CN115765142A - 一种双电源无缝切换电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双电源无缝切换电路，包括与主电源连接的第一保险丝模块、与备用电源连接的第二保险丝模块；所述第一保险丝模块和第二保险丝模块的输出端共接于负载正极；所述第一保险丝模块的控制端与第二保险丝模块的受控端连接；所述第一保险丝模块用于当主电源发生异常情况时，断开主电源与负载，生成备用电源切换信号；所述第二保险丝模块用于接收切换信号将备用电源与负载接通，从而实现电源的硬件切换；所述第一保险丝模块用于当异常情况消除后，将主电源与负载接通，生成备用电源关断信号；所述第二保险丝模块用于根据关断信号断开备用电源与负载，从而实现电源的自动回切；切换过程更及时，电压波动更小，无需额外的单片机控制单元等外围电路，有效地降低了成本。

Description

一种双电源无缝切换电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种双电源无缝切换电路。

背景技术

低速无人驾驶设备对电源的要求较高，在设备运行过程中不允许系统掉电，否则会产生巨大的安全隐患。现有的低速无人驾驶设备通常配置有主电源和备用电源，在主电源耗尽时通过手动切换备用电源，自动化程度低，存在切换不及时的风险，电压波动大。现有技术也有采用单片机软件来实现自动切换备用电源，需要额外添加控制器模块，外围电路多，成本高。

发明内容

本发明提供一种双电源无缝切换电路，以解决现有双电源切换技术存在的切换不及时、电压波动大、外围电路多且成本高的问题。

本发明的是这样实现的，一种双电源无缝切换电路，包括：

与主电源连接的第一保险丝模块、与备用电源连接的第二保险丝模块；

所述第一保险丝模块和第二保险丝模块的输出端共接于负载正极；

所述第一保险丝模块的控制端与第二保险丝模块的受控端连接；

所述第一保险丝模块用于检测主电源是否发生异常情况，当所述主电源发生异常情况时，断开所述主电源与负载之间的通路，生成备用电源切换信号，将所述切换信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述切换信号，将所述备用电源与负载接通；

所述第一保险丝模块用于当所述异常情况解除后，将所述主电源与负载接通，生成备用电源关断信号，将所述关断信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述关断信号，根据所述关断信号断开所述备用电源与负载之间的通路。

可选地，所述第一保险丝模块包括第一保险丝芯片、欠电压和过电压检测单元、第一上拉单元；

所述欠电压和过电压检测单元的输入端与所述第一保险丝芯片的输入端共接于主电源的输出端，所述第一保险丝芯片的输出端与负载连接；

所述欠电压和过电压检测单元的第一输出端与所述第一保险丝芯片的使能欠压检测端连接；

所述欠电压和过电压检测单元的第二输出端与所述第一保险丝芯片的过压检测端连接；

所述第一上拉单元的第一端连接高电平，第二端与所述第一保险丝芯片的错误事件指示端连接，第三端与所述第一保险丝芯片的控制端、所述第二保险丝模块的受控端连接；

其中，所述欠电压和过电压检测单元用于设置欠电压阈值和过电压阈值，以及检测主电源的输入电压；

所述第一保险丝芯片用于根据所述过电压阈值判断所述输入电压是否发生过电压，若发生过压则断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至过压解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平；所述第一上拉单元用于在所述第一保险丝芯片的控制端输出高电平时将所述第二保险丝模块的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块断开输出；

所述第一保险丝芯片用于根据所述欠电压阈值判断所述输入电压是否发生欠电压，若发生欠压则断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至欠压解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平；所述第一上拉单元用于在所述第一保险丝芯片的控制端输出高电平时将所述第二保险丝模块的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块断开输出。

