CN114552765A

CN114552765A - 一种供电电压检测控制电路

Info

Publication number: CN114552765A
Application number: CN202210224984.6A
Authority: CN
Inventors: 丁敏
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-05-27

Abstract

本发明公开了一种供电电压检测控制电路，涉及电源控制技术领域，包括：所述输入电源模块，用于提供电源；检测选通模块，用于选择输入电源；电源检测模块，用于通过开关电容检测电源的电能情况并与阈值进行比较；自锁控制模块，用于进行开关自锁；第二控制模块，用于进行常规控制和自锁控制的选择；第一控制模块，用于控制电源的切换；开关切换模块，用于接控制所述检测选通模块工作；报警模块，用于缺电报警；电源输出端，用于输出电能。本发明供电电压检测控制电路通过双电源供电，在主供电电源和辅供电电源之间进行无缝切换，反复切换，同时也可进行切换自锁，并采用开关电容方式检测输入电源模块输出的电能情况，降低功耗并提高检测精度。

Description

一种供电电压检测控制电路

技术领域

本发明涉及电源控制技术领域，具体是一种供电电压检测控制电路。

背景技术

随着电子技术的高速发展，电子设备种类和数量不断增加，同样电子设备所需的电能也不断提高，使得大都电子设备采用双电源供电的方式提高电子设备的续航能力，同时避免电子设备的突然断电，目前供电电源的切换大都通过二极管进行分路供电控制，二极管的导通电压较大，且在工作电流较大时，二极管的损耗将增加，甚至容易烧毁，而且供电电源在切换的时候需要做到平稳无缝切换、无需人为干涉并保证电源的效率，同时还要考虑电源切换电路的安全性，并且目前由于接入电源的质量参差不齐，当负载瞬间消耗的电流过大，容易导致负载的死机或者双电源之间的频繁切换而导致负载和电源的故障。

发明内容

本发明实施例提供一种供电电压检测控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例的第一方面，提供一种供电电压检测控制电路，该供电电压检测控制电路包括：输入电源模块，检测选通模块，电源检测模块，自锁控制模块，第二控制模块，第一控制模块，开关切换模块，报警模块，电源输出端；

所述输入电源模块，用于提供主供电电源和辅供电电源；

所述检测选通模块，与所述输入电源模块连接，用于控制主供电电源与所述电源检测模块连接，用于控制辅供电电源与所述电源检测模块连接；

所述电源检测模块，与所述检测选通模块连接，用于通过检测选通模块与所述输入电源模块建立连接，用于通过开关电容分别检测主供电电源和辅供电电源输出电能情况并分别输出第一电压信号和第二电压信号，用于将所述第一电压信号和第二电压信号分别与电压阈值进行比较并分别输出第一比较结果和第二比较结果；

所述自锁控制模块，与所述电源检测模块连接，用于接收所述电源检测模块输出的第一比较结果并通过逻辑运算进行开关自锁，用于输出自锁信号；

所述第二控制模块，与所述电源检测模块和自锁控制模块连接，用于控制所述第一控制模块进行常规控制和自锁控制，用于对所述第一比较结果进行反相处理并输出控制信号；

所述第一控制模块，与所述输入电源模块连接，用于选择所述输入电源模块输出的主供电电源和辅供电电源并输出电能，与所述自锁控制模块和第二控制模块连接，用于接收自锁控制模块和第二控制模块连接输出的信号；

所述开关切换模块，与所述自锁控制模块和第二控制模块连接，用于接收所述自锁控制模块输出的自锁信号并控制所述检测选通模块的工作；

所述报警模块，与所述第二控制模块连接，用于接收所述电源检测模块的第二比较结果并进行缺电报警；

所述电源输出端，与所述第一控制模块连接，用于接收并输出所述第一控制模块输出的电能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明供电电压检测控制电路通过双电源进行供电控制，在主供电电源不足时可由辅供电电源供电，并且电源之间进行无缝切换，可反复进行切换，保证输出电压不中断，同时也可进行切换自锁，避免电源间频繁的跳变带来的电路损耗，并且该供电电压检测控制电路中结构简单，成本低，电源检测模块采用开关电容的方式检测输入电源模块输出的电能情况，在不增加电路面积的前提下降低检测所需的功耗并可分别对主供电电源和辅供电电源进行检测，减小电路体积，降低电路损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的供电电压检测控制电路的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的供电电压检测控制电路的电路图。

图3为本发明实例提供的报警模块的连接电路图。

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。

请参阅图1，一种供电电压检测控制电路包括：输入电源模块1，检测选通模块2，电源检测模块3，自锁控制模块4，第二控制模块5，第一控制模块6，开关切换模块7，报警模块8，电源输出端9；

