CN207475279U - 节能高效应急电源切换控制电路 - Google Patents

节能高效应急电源切换控制电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种节能高效应急电源切换控制电路,包括用电设备,所述用电设备一端连接应急电源,所述应急电源一端连接控制检测单元,所述控制检测单元一端连接供电电源,所述应急电源与所述供电电源之间还设有充电电路,其中,所述充电电路包括开关装置所述开关装置的输入端连接所述供电电源,所述开关装置的控制端连接处理单元,所述开关装置的输出端连接充电芯片,所述充电芯片的输出连接应急电源;由于采用了上述技术方案,与现有的技术相比,本实用新型通过在应急电源和供电电源之间设计充电电路,使得在供电电源正常工作的同时为应急电源供电,无需工作人员再去进行充电或更换应急电源,大大提高了效率。

Description

节能高效应急电源切换控制电路
技术领域
[0001] 本实用新型属于应急电源技术领域,尤其涉及一种节能高效应急电源切换控制电 路。
背景技术
[0002] 目前现有的用电设备在突然断电的情况下,需要应急电源对用电设备持续供电, 但是在应急电源供应过一次之后就要重新进行充电,或者更换应急电源,如果应急电源用 尽后忘记更换,在下次断电后就会造成不可避免的损失。 实用新型内容
[0003] 针对现有技术的不足,本实用新型要解决背景技术中的部分问题。
[0004] 为了解决上述问题,本实用新型提供了一种节能高效应急电源切换控制电路,包 括用电设备,所述用电设备一端连接应急电源,所述应急电源一端连接控制检测单元,所述 控制检测单元一端连接供电电源,所述应急电源与所述供电电源之间还设有充电电路,其 中,所述充电电路包括开关装置所述开关装置的输入端连接所述供电电源,所述开关装置 的控制端连接处理单元,所述开关装置的输出端连接充电芯片,所述充电芯片的输出连接 应急电源。
[0005] 在一些实施例中,所述应急电源通过静态开关连接控制单元,所述应急电源内设 有自动切换开关和旁路开关,所述静态开关与所述自动切换开关并联。
[0006] 在一些实施例中,所述静态开关为无触点电子开关。
[0007] 在一些实施例中,所述处理单元为中央处理器CPU,所述处理单元用于在所述开关 装置与所述供电电源连接时,根据预设的控制命令控制所述开关装置的接通和断开。
[0008] 在一些实施例中,所述处理单元,还用于当所述供电电源与所述应急电源适配时, 控制所述开关装置接通,以使所述供电电源为所述应急电源供电。
[0009] 在一些实施例中,所述充电芯片,用于在所述开关装置接通时,检测所述供电电源 与所述应急电源是否适配。
[0010] 在一些实施例中,所述充电电路还包括适配器,所述开关装置的输入端通过所述 适配器与所述供电电源连接。
[0011] 在一些实施例中,所述适配器通过充电线VBUS与所述开关装置的输入端连接,所 述开关装置的输出端通过所述VBUS与所述充电芯片的输入端连接。
[0012] 在一些实施例中,所述开关装置为过压保护OVP器件,所述〇VP器件的检测端EN接 口与所述处理单元的通用输入输出GPI0接口连接,所述〇VP的输出接口通过所述VBUS分别 与VBUS接口和VBUS-SNS接口连接;所述处理单元用于通过控制所述GPI〇接口的电位差来控 制所述0VP器件的通断。
[0013] 在一些实施例中,所述充电电路还包括接地电阻,所述接地电阻的一端与所述开 关装置的控制端连接,所述接地电阻的另一端接地。
[0014] 由于采用了上述技术方案,与现有的技术相比,本实用新型通过在应急电源和供 电电源之间设计充电电路,使得在供电电源正常工作的同时为应急电源供电,无需工作人 员再去进行充电或更换应急电源,大大提高了效率。
附图说明: _
[0015] 图1是本实用新型节能高效应急电源切换控制电路的结构示意图;
[0016] 图2是本实用新型充电电路的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当说明的是,此处 所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