可选地，所述欠电压和过电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻；

所述第一电阻的第一端与主电源的输出端连接；

所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端共接于所述第一保险丝芯片的使能欠压检测端；

所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端共接于所述第一保险丝芯片的过压检测端；

所述第三电阻的第二端接地。

可选地，所述第一上拉单元包括第四电阻和第五电阻；

所述第四电阻的第一端和第五电阻的第一端共接于高电平；

所述第四电阻的第二端与所述第一保险丝芯片的错误事件指示端连接；

所述第五电阻的第二端与所述第一保险丝芯片的控制端共接于所述第二保险丝模块的受控端。

可选地，所述第一保险丝芯片内包括一霍尔传感器；

所述霍尔传感器用于监测输出端的电流大小；

所述第一保险丝芯片还用于在所述霍尔传感器监测到浪涌电流大于预设电流阈值时，断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至浪涌事件解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平；所述第一上拉单还用于在所述第一保险丝芯片的控制端输出高电平时将所述第二保险丝模块的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块断开输出。

可选地，所述第一保险丝芯片内还包括两个场效应管；

所述两个场效应管背靠背串接在所述第一保险丝芯片的输入端和输出端之间。

可选地，所述第一保险丝模块还包括第一过电流检测单元；

所述第一过电流检测单元与所述第一保险丝芯片的限流设置端连接；

所述第一过电流检测单元用于设置过流阈值，所述第一保险丝芯片根据所述过流阈值判断所述输入电流是否发生过电流，若发生输入过流事件，断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至输入过流事件解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平，以使所述第二保险丝模块断开输出。

可选地，所述第二保险丝模块包括第二保险丝芯片、欠电压检测单元、第二上拉单元；

所述欠电压检测单元的输入端与所述第二保险丝芯片的输入端共接于备用电源的输出端，所述第二保险丝芯片的输出端与负载连接；

所述欠电压检测单元的输出端与所述第二保险丝芯片的使能欠压检测端连接；

所述第二保险丝芯片的过压检测端与所述第一保险丝模块中的第一上拉单元的第三端和所述第一保险丝芯片的控制端之间的共接点连接；

所述第二上拉单元的第一端连接高电平，第二端与所述第二保险丝芯片的错误事件指示端连接，第三端与所述第二保险丝芯片的控制端连接；

其中，所述欠电压检测单元用于设置欠电压阈值，以及检测备用电源的输入电压；

所述第二保险丝芯片用于通过过压检测端接收所述第一保险丝芯片发送的高电平，根据所述高电平断开所述备用电源与负载之间的通路，以及接收所述第一保险丝芯片发送的低电平，根据所述低电平接通所述备用电源与负载之间的通路；并通过所述欠电压阈值判断所述备用电源的输入电压是否发生欠电压，若发生欠压则断开所述备用电源与负载之间的通路；

所述第二上拉单元用于将所述第二保险丝模块的控制端和错误事件指示端上拉至预设电压。

可选地，所述欠电压检测单元包括第六电阻、第七电阻；

所述第六电阻的第一端与备用电源的输出端连接；

所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端共接于所述第二保险丝芯片的使能欠压检测端；

所述第七电阻的第二端接地。

可选地，所述电路还包括一二极管；

所述二极管的正极与所述主电源的输出端连接，负极与所述备用电源的输入端连接。

本发明提供的双电源无缝切换电路由双保险丝模块构成，包括与主电源连接的第一保险丝模块、与备用电源连接的第二保险丝模块；所述第一保险丝模块和第二保险丝模块的输出端共接于负载正极；所述第一保险丝模块的控制端与第二保险丝模块的受控端连接；所述第一保险丝模块用于检测主电源是否发生异常情况，当所述主电源发生异常情况时，断开所述主电源与负载之间的通路，生成备用电源切换信号，将所述切换信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述切换信号，将所述备用电源与负载接通，从而实现电源的硬件切换；所述第一保险丝模块用于当所述异常情况消除后，将所述主电源与负载接通，生成备用电源关断信号，将所述关断信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述关断信号，根据所述关断信号断开所述备用电源与负载之间的通路，从而实现电源的自动回切；切换过程更及时，电压波动更小，无需额外的单片机控制单元等外围电路，有效地降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的双电源无缝切换电路的示意图；

