CN204316178U - 一种电源切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电源切换电路，包括主电源模块、备用电源模块、负载模块、主电源开关模块、备用电源开关模块、第一控制开关模块、第二控制开关模块。所述第一控制开关模块的输入端与主电源模块连接，所述第一控制开关模块的输出端分别与所述主电源开关模块的控制端和所述第二控制开关模块的控制端连接，所述主电源开关模块连接在主电源模块与负载模块之间。所述第二控制开关模块的控制端与备用电源模块连接，所述第二控制开关模块的输出端与所述备用电源开关模块的控制端连接，所述备用电源开关模块连接在备用电源模块与负载模块之间。本实用新型的电源切换电路可有效降低损耗，提高电能利用率。本实用新型可广泛应用于电源技术领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种电源切换电路。
背景技术
在电源技术领域，很多产品均采用主电源和备用电源的供电模式。在这种模式下需要在主电源发生意外故障断电的情况下，仍能保持供电在一定时间内不间断，以维持设备正常工作，保存重要数据信息，方便相关技术人员处理故障，及时查明故障原因。
传统的电源切换电路，多采用二极管电路，由于二极管存在压降，因此无论是主电源工作还是备用电源工作，二极管都损耗电能，造成电能利用率低，且二极管发热还可能会导致切换电路提前失效，因而稳定性不足。
实用新型内容
为解决上述至少一种缺陷或不足，本实用新型的目的是提供一种电能利用率高，稳定性好的电源切换电路。
本实用新型的技术方案如下：
一种电源切换电路，包括主电源模块、备用电源模块、负载模块、主电源开关模块、备用电源开关模块、第一控制开关模块、第二控制开关模块；
所述主电源模块的输出端与第一控制开关模块的输入端连接，
所述第一控制开关模块的输出端分别与所述主电源开关模块的控制端和所述第二控制开关模块的控制端连接，所述主电源开关模块连接在主电源模块与负载模块之间；
所述备用电源模块的输出端与第二控制开关模块的控制端连接，所述第二控制开关模块的输出端与所述备用电源开关模块的控制端连接，所述备用电源开关模块连接在备用电源模块与负载模块之间。
进一步，所述电源切换电路还包括保护模块，所述保护模块的一端与所述备用电源开关模块连接，所述保护模块的另一端与所述负载模块连接，所述保护模块的控制端与第一控制开关模块的输出端连接。
保护模块使得主、备电源之间实现了隔离，避免了电源间互相充放电的情况。
进一步，所述第一控制开关模块包括第一三极管、第一电阻和第二电阻，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和主电源模块连接，所述第二电阻的一端与主电源开关模块连接，所述第二电阻的另一端分别与第一三极管的集电极、第二控制开关模块的控制端和主电源开关模块的控制端连接。
进一步，所述主电源开关模块包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极与第二电阻的另一端连接，所述第一场效应管的源极与第二电阻的一端连接，所述第一场效应管的漏极与负载模块连接。
进一步，所述第二控制开关模块包括第二三极管和第三电阻，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与备用电源模块的输出端和备用电源开关模块连接，所述第二三极管的集电极与备用电源开关模块的控制端连接。
进一步，所述备用电源开关模块包括第二场效应管和第四电阻，所述第二场效应管的栅极分别与第四电阻的一端和第二三极管的集电极连接，
所述第二场效应管的源极分别与第四电阻的另一端和第三电阻的另一端连接，所述第二场效应管的漏极与保护模块的一端连接。
进一步，所述保护模块包括第三三极管、第三场效应管和第五电阻；所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的基极与所述第二三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极分别与所述第三场效应管的栅极和第五电阻的一端连接,；所述第三场效应管的源极分别与第五电阻的另一端和负载模块连接，所述第三场效应管的漏极与所述第二场效应管的漏极连接。
优选的，所述的第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管为含有寄生二极管的PMOS场效应管。
优选的，所述的第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管的源极和栅极之间串接有两个二极管，所述两个二极管的正极连接，所述两个二极管的负极分别与场效应管的源极和栅极连接。
本实用的有益效果是：本实用新型的电源切换电路实现了主电源、备用电源的自动切换功能，由于场效应管的低内阻特性，可有效降低损耗，提高电能利用率。
进一步，本实用新型的电源切换电路之间具有保护模块，实现了主电源、备用电源的隔离，避免了电源间互相充放电的现象。
附图说明
图1为电源切换电路的模块示意图；
图2为具有保护模块的电源切换电路的模块示意图；
图3为本实用新型具体实施例的一种电路图。
具体实施方式
对于本领域技术人员来说附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示的一种电源切换电路的模块示意图，包括主电源模块1、备用电源模块2、负载模块3、主电源开关模块4、备用电源开关模块5、第一控制开关模块6、第二控制开关模块7；
所述主电源模块1的输出端与第一控制开关模块6的输入端连接，
所述第一控制开关模块6的输出端分别与所述主电源开关模块4的控制端和所述第二控制开关模块7的控制端连接，所述主电源开关模块4连接在主电源模块1与负载模块3之间；