[0018] 实施例:如图1和图2所示,本实施例提供了一种节能高效应急电源切换控制电路, 包括用电设备1,所述用电设备1 一端连接应急电源3,所述应急电源3—端连接控制检测单 元8,所述控制检测单元8—端连接供电电源2,所述应急电源3与所述供电电源2之间还设 有充电电路100,充电电路100可以置于供电电源2内;其中,所述充电电路1〇〇包括开关装置 20,所述开关装置20的输入端连接所述供电电源2,所述开关装置20的控制端连接处理单元 10,所述开关装置20的输出端连接充电芯片30,所述充电芯片30的输出连接应急电源3。
[0019] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述应急电源3通过静态开关5连接控制单元 4,所述应急电源3内设有自动切换开关6和旁路开关7,所述静态开关5与所述自动切换开关 6并联。
[0020] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述静态开关5为无触点电子开关。
[0021] 为了方便应急电源3两种状态的切换,在应急电源3内设有自动切换开关6和旁路 开关7,在正常工作时,供电电源2通过旁路开关7向用电设备1和控制单元4供电,当供电电 源2发生故障或突然停电时,自动切换开关6将供电线路切换至应急电源3上,通过应急电 源3的应急电源组对用电设备1和控制单元4进行供电。
[0022] 为了方便应急电源3检测供电电源2是否发生故障或突然停电,在应急电源3与供 电电源2之间设有控制检测单元8,控制检测单元8实时的对供电电源2进行检测,确定是否 发生故障,或者发生停电现象,及时控制应急电源3切换供电线路。为了提高应急电源1的切 换速度,避免停机现象的发生,防止停机对设备造成损坏,保证设备的正常运转,将静态开 关5与自动切换开关6并联,并且设置静态开关5为无触点电子开关,从而提高了应急电源3 的切换速度,保证了用电设备1的供电,使用电设备1可以正常运转。
[0023] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述处理单元10为中央处理器CPU,所述处理 单元10用于在所述开关装置20与所述供电电源2连接时,根据预设的控制命令控制所述开 关装置20的接通和断开。
[0024] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述处理单元10,还用于当所述供电电源2与 所述应急电源3适配时,控制所述开关装置20接通,以使所述供电电源2为所述应急电源3供 电。
[0025] 本实施例的技术方案,处理单元10控制开关的接通和断开的具体次数根据实际需 要设定,本实施例对此不做限制。
[0026] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述充电心片3〇,用于在所还开天莰直⑶汝 通时,检测所述供电电源2与所述应急电源3是否适配。 、、、
[0027] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述充电电路1〇〇还包括适配器40,所述开关 装置20的输入端通过所述适配器40与所述供电电源2连接。 …、、
[0028] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述适配器40通过充电线VBUS与所述开关装 置20的输入端连接,所述开关装置20的输出端通过所述VBUS与所述充电芯片3〇的输入端 连接。 、
[0029] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述开关装置20为过压保护〇VP器件,所述 0VP器件的检测端EN接口与所述处理单元1〇的通用输入输出⑶10接口连接,所述的输 出接口通过所述VBUS分别与所述VBUS接口和所述VBUS-SNS接口连接;所述处理单元1〇用 于通过控制所述GPI0接口的电位差来控制所述0vp器件的通断。
[0030] 在本实施例一些可选的实施方式中,所述充电电路1〇〇还包括接地电阻幻,所述接 地电阻R1的一端与所述开关装置20的控制端连接,所述接地电阻R1的另一端接地。