图2是本发明一实施例提供的双电源无缝切换电路的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的双电源无缝切换电路由双保险丝模块构成，包括与主电源连接的第一保险丝模块、与备用电源连接的第二保险丝模块；所述第一保险丝模块和第二保险丝模块的输出端共接于负载正极；所述第一保险丝模块的控制端与第二保险丝模块的受控端连接；所述第一保险丝模块用于检测主电源是否发生异常情况，当所述主电源发生异常情况时，断开所述主电源与负载之间的通路，生成备用电源切换信号，将所述切换信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述切换信号，将所述备用电源与负载接通，从而实现电源的硬件切换；所述第一保险丝模块用于当所述异常情况消除后，将所述主电源与负载接通，生成备用电源关断信号，将所述关断信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述关断信号，根据所述关断信号断开所述备用电源与负载之间的通路，从而实现电源的自动回切；切换过程更及时，电压波动更小，无需额外的单片机控制单元等外围电路，有效地降低了成本。

图1为本发明实施例提供的双电源无缝切换电路的示意图。如图1所示，所述双电源无缝切换电路包括：

与主电源连接的第一保险丝模块10、与备用电源连接的第二保险丝模块20；

所述第一保险丝模块10和第二保险丝模块20的输出端共接于负载正极；

所述第一保险丝模块10的控制端与第二保险丝模块20的受控端连接；

所述第一保险丝模块10用于检测主电源是否发生异常情况，当所述主电源发生异常情况时，断开所述主电源与负载之间的通路，生成备用电源切换信号，将所述切换信号发送至所述第二保险丝模块20；所述第二保险丝模块20用于接收所述切换信号，将所述备用电源与负载接通；

所述第一保险丝模块10用于当所述异常情况解除后，将所述主电源与负载接通，生成备用电源关断信号，将所述关断信号发送至所述第二保险丝模块20；所述第二保险丝模块20用于接收所述关断信号，根据所述关断信号断开所述备用电源与负载之间的通路。

在本发明实施例中，所述第一保险丝模块10用于保障主电源所在的电流回路的正常运行，所述第二保险丝模块20用于保障备用电源所在的电流回路的正常运行。正常情况下，主电源向负载提供电能。当发生预设的异常情况时，所述第一保险丝模块10关断输出，断开所述主电源与负载之间的通路，生成备用电源切换信号发送至所述第二保险丝模块20；所述第二保险丝模块20在接收到所述切换信号后接通所述备用电源与负载，以向负载提供电能，从而实现备用电源的自动切换，全过程硬件实现，切换更及时，电压波动更小。

当所述预设的异常情况消除后，所述第一保险丝模块10重新接入，接通所述主电源与负载，并且生成备用电源关断信号发送至所述第二保险丝模块20；所述第二保险丝模块20在接收到所述关断信号后，断开所述备用电源与负载之间的通路，从而实现电源的自动回切，无需额外的单片机控制单元等外围电路，有效地降低了成本。

可选地，作为本发明的一个优选实例，所述预设的异常情况包括但不限于输入浪涌事件、输入过压事件、输入欠压事件、电源极性接反事件、输入过流事件。以下分别就每一种异常情况进行说明。

作为本发明的一个优选示例，如图2所示，所述第一保险丝模块10包括第一保险丝芯片11、欠电压和过电压检测单元12、第一上拉单元13；

所述欠电压和过电压检测单元12的输入端与所述第一保险丝芯片11的输入端IN共接于主电源的输出端，所述第一保险丝芯片11的输出端OUT与负载连接；

所述欠电压和过电压检测单元12的第一输出端与所述第一保险丝芯片11的使能欠压检测端EN/UVLO连接；

所述欠电压和过电压检测单元12的第二输出端与所述第一保险丝芯片11的过压检测端OVLO连接；

所述第一上拉单元13的第一端连接高电平，第二端与所述第一保险丝芯片11的错误事件指示端FLT连接，第三端与所述第一保险丝芯片11的控制端AUXOFF、所述第二保险丝模块20的受控端连接；