所述备用电源模块2的输出端与第二控制开关模块7的控制端连接，所述第二控制开关模块7的输出端与所述备用电源开关模块5的控制端连接，所述备用电源开关模块5连接在备用电源模块2与负载模块3之间。
进一步，作为优选的实施方式，如图2所示的具有保护模块8的电源切换电路的模块示意图，所述保护模块8的一端与所述备用电源开关模块5连接，所述保护模块8的另一端与所述负载模块3连接，所述保护模块8的控制端与第一控制开关模块6的输出端连接。
保护模块使得主电源、备用电源之间实现了隔离，避免了电源间互相充放电情况的发生。
进一步，作为优选的实施方式，所述第一控制开关模块6包括第一三极管Q1、第一电阻R1和第二电阻6，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端和主电源模块1连接，所述第二电阻R2的一端与主电源开关模块4连接，所述第二电阻R2的另一端分别与第一三极管Q1的集电极、第二控制开关模块7的控制端和主电源开关模块4的控制端连接。
进一步，作为优选的实施方式，所述主电源开关模块4包括第一场效应管M1，所述第一场效应管M1的栅极与第二电阻R2的另一端连接，所述第一场效应管M1的源极与第二电阻R2的一端连接，所述第一场效应管M1的漏极与负载模块3连接。
进一步，作为优选的实施方式，所述第二控制开关模块7包括第二三极管Q2和第三电阻R3，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的基极与第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端分别与备用电源模块2的输出端和备用电源开关模块5连接，所述第二三极管Q2的集电极与备用电源开关模块5的控制端连接。
进一步，作为优选的实施方式，所述备用电源开关模块5包括第二场效应管M2和第四电阻R4，所述第二场效应管M2的栅极分别与第四电阻R4的一端和第二三极管的集电极连接，
所述第二场效应管M2的源极分别与第四电阻R4的另一端和第三电阻的另一端连接，所述第二场效应管M2的漏极与保护模块8的一端连接。
进一步，作为优选的实施方式，所述保护模块8包括第三三极管Q3、第三场效应管M3和第五电阻R5；所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的基极与所述第二三极管Q2的基极连接，所述第三三极管Q3的集电极分别与所述第三场效应管M3的栅极和第五电阻R5的一端连接,；所述第三场效应管M3的源极分别与第五电阻R5的另一端和负载模块3连接，所述第三场效应管M3的漏极与所述第二场效应管M2的漏极连接。
进一步，作为优选的实施方式，所述的第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3为含有寄生二极管的PMOS场效应管。
进一步，作为优选的实施方式，所述的第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3的源极和栅极之间串接有两个二极管，所述两个二极管的正极连接，所述两个二极管的负极分别与场效应管的源极和栅极连接。
本实用新型的一具体实施例。
如图3所示的本实用新型具体实施例的一种电路图，本实施例中，所述第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3采用含有寄生二极管的PMOS场效应管，且源极和栅极之间均串接有两个二极管，所述两个二极管的正极连接，所述两个二极管的负极分别与场效应管的源极和栅极连接。
所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端和主电源模块1连接，所述第一三极管Q1的集电极与第二电阻R2的另一端连接，所述第一三极管Q1的集电极分别与所述第一场效应管M1的栅极、所述第二三极管Q2的基极、第三三极管Q3的基极连接。
所述第一场效应管M1的栅极为所述主电源开关模块4的控制端，所述第一场效应管Q2的源极与主电源模块1连接，所述第一场效应管M1的漏极与负载模块3连接。
所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的基极与第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端分别与备用电源模块2的输出端和备用电源开关模块5连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述第二场效应管M2的栅极连接。
所述第二场效应管M2的栅极与第四电阻R4的一端连接，所述第二场效应管M2的栅极为所述备用电源开关模块5的控制端，所述第二场效应管M2的源极与备用电源模块2连接，所述第二场效应管M2的漏极与所述第三场效应管M3的漏极。
所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的基极与所述第二三极管Q2的基极连接，所述第三三极管Q3的集电极与所述第三场效应管M3的栅极连接；所述第三场效应管M3的栅极与第五电阻R5的一端连接，所述第三场效应管M3的源极分别与第五电阻R5的另一端和负载模块3连接。
当主电源模块供电时，第一三极管Q1的基极导通，此时由于第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1 的发射极、集电极、以及第一场效应管M1的栅极电位相同，接近0V，第一场效应管M1的源极电压大于栅极电压，第一场效应管M1导通，主电源对负载供电；此时第二三极管Q2和第三三极管Q3的基极与第一三极管的集电极极电位相同，接近0V，则第二三极管Q2和第三三极管Q3处于截止状态，第二场效应管M2和第三场效应管M3的源极和栅极极电压差为0V，则第二场效应管M2和第三场效应管M3均处于截止状态，后备电源与负载之间被场效应管M1和第三场效应管M3断开，后备电源不会对负载放电。
