CN207652129U

CN207652129U - 一种多电源自动切换电路

Info

Publication number: CN207652129U
Application number: CN201721853486.9U
Authority: CN
Inventors: 左富强; 朱力; 何驰; 邱杰; 叶琪珺; 姚灵
Original assignee: Ningbo Water Meter Co Ltd
Current assignee: Ningbo Water Meter Group Co Ltd
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2018-07-24
Anticipated expiration: 2027-12-26

Abstract

本实用新型公开了一种多电源自动切换电路，包括微处理器、接口、内部电池、第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路；第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路均与微处理器连接，第一控制电路、第二控制电路均与接口连接，第三控制电路分别与内部电池和第一控制电路连接；接口还连接有外部设备，外部设备包括传感器模组和备份电源，所述第一控制电路用于控制内部电池给传感器模组供电，第二控制电路用于控制备份电源的输入，第三控制电路用于切断或接通内部电池的输入。本实用新型可以实现对备份电源和内部电池进行切换，从而通过增加外部备份电源的方式来延长设备的使用寿命，电路结构简单，适合电源多输入的智能水表应用。

Description

一种多电源自动切换电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源切换技术，尤其涉及一种多电源自动切换电路。

背景技术

目前，智能水表2.0发展的越来越快，由于没有传统机械水表的机械磨损堵塞等问题，使用寿命越来越长，市场应用普及率越来越高。由于智能水表2.0产品计量原理的更改，需要的功耗也不断攀升，对电池使用寿命有了更高要求，但水表壳体内部电池摆放位置有限，通常是尽量降低系统功耗，来降低电池消耗，延长使用寿命。

但是，现有的供电方式存在以下缺陷：

目前主流的供电方式，依然是内部电池供电，但随着智能水表功能的不断扩充、通信方式从有线到无线(比如NB-IoT通信技术)、通信频次要求提高等，水表功耗会显著提高，显然再通过不断增加壳体内部电池的方式不是最合适的。这种方式不仅影响产品美观，也无法切实解决上述难题。而且随着功能的扩充，智能水表可以增加其他的传感器，不仅仅是流量传感器，还可增加温度传感器、压力传感器、水质传感器等等，这些外部传感器通常也需要内部电池供电，并进行控制，因而增大了系统的电源的控制难度。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多电源自动切换电路，其通过电路对电源切换，增加外部备份电源实现延长设备的使用寿命。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种多电源自动切换电路，其特征在于，包括微处理器、接口、内部电池、第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路；第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路均与微处理器连接，第一控制电路、第二控制电路均与接口连接，第三控制电路分别与内部电池和第一控制电路连接；接口还连接有外部设备，外部设备包括传感器模组和备份电源，所述第一控制电路用于控制内部电池给传感器模组供电，第二控制电路用于控制备份电源的输入，第三控制电路用于切断或接通内部电池的输入。

进一步地，所述第一控制电路包括二极管D1、MOS管T1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，MOS管T1的源极和电阻R1的一端均与第三控制电路连接，MOS管T1的栅极通过电阻R2连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接电阻R1的另一端，三极管Q1的基极通过电阻R3连接微处理器，三极管Q1的发射极接地，MOS管T1的漏极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接接口。

进一步地，所述第二控制电路包括二极管D2、MOS管T2、三极管Q2、电容C1和电阻R4至电阻R7；MOS管T2的漏极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接一直流电VCC，MOS管T2的源极、电阻R4的一端、电阻R7的一端和电容C1的一端均连接接口，电容C1的另一端接地，MOS管T2的栅极通过电阻R5连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的集电极还连接电阻R4的另一端，三极管Q2的基极分别连接电阻R6的一端和电阻R7的另一端，电阻R6的另一端连接微处理器，三极管Q2的发射极接地，电阻R7的一端还连接第三控制电路。

