CN207442480U - 一种便携型通讯设备多电源输入管理结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携型通讯设备多电源输入管理结构，包括有若干独立的输入电源，每一组电源输入后分两路接出，一路连接对应的一开关模块，另一路连接共同的单片机检测控制模块，每一开关模块对应一组电源输入，且每一开关模块分别与单片机检测控制模块连接，开关模块的输出端连接至负载。本实用新型通过设置多路电源输入端口，每一路均有独立的电子开关模块，电子开关模块有两个档位，一是单向导通，二是双向完全导通；通过单片机检测电路可以检测每一路输入的电压、电流以及功率切换管的温度，而通过单片机的检测，自动判断出新接入的电源是否接入系统，当接入系统时，可以单向导通接入系统或者双向导通接入系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源装置技术领域，具体涉及一种用于便携式通讯设备的电源输入管理结构。
背景技术
目前，通讯设备大多采用48V直流电作为其工作电压，对于便携型的通讯设备，为了便于使用人员携带，主设备都采用轻量化的设计，对于主设备的后备锂电池来说，也需要轻量化设计，但轻量化设计的结果是导致锂电池容量很有限，这样会使主设备的工作时间较短。为了延长主设备的工作时间，有时可能需要根据需求，携带多块后备锂电池。然而，通讯设备工作时不能断电，断电一次，再次开启设备，会经过很长时间的热机时间和建立通讯时间，才能再次使用，这样会给正常使用造成极大的不便。所以，研究一种可以使主设备的电源在多块电池输入或者电源输入之间随意热插拔切换而不断电，不影响设备的正常使用，即成了业界亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种使能够自动检测各路输入电源的电压，符合系统要求的则接入系统，不符合系统要求的则不会接入、可使主设备在电源切换时不会断电的便携型通讯设备多电源输入管理结构。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种便携型通讯设备多电源输入管理结构，其特征在于：包括有若干独立的输入电源，每一组电源输入后分两路接出，一路连接对应的一开关模块，另一路连接共同的单片机检测控制模块，每一开关模块对应一组电源输入，且每一开关模块分别与单片机检测控制模块连接，开关模块的输出端连接至负载；所述开关模块具有相同的结构，均包括有两开关管和一二极管，两开关管串联连接形成双向导通控制结构，一只开关管接电源输入端，另一只开关管形成电源输出；二极管跨接于连接电源输入的开关管的两端形成单向导通控制结构。各路电源分别通过各自的输入端口输入系统，并且每个输入电源都连接一个开关模块来控制此路电源是否接入系统。同时，每一路输入电源均会接到单片机检测控制模块，单片机检测每一路输入的电压、电流和温度，通过计算后控制开关模块是否接通。
进一步地，两只开关管均为P型MOS管，其中，开关管Q1的漏极连接电源输入端，其栅极连接单片机检测控制模块形成S1控制通道，而开关管Q1的源极连接开关管Q2的源极；开关管Q2的漏极连接电源输出端，而开关管Q2的栅极连接单片机检测控制模块形成S2控制通道；二极管D1的正极连接开关管Q1的漏极，其负极连接开关管Q1的源极形成跨接结构。当需要开关模块单向导通时，只需要导通开关管Q2，此时，电源输入先经过二极管D1，再经过开关管Q2，此时是单向导通状态。当需要双向导通时，同时开启两个MOS管，此时开关模块处于完全导通状态。
进一步地，所述单片机检测控制模块包括有计算控制单元、电压检测单元、电流检测单元、MOS管温度检测单元和信号驱动输出单元，电压检测单元、电流检测单元、MOS管温度检测单元和信号驱动输出单元均分别与计算控制单元连接，信号驱动输出单元分别连接各开关模块形成控制通道，电压检测单元和电流检测单元分别连接电源输入形成电压检测结构和电流检测结构，MOS管温度检测单元则分别连接至各开关模块的两开关管形成对开关模块的温度检测结构。各路输入电源的电压检测、电流检测以及各路开关模块的温度检测等数据信息输入到单片机的计算控制单元，计算控制单元进行运算判定后，输出信号去驱动各个开关模块接通电路。