其中，所述欠电压和过电压检测单元12用于设置欠电压阈值和过电压阈值，以及检测主电源的输入电压；

所述第一保险丝芯片11用于根据所述过电压阈值判断所述输入电压是否发生过电压，若发生过压则断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端AUXOFF输出低电平以使所述第二保险丝模块20启动输出，直至过压解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端AUXOFF输出高电平；所述第一上拉单元13用于在所述第一保险丝芯片11的控制端AUXOFF输出高电平时将所述第二保险丝模块20的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块20断开输出；

所述第一保险丝芯片11用于根据所述欠电压阈值判断所述输入电压是否发生欠电压，若发生欠压则断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端AUXOFF输出低电平以使所述第二保险丝模块20启动输出，直至欠压解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端AUXOFF输出高电平；所述第一上拉单元13用于在所述第一保险丝芯片11的控制端AUXOFF输出高电平时将所述第二保险丝模块20的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块20断开输出。

在本实施例中，所述第一保险丝芯片11可以采用型号TPS2594X电子保险丝。所述主电源通过所述第一保险丝芯片11控制输出端OUT是否输出电压，向所述负载提供电能。

可选地，所述欠电压和过电压检测单元12包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；

所述第一电阻R1的第一端与主电源的输出端连接；

所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端共接于所述第一保险丝芯片11的使能欠压检测端AN/UVLO；

所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端共接于所述第一保险丝芯片11的过压检测端OVLO；

所述第三电阻R3的第二端接地。

可选地，所述第一上拉单元13包括第四电阻R4和第五电阻R5；

所述第四电阻R4的第一端和第五电阻R5的第一端共接于高电平；

所述第四电阻R4的第二端与所述第一保险丝芯片11的错误事件指示端FLT连接；

所述第五电阻R5的第二端与所述第一保险丝芯片11的控制端AUXOFF共接于所述第二保险丝模块20的受控端。

在这里，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3共同构成欠电压和过电压检测单元12，其功能是设置过电压阈值和欠电压阈值，以及检测主电源的输入电压。其中，所述过电压阈值Vo通过以下公式设置：Vo＝1.2*(R1+R2+R3)/R3。所述欠电压阈值Vu通过以下公式设置：Vu＝1.2*(R1+R2+R3)/(R2+R3)。可选地，所述欠电压阈值Vu可以为1.2V，所述过电压阈值Vo可以为1.2V。

所述第一保险丝芯片11根据所述过电压阈值判断所述输入电压是否发生过电压，若所述第一保险丝芯片11的过压检测端OVLO的电压大于所述过电压阈值Vo，则所述第一保险丝芯片11判断为发生输入过压事件，关闭所述第一保险丝芯片11的输出，即切断所述第一保险丝芯片11的输入端IN和输出端OUT之间的通路，所述第一保险丝芯片的输出电压下降为0，同时控制端AUXOFF输出低电平。由于所述控制端AUXOFF与所述第二保险丝模块20连接，该低电平用于指示所述第二保险丝模块20启动输出，从而完成输入过压事件中主电源向备用电源的切换。直至过压检测端OVLO的电压不再大于所述过电压阈值Vo，即过压解除，所述第一保险丝芯片11重新将所述主电源与负载接通，输出电压向所述负载提供电能，同时控制端AUXOFF不再输出低电平并被所述第一上拉单元13中的第五电阻R5上拉至高电平，该高电平用于指示所述第二保险丝模块20断开输出，从而实现备用电源向主电源切换。

所述第一保险丝芯片11根据所述欠电压阈值判断所述输入电压是否发生欠电压，若所述第一保险丝芯片11的使能欠压检测端EN/UVLO的电压小于所述欠电压阈值Vu，则所述第一保险丝芯片11判断为发生输入欠压事件，关断所述第一保险丝芯片11的输出，即切断所述第一保险丝芯片11的输入端IN和输出端OUT之间的通路，所述第一保险丝芯片的输出电压下降为0，同时控制端AUXOFF输出低电平。由于所述控制端AUXOFF与所述第二保险丝模块20连接，该低电平用于指示所述第二保险丝模块20启动输出，从而完成输入欠压事件中主电源向备用电源的切换。直至使能欠压检测端EN/UVLO的电压不再小于所述欠电压阈值Vu，即欠压解除，所述第一保险丝芯片11重新将所述主电源与负载接通，输出电压向所述负载提供电能，同时控制端AUXOFF不再输出低电平并被所述第一上拉单元13中的第五电阻R5上拉至高电平，该高电平用于指示所述第二保险丝模块20断开输出，从而实现备用电源向主电源切换。

