CN204886403U - 一种外部供电与备用电池的无缝切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于供电领域，提供了一种外部供电与备用电池的无缝切换电路，包括：外部电压检测电路，用于检测外部电源电压；电子开关电路，连接于备用电池与外部用电设备之间；控制电路，连接于所述外部电压检测电路与所述电子开关电路之间，根据所述外部电压检测电路检测的外部电源电压值控制所述电子开关电路进行开启或关断，从而控制外部电源和备用电池之间的切换。本实用新型对外部电源的电压具有快速的反应能力，在外部电源电压突然下降时会立刻无缝切换至备用电池进行供电，保证了系统的正常运行，进一步地，还能够通过对外部电压检测电路的器件进行设置来设定切换电压。

Description

一种外部供电与备用电池的无缝切换电路

技术领域

本实用新型属于供电领域，尤其涉及一种外部供电与备用电池的无缝切换电路。

背景技术

由于大多数产品都有外部供电和备用电池供电两种供电方式，需要在外部供电失去之后备用电池无缝切换至电池供电，现有的切换方式具有电路复杂，成本高，通过电流小，不能按设定电压切换等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种外部供电与备用电池的无缝切换电路，旨在解决现有切换方式具有电路复杂，成本高，通过电流小，不能按设定电压切换等缺点。

本实用新型是这样实现的，一种外部供电与备用电池的无缝切换电路，包括：

外部电压检测电路，用于检测外部电源电压；

电子开关电路，连接于备用电池与外部用电设备之间；

控制电路，连接于所述外部电压检测电路与所述电子开关电路之间，根据所述外部电压检测电路检测的外部电源电压值控制所述电子开关电路进行开启或关断，从而控制外部电源和备用电池之间的切换。

进一步地，所述无缝切换电路还包括与所述备用电池相连接的备用电池充电电路，用于在外部电源供电时，对所述备用电池进行充电。

进一步地，所述外部电压检测电路包括电阻R4和二极管D1；

电阻R4的一端连接外部电源，电阻R4的另一端与二极管D1的阴极串联连接；二极管D1的阳极连接所述电子开关电路。

进一步地，二极管D1为稳压二极管，电阻R4的阻值为1KΩ。

进一步地，所述控制电路包括场效应管Q3、三极管Q4、电阻R3；

三极管Q4的基极连接所述外部电压检测电路，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R3连接备用电池5的正极；场效应管Q3的栅极连接三极管Q4的集电极，场效应管Q3的源极接地，场效应管Q3的漏极连接所述电子开关电路。

进一步地，所述三极管Q4的基极与发射极之间连接有电阻R5。

进一步地，所述电子开关电路包括：场效应管Q1、场效应管Q2、电阻R2；

场效应管Q1的源极连接场效应管Q2的源极，场效应管Q1的漏极连接所述备用电池的正极；场效应管Q2的漏极通过电容C1接地；电阻R2的一端同时连接至场效应管Q1和Q2的源极，电阻R2的另一端连接至场效应管Q1和Q2的栅极。

进一步地，场效应管Q1和场效应管Q2为P沟道场效应管，场效应管Q3为N沟道场效应管。

进一步地，所述备用电池充电电路包括充电IC和电阻R1；

所述充电IC的基准电压端通过电阻R1接地，所述充电IC的电源端外接5V电压，所述充电IC的火线端悬空，所述充电IC的接地端接地，所述充电IC的输出端连接所述备用电池的正极。

进一步地，所述备用电池包括电池，及与之相并联的电容C2；

所述电池的正极连接所述电子开关电路和所述备用电池充电电路，所述电池的负极接地。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型对外部电源的电压具有快速的反应能力，在外部电源电压突然下降时会立刻无缝切换至备用电池进行供电，保证了系统的正常运行，进一步地，还能够通过对外部电压检测电路的器件进行设置来设定切换电压。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种外部供电与备用电池的无缝切换电路结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种外部供电与备用电池的无缝切换电路具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型中，为充电设备提供外部供电失去之后无缝切换至备用电池的电路的工作原理为：当失去外部供电时，由于电压下降呈线性，所以电压低于设定值时，外部电压检测电路启动电子开关，打开电池供电电路，此时，电池处于浮充状态，系统由备用电池支持工作，当外部供电电压高于设定值时，外部电压检测电路关闭电子开关，此时系统由外部电源供电，电池处于充电状态。

基于上述原理，本实用新型提供了一种外部供电与备用电池的无缝切换电路，如图1所示，包括：

外部电压检测电路1，用于检测外部电源电压；

电子开关电路4，连接于备用电池与外部用电设备之间；

控制电路2，连接于外部电压检测电路1与电子开关电路4之间，根据外部电压检测电路1检测的外部电源电压值控制电子开关电路4进行开启或关断，从而控制外部电源和备用电池5之间的切换。

进一步地，无缝切换电路还包括与备用电池5相连接的备用电池充电电路6，用于在外部电源供电时，对备用电池5进行供电。

进一步地，如图2所示，外部电压检测电路1包括电阻R4和二极管D1。

电阻R4的一端连接外部电源，电阻R4的另一端与二极管D1的阴极串联连接；二极管D1的阳极连接所述电子开关电路2。具体的，在本实施例中，电阻R4的阻值为1KΩ，用于限制外部电源的输入电流，二极管D1采用的是稳压管，用于监测外部电源的输入电压，若超过稳压管的击穿电压，则稳压管导通，在实际应用中，可以根据实际需要更换不用击穿电压数值的稳压管元器件来设定切换电压。