进一步地，所述第三控制电路包括二极管D3、MOS管T3、三极管Q3、电容C2、电容C3和电阻R8至电阻R11；MOS管T3的漏极连接二极管D3的正极，二极管D3的负极和电容C2的一端均连接直流电VCC，电容C2的另一端接地，MOS管T3的栅极通过电阻R8连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的发射极还连接电阻R9的一端，MOS管T3的源极、电阻R9的另一端、电容C3的一端均与内部电池的正极连接，电容C3的另一端和内部电池的负极均接地；三极管Q3的基极分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端和三极管Q3的集电极均接地，电阻R11的另一端连接微处理器，电阻R7的一端连接三极管Q3的基极，电阻R9的另一端连接MOS管T1的源极。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型可以实现对备份电源和内部电池进行切换，从而通过增加外部备份电源的方式来延长设备的使用寿命，电路结构简单，适合电源多输入的智能水表应用。

附图说明

图1为本实用新型的一种多电源自动切换电路的模块结构图；

图2为本实用新型的一种多电源自动切换电路的电路结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本实用新提供一种多电源自动切换电路，其包括微处理器、接口、内部电池、第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路；第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路均与微处理器连接，第一控制电路、第二控制电路均与接口连接，第三控制电路分别与内部电池和第一控制电路连接；接口还连接有外部设备，外部设备包括传感器模组和备份电源，所述第一控制电路用于控制内部电池给传感器模组供电，第二控制电路用于控制备份电源的输入，第三控制电路用于切断或接通内部电池的输入。

本实用新型能够根据需要对传感器模组进行供电；支持电源的热插拔，方便现场的电源更换。当内部电池接入而接口无外部电源时，电源由内部电池提供；当接口接入备份电源时，自动切换到备份电源提供；当内部电池接入而接口有外部电源时，内部电池不为系统供电；当检测到外部电源较低时，自动切断外部供电，切换到内部电池供电；微处理器也可以根据需要，自动控制不同电源的供电；可根据其他传感器供电需要，将内部电池为其他传感器供电。

其中微控制器的功能是系统的大脑，实现系统的控制、计算与运行；接口的功能是与外部设备连接，比如传感器模组和备份电源；第一控制电路是控制其他传感器的电源供给；第二控制电路是控制备份电源的输入，以及对第三控制电路进行控制；第三控制电路是对内部电池进行控制，实现电源的自动切换。

具体的，参见图2，第一控制电路包括二极管D1、MOS管T1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，MOS管T1的源极和电阻R1的一端均与第三控制电路连接，MOS管T1的栅极通过电阻R2连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接电阻R1的另一端，三极管Q1的基极通过电阻R3连接微处理器U1，三极管Q1的发射极接地，MOS管T1的漏极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接接口J1。第二控制电路包括二极管D2、MOS管T2、三极管Q2、电容C1和电阻R4至电阻R7；MOS管T2的漏极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接一直流电VCC，MOS管T2的源极、电阻R4的一端、电阻R7的一端和电容C1的一端均连接接口J1，电容C1的另一端接地，MOS管T2的栅极通过电阻R5连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的集电极还连接电阻R4的另一端，三极管Q2的基极分别连接电阻R6的一端和电阻R7的另一端，电阻R6的另一端连接微处理器U1，三极管Q2的发射极接地，电阻R7的一端还连接第三控制电路。第三控制电路包括二极管D3、MOS管T3、三极管Q3、电容C2、电容C3和电阻R8至电阻R11；MOS管T3的漏极连接二极管D3的正极，二极管D3的负极和电容C2的一端均连接直流电VCC，电容C2的另一端接地，MOS管T3的栅极通过电阻R8连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的发射极还连接电阻R9的一端，MOS管T3的源极、电阻R9的另一端、电容C3的一端均与内部电池的正极连接，电容C3的另一端和内部电池的负极均接地；三极管Q3的基极分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端和三极管Q3的集电极均接地，电阻R11的另一端连接微处理器U1，电阻R7的一端连接三极管Q3的基极，电阻R9的另一端连接MOS管T1的源极。