具体地，所述输入电源模块1，用于提供主供电电源和辅供电电源；

检测选通模块2，与所述输入电源模块1连接，用于控制主供电电源与所述电源检测模块3连接，用于控制辅供电电源与所述电源检测模块3连接；

电源检测模块3，与所述检测选通模块2连接，用于通过检测选通模块2与所述输入电源模块1建立连接，用于通过开关电容分别检测主供电电源和辅供电电源输出电能情况并分别输出第一电压信号和第二电压信号，用于将所述第一电压信号和第二电压信号分别与电压阈值进行比较并分别输出第一比较结果和第二比较结果；

自锁控制模块4，与所述电源检测模块3连接，用于接收所述电源检测模块3输出的第一比较结果并通过逻辑运算进行开关自锁，用于输出自锁信号；

第二控制模块5，与所述电源检测模块3和自锁控制模块4连接，用于控制所述第一控制模块6进行常规控制和自锁控制，用于对所述第一比较结果进行反相处理并输出控制信号；

第一控制模块6，与所述输入电源模块1连接，用于选择所述输入电源模块1输出的主供电电源和辅供电电源并输出电能，与所述自锁控制模块4和第二控制模块5连接，用于接收自锁控制模块4和第二控制模块5连接输出的信号；

开关切换模块7，与所述自锁控制模块4和第二控制模块5连接，用于接收所述自锁控制模块4输出的自锁信号并控制所述检测选通模块2的工作；

报警模块8，与所述第二控制模块5连接，用于接收所述电源检测模块3的第二比较结果并进行缺电报警；

电源输出端9，与所述第一控制模块6连接，用于接收并输出所述第一控制模块6输出的电能。

在具体实施例中，上述输入电源模块1可采用主供电电源和辅供电电源提供所需电能，在此不做赘述；上述检测选通模块2可采用继电开关，且由上述开关切换模块7控制；上述电源检测模块3可采用开关电容检测电路检测上述输入电源模块1输出电能的电压情况；上述自锁控制模块4可采用与非门电路和非门电路组成的自锁电路；上述第二控制模块5可采用选择开关进行功能选择，并采用逻辑芯片进行反相控制；上述第一控制模块6可采用双PMOS管控制输入的电能；上述开关切换模块7可采用三极管电路控制继电器的工作继而控制检测选用模块的工作；上述报警模块8可采用，但并不限于声光报警器、语音报警器等报警装置进行缺电报警，并由三极管控制电路控制其工作；上述电源输出端9可采用，但并不限于单路输出装置、多路输出装置等输出装置。

在本实施例中，请参阅图2和图3，所述输入电源模块1包括主电源和辅电源；所述检测选通模块2包括第一继电开关K1-1；

具体地，所述主电源的输出端连接第一继电开关K1-1的第一端，辅电源的第一输出端连接第一继电开关K1-1的第三端。

进一步地，所述电源检测模块3包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四开关S4、第五开关S5、第四电容C4、比较器A1、第一电源VCC1、第四电阻R4、第一稳压管VD1；

具体地，所述第一开关S1的一端和第二开关S2的一端分别与所述第一继电开关K1-1的第二端和第四端连接，第一开关S1的另一端连接第二开关S2的另一端、第三开关S3的一端、第一电容C1的一端和第二电容C2的一端，第三开关S3的另一端连接第三电容C3的一端、第四开关S4的一端和第五开关S5的一端，第四开关S4的另一端连接第四电容C4的一端和比较器A1的反相端，第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第五开关S5管的另一端和第四电容C4的另一端均接地，比较器A1的同相端连接第一稳压管VD1的阴极并通过第四电阻R4连接第一电源VCC1，第一稳压管VD1的阳极接地。

在具体实施例中，上述第一继电开关K1-1为双刀双掷开关，且第一继电开关K1-1的第一端和第二端为常闭开关，第一继电开关K1-1的第三端和第四端为常开开关；上述第三电容C3可采用可调节电容，通过调节第三电容C3的电容值可调节输入比较器A1反相端的电压；上述比较器A1可采用时间比较器A1，具体型号不做限定；上述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5可采用受控开关，通过开关控制电容的接入，继而调节输出的电压。

进一步地，所述第一控制模块6包括第一功率管Q1、第二功率管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三功率管Q3、第四功率管Q4、第三电阻R3和第五电容C5；

