CN205304393U - 一种微功耗不间断备用电源切换电路 - Google Patents

一种微功耗不间断备用电源切换电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种微功耗不间断备用电源切换电路，其技术特点是：包括MCU电压采样及控制模块、主电源模块、备用电池模块和基准电源模块；MCU电压采样及控制模块包括MCU处理器、主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路，MCU处理器通过输入端口采集主电源、备用电池、基准电源的电压数据，MCU处理器通过输出端口与两个切换控制电路相连接用于控制主电源模块、备用电池模块的截止或导通为负载供电。本实用新型实现了对主电源、备用电池、基准电源的电压采样功能，通过对PMOS的截止、导通控制对主电源、备用电池不间断切换，提高用电效率，减少用电功耗，延长备用电池使用寿命，具有传输效率高、成本低廉、易于实现等特点。

Description

一种微功耗不间断备用电源切换电路
技术领域
[0001]本实用新型属于不间断电源技术领域，尤其是一种微功耗不间断备用电源切换电路。
背景技术
[0002]目前，在微功耗不间断备用电源切换管理电路设计及实施过程中，通常采用专用芯片或二极管串并联方式实现。上述技术方案存在的问题是:(I)专用芯片方案成本高而且专用芯片选型较难;(2)二极管方案中，二极管压降较大，导致传输效率低。
发明内容
[0003]本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种设计合理、传输效率高、成本低且易于实现的微功耗不间断备用电源切换电路。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的:
[0005] —种微功耗不间断备用电源切换电路，包括MCU电压采样及控制模块、主电源模块、备用电池模块和基准电源模块;所述MCU电压采样及控制模块包括MCU处理器、主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路，MCU处理器通过输入端口采集主电源、备用电池、基准电源的电压数据，MCU处理器通过输出端口与主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路相连接控制主电源模块、备用电池模块的截止或导通为负载供电。
[0006] 进一步，所述主电源模块的切换控制电路包括两个分压电阻和一个PMOS管，两个分压电阻的公共端连接M⑶处理器的一个输入端，MCU处理器通过一个输出端口控制PMOS管的栅极，该PMOS管的漏极接主电源，PMOS管的源极接输出负载，M⑶处理器通过输出端口控制PMOS截止、导通来决定主电源模块是否输出电压。
[0007] 进一步，所述备用电池模块的切换控制电路包括两个分压电阻和一个PMOS管，两个分压电阻的公共端连接MCU处理器的一个输入端，M⑶处理器通过一个输出端口控制PMOS管的栅极，该PMOS管的漏极接备用电池，该PMOS管的源极接输出负载，MCU处理器通过输出端口控制PMOS截止、导通来决定备用电池是否输出电压。
[0008] 进一步，所述基准电源模块包括一个限流电阻和基准电压芯片，该限流电阻一端与基准电压相连接，该限流电阻的另一端与基准电压芯片及MCU处理器的一个输入端相连接，该基准电压芯片的另一端与地连接。
[0009]本实用新型的优点和积极效果是:
[0010]本实用新型采用MCU作为检测及控制电路的核心，实现了对主电源、备用电池、基准电源的电压采样功能，通过对PMOS的截止、导通控制对主电源、备用电池不间断切换，降低了导通压降，提高用电效率，减少用电功耗，延长备用电池使用寿命，具有传输效率高、成本低廉、易于实现等特点。
附图说明
[0011]图1是本实用新型的电路方框图；
[0012]图2是MCU电压采样及控制模块的电路方框图；
[0013]图3是主电源模块的切换控制电路的电路图；
[0014]图4是备用电池模块的切换空盒子电路的电路图；
[0015]图5是基准电源模块的电路图。
具体实施方式
[0016]以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述:
[0017] —种微功耗不间断电源切换电路，如图1所示，包括MCU电压采样及控制模块、主电源模块、备用电池模块、基准电源模块。所述MCU电压采样及控制模块与主电源模块、备用电池模块、基准电源模块相连接，用于对各模块进行电压采样，并将采样电压进行比较处理后控制主电源、备用电池的截止或导通。
[0018]如图2所示，所述MCU电压采样及控制模块包括STM8L051F3单片机、主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路。其中采用STM8L051F3单片机作为核心，其通过输入端口采集主电源、备用电池、基准电源等的电压数据，进过计算处理后通过输出端口与主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路相连接并控制主电源模块的PMOS管、备用电池模块的PMOS截止、导通并为负载供电。
[0019] 如图3所示，所述主电源模块的切换控制电路，包括电阻R6、R7、R4、PMOS管Q2，主电源模块的正极连接电阻R6的一端并与PMOS管Q2的漏极(D)相连接，主电源模块的负极与电阻R7—端共同接地，电阻R6、R7的另一端与STM8L051F3单片机的一个输入端口(adcVin)相连接。电阻R4的一端与PMOS管的源极(S)相连接，R4的另一端与STM8L051F3单片机的输出端(Vpower)相连接。STM8L051F3单片机通过一个输入端口检测R6、R7分压电压adcVin，STM8L051F3单片机通过一个输出端口 Vpower控制Q2场效应晶体管PMOS截止、导通决定主电源G是否输出电压。其控制切换原理为:当adcVin电压大于参考值时，Vin通过Q2场效应晶体管PMOS的体二极管连接至VCC，STM8L051F3单片机控制Vpower管脚为低电平，此时Q2场效应晶体管PMOS导通，VCC电压为高并近似等于Vin，供给后续电路工作。当adcVin电压小于参考值时，STM8L051F3单片机控制Vpower管脚为高电平，此时Q2场效应晶体管PMOS截止，主电源不供电，且漏电流为Q2场效应晶体管PMOS管的体二极管的反向漏电流。此时STM8L051F3单片机可以选择备用电池供电。
[0020] 如图4所示，备用电池模块的切换控制电路包括电阻Rl、R3、R2、PMOS管Ql，备用电池模块的正极连接电阻Rl的一端并与PMOS管Ql的漏极(D)相连接，备用电池模块的负极与电阻R3—端共同接地，电阻R1、R3的另一端与STM8L051F3单片机的一个输入端口(adcBatt)相连接。电阻R2的一端与PMOS管的源极(S)相连接，R2的另一端与STM8L051F3单片机的输出端(Bpower)相连接。STM8L051F3单片机通过一个输入端口检测Rl、R3分压电压adcBatt，STM8L051F3单片机通过一个输出端口 Bpower控制Ql场效应晶体管PMOS截止、导通决定主电源G是否输出电压。其控制切换原理为:当adcBatt电压大于参考值时，Vin通过Ql场效应晶体管PMOS的体二极管连接至VCC，STM8L051F3单片机控制Bpower管脚为低电平，此时Ql场效应晶体管PMOS导通，VCC电压为高，供给后续电路工作。当adcBatt电压小于参考值时，STM8L051F3单片机控制Bpower管脚为高电平，此时Ql场效应晶体管PMOS截止，备用电池不供电，且漏电流为Ql场效应晶体管PMOS管的体二极管的反向漏电流。此时STM8L051F3单片机可以选择主电源供电。
[0021] 基准电源模块的电路，如图5所示，包括电阻R5、基准电压芯片DI (LM285)，电阻R5的一端与输出电压VCC相连接，R5的另一端与基准电压芯片Dl相连接，并与STM8L051F3单片机的一个输入端口(Vref)相连接，基准电压芯片Dl的另一端与地连接。
[0022]需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (4)