可选地，所述高电平优选为3V3电压。

可选地，所述第一保险丝芯片11内包括一霍尔传感器；

所述霍尔传感器用于监测输出端OUT的电流大小；

所述第一保险丝芯片11还用于在所述霍尔传感器监测到浪涌电流大于预设电流阈值时，断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端AUXOFF输出低电平以使所述第二保险丝模块20启动输出，直至浪涌事件解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端AUXOFF输出高电平；所述第一上拉单13还用于在所述第一保险丝芯片11的控制端AUXOFF输出高电平时将所述第二保险丝模块20的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块20断开输出。

在这里，本发明实施例通过采用霍尔传感器来监测浪涌电流，所述第一保险丝芯片11在所述浪涌电流大于预设电流阈值时判定发生输入浪涌事件，则关闭所述第一保险丝芯片11的输出，所述第一保险丝芯片的输出电压下降为0，同时控制端AUXOFF输出低电平，以指示所述第二保险丝模块20启动输出，从而完成输入浪涌事件中主电源向备用电源的切换。直至输入浪涌事件解除，所述第一保险丝芯片11重新将所述主电源与负载接通，输出电压向所述负载提供电能，同时控制端AUXOFF不再输出低电平并被所述第一上拉单元13中的第五电阻R5上拉至高电平，该高电平用于指示所述第二保险丝模块20断开输出，从而实现备用电源向主电源切换。可选地，所述预设电流阈值可以为22.2A。

可选地，所述第一保险丝芯片11内还包括两个场效应管；

所述两个场效应管背靠背串接在所述第一保险丝芯片11的输入端IN和输出端OUT之间。

在这里，所述两个场效应管共同实现了单向导通性能。当主电源极性接反时，所述第一保险丝芯片11切断输入端IN和输出端OUT之间的通路，输出电压下降为0，同时控制端OUT输出低电平，该低电平用于指示所述第二保险丝模块20启动输出，从而完成电源极性接反事件中主电源向备用电源的切换。直至主电源极性正常接入，所述第一保险丝芯片11重新将所述主电源与负载接通，输出电压向所述负载提供电能，同时控制端不再输出低电平并被所述第一上拉单元13中的第五电阻R5上拉至高电平，该高电平用于指示所述第二保险丝模块20断开输出，从而实现备用电源向主电源切换。

可选地，所述第一保险丝模块10还可以包括：

第一过电流检测单元；

所述第一过电流检测单元与所述第一保险丝芯片11的限流设置端ILM连接。

在这里，第一过电流检测单元由一电阻R6构成。本实施例通过所述电阻R6设置过流阈值，可根据实际负载的功率设置合适的过电流保护阈值。所述第一保险丝芯片11根据所述过流阈值判断所述输入电流是否发生过电流，若发生过电流，所述第一保险丝芯片11判断为发生输入过流事件，关闭所述第一保险丝芯片11的输出，输出电压下降为0，同时控制端输出低电平，用于指示所述第二保险丝模块20启动输出，从而完成输入过流事件中主电源向备用电源的切换。直至输入电流不再大于所述过流阈值，即过流解除，所述第一保险丝芯片11重新将所述主电源与负载接通，输出电压向所述负载提供电能，同时控制端不再输出低电平并被所述第一上拉单元13中的第五电阻R5上拉至高电平，该高电平用于指示所述第二保险丝模块20断开输出，从而实现备用电源向主电源切换。

