CN117335549A - 一种备用电源投入与切断电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种备用电源投入与切断电路，属于电源技术领域，包括，在主电源断开时，比较器输出高阻态，备用电源提供输出电压；在备用电源电压下降到一定值时，比较器输出低电平，自动断开备用电源。本发明一种备用电源投入与切断电路，能够实现备用电源的投入与自动切断；灵活设置备用电源的断电保护点；节约备用电源的消耗；避免比较器发生抖动，继电器反复闭合、断开，从而避免造成设备和电源的损坏。

Description

一种备用电源投入与切断电路
技术领域
本发明涉及电源技术领域，且特别是有关于一种备用电源投入与切断电路。
背景技术
在设备实际使用中，会发生主电源突然掉电的情况，这可能导致整个设备的运行发生错误或造成数据丢失。在这种情况下，需要备用电源投入使用，以此保证设备的正常运行。
发明内容
本发明旨在提供一种备用电源投入与切断电路。
为达到上述目的，本发明技术方案是：
一种备用电源投入与切断电路，包括第一电源、第一开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一开关管、继电器与比较器，所述第一电源的负极接地，所述第一电源的正极连接所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端连接第一端点，所述第一开关的第二端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电阻的第二端连接所述比较器的输入正端，所述比较器的输入负端连接第一电压，所述第一电容的第一端连接所述比较器的输入负端，所述第一电容的第二端接地，所述比较器的第一电源端连接所述第一端点，所述比较器的第二电源端接地，所述第一端点经过所述第三电阻连接所述比较器的输出端，所述比较器的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端接地，所述继电器的线圈第一端连接所述第一开关的第二端，所述继电器的线圈第二端连接所述第一开关管的第三端，所述继电器的开关第一端连接所述第一开关的第二端，所述继电器的开关第二端连接输出电压。
在一具体实施例中，还包括第一二极管与第四电阻，所述比较器的输入正端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述比较器的输出端。
在一具体实施例中，还包括第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第一开关的第二端，所述第二电容的第二端连接所述第一端点，所述输出电压连接所述第一端点。
在一具体实施例中，还包括第五电阻与第三电容，所述第一端点连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述比较器的第一电源端，所述第五电阻的第二端经过所述第三电容接地。
在一具体实施例中，还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述继电器的线圈第二端，所述第二二极管的阴极连接所述第一开关管的第三端。
在一具体实施例中，还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述第二电容的第二端，所述第三二极管的阴极连接所述第一端点。
在一具体实施例中，还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极连接所述输出电压，所述第四二极管的阴极连接所述第一端点。
在一具体实施例中，还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极连接所述继电器的开关第二端，所述第五二极管的阴极连接输出电压。
在一具体实施例中，还包括第二电源，所述第二电源连接输出电压。
在一具体实施例中，还包括第六二极管，所述第六二极管的阳极连接所述第二电源，所述第六二极管的阴极连接所述输出电压。
有益效果，本发明一种备用电源投入与切断电路，能够实现备用电源的投入与自动切断；灵活设置备用电源的断电保护点；节约备用电源的消耗；避免比较器发生抖动，继电器反复闭合、断开，从而避免造成设备和电源的损坏。
为让发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种备用电源投入与切断电路的电路示意图。
图2为图1中一具体实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
图1为本发明一种备用电源投入与切断电路的电路示意图。如图1所示，电源V1的负极接地，电源V1的正极连接开关S1的第一端，开关S1的第二端为端点BAT，端点BAT连接电容C1的第一端，电容C1的第二端连接端点VCB。
