源极连接，所述第四光电耦合器（U4)的第2脚与所述第一MOS管(M1)的栅极和所述第二MOS管(M2)的栅极连接，所述第四光电耦合器（U4)的第3脚与第n个之后以及第n个之前的驱动子单元（122）连接，所述第四光电耦合器（U4)的第4脚接地。

10.根据权利要求9所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述通道电压为所述第一MOS管(M1)的源极电压或所述第二MOS管(M2)的源极电压。

11.根据权利要求4-10任一项所述的多通道供电切换电路，其特征在于，所述多通道供电切换电路还包括升压模块，所述升压模块分别与m个电源输入端（110）以及m个电源输入通道（120）连接；

所述升压模块用于将第n个电源输入端（110）输入的电源电压进行升压后输出驱动电压至第n个电源输入通道（120）。

12.一种照明装置，其特征在于，包括光源和如权利要求1-11任一项所述的多通道供电切换电路；所述多通道供电切换电源与所述光源连接，用于为所述光源提供供电电压。

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