1.一种微功耗不间断备用电源切换电路，其特征在于:包括MCU电压采样及控制模块、主电源模块、备用电池模块和基准电源模块;所述MCU电压采样及控制模块包括MCU处理器、主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路，MCU处理器通过输入端口采集主电源、备用电池、基准电源的电压数据，M⑶处理器通过输出端口与主电源模块的切换控制电路和备用电池模块的切换控制电路相连接并控制主电源模块、备用电池模块的截止或导通为负载供电。
2.根据权利要求1所述的一种微功耗不间断备用电源切换电路，其特征在于:所述主电源模块的切换控制电路包括两个分压电阻和一个PMOS管，两个分压电阻的公共端连接MCU处理器的一个输入端，M⑶处理器通过一个输出端口控制PMOS管的栅极，该PMOS管的漏极接主电源，PMOS管的源极接输出负载，M⑶处理器通过输出端口控制PMOS截止、导通来决定主电源模块是否输出电压。
3.根据权利要求1所述的一种微功耗不间断备用电源切换电路，其特征在于:所述备用电池模块的切换控制电路包括两个分压电阻和一个PMOS管，两个分压电阻的公共端连接M⑶处理器的一个输入端，M⑶处理器通过一个输出端口控制PMOS管的栅极，该PMOS管的漏极接备用电池，该PMOS管的源极接输出负载，M⑶处理器通过输出端口控制PMOS截止、导通来决定备用电池是否输出电压。
4.根据权利要求1所述的一种微功耗不间断备用电源切换电路，其特征在于:所述基准电源模块包括一个限流电阻和基准电压芯片，该限流电阻一端与基准电压相连接，该限流电阻的另一端与基准电压芯片及MCU处理器的一个输入端相连接，该基准电压芯片的另一端与地连接。
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CN106532913A (zh) * 2016-11-25 2017-03-22 湖南国科微电子股份有限公司 一种备用电源自动切换电路及半导体装置
CN106816951A (zh) * 2016-10-18 2017-06-09 广东探金电子科技有限公司 一种无缝自动电池切换电路
CN110556910A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 长城汽车股份有限公司 一种电源切换电路、供电电源系统及车辆
CN112649649A (zh) * 2020-09-25 2021-04-13 合肥恒烁半导体有限公司 一种mcu芯片电源电压检测电路

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