具体地，所述第一功率管Q1的源极连接所述辅电源的第一输出端，第一功率管Q1的漏极连接第二功率管Q2的漏极，第一功率管Q1的栅极和第二功率管Q2的栅极均连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端，第一电阻R1的另一端连接所述辅电源的第二输出端，第三功率管Q3的源极和第三电阻R3的一端均连接所述主电源的输出端，第三电阻R3的另一端连接第三功率管Q3的栅极、第四功率管Q4的栅极，第二电阻R2的另一端、第二功率管Q2的源极、第四功率管Q4的源极均连接第五电容C5的一端和电源输出端9，第五电容C5的另一端接地。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3和第四功率管Q4均可选用P沟道增强型金氧半场效应管（MOSFET）。

进一步地，所述自锁控制模块4包括第二逻辑芯片J2、第三逻辑芯片J3、第四逻辑芯片J4；

具体地，所述第二逻辑芯片J2的第一输入端连接所述比较器A1的输出端，第二逻辑芯片J2的第二输入端连接第四逻辑芯片J4的输出端，第四逻辑芯片J4的输入端连接第三逻辑芯片J3的输出端，第三逻辑芯片J3的输入端连接第二逻辑芯片J2的输出端。

在具体实施例中，上述第二逻辑芯片J2可选用与非门逻辑电路；上述第三逻辑芯片J3和第四逻辑芯片J4可选用非门逻辑电路。

进一步地，所述第二控制模块5包括第一选择开关K2、第一逻辑芯片J1、第五功率管Q5；

具体地，所述第一选择开关K2的第一端连接所述第二逻辑芯片J2的第一输入端，第一逻辑芯片J1的输入端连接第一选择开关K2的第三端，第一逻辑芯片J1的输出端连接第五功率管Q5的栅极、所述第一功率管Q1的栅极和所述第二逻辑芯片J2的输出端，第五功率管Q5的漏极连接所述第三功率管Q3的栅极，第五功率管Q5的源极接地，第一选择开关K2的第二端连接第一选择开关K2的第四端、第一选择开关K2的第五端和比较器A1的输出端。

在具体实施例中，上述第一选择开关K2可选用三刀三掷开关，第一选择开关K2的第三端和第四端可常闭触点，第一选择开关K2的第一端和第二端、第五端和第六端分别为常开触点；上述第五功率管Q5可选用N沟道增强型MOSFET。

进一步地，所述开关切换模块7包括第八电阻R8、第七电阻R7、第一开关管VT1、第一继电器K1、第二电源VCC2；

具体地，所述第八电阻R8的一端连接所述第二逻辑芯片J2的输出端，第八电阻R8的另一端连接第一开关管VT1的基极并通过第七电阻R7连接第一开关管VT1的发射极和第二电源VCC2，第一开关管VT1的集电极通过第一继电器K1连接地端。

进一步地，所述报警模块8包括第五电阻R5、第六电阻R6、第二开关管VT2、报警器BL、第三电源VCC3；

具体地，所述第五电阻R5的一端连接所述第一选择开关K2的第六端，第五电阻R5的另一端连接第二开关管VT2的基极和第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端和第二开关管VT2的发射极均接地，第二开关管VT2的集电极通过报警器BL连接第三电源VCC3。

在具体实施例中，上述第一开关管VT1可选用PNP型三极管；上述第二开关管VT2可选用NPB型三极管；上述第一继电器K1控制所述第一继电开关K1-1的工作。

在本发明一种供电电压检测控制电路，通过输入电源模块1提供电能，其中可提供主电源和辅电源，并且检测选用模块中第一继电开关K1-1的第一端和第二端为常闭开关，使得电源检测模块3检测主电源输出的电能，电源模块通过闭合第一开关管VT1、由第一电容C1进行充电并放电，第三电容C3放电到0，第三开关S3和第四开关S4闭合进行相位，使得电荷在第一电容C1和第三电容C3上重新分配，继而输出与输入电能信号成正比的检测信号并由比较器A1进行比较，当主电源电能降低时，检测信号电压降低且低于比较器A1反相端提供的阈值电压时，比较器A1输出高电平，当需采用常规切换模式，第一选择开关K2的第三端和第四端导通，第一选择开关K2的第一端和第二端、第五端和第六端均断开，比较器A1输出的高电平通过第一逻辑芯片J1进行反相处理并输出低电平，继而控制第五功率管Q5断开，第一功率管Q1和第二功率管Q2导通，辅电源工作，同时在主电源电能恢复后，即为超过比较器A1反相端提供的阈值电压，主电源将继续提高电能，如需进行自锁控制，可将第一选择开关K2的第三端和第四端断开，同时第一端和第二端、第五端和第六端将闭合，此时主电源充足，比较器A1输出低电平，第二逻辑芯片J2将输出高电平，并且由第三逻辑芯片J3和第四逻辑芯片J4为第二逻辑芯片J2的第二输入端提供高电平，同时第五功率管Q5导通，第三功率管Q3和第四功率管Q4导通，主电源供电，当主电源电量低时，比较器A1输出高电平，此时第二逻辑芯片J2输出低电平，当比较器A1出现跳变时，第二逻辑电路的第二输入端由第三逻辑芯片J3和第四逻辑芯片J4反馈得到，第二逻辑芯片J2持续输出低电平，由辅电源供电，同时第一继电器K1工作，第一继电开关K1-1的第三端和第四端导通，电源检测模块3检测辅电源的电压，当辅电源电压过低时，报警模块8工作报警。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种供电电压检测控制电路，其特征在于：