控制电路2包括场效应管Q3、三极管Q4、电阻R3、电阻R5；

电子开关电路2包括：场效应管Q1、场效应管Q2、电阻R2、；三极管Q4的基极连接外部电压检测电路1，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R3连接备用电池5的正极；电阻R5连接在三极管Q4的基极与发射极之间；场效应管Q3的栅极连接三极管Q4的集电极，场效应管Q3的源极接地，场效应管Q3的漏极连接场效应管Q1和Q2的栅极；场效应管Q1的源极连接场效应管Q2的源极，场效应管Q1的漏极连接备用电池5的正极；场效应管Q2的漏极通过电容C1接地；电阻R2的一端同时连接至场效应管Q1和Q2的源极，电阻R2的另一端连接至场效应管Q1和Q2的栅极。具体的，在本实施例中，场效应管Q1和场效应管Q2为P沟道场效应管，场效应管Q3为N沟道场效应管；电阻R5的阻值为10KΩ，电阻R3的阻值为100KΩ，电阻R2的阻值为47KΩ，电阻R3用于为场效应管Q3提供一个上拉电压，电阻R2用于为场效应管Q1和Q2提供一个上拉电压，电阻R5用于为三极管Q4提供一个下拉电压。

备用电池充电电路6包括充电IC和电阻R1；所述充电IC的基准电压端VERF通过电阻R1接地，所述充电IC的电源端VCC外接5V电压，所述充电IC的火线端L悬空，所述充电IC的接地端GND接地，所述充电IC的输出端OUT连接所述备用电池的正极。在图2中，U1表示充电IC，其给备用电池5提供200ma的充电电流。

备用电池5包括电池BT1，及与之相并联的电容C2；电池BT1的正极连接电子开关电路4和备用电池充电电路6，所述电池BT1的负极接地，电容C2用于对电池BT1进行滤波。

在本实施例中，电阻R4为限流电阻，将限制通过稳压二极管D1、三极管Q4的电流I_in，其数值等于V_in/R4。

下文详细描述图2所示电路的工作原理，为描述方便，将三极管Q4集电极与电阻R3、场效应管R3的连接处定义为第一节点A，将场效应管Q3的漏极场效应管Q1的栅极、场效应管Q2的栅极、电阻R2的连接处定义为第二节点B。

当外部电源的输入电压超过稳压二级管D1数值时，D1将击穿、Q4导通，第一节点A此时由高电平变成低电平，Q3变为截止状态，同时第二节点B点变成高电平，场效应管Q1和场效应管Q2组成的电子开关电路4关闭，备用电池BT1由备用电池充电电路6开始充电，此时外部设备3直接由外部电源供电。

当外部电源的输入电压低于稳压二极管D1的击穿电压时，稳压二极管D1、三极管Q4截止，第一节点A点的电压变为高电平，从而导致场效应管Q3导通，第二节点B点变为低电平，场效应管Q1、场效应管Q2组成的电子开关打开，电池BT1输出电源，外部设备3由备用电池5供电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外部供电与备用电池的无缝切换电路，其特征在于，所述无缝切换电路包括：

外部电压检测电路，用于检测外部电源电压；

电子开关电路，连接于备用电池与外部用电设备之间；

控制电路，连接于所述外部电压检测电路与所述电子开关电路之间，根据所述外部电压检测电路检测的外部电源电压值控制所述电子开关电路进行开启或关断，从而控制外部电源和备用电池之间的切换。

2.如权利要求1所述的无缝切换电路，其特征在于，所述无缝切换电路还包括与所述备用电池相连接的备用电池充电电路，用于在外部电源供电时，对所述备用电池进行充电。

3.如权利要求1所述的无缝切换电路，其特征在于，所述外部电压检测电路包括电阻R4和二极管D1；

电阻R4的一端连接外部电源，电阻R4的另一端与二极管D1的阴极串联连接；二极管D1的阳极连接所述电子开关电路。

4.如权利要求3所述的无缝切换电路，其特征在于，二极管D1为稳压二极管，电阻R4的阻值为1KΩ。

5.如权利要求1所述的无缝切换电路，其特征在于，所述控制电路包括场效应管Q3、三极管Q4、电阻R3；

三极管Q4的基极连接所述外部电压检测电路，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R3连接备用电池的正极；场效应管Q3的栅极连接三极管Q4的集电极，场效应管Q3的源极接地，场效应管Q3的漏极连接所述电子开关电路。

6.如权利要求5所述的无缝切换电路，其特征在于，所述三极管Q4的基极与发射极之间连接有电阻R5。

7.如权利要求5所述的无缝切换电路，其特征在于，所述电子开关电路包括：场效应管Q1、场效应管Q2、电阻R2；

场效应管Q1的源极连接场效应管Q2的源极，场效应管Q1的漏极连接所述备用电池的正极；场效应管Q2的漏极通过电容C1接地；电阻R2的一端同时连接至场效应管Q1和Q2的源极，电阻R2的另一端连接至场效应管Q1和Q2的栅极。

8.如权利要求5或7所述的无缝切换电路，其特征在于，场效应管Q1和场效应管Q2为P沟道场效应管，场效应管Q3为N沟道场效应管。

9.如权利要求2所述的无缝切换电路，其特征在于，所述备用电池充电电路包括充电IC和电阻R1；

所述充电IC的基准电压端通过电阻R1接地，所述充电IC的电源端外接5V电压，所述充电IC的火线端悬空，所述充电IC的接地端接地，所述充电IC的输出端连接所述备用电池的正极。

10.如权利要求1所述的无缝切换电路，其特征在于，所述备用电池包括电池，及与之相并联的电容C2；

所述电池的正极连接所述电子开关电路和所述备用电池充电电路，所述电池的负极接地。