可选地，所述第一保险丝模块10还可以包括：

第一过电流时间设置单元；

所述第一过电流时间设置单元与所述第一保险丝芯片11的过流消隐时间设置端ITIMER连接。

在这里，所述第一过电流时间设置单元由一电容C1构成，主要用于设置主电源允许过流的时间，该功能的作用为允许过流保护的同时，也可允许上电瞬间短时较大的启动电流，由于容性负载上电瞬间需要对电容充电导致有较大的充电电流。

可选地，所述第一保险丝模块10还可以包括：

第一电压斜率设置单元；

所述第一电压斜率设置单元与所述第一保险丝芯片11的输出电压端DVDT连接。

在这里所述第一电压斜率设置单元由一电容C2构成，主要用于设置所述第一保险丝芯片11的输出电压从0上升到目标电压的时间，即控制输出电压的斜率，从而控制电磁干扰。

作为本发明的一个优选示例，如图2所示，所述第二保险丝模块20包括第二保险丝芯片21、欠电压检测单元22、第二上拉单元23；

所述欠电压检测单元22的输入端与所述第二保险丝芯片21的输入端IN共接于备用电源的输出端，所述第二保险丝芯片21的输出端OUT与负载连接；

所述欠电压检测单元22的输出端与所述第二保险丝芯片21的使能欠压检测端EN/UVLO连接；

所述第二保险丝芯片21的过压检测端OVLO与所述第一保险丝模块10中的第一上拉单元13的第三端和所述第一保险丝芯片21的控制端AUXOFF之间的共接点连接；

所述第二上拉单元23的第一端连接高电平，第二端与所述第二保险丝芯片21的错误事件指示端FLT连接，第三端与所述第二保险丝芯片21的控制端AUXOFF连接；

其中，所述欠电压检测单元22用于设置欠电压阈值，以及检测备用电源的输入电压；

所述第二保险丝芯片21用于通过过压检测端OVLO接收所述第一保险丝芯片21发送的高电平，根据所述高电平断开所述备用电源与负载之间的通路，以及接收所述第一保险丝芯片11发送的低电平，根据所述低电平接通所述备用电源与负载之间的通路；并通过所述欠电压阈值判断所述备用电源的输入电压是否发生欠电压，若发生欠压则断开所述备用电源与负载之间的通路；

所述第二上拉单元23用于将所述第二保险丝模块20的控制端AUXOFF和错误事件指示端FLT上拉至预设电压。

结合前文所述，所述第一保险丝芯片11的控制端AUXOFF与所述第二保险丝芯片21的过压检测端OVLO连接。当所述第一保险丝芯片11在发生输入过压事件或输入欠压事件或输入浪涌事件或电源极性接反事件时，其控制端AUXOFF输出低电平，所述第二保险丝芯片21的过压检测端OVLO接收到低电平，根据所述低电平接通所述备用电源与负载，备用电源向所述负载提供电能。直至所述输入过压事件或输入欠压事件或输入浪涌事件或电源极性接反事件消除，所述第一保险丝芯片11控制端AUXOFF不再输出低电平，所述第二保险丝芯片21的过压检测端OVLO也被所述第一上拉单元13中的第五电阻R5上拉至高电平，判断为输入过压事件，则切断输入端IN和输出端OUT之间的通路，所述备用电源断开向负载提供电能。

可选地，所述欠电压检测单元22包括第六电阻R6、第七电阻R7；

所述第六电阻R6的第一端与备用电源的输出端连接；

所述第六电阻R6的第二端与所述第七电阻R7的第一端共接于所述第二保险丝芯片21的使能欠压检测端EN/UVLO；

所述第七电阻R7的第二端接地。

在这里，所述第六电阻R6、第七电阻R7共同构成欠电压检测单元22，其功能是设置欠电压阈值，以及检测备用电源的输入电压。

可选地，所述第二上拉单元23包括第八电阻R8、第九电阻R9；

所述第八电阻R8的第一端和第九电阻R9的第一端共接于高电平；

所述第八电阻R8的第二端与所述第二保险丝芯片21的错误事件指示端FLT连接；

所述第九电阻R9的第二端与所述第二保险丝芯片21的控制端AUXOFF连接。

可选地，所述第二保险丝芯片21内还包括两个场效应管；

所述两个场效应管背靠背串接在所述第二保险丝芯片21的输入端IN和输出端OUT之间。

其中，所述两个场效应管与上述实施例中第一保险丝芯片11中的两个场效应管的连接方式和功能相同，即所述两个场效应管共同实现了单向导通性能，监测所述备用电源的极性连接情况，具体请参见上述实施例的叙述，此处不在赘述。