该供电电压检测控制电路包括：输入电源模块，检测选通模块，电源检测模块，自锁控制模块，第二控制模块，第一控制模块，开关切换模块，报警模块，电源输出端；

所述输入电源模块，用于提供主供电电源和辅供电电源；

所述第一控制模块，与所述自锁控制模块和第二控制模块连接，用于接收自锁控制模块和第二控制模块连接输出的信号，与所述输入电源模块连接，用于选择所述输入电源模块输出的主供电电源和辅供电电源并输出电能；

2.根据权利要求1所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述输入电源模块包括主电源和辅电源；所述检测选通模块包括第一继电开关；

所述主电源的输出端连接第一继电开关的第一端，辅电源的第一输出端连接第一继电开关的第三端。

3.根据权利要求2所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述电源检测模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第一电容、第二电容、第三电容、第四开关、第五开关、第四电容、比较器、第一电源、第四电阻、第一稳压管；

所述所述第一开关的一端和第二开关的一端分别与所述第一继电开关的第二端和第四端连接，第一开关的另一端连接第二开关的另一端、第三开关的一端、第一电容的一端和第二电容的一端，第三开关的另一端连接第三电容的一端、第四开关的一端和第五开关的一端，第四开关的另一端连接第四电容的一端和比较器的反相端，第一电容的另一端、第二电容的另一端、第三电容的另一端、第五开关管的另一端和第四电容的另一端均接地，比较器的同相端连接第一稳压管的阴极并通过第四电阻连接第一电源，第一稳压管的阳极接地。

4.根据权利要求3所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述第一控制模块包括第一功率管、第二功率管、第一电阻、第二电阻、第三功率管、第四功率管、第三电阻和第五电容；

所述第一功率管的源极连接所述辅电源的第一输出端，第一功率管的漏极连接第二功率管的漏极，第一功率管的栅极和第二功率管的栅极均连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第一电阻的另一端连接所述辅电源的第二输出端，第三功率管的源极和第三电阻的一端均连接所述主电源的输出端，第三电阻的另一端连接第三功率管的栅极、第四功率管的栅极，第二电阻的另一端、第二功率管的源极、第四功率管的源极均连接第五电容的一端和电源输出端，第五电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述自锁控制模块包括第二逻辑芯片、第三逻辑芯片、第四逻辑芯片；

所述第二逻辑芯片的第一输入端连接所述比较器的输出端，第二逻辑芯片的第二输入端连接第四逻辑芯片的输出端，第四逻辑芯片的输入端连接第三逻辑芯片的输出端，第三逻辑芯片的输入端连接第二逻辑芯片的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述第二控制模块包括第一选择开关、第一逻辑芯片、第五功率管；

所述第一选择开关的第一端连接所述第二逻辑芯片的第一输入端，第一逻辑芯片的输入端连接第一选择开关的第三端，第一逻辑芯片的输出端连接第五功率管的栅极、所述第一功率管的栅极和所述第二逻辑芯片的输出端，第五功率管的漏极连接所述第三功率管的栅极，第五功率管的源极接地，第一选择开关的第二端连接第一选择开关的第四端、第一选择开关的第五端和比较器的输出端。

7.根据权利要求5所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述开关切换模块包括第八电阻、第七电阻、第一开关管、第一继电器、第二电源；

所述第八电阻的一端连接所述第二逻辑芯片的输出端，第八电阻的另一端连接第一开关管的基极并通过第七电阻连接第一开关管的发射极和第二电源，第一开关管的集电极通过第一继电器连接地端。

8.根据权利要求6所述的一种供电电压检测控制电路，其特征在于，所述报警模块包括第五电阻、第六电阻、第二开关管、报警器、第三电源；

所述第五电阻的一端连接所述第一选择开关的第六端，第五电阻的另一端连接第二开关管的基极和第六电阻的一端，第六电阻的另一端和第二开关管的发射极均接地，第二开关管的集电极通过报警器连接第三电源。