进一步地，端点BAT连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端接地，电阻R1的第二端连接比较器IC1的输入正端，比较器IC1的输入负端连接电压V3，电容C2的第一端连接比较器IC1的输入负端，电容C2的第二端接地，比较器IC1的输入正端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接比较器IC1的输出端，端点VCB连接比较器IC1的第一电源端，比较器IC1的第二电源端接地，端点VCB经过电阻R4连接比较器IC1的输出端，比较器IC1的输出端连接开关管Q1的第一端，开关管Q1的第二端接地，继电器RL1的线圈第一端连接端点BAT，继电器RL1的线圈第二端连接开关管Q1的第三端，继电器RL1的线圈第二端为端点JIS，继电器RL1的开关第一端连接端点BAT，继电器RL1的开关第二端为端点BK，端点BK连接输出电压Vo。输出电压Vo连接端点VCB，电源V2连接输出电压Vo。
图2为图1中一具体实施例的示意图。如图2所示，电源V1的负极接地，电源V1的正极连接开关S1的第一端，开关S1的第二端为端点BAT，端点BAT连接电容C1的第一端，电容C1的第二端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接端点VCB。
进一步地，端点BAT连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端接地，电阻R1的第二端连接比较器IC1的输入正端，比较器IC1的输入负端连接电阻R5的第一端，电阻R5的第二端连接电压V3，电容C2的第一端连接比较器IC1的输入负端，电容C2的第二端接地，比较器IC1的输入正端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接比较器IC1的输出端，端点VCB连接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接比较器IC1的第一电源端，电阻R6的第二端经过电容C3接地，比较器IC1的第二电源端接地，端点VCB经过电阻R4连接比较器IC1的输出端，比较器IC1的输出端连接开关管Q1的第一端，开关管Q1的第二端接地，继电器RL1的线圈第一端连接端点BAT，继电器RL1的线圈第二端连接二极管D2的阳极，继电器RL1的线圈第二端为端点JIS，二极管D2的阴极连接开关管Q1的第三端，二极管D3的阳极连接继电器RL1的线圈第二端，二极管D3的阴极连接继电器RL1的线圈第一端，继电器RL1的开关第一端连接端点BAT，继电器RL1的开关第二端为端点BK，端点BK连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接输出电压Vo。输出电压Vo连接二极管D7的阳极，二极管D7的阴极连接端点VCB，电源V2连接二极管D5的阳极，二极管D5的阴极连接输出电压Vo。
更具体地，电源V2为主电源，电源V1为备用电源。
可选地，电源V1为一电池。
更具体地，电压V3为一参考电压。
更具体地，端点BAT的电位等于电源V1的电压。
更具体地，开关管Q1可以为三极管，也可以为MOSFET等其他开关管。
下面继续结合图1与图2介绍本发明的工作原理。在电源V2没有掉电时，电源V2经过二极管D5提供输出电压Vo，此时，开关S1断开，电源V1不投入使用。其中，二极管D5的作用是防止电源V1向电源V2供电，通常情况下，电源V2为开关电源，开关电源的输出端会有大的电解电容，如果没有二极管D5，继电器RL1吸合时，电源V1会向电源V2输出端的电解电容充电，如果充电电流过大可能会损坏继电器RL1，二极管D5对继电器RL1起保护作用。
在电源V2发生掉电时，打开开关S1，使电源V1投入使用。电源V1给电容C1充电，电容C1再经过二极管D6放电，使得比较器IC1得电启动。电源V1经过电阻R1与电阻R2分压后在电阻R2的两端产生一电压，即比较器IC1输入正端的电压V+，在比较器IC1刚启动的时候，电容C2还未被充电，电容C2两端电压为0，即比较器IC1输入负端的电压V-为0，而电压V+在刚启动的阶段爬升更快，因此电压V+大于电压V-，使得比较器IC1的输出端为高阻态，端点VCB通过电阻R4使得开关管Q1导通，端点JIS接地，继电器RL1闭合，端点BAT连接端点BK，电源V1经过二极管D4提供输出电压Vo，由此实现备用电源投入使用。经过一定时间，电容C2被充电到电压V3。其中，二极管D2的作用是防止电源V1反接。其中，二极管D4的作用是防止电源V2产生一个电流向电源V1充电。
需要注意的是，电容C1只在启动的初始阶段提供电流，为比较器IC1供电，在电容C1的电流放完后，此时继电器RL1已经闭合，由输出电压Vo通过端点VCB为比较器IC1供电。如果没有电容C1的存在，由于开关S1在启用电源V1后一直保持闭合，电源V1会持续对比较器IC1供电，造成电源V1的消耗大。