首先，整个系统的供电为48V输入，其容许范围为36-72V，凡是在36-72V输入的电源，均认为有效的输入，可以接入系统。超出这个范围的电源输入电压，单片机检测控制模块不会使其接入系统。
其次，单片机对符合系统输入要求的各路输入电源的电压进行检测，检测出的电压值和已经接入系统的电压值进行比较，当电源电压值相同或者很接近时，则判定是同一类电源，此时控制电路发出指令，控制各个接入电源的开关模块完全导通。
如果检测出新接入的电源电压和已经接入的电源电压相差比较大，比如一个电压是54V，一个电压是39V，此时单片机判断出，两个电源的开关模块不能完全导通，只能单向导通，否则会形成电流倒灌，此时需要单向导通接入系统。具体实现方式会分两步切换：
(1)先发出信号，使已经接入系统的电源从完全导通状态，切换成单向导通状态；
(2)再发出信号，开启新接入电源的开关模块，使其处于单向导通状态。
这样，两个电压不同的电源同时给系统供电，而两个电源之间不会互相形成倒灌电流。以上列举了两路电源输入的情况，多路电源输入的情况，也和两个输入情况的判断方法一致，分为两步切换，先切换原先已经接入系统的电源为单向导通状态，再切换新接入电源为单向导通状态。
正常工作时，单片机系统还会实时监测每一路输入电源的电压、电流和温度，其中任意一项超过设定值，则判定此路输入的电源存在异常，系统会立即关闭此路输入的电源，以保护主设备不被损坏。
本实用新型通过设置多路电源输入端口，每一路均有独立的电子开关模块，电子开关模块有两个档位，一是单向导通，二是双向完全导通；通过单片机检测电路可以检测每一路输入的电压、电流以及功率切换管的温度，而通过单片机的检测，自动判断出新接入的电源是否接入系统，当接入系统时，可以单向导通接入系统或者双向导通接入系统。由此可以达到以下效果：
第一，在便携型通讯设备的电池电量即将耗尽时，可以随时接入一个或者多个新的电池而不影响设备正常工作；
第二，给用户在使用通讯设备时带来多样的选择，如果需要设备工作的时间较短，可以带一块备用电池，这样可以有效减少便携设备的重量；需要延长设备使用时间，可以携带两块电池；需要更长的使用时间，可以携带多块电池。在设备的总体重量和设备的使用时间上，可以有多样化的选择，带来比较好的用户体验；
第三，自动检测各路输入电源的电压，电压如果符合系统要求，则接入系统，电压不符合系统要求，则不会接入系统。当接入的电源电压和已经接入的电源电压相同或者相近时，这几个电源输入端的开关完全导通；当接入的电源电压和已经接入的电源电压差别比较大时，这几路电源输入端的开关单向导通。此时每一路输入的电源同时给主设备供电，但各路电源之间相互隔离，不会倒灌，尤其是电池输入时，各个电池之间互相隔离，不会形成互相充电的现象。
附图说明
图1为本实用新型电路原理框图；
图2为开关模块原理图；
图3为单片机检测控制模块原理框图；
图4为本实用新型检测控制流程图。
具体实施方式
本实施例中，参照图1，所述便携型通讯设备多电源输入管理结构，包括有若干独立的输入电源，每一组电源输入后分两路接出，一路连接对应的一开关模块，另一路连接共同的单片机检测控制模块，每一开关模块对应一组电源输入，且每一开关模块分别与单片机检测控制模块连接，开关模块的输出端连接至负载；所述开关模块具有相同的结构，均包括有两开关管和一二极管，两开关管串联连接形成双向导通控制结构，一只开关管接电源输入端，另一只开关管形成电源输出；二极管跨接于连接电源输入的开关管的两端形成单向导通控制结构。各路电源分别通过各自的输入端口输入系统，并且每个输入电源都连接一个开关模块来控制此路电源是否接入系统。同时，每一路输入电源均会接到单片机检测控制模块，单片机检测每一路输入的电压、电流和温度，通过计算后控制开关模块是否接通。
参照图2，两只开关管均为P型MOS管，其中，开关管Q1的漏极连接电源输入端，其栅极连接单片机检测控制模块形成S1控制通道，而开关管Q1的源极连接开关管Q2的源极；开关管Q2的漏极连接电源输出端，而开关管Q2的栅极连接单片机检测控制模块形成S2控制通道；二极管D1的正极连接开关管Q1的漏极，其负极连接开关管Q1的源极形成跨接结构。当需要开关模块单向导通时，只需要导通开关管Q2，此时，电源输入先经过二极管D1，再经过开关管Q2，此时是单向导通状态。当需要双向导通时，同时开启两个MOS管，此时开关模块处于完全导通状态。