当主电源出现故障时，主电源电压变为0V或电压降低，第一三极管Q1处于截止状态，第一三极管Q1的集电极呈现为高阻态，此时第二三极管Q2和第三三极管Q3的基极经第三电阻R3导通，第二三极管Q2和第三三极管Q3的集电极电压变为0V，第二场效应管M2和第三场效应管M3的栅极电压变为0V，第二场效应管M2和第三场效应管M3的源极电压大于栅极电压，第二场效应管M2和第三场效应管M3均处于导通状态，后备电源给负载供电，实现主电源与备用电源的自动切换。
第三场效应管M3起隔离作用，防止主电源电压高于备用电源电压0.6V时，主电源会通过第二场效应管M2的体内寄生二极管给备用电源造成充电现象，导致后备电源的损坏。
本实用新型的电源切换电路实现了主电源、备用电源的自动切换功能，且由于场效应管的低内阻特性，可有效降低损耗，提高电能利用率。而且因为具有保护模块，实现了主电源、备用电源的隔离，避免了电源间互相充放电的现象。本实用新型的电源切换电路稳定性好，结构简单，实用性强。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种电源切换电路，包括主电源模块（1）、备用电源模块（2）、负载模块（3)，其特征在于，还包括主电源开关模块（4）、备用电源开关模块（5)、第一控制开关模块（6）、第二控制开关模块（7）；
所述主电源模块（1）的输出端与第一控制开关模块（6）的输入端连接，
所述第一控制开关模块（6）的输出端分别与所述主电源开关模块（4）的控制端和所述第二控制开关模块（7）的控制端连接，所述主电源开关模块（4）连接在主电源模块（1）与负载模块（3）之间；
所述备用电源模块（2）的输出端与第二控制开关模块（7）的控制端连接，所述第二控制开关模块（7）的输出端与所述备用电源开关模块（5）的控制端连接，所述备用电源开关模块（5）连接在备用电源模块（2）与负载模块（3）之间。
2. 根据权利要求1所述的一种电源切换电路，其特征在于，其还包括保护模块（8），所述保护模块（8）的一端与所述备用电源开关模块（5）连接，所述保护模块（8）的另一端与所述负载模块（3）连接，所述保护模块（8）的控制端与第一控制开关模块（6）的输出端连接。
3. 根据权利要求2所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述第一控制开关模块（6）包括第一三极管（Q1）、第一电阻（R1）和第二电阻（6），所述第一三极管（Q1）的发射极接地，所述第一三极管（Q1）的基极与第一电阻（R1）的一端连接，所述第一电阻（R1）的另一端分别与第二电阻（R2）的一端和主电源模块（1）连接，所述第二电阻（R2）的一端与主电源开关模块（4）连接，所述第二电阻（R2）的另一端分别与第一三极管（Q1）的集电极、第二控制开关模块（7）的控制端和主电源开关模块（4）的控制端连接。
4. 根据权利要求3所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述主电源开关模块（4）包括第一场效应管（M1），所述第一场效应管（M1）的栅极与第二电阻（R2）的另一端连接，所述第一场效应管（M1）的源极与第二电阻（R2）的一端连接，所述第一场效应管（M1）的漏极与负载模块（3）连接。
5. 根据权利要求4所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述第二控制开关模块（7）包括第二三极管（Q2）和第三电阻（R3），所述第二三极管（Q2）的发射极接地，所述第二三极管（Q2）的基极与第三电阻（R3）的一端连接，所述第三电阻（R3）的另一端分别与备用电源模块（2）的输出端和备用电源开关模块（5）连接，所述第二三极管（Q2）的集电极与备用电源开关模块（5）的控制端连接。
6. 根据权利要求5所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述备用电源开关模块（5）包括第二场效应管（M2）和第四电阻（R4），所述第二场效应管（M2）的栅极分别与第四电阻（R4）的一端和第二三极管的集电极连接，
所述第二场效应管（M2）的源极分别与第四电阻（R4）的另一端和第三电阻的另一端连接，所述第二场效应管（M2）的漏极与保护模块（8）的一端连接。
7. 根据权利要求6所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述保护模块（8）包括第三三极管（Q3）、第三场效应管（M3）和第五电阻（R5）；所述第三三极管（Q3）的发射极接地，所述第三三极管（Q3）的基极与所述第二三极管（Q2）的基极连接，所述第三三极管（Q3）的集电极分别与所述第三场效应管（M3）的栅极和第五电阻（R5）的一端连接,；所述第三场效应管（M3）的源极分别与第五电阻（R5）的另一端和负载模块（3）连接，所述第三场效应管（M3）的漏极与所述第二场效应管（M2）的漏极连接。
8. 根据权利要求7所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述的第一场效应管（M1）、第二场效应管（M2）、第三场效应管（M3）为含有寄生二极管的PMOS场效应管。
9. 根据权利要求8所述的一种电源切换电路，其特征在于，所述的第一场效应管（M1）、第二场效应管（M2）、第三场效应管（M3）的源极和栅极之间串接有两个二极管，所述两个二极管的正极连接，所述两个二极管的负极分别与场效应管的源极和栅极连接。
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