CN208656499U - 一种不间断直流电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种间断直流电源，主要包括由二极管D1、二极管D2、场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q7、场效应管Q8、电阻R11、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R36、集成电路模块U6组成的主电源、备电源供电的切换电路；该不间断直流电源，克服了现有不间断直流电源，切换时间长，存在系统掉电风险的问题，通过基于LT4416所设计的主、备电源切换电路，从而使得主、备电源进行切换的时候，耗费很短的时间完成切换，而且电压稳定，不会出现在切换的瞬间电压过高、或者过低的现象，而且该直流电源不要需要使用大容量的电容，降低了电路成本。

Description

一种不间断直流电源
技术领域
本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种间断直流电源。
背景技术
现有用电设备进行工作时，一般会有两个电源，一个主电源一个备用电源，主电源平时给设备进行供电，当主电源在任何时候掉电时，备用电源都有足够能量维持系统工作要求的时间，因此，主电源与备用电源的切换，对于设备不间断的稳定运行很重要。不间断电源的无缝切换方式具有很高的要求：切换时间短，切换电路功耗低，寿命长，无论主电和备电那个电压高。
对于不间断供电系统来说，其理想状态是主备电源切换时输出电压不产生任何跌落或波动。现有技术中，通常的切换方式有利用二极管单向导通特性把主电源和备用电源逻辑或的方式合路给负载端，或者采用继电器切换。
这两种方式各有利弊，采用二极管方式，可实现几乎0切换时间的无缝切换，但是大电流运行时，二极管功耗非常大，极大影响整机效率和热特性。继电器(电磁继电器或者SSR)切换则存在切换时间问题，一般中低功率继电器切换时间在10ms左右，这给后级带来系统掉电的风险，理论上可通过大容量电容来补充，但这增加了系统成本和不可靠因素，中小功率系统已经很少采用这种方式。并且因为大电流切换时，触点打火老化粘连等潜在风险，这种方式已经很少使用，即便是采用SSR(固态继电器)作为开关器件，其切换时间也在100us左右。另外二极管方式的缺点在于当备用电源(如电池)电压比主供电电压高时(主电电压比备用电压低时系统仍能正常工作)，电池会在有主电的情况下向负载供电，这会导致电池电量下降，并且当主电真正掉电时，续航时间会减少，这可能导致系统重要数据丢失，这是关键系统绝不允许的。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是要解决的技术问题的缺陷。
为此，本实用新型提供了一种不间断直流电源，包括主电源、备电源供电的切换电路，该切换电路包括二极管D1、二极管D2、场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q7、场效应管Q8、电阻R11、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R36、集成电路模块U6；所述集成电路模块U6的管脚1通过电阻R27与集成电路模块U6的管脚2电连接，所述集成电路模块U6的管脚2还通过电阻R15与接地端电连接，集成电路模块U6的管脚2还与电阻R17的一端电连接，电阻R17的另一端与二极管D1的负极电连接，二极管D1的正极与第一电源输入端V1+电连接；二极管D1的正极还与二极管D2的正极电连接，二极管D2的负极与电阻R25的一端电连接，电阻R25的另一端通过电阻R24与接地端电连接；电阻R25的另一端还与集成电路模块U6的管脚4电连接，电阻R25的另一端还通过电阻R26与集成电路模块U6的管脚5电连接；集成电路模块U6的管脚3与接地端电连接；所述第一电源输入端V1+还与场效应管Q3的漏极电连接，场效应管Q3的源极与场效应管Q4的源极电连接，场效应管Q3的源极通过电阻R11与场效应管Q3的栅极电连接，场效应管Q3的栅极还与场效应管Q4的栅极电连接，场效应管Q3的漏极与集成电路模块U6的管脚9电连接；场效应管Q3的栅极还通过电阻R18与集成电路模块U6的管脚10电连接；场效应管Q4的漏极与集成电路模块U6的管脚8电连接；集成电路模块U6的管脚6通过电阻R31与场效应管Q7的栅极电连接，场效应管Q7的栅极与场效应管Q8的栅极电连接，场效应管Q7的源极与场效应管Q8的源极电连接，电阻R36设置于场效应管Q7的栅极与场效应管Q7的源极之间；场效应管Q7的漏极与集成电路模块U6的管脚7电连接；场效应管Q8的漏极与集成电路模块U6的管脚8电连接；场效应管Q7的漏极还与第一电源输入端V2+电连接；集成电路模块U6的管脚8为输出端Vout+。