[0031] 在本实施例一些可选的实施方式中,为了提高了充电芯片3〇对供电电源2与应急 电源3适配性检测的准确性,本实施例的预设的控制命令可以为控制所述开关装置20进行 至少两次接通和断开,此时,所述处理单元1〇,具体用于在所述开关装置20与所述供电电源 2连接时,根据所述预设的控制命令控制所述开关装置2〇至少两次接通和断开;所述处理单 元10,具体用于当所述供电电源2与所述应急电源3在多次检测过程中均适配时,控制所述 开关装置20接通,以使所述供电电源2为所述应急电源3供电。
[0032] 例如,在供电电源2与开关装置2〇连接时,开关装置2〇处于接通状态,充电芯片3〇 检测一次供电电源与应急电源的适配性,接着处理单元10控制开关装置20断开,然后再接 通,此时相当于供电电源与开关装置20又一次连接,充电芯片3〇重新检测一次供电电源与 应急电源的适配性,以此类推,开关装置2〇在处理单元1〇的控制下,进行多次(至少两次)通 断,对应的充电芯片30多次检测供电电源与应急电源的适配性,进而提高了对供电电源的 准确识别。
[0033] 本实施例的处理单元10具有记忆功能,充电芯片30将每次供电电源与应急电源是 否匹配的检测结果发送给处理单元10,处理单元10记录每次的检测结果,在每次检测结果 均为适配时,处理单元10进一步控制开关装置20接通,使得供电电源为应急电源充电。
[0034] 需要说明的是,在开关装置20接通时,充电芯片30获得供电电源的基本信息,例如 类型、额定电流和截止电流等信息,充电芯片3〇将供电电源的基本信息与应急电源的基本 信息进行比较,以此来判断供电电源与应急电源的适配性。
[0035] 举例说明,假设预设的开关的接通次数为2。当供电电源插入到待供电电源上时, 供电电源与开关装置20连接,此时,开关装置20接通,充电芯片3〇获得供电电源的基本信息 (例如额定充电电流),并将获得的供电电源的基本信息与应急电源的基本信息进行比对, 判断供电电源与应急电源是否匹配,例如获得供电电源的输出电流为2A,应急电源的充电 电流也为2A,则说明供电电源与应急电源匹配。充电芯片30将匹配的检测结果发送给处理 单元10。接着,处理单元10控制开关装置20断开后再接通,此时充电芯片3〇又一次检测到有 供电电源接入,则再次获得供电电源的基本信息,将供电电源的基本信息与应急电源的基 本信息进行比对,判断供电电源与应急电源是否匹配,假设匹配,则充电芯片3叫各该匹配 的信息发送给处理单元10。紧接着,处理单元10再次控制开关装置20断开后再接通,充电芯 片30再一次检测到有供电电源接入,再次获得供电电源的基本信息,判断供电电源与应急 电源的匹配性,假设匹配,则充电芯片3川各该匹配信息发送给处理单元10。处理单元10在 多次检测到上述充电芯片30发送的信息均为供电电源与应急电源匹配的信息时,处理单元 10控制开关装置20接通,使得供电电源为应急电源充电。
[0036]由此可知,本实施例的充电电路100不仅可以提高供电电源与应急电源匹配性的 检测准确性,并且可以实现对供电电源类型的准确判断,进而可以防止由于对充电器类型 识别不准确而造成的充电问题。例如现有一些手机出现充电慢或者应急电源过放电后不能 开机的情况,这是由于手机将快充充电器识别成普通充电器,使其充电电流小,造成充电慢 的问题。或者在手机过放电后再充电时,由于充电电流小于开机系统电流,使得手机出现反 复重启的现象。本申请的充电电路100在充电之前,检测供电电源的类型等基本信息,进而 实现对供电电源类型的准确检测,提高充电的可靠性。需要说明的是,处理单元10在接收到 充电芯片3。发送的检测结果后,立即控制开关装置20断开。
[0037] 在本实施例一些可选的实施方式中,本实施例的处理单元10还可以在适配的检测 结果满足一定的比例时,控制开关装置20闭合,使得供电电源为应急电源充电。例如,预设 的比例为0.6,充电芯片30共进行了5次检测,其中4次检测到供电电源与应急电源匹配,只 有1次检测不匹配,则处理单元10控制开关装置20接通,使得供电电源为应急电源充电。 [0038]在本实施例一些可选的实施方式中,本实施例的处理单元10可以是数字信号处理 (Digital SignalProcessing/Processor,简称DSP)、微控制器单元(Micro Control Unit, 简称MCU)或者微处理器单元((Micro Processor Unit,简称MPU)等。在本实施例一些可选 的实施方式中,本实施例的处理单元10可以是待供电电源的中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)。