可选地，所述第二保险丝模块20还可以包括：

第二过电流检测单元，所述第二过电流检测单元与所述第二保险丝芯片21的限流设置端ILM连接；

第二过电流时间设置单元，所述第二过电流时间设置单元与所述第二保险丝芯片21的过流消隐时间设置端ITIMER连接。

第二电压斜率设置单元，所述第二电压斜率设置单元与所述第二保险丝芯片21的输出电压端DVDT连接。

其中，所述第二过电流检测单元由一电阻R11构成，所述第二过电流时间设置单元由一电容C3构成，所述第二电压斜率设置单元C4由一电容构成，其功能分别与上述实施例中提到的第一过电流检测单元、第一过电流时间设置单元、第一电压斜率设置单元相同，具体请参见上述实施例的叙述，此处不再赘述。

可选地，所述电路还包括一二极管D1；

所述二极管D1的正极与所述主电源的输出端连接，负极与所述备用电源的输入端连接。

在本实施例中，主电源的电池容量大，备用电源的电池容量较小。所述主电源通过二极管D1连接到备用电源。二极管D1的压降为0.6V，每当备用电源的电压比主电源的电压低0.6V时，二极管D1导通，主电源向备用电源充电，从而可以保障备用电源的电量时刻保持在有电的状态。满电状态下的备用电源比主电源电压小0.6V。

综上所述，本发明实施例提供的双电源无缝切换电路，具备主电源故障时自动切换备用电源，当主电源异常消失时自动从备用电源切换到主电源；对电源输入有多重保护模式，包括过载、短路、电压浪涌、反极性等；可自由设置过载电流值；不需要额外的单片机控制，成本更低并且由硬件自动完成，切换过程更快速高效，电压波动更小；可通过控制输出电压的斜率，从而抑制电磁干扰。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双电源无缝切换电路，其特征在于，包括：

与主电源连接的第一保险丝模块、与备用电源连接的第二保险丝模块；

所述第一保险丝模块和第二保险丝模块的输出端共接于负载正极；

所述第一保险丝模块的控制端与第二保险丝模块的受控端连接；

所述第一保险丝模块用于检测主电源是否发生异常情况，当所述主电源发生异常情况时，断开所述主电源与负载之间的通路，生成备用电源切换信号，将所述切换信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述切换信号，将所述备用电源与负载接通；

所述第一保险丝模块用于当所述异常情况解除后，将所述主电源与负载接通，生成备用电源关断信号，将所述关断信号发送至所述第二保险丝模块；所述第二保险丝模块用于接收所述关断信号，根据所述关断信号断开所述备用电源与负载之间的通路。

2.如权利要求1所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述第一保险丝模块包括第一保险丝芯片、欠电压和过电压检测单元、第一上拉单元；

所述欠电压和过电压检测单元的输入端与所述第一保险丝芯片的输入端共接于主电源的输出端，所述第一保险丝芯片的输出端与负载连接；

所述欠电压和过电压检测单元的第一输出端与所述第一保险丝芯片的使能欠压检测端连接；

所述欠电压和过电压检测单元的第二输出端与所述第一保险丝芯片的过压检测端连接；

所述第一上拉单元的第一端连接高电平，第二端与所述第一保险丝芯片的错误事件指示端连接，第三端与所述第一保险丝芯片的控制端、所述第二保险丝模块的受控端连接；

其中，所述欠电压和过电压检测单元用于设置欠电压阈值和过电压阈值，以及检测主电源的输入电压；

所述第一保险丝芯片用于根据所述过电压阈值判断所述输入电压是否发生过电压，若发生过压则断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至过压解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平；所述第一上拉单元用于在所述第一保险丝芯片的控制端输出高电平时将所述第二保险丝模块的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块断开输出；