所述集成电路模块U6的型号为LTC4416。
所述备用电源还包括钳位保护电路、降压恒流充电电路、辅助供电电路、使能控制电路、欠压指示电路；所述钳位保护电路的输入端与28V供电电源电连接，所述钳位保护电路的输出端与降压恒流充电电路的输入端电连接，所述降压恒流充电电路的输出端与主电源、备电源供电的切换电路的输入端电连接；所述辅助供电电路的输入端与主电源、备电源供电的切换电路的输出端电连接，所述辅助供电电路的输出端分别与所述使能控制电路的电源输入端、所述欠压指示电路的电源输入端电连接，所述使能控制电路的第一路输出端与控制PC电连接，所述使能控制电路的第二路输出端与所述降压恒流充电电路的控制端电连接，所述欠压指示电路的信号与降压恒流充电电路的输出端电连接。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种不间断直流电源，克服了现有不间断直流电源，切换时间长，存在系统掉电风险的问题，通过基于LT4416所设计的主、备电源切换电路，从而使得主、备电源进行切换的时候，耗费很短的时间完成切换，而且电压稳定，不会出现在切换的瞬间电压过高、或者过低的现象，而且该直流电源不要需要使用大容量的电容，降低了电路成本。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是钳位保护电路电路示意图。
图2是降压恒流充电电路示意图。
图3是主电源、备电源供电的切换电路示意图。
图4是辅助供电电路示意图。
图5是使能控制电路示意图。
图6是欠压指示电路示意图。
图7是主电压转换电路示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本实施例提供了一种不间断直流电源，包括如图3所示的主电源、备电源供电的切换电路，该切换电路包括二极管D1、二极管D2、场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q7、场效应管Q8、电阻R11、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R36、集成电路模块U6；所述集成电路模块U6的管脚1通过电阻R27与集成电路模块U6的管脚2电连接，所述集成电路模块U6的管脚2还通过电阻R15与接地端电连接，集成电路模块U6的管脚2还与电阻R17的一端电连接，电阻R17的另一端与二极管D1的负极电连接，二极管D1的正极与第一电源输入端V1+电连接；二极管D1的正极还与二极管D2的正极电连接，二极管D2的负极与电阻R25的一端电连接，电阻R25的另一端通过电阻R24与接地端电连接；电阻R25的另一端还与集成电路模块U6的管脚4电连接，电阻R25的另一端还通过电阻R26与集成电路模块U6的管脚5电连接；集成电路模块U6的管脚3与接地端电连接；所述第一电源输入端V1+还与场效应管Q3的漏极电连接，场效应管Q3的源极与场效应管Q4的源极电连接，场效应管Q3的源极通过电阻R11与场效应管Q3的栅极电连接，场效应管Q3的栅极还与场效应管Q4的栅极电连接，场效应管Q3的漏极与集成电路模块U6的管脚9电连接；场效应管Q3的栅极还通过电阻R18与集成电路模块U6的管脚10电连接；场效应管Q4的漏极与集成电路模块U6的管脚8电连接；集成电路模块U6的管脚6通过电阻R31与场效应管Q7的栅极电连接，场效应管Q7的栅极与场效应管Q8的栅极电连接，场效应管Q7的源极与场效应管Q8的源极电连接，电阻R36设置于场效应管Q7的栅极与场效应管Q7的源极之间；场效应管Q7的漏极与集成电路模块U6的管脚7电连接；场效应管Q8的漏极与集成电路模块U6的管脚8电连接；场效应管Q7的漏极还与第一电源输入端V2+电连接；集成电路模块U6的管脚8为输出端Vout+。
所述集成电路模块U6的型号为LTC4416。
所述备用电源还包括钳位保护电路、降压恒流充电电路、辅助供电电路、使能控制电路、欠压指示电路，如图1所示，所述钳位保护电路主要功能是吸收钳位输入的电压浪涌和尖峰。短时间的尖峰电压由TVS管D9钳位吸收。当输入具有50V/100ms的电压浪涌时，这个电路表现为一个线性稳压电路，可以把输出电压钳位在设定的36V，以保护后级电路。如图2所示为降压恒流充电电路，该降压恒流充电电路能够为备用电源(电池)进行充电，而且能够将电池的电能进行输出，以便后续设备进行使用，该降压恒流充电电路具有充电温度保护，放电欠压保护的功能。如图4所示为辅助供电电路，为下述的使能控制电路、欠压指示电路提供电能。如图5所示，为使能控制电路示意图，该使能控制电路为两路控制电路，具体的控制功能见下述；如图6所示为欠压指示电路，用于对备用电源(电池)输出的电压进行控制，当备用电源(电池)的输出电压过低时，LED指示灯D20发光，进行提醒。