[0039]本实施例的技术方案,处理单元控制开关的接通和断开的具体次数根据实际需要 设定,本实施例对此不做限制。本实用新型提供的充电电路,通过将开关装置20的控制端与 所述处理单元10连接,所述开关装置20的输入端用于与外部供电电源连接,所述开关装置 20的输出端与所述充电芯片30的输入端连接,所述充电芯片30的输出端与应急电源连接; 所述处理单元10,用于在所述开关装置20与所述供电电源连接时,根据预设的控制命令控 制所述开关装置20的接通和断开;所述充电芯片30,用于在所述开关装置20接通时,检测所 述供电电源与所述应急电源是否适配;所述处理单元1〇,还用于当所述供电电源与所述应 急电源适配时,控制所述开关装置20接通,以使所述供电电源为所述应急电源供电。本实施 例的充电电路100,处理单元10控制开关装置20的接通和断开,使得充电芯片30实现对供电 电源的检测,进而实现了供电电源与应急电源匹配性的准确检测,从而提高了充电的可靠 性和安全性。
[0040] 在本实施例一些可选的实施方式中,本实施例的开关装置2〇可以是过压保护 (Over VoltageProtection,简称0VP)器件,所述0VP器件的检测端EN接口与所述处理单元 10的通用输入输出(General Purpose工nput/Output,简称GPI0)接口连接,所述0VP的输出 接口通过所述VBUS分别与所述VBUS接口和所述VBUS-SNS接口连接;所述处理单元1 〇用于通 过控制所述GPI0接口的电位差来控制所述0VP器件的通断。
[0041] 在实际使用时,处理单元10根据预设的控制命令来控制0VP器件的通断。具体的, 处理单元10的GPIO接口与OVP器件的EN接口连接,处理单元10拉低GPIO接口与EN接口的电 位,0VP器件无法使供电电源输入的电信号通过,此时0VP器件相当于断开,使得供电电源与 充电芯片3。断开连接,进而使得供电电源无法对应急电源充电。处理单元10拉高GPIO接口 与EN接口的电位,0VP器件可以让供电电源输入的电信号通过,此时0VP器件相当于接通,使 得供电电源与充电芯片30连接,充电芯片30对供电电源的基本信息进行检测,并判断供电 电源与应急电源的匹配性。以此类推,处理单元10可以根据预设的控制命令,控制GPIO接口 与EN接口的电位差(拉低电位或者拉高电位),进而实现对开关装置20的通断的控制。
[0042]在本实施例一些可选的实施方式中,本实施例的开关装置20还可以是金属氧化物 半导体场效应晶体管((Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,简称 M0SFET)器件,所述M0SFET器件的门Gate接口与所述处理单元10的GPIO接口连接,所述 M0SFET的输出接口通过所述VBUS分别与所述VBUS接口和所述VBUS-SNS接口连接;所述处理 单元10用于通过控制所述GPI0接口的电位差来控制所述M0SFET器件的通断的控制。
[0043] 在实际使用时,处理单元10根据预设的控制命令来控制M0SFET器件的通断。具体 是,处理单元10的GPI0接口与M0SFET器件的Gate接口连接,处理单元10拉低GPI0接口与 Gate接口的电位,M0SFET器件无法使供电电源输入的电信号通过,此时M0SFET器件相当于 断开,使得供电电源与充电芯片30断开连接,进而使得供电电源无法对应急电源充电。处理 单元10拉高GPI0接口与Gate接口的电位,M0SFET器件可以让供电电源输入的电信号通过, 此时M0SFET器件相当于接通,使得供电电源与充电芯片30连接,充电芯片30对供电电源的 基本信息进行检测,并判断充应急电源与应急电源的匹配性。以此类推,处理单元1〇可以根 据预设的控制命令,控制GPI0接口与Gate接口的电位差(拉低电位或者拉高电位),进而实 现对开关装置20的通断的控制。
[0044] 在本实施例一些可选的实施方式中,本实施例的开关装置20还可以是其他的部 件,本实施例对开关装置20的具体类型不做限制,只要保证可以在处理单元10的控制下多 次通断即可。