本实用新型的工作原理为，当内部电池接入而接口J1无外部电源时，电阻R10将三极管Q3的基极拉低了，三极管Q3导通，电阻R8拉低，则MOS管T3导通，内部电池为VCC供电，二极管D3起到反向保护作用；该状态时，接口J1接入备份电源，电阻R7拉高，三极管Q2导通，电阻R5拉低，MOS管T2导通，电阻R7拉高的同时三极管Q3截止，电阻R8、电阻R9拉高，MOS管T3截止，内部电池不为外部供电，因而此时，将内部电池插拔，系统依然正常工作；该状态时，将备份电源从接口J1拔出时，电阻R7和三极管Q3被拉低，三极管Q3导通而三极管Q2截止，进而MOS管T3导通而MOS管T2截止，内部电池输出供电，实现备份电源的热插拔。当其他传感器接在接口处需要供电时，如果接口处接了备份电源则自动由备份电源供电；当备份电源未接入时，则微处理器可以通过P1将电阻R3拉高，三极管Q1导通，电阻R8、电阻R9拉低，MOS管T1导通，将内部电池供电给其他传感器。微处理器U1的P2和P3接口，既可以作为输出口，也可以作为输入接口；当作为输出接口时，用于强制切换电源的切换，比如备份电源电压较低时，微处理器可以将电源切换到内部电池供电；当做输入接口时，可以用于当前电源状态检测，以及当前电源电压进行监测。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种多电源自动切换电路，其特征在于，包括微处理器、接口、内部电池、第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路；第一控制电路、第二控制电路和第三控制电路均与微处理器连接，第一控制电路、第二控制电路均与接口连接，第三控制电路分别与内部电池和第一控制电路连接；接口还连接有外部设备，外部设备包括传感器模组和备份电源，所述第一控制电路用于控制内部电池给传感器模组供电，第二控制电路用于控制备份电源的输入，第三控制电路用于切断或接通内部电池的输入。

2.如权利要求1所述的多电源自动切换电路，其特征在于，所述第一控制电路包括二极管D1、MOS管T1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，MOS管T1的源极和电阻R1的一端均与第三控制电路连接，MOS管T1的栅极通过电阻R2连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接电阻R1的另一端，三极管Q1的基极通过电阻R3连接微处理器，三极管Q1的发射极接地，MOS管T1的漏极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接接口。

3.如权利要求2所述的多电源自动切换电路，其特征在于，所述第二控制电路包括二极管D2、MOS管T2、三极管Q2、电容C1和电阻R4至电阻R7；MOS管T2的漏极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接一直流电VCC，MOS管T2的源极、电阻R4的一端、电阻R7的一端和电容C1的一端均连接接口，电容C1的另一端接地，MOS管T2的栅极通过电阻R5连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的集电极还连接电阻R4的另一端，三极管Q2的基极分别连接电阻R6的一端和电阻R7的另一端，电阻R6的另一端连接微处理器，三极管Q2的发射极接地，电阻R7的一端还连接第三控制电路。

4.如权利要求3所述的多电源自动切换电路，其特征在于，所述第三控制电路包括二极管D3、MOS管T3、三极管Q3、电容C2、电容C3和电阻R8至电阻R11；MOS管T3的漏极连接二极管D3的正极，二极管D3的负极和电容C2的一端均连接直流电VCC，电容C2的另一端接地，MOS管T3的栅极通过电阻R8连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的发射极还连接电阻R9的一端，MOS管T3的源极、电阻R9的另一端、电容C3的一端均与内部电池的正极连接，电容C3的另一端和内部电池的负极均接地；三极管Q3的基极分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端和三极管Q3的集电极均接地，电阻R11的另一端连接微处理器，电阻R7的一端连接三极管Q3的基极，电阻R9的另一端连接MOS管T1的源极。