所述钳位保护电路的输入端与28V供电电源电连接，所述钳位保护电路的输出端与降压恒流充电电路的输入端电连接，所述降压恒流充电电路的输出端与主电源、备电源供电的切换电路的输入端电连接；所述辅助供电电路的输入端与主电源、备电源供电的切换电路的输出端电连接，所述辅助供电电路的输出端分别与所述使能控制电路的电源输入端、所述欠压指示电路的电源输入端电连接，所述使能控制电路的第一路输出端与控制PC电连接，用于对PC的控制信号，进行控制；所述使能控制电路的第二路输出端与所述降压恒流充电电路的控制端电连接，用于对降压恒流充电电路进行控制；所述欠压指示电路的信号与降压恒流充电电路的输出端电连接。
另外，图7所示为主电压转换电路示意图，用于将图3所示的主电源、备电源供电的切换电路输出的电压进行转换，可以转换成不同的电压，以便所需的负载使用。
综上所述，本实施例提供的这种不间断直流电源，克服了现有不间断直流电源，切换时间长，存在系统掉电风险的问题，通过基于LT4416所设计的主、备电源切换电路，从而使得主、备电源进行切换的时候，耗费很短的时间完成切换，而且电压稳定，不会出现在切换的瞬间电压过高、或者过低的现象，而且该直流电源不要需要使用大容量的电容，降低了电路成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种不间断直流电源，其特征在于：包括主电源、备电源供电的切换电路，该切换电路包括二极管D1、二极管D2、场效应管Q3、场效应管Q4、场效应管Q7、场效应管Q8、电阻R11、电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R36、集成电路模块U6；所述集成电路模块U6的管脚1通过电阻R27与集成电路模块U6的管脚2电连接，所述集成电路模块U6的管脚2还通过电阻R15与接地端电连接，集成电路模块U6的管脚2还与电阻R17的一端电连接，电阻R17的另一端与二极管D1的负极电连接，二极管D1的正极与第一电源输入端V1+电连接；二极管D1的正极还与二极管D2的正极电连接，二极管D2的负极与电阻R25的一端电连接，电阻R25的另一端通过电阻R24与接地端电连接；电阻R25的另一端还与集成电路模块U6的管脚4电连接，电阻R25的另一端还通过电阻R26与集成电路模块U6的管脚5电连接；集成电路模块U6的管脚3与接地端电连接；所述第一电源输入端V1+还与场效应管Q3的漏极电连接，场效应管Q3的源极与场效应管Q4的源极电连接，场效应管Q3的源极通过电阻R11与场效应管Q3的栅极电连接，场效应管Q3的栅极还与场效应管Q4的栅极电连接，场效应管Q3的漏极与集成电路模块U6的管脚9电连接；场效应管Q3的栅极还通过电阻R18与集成电路模块U6的管脚10电连接；场效应管Q4的漏极与集成电路模块U6的管脚8电连接；集成电路模块U6的管脚6通过电阻R31与场效应管Q7的栅极电连接，场效应管Q7的栅极与场效应管Q8的栅极电连接，场效应管Q7的源极与场效应管Q8的源极电连接，电阻R36设置于场效应管Q7的栅极与场效应管Q7的源极之间；场效应管Q7的漏极与集成电路模块U6的管脚7电连接；场效应管Q8的漏极与集成电路模块U6的管脚8电连接；场效应管Q7的漏极还与第一电源输入端V2+电连接；集成电路模块U6的管脚8为输出端Vout+。
2.如权利要求1所述的不间断直流电源，其特征在于：所述集成电路模块U6的型号为LTC4416。
3.如权利要求1所述的不间断直流电源，其特征在于：所述备用电源还包括钳位保护电路、降压恒流充电电路、辅助供电电路、使能控制电路、欠压指示电路；所述钳位保护电路的输入端与28V供电电源电连接，所述钳位保护电路的输出端与降压恒流充电电路的输入端电连接，所述降压恒流充电电路的输出端与主电源、备电源供电的切换电路的输入端电连接；所述辅助供电电路的输入端与主电源、备电源供电的切换电路的输出端电连接，所述辅助供电电路的输出端分别与所述使能控制电路的电源输入端、所述欠压指示电路的电源输入端电连接，所述使能控制电路的第一路输出端与控制PC电连接，所述使能控制电路的第二路输出端与所述降压恒流充电电路的控制端电连接，所述欠压指示电路的信号与降压恒流充电电路的输出端电连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114825589A (zh) * 2022-05-12 2022-07-29 高新兴物联科技有限公司 一种主备电源切换电路及电子设备

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