参照图3，所述单片机检测控制模块包括有计算控制单元、电压检测单元、电流检测单元、MOS管温度检测单元和信号驱动输出单元，电压检测单元、电流检测单元、MOS管温度检测单元和信号驱动输出单元均分别与计算控制单元连接，信号驱动输出单元分别连接各开关模块形成控制通道，电压检测单元和电流检测单元分别连接电源输入形成电压检测结构和电流检测结构，MOS管温度检测单元则分别连接至各开关模块的两开关管形成对开关模块的温度检测结构。各路输入电源的电压检测、电流检测以及各路开关模块的温度检测等数据信息输入到单片机的计算控制单元，计算控制单元进行运算判定后，输出信号去驱动各个开关模块接通电路。
参照图4，工作流程为：首先，整个系统的供电为48V输入，其容许范围为36-72V，凡是在36-72V输入的电源，均认为有效的输入，可以接入系统。超出这个范围的电源输入电压，单片机检测控制模块不会使其接入系统。
其次，单片机对符合系统输入要求的各路输入电源的电压进行检测，检测出的电压值和已经接入系统的电压值进行比较，当电源电压值相同或者很接近时，则判定是同一类电源，此时控制电路发出指令，控制各个接入电源的开关模块完全导通。
如果检测出新接入的电源电压和已经接入的电源电压相差比较大，比如一个电压是54V，一个电压是39V，此时单片机判断出，两个电源的开关模块不能完全导通，只能单向导通，否则会形成电流倒灌，此时需要单向导通接入系统。具体实现方式会分两步切换：
(1)先发出信号，使已经接入系统的电源从完全导通状态，切换成单向导通状态；
(2)再发出信号，开启新接入电源的开关模块，使其处于单向导通状态。
这样，两个电压不同的电源同时给系统供电，而两个电源之间不会互相形成倒灌电流。以上列举了两路电源输入的情况，多路电源输入的情况，也和两个输入情况的判断方法一致，分为两步切换，先切换原先已经接入系统的电源为单向导通状态，再切换新接入电源为单向导通状态。
正常工作时，单片机系统还会实时监测每一路输入电源的电压、电流和温度，其中任意一项超过设定值，则判定此路输入的电源存在异常，系统会立即关闭此路输入的电源，以保护主设备不被损坏。
以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
Claims (4)
1.一种便携型通讯设备多电源输入管理结构，其特征在于：包括有若干独立的输入电源，每一组电源输入后分两路接出，一路连接对应的一开关模块，另一路连接共同的单片机检测控制模块，每一开关模块对应一组电源输入，且每一开关模块分别与单片机检测控制模块连接，开关模块的输出端连接至负载；所述开关模块具有相同的结构，均包括有两开关管和一二极管，两开关管串联连接形成双向导通控制结构，一只开关管接电源输入端，另一只开关管形成电源输出；二极管跨接于连接电源输入的开关管的两端形成单向导通控制结构。
2.根据权利要求1所述的便携型通讯设备多电源输入管理结构，其特征在于：两只开关管均为P型MOS管，其中，开关管Q1的漏极连接电源输入端，其栅极连接单片机检测控制模块形成S1控制通道，而开关管Q1的源极连接开关管Q2的源极；开关管Q2的漏极连接电源输出端，而开关管Q2的栅极连接单片机检测控制模块形成S2控制通道；二极管D1的正极连接开关管Q1的漏极，其负极连接开关管Q1的源极形成跨接结构。
3.根据权利要求2所述的便携型通讯设备多电源输入管理结构，其特征在于：所述单片机检测控制模块包括有计算控制单元、电压检测单元、电流检测单元、MOS管温度检测单元和信号驱动输出单元，电压检测单元、电流检测单元、MOS管温度检测单元和信号驱动输出单元均分别与计算控制单元连接，信号驱动输出单元分别连接各开关模块形成控制通道，电压检测单元和电流检测单元分别连接电源输入形成电压检测结构和电流检测结构，MOS管温度检测单元则分别连接至各开关模块的两开关管形成对开关模块的温度检测结构。
4.根据权利要求3所述的便携型通讯设备多电源输入管理结构，其特征在于：各电源输入的电压范围均为36-72V。
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