当电源V1的电压下降，使得比较器IC1输入正端的电压V+小于比较器IC1输入负端的电压V-，此时电压V-为电容C2两端的电压V3，比较器IC1的输出端输出低电平，使得开关管Q1关断，继电器RL1断开，电源V1不再提供输出电压Vo，实现备用电源的切断。需要注意的是，在此阶段，二极管D1导通，二极管D1、电阻R3与比较器IC1形成一正反馈，电压V+经过电阻R3在比较器IC1的输出端产生的电压VIC下降，由于正反馈，电压VIC下降使得电压V+进一步减小，从而使得比较器IC1一直输出低电平，继电器RL1保持断开，电源V1不再提供输出电压Vo。
如果没有二极管D1与电阻R3，在电压V+约等于电压V-时，比较器IC1会发生抖动，在电压V+略大于电压V-时，比较器IC1使得继电器RL1闭合，在电压V+略小于电压V-时，比较器IC1使得继电器RL1断开。在这种情形下，继电器RL1会反复闭合、断开，导致设备的损坏。
进一步地，可通过电压V3设置电源V1的断电保护点，实现在电源V1的电压下降到某一值时，切断备用电源，此时电压V+小于电压V3。
进一步地，二极管D6的作用是防止电源V1接反时烧毁后级电路，同时防止电源V2产生的电流流向电源V1；二极管D7的作用是防止开关S1闭合时，流过电容C1的电流向输出电压Vo流动，因为电容C1的值比较小，没有二极管D7可能会导致电容C1的容量不够，最终导致只有电源V1的情况下，开关S1闭合时电路无法正常启动。
在一具体实施例中，电源V1的电压为24V，电压V3为2.5V。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，包括第一电源、第一开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一开关管、继电器与比较器，所述第一电源的负极接地，所述第一电源的正极连接所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端连接第一端点，所述第一开关的第二端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电阻的第二端连接所述比较器的输入正端，所述比较器的输入负端连接第一电压，所述第一电容的第一端连接所述比较器的输入负端，所述第一电容的第二端接地，所述比较器的第一电源端连接所述第一端点，所述比较器的第二电源端接地，所述第一端点经过所述第三电阻连接所述比较器的输出端，所述比较器的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端接地，所述继电器的线圈第一端连接所述第一开关的第二端，所述继电器的线圈第二端连接所述第一开关管的第三端，所述继电器的开关第一端连接所述第一开关的第二端，所述继电器的开关第二端连接输出电压。
2.如权利要求1所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第一二极管与第四电阻，所述比较器的输入正端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接所述比较器的输出端。
3.如权利要求1所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第一开关的第二端，所述第二电容的第二端连接所述第一端点，所述输出电压连接所述第一端点。
4.如权利要求2所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第五电阻与第三电容，所述第一端点连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述比较器的第一电源端，所述第五电阻的第二端经过所述第三电容接地。
5.如权利要求1所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述继电器的线圈第二端，所述第二二极管的阴极连接所述第一开关管的第三端。
6.如权利要求3所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述第二电容的第二端，所述第三二极管的阴极连接所述第一端点。
7.如权利要求6所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极连接所述输出电压，所述第四二极管的阴极连接所述第一端点。
8.如权利要求1所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极连接所述继电器的开关第二端，所述第五二极管的阴极连接输出电压。
9.如权利要求1-8所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第二电源，所述第二电源连接输出电压。
10.如权利要求9所述一种备用电源投入与切断电路，其特征在于，还包括第六二极管，所述第六二极管的阳极连接所述第二电源，所述第六二极管的阴极连接所述输出电压。
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