[0045] 使用时,当供电电源2正常工作时,供电电源2通过旁路开关7向用电设备1和控制 单元4供电,同时,通过充电电路1〇〇对应急电源3充电,当供电电源2发生故障或突然停电 时,自动切换开关6将供电线路切换至应急电源3上,通过应急电源3的应急电源组对用电设 备1和控制单元4进行供电,利用静态开关5的无扰动切换,使控制单元4 一直处于运行状态, 在用电设备1通过应急电源3恢复供电时,能即可接收到“启动信号”,使用电设备继续保持 运行状态,应急电源3供电线路切换速度快,避兔停机现象的发生,防止停机对设备造成损 坏。
[0046] 以上结合附图详细描述了本实用新型的优选方式,但是,本实用新型并不限于上 述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方 案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0047]另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不予 矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型多 各种可能的组合方式不再另行说明。
[0048] 此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违 背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (9)

1. 一种节能高效应急电源切换控制电路,包括用电设备,其特征在于:所述用电设备一 端连接应急电源,所述应急电源一端连接控制检测单元,所述应急电源通过静态开关连接 控制单元,所述应急电源内设有自动切换开关和旁路开关,所述静态开关与所述自动切换 开关并联,所述控制检测单元一端连接供电电源,所述应急电源与所述供电电源之间还设 有充电电路,其中,所述充电电路包括开关装置所述开关装置的输入端连接所述供电电源, 所述开关装置的控制端连接处理单元,所述开关装置的输出端连接充电芯片,所述充电芯 片的输出连接应急电源。
2. 根据权利要求1所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述静态开关 为无触点电子开关。 _
3. 根据权利要求1所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述处理单元 为中央处理器CPU,所述处理单元用于在所述开关装置与所述供电电源连接时,根据预设的 控制命令控制所述开关装置的接通和断开。
4. 根据权利要求3所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述处理单 元,还用于当所述供电电源与所述应急电源适配时,控制所述开关装置接通,以使所述供电 电源为所述应急电源供电。
5. 根据权利要求1所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述充电芯 片,用于在所述开关装置接通时,检测所述供电电源与所述应急电源是否适配。
6. 根据权利要求1所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述充电电路 还包括适配器,所述开关装置的输入端通过所述适配器与所述供电电源连接。
7. 根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述适配器通过充电线VBUS与所述开关装 置的输入端连接,所述开关装置的输出端通过所述VBUS与所述充电芯片的输入端连接。
8. 根据权利要求7所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述开关装置 为过压保护OVP器件,所述〇VP器件的检测端EN接口与所述处理单元的通用输入输出GPIO接 口连接,所述OVP的输出接口通过所述VBUS分别与VBUS接口和VBUS-SNS接口连接;所述处理 单元用于通过控制所述GPI〇接口的电位差来控制所述〇VP器件的通断。
9. 根据权利要求1所述的节能高效应急电源切换控制电路,其特征在于:所述充电电路 还包括接地电阻,所述接地电阻的一端与所述开关装置的控制端连接,所述接地电阻的另 一端接地。
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