所述第一保险丝芯片用于根据所述欠电压阈值判断所述输入电压是否发生欠电压，若发生欠压则断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至欠压解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平；所述第一上拉单元用于在所述第一保险丝芯片的控制端输出高电平时将所述第二保险丝模块的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块断开输出。

3.如权利要求2所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述欠电压和过电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻；

所述第一电阻的第一端与主电源的输出端连接；

所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端共接于所述第一保险丝芯片的使能欠压检测端；

所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端共接于所述第一保险丝芯片的过压检测端；

所述第三电阻的第二端接地。

4.如权利要求3所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述第一上拉单元包括第四电阻和第五电阻；

所述第四电阻的第一端和第五电阻的第一端共接于高电平；

所述第四电阻的第二端与所述第一保险丝芯片的错误事件指示端连接；

所述第五电阻的第二端与所述第一保险丝芯片的控制端共接于所述第二保险丝模块的受控端。

5.如权利要求2所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述第一保险丝芯片内包括一霍尔传感器；

所述霍尔传感器用于监测输出端的电流大小；

所述第一保险丝芯片还用于在所述霍尔传感器监测到浪涌电流大于预设电流阈值时，断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至浪涌事件解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平；所述第一上拉单还用于在所述第一保险丝芯片的控制端输出高电平时将所述第二保险丝模块的受控端上拉至预设电压，以使所述第二保险丝模块断开输出。

6.如权利要求2所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述第一保险丝芯片内还包括两个场效应管；

所述两个场效应管背靠背串接在所述第一保险丝芯片的输入端和输出端之间。

7.如权利要求2所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述第一保险丝模块还包括第一过电流检测单元；

所述第一过电流检测单元与所述第一保险丝芯片的限流设置端连接；

所述第一过电流检测单元用于设置过流阈值，所述第一保险丝芯片根据所述过流阈值判断输入电流是否发生过电流，若发生输入过流事件，断开所述主电源与负载之间的通路，并通过控制端输出低电平以使所述第二保险丝模块启动输出，直至输入过流事件解除重新将所述主电源与负载接通，并通过控制端输出高电平，以使所述第二保险丝模块断开输出。

8.如权利要求1至7任一项所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述第二保险丝模块包括第二保险丝芯片、欠电压检测单元、第二上拉单元；

所述欠电压检测单元的输入端与所述第二保险丝芯片的输入端共接于备用电源的输出端，所述第二保险丝芯片的输出端与负载连接；

所述欠电压检测单元的输出端与所述第二保险丝芯片的使能欠压检测端连接；

所述第二保险丝芯片的过压检测端与所述第一保险丝模块中的第一上拉单元的第三端和所述第一保险丝芯片的控制端之间的共接点连接；

所述第二上拉单元的第一端连接高电平，第二端与所述第二保险丝芯片的错误事件指示端连接，第三端与所述第二保险丝芯片的控制端连接；

其中，所述欠电压检测单元用于设置欠电压阈值，以及检测备用电源的输入电压；

所述第二保险丝芯片用于通过过压检测端接收所述第一保险丝芯片发送的高电平，根据所述高电平断开所述备用电源与负载之间的通路，以及接收所述第一保险丝芯片发送的低电平，根据所述低电平接通所述备用电源与负载之间的通路；并通过所述欠电压阈值判断所述备用电源的输入电压是否发生欠电压，若发生欠压则断开所述备用电源与负载之间的通路；

所述第二上拉单元用于将所述第二保险丝模块的控制端和错误事件指示端上拉至预设电压。

9.如权利要求8所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述欠电压检测单元包括第六电阻、第七电阻；

所述第六电阻的第一端与备用电源的输出端连接；

所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端共接于所述第二保险丝芯片的使能欠压检测端；

所述第七电阻的第二端接地。

10.如权利要求8所述的双电源无缝切换电路，其特征在于，所述电路还包括一二极管；

所述二极管的正极与所述主电源的输出端连接，负极与所述备用电源的输入端连接。

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