CN210053245U - 双电源切换装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双电源切换装置及系统；当主路电源对用电设备输出电压时，比较电路将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；当输出电压低于电压阈值时，输出第一控制信号；当输出电压大于或等于电压阈值时，输出第二控制信号；当接收到第一控制信号时，控制电路控制副路电源对用电设备输出电压；当接收到第二控制信号时，控制电路控制主路电源对用电设备输出电压。本实用新型提高了双电源自动切换方式的效率，满足了用电设备的用电需求。

Description

双电源切换装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其是涉及一种双电源切换装置及系统。

背景技术

在紧急供电系统中，通常采用双电源自动切换方式用将负载电路从一个电源自动转换至另一个电源，以确保重要负荷连续、可靠运行。两个电源中，一个通常被称为主路电源，另一个被称为备用电源(或副路电源)。这样，负载不是连接常用电源就是连接备用电源，由此确保负载不会因电源发生故障而中断运行。然而现有的双电源自动切换方式效率较低，难以满足用电设备的用电要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双电源切换装置及系统，以提高双电源自动切换方式的效率，满足用电设备的用电需求。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种双电源切换装置，该双电源切换装置分别与主路电源、副路电源及用电设备连接；双电源切换装置包括比较电路及控制电路；比较电路用于当主路电源对用电设备输出电压时，将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；当输出电压低于电压阈值时，输出第一控制信号；当输出电压大于或等于电压阈值时，输出第二控制信号；控制电路用于当接收到第一控制信号时，控制副路电源对用电设备输出电压；控制电路还用于当接收到第二控制信号时，控制主路电源对用电设备输出电压。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括第一指示灯及第二指示灯；第一指示灯及第二指示灯与控制电路连接；当主路电源对用电设备输出电压时，第一指示灯发光；当副路电源对用电设备输出电压时，第二指示灯发光。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述比较电路包括电源监控芯片；电源监控芯片与主路电源连接；当主路电源的输出电压大于或等于预设的电压阈值时，电源监控芯片输出高电平，作为第二控制信号；当主路电源的输出电压小于预设的电压阈值时，电源监控芯片输出低电平。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述比较电路还包括分压子电路；分压子电路设置于电源监控芯片与主路电源之间；分压子电路包括将主路电源的输出电压按照预设的比例进行分压，输出检测电压；电源监控芯片用于将检测电压与预设的电压阈值进行比较。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括电源模块；电源模块与控制电路连接；电源模块为控制电路供电。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括开关；开关设置于电源模块与控制电路之间；当开关处于闭合状态时，电源模块为控制电路供电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述控制电路包括第一开关子电路及第二开关子电路；第一开关子电路及第二开关子电路分别与控制电路连接；第一开关子电路的输入端与主路电源连接，第一开关子电路的输出端与用电设备连接；第二开关子电路的输入端与副路电源连接，第二开关子电路的输出端与用电设备连接；在接收到第一控制信号时闭合，第一开关子电路断开，第二开关子电路导通，以使副路电源对用电设备输出电压；在接收到第二控制信号时闭合，第一开关子电路导通，第二开关子电路断开，以使主路电源对用电设备输出电压。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述控制电路还包括电压比较芯片；电压比较芯片分别与第一开关子电路及第二开关子电路连接；当第一开关子电路断开，第二开关子电路导通时，电压比较芯片用于输出第三控制信号，以使比较电路输出第二控制信号时，第一开关子电路保持断开，第二开关子电路保持导通。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种双电源切换系统，包括上述双电源切换装置、主路电源及副路电源。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括用电设备。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种双电源切换装置及系统；当主路电源对用电设备输出电压时，比较电路将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；当输出电压低于电压阈值时，输出第一控制信号；当输出电压大于或等于电压阈值时，输出第二控制信号；当接收到第一控制信号时，控制电路控制副路电源对用电设备输出电压；当接收到第二控制信号时，控制电路控制主路电源对用电设备输出电压。该方式提高了双电源自动切换方式的效率，满足了用电设备的用电需求。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本实用新型的上述技术即可得知。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种双电源切换装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种双电源供电输出的切换电路的应用环境示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种双电源供电输出的切换电路的电气图；

图4为本实用新型实施例提供的一种双电源切换系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有的双电源自动切换方式效率较低，难以满足用电设备的用电要求，基于此，本实用新型实施例提供了一种双电源切换装置以及系统，可以应用于紧急供电系统或其他需要不间断供电的用电设备。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种双电源切换装置进行详细介绍。

参见图1所示的一种双电源切换装置的结构示意图，该双电源切换装置分别与主路电源、副路电源及用电设备连接；双电源切换装置包括比较电路10及控制电路20；比较电路10用于当主路电源对用电设备输出电压时，将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；当输出电压低于电压阈值时，输出第一控制信号；当输出电压大于或等于电压阈值时，输出第二控制信号；控制电路20用于当接收到第一控制信号时，控制副路电源对用电设备输出电压；控制电路还用于当接收到第二控制信号时，控制主路电源对用电设备输出电压。

上述比较电路与主路电源连接，并将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；该电压阈值可以为用电设备的额定电压；当主路电源的输出电压小于该电压阈值时，可以确定供电不足，比较电路输出第一控制信号，使得控制电路控制从鹿电源对用电设备输出电压；如果主路电源的输出电压大于等于该电压阈值时，则判断主路电源能够实现供电功能，无需切换至从路电压。

上述比较电路可以包括电源监控芯片；电源监控芯片与主路电源连接；当主路电源的输出电压大于或等于预设的电压阈值时，电源监控芯片输出高电平，作为第二控制信号；当主路电源的输出电压小于预设的电压阈值时，电源监控芯片输出低电平。

结合电源监控芯片的特性，如电源监控芯片的输入电压小于主路电源的正常输出电压时，上述比较电路还可以包括分压子电路；分压子电路设置于电源监控芯片与主路电源之间；分压子电路包括将主路电源的输出电压按照预设的比例进行分压，输出检测电压；电源监控芯片用于将检测电压与预设的电压阈值进行比较。

上述控制电路可以包括第一开关子电路及第二开关子电路；第一开关子电路及第二开关子电路分别与控制电路连接；第一开关子电路的输入端与主路电源连接，第一开关子电路的输出端与用电设备连接；第二开关子电路的输入端与副路电源连接，第二开关子电路的输出端与用电设备连接；在接收到第一控制信号时闭合，第一开关子电路断开，第二开关子电路导通，以使副路电源对用电设备输出电压；在接收到第二控制信号时闭合，第一开关子电路导通，第二开关子电路断开，以使主路电源对用电设备输出电压。

当主路电源供电不足时，可以进行电源更换；当主路电源为可充电电源时，还可以对其进行充电；为了防止当主路电源的输出电压满足供电需求时，供电回路自动调回主路电源供电模式，上述控制电路还可以包括电压比较芯片；电压比较芯片分别与第一开关子电路及第二开关子电路连接；当第一开关子电路断开，第二开关子电路导通时，电压比较芯片用于输出第三控制信号，以使比较电路输出第二控制信号时，第一开关子电路保持断开，第二开关子电路保持导通。

为了使相关人员了解主路电源及副路电源的供电情况，上述装置中还可以设置第一指示灯及第二指示灯；第一指示灯及第二指示灯与控制电路连接；当主路电源对用电设备输出电压时，第一指示灯发光；当副路电源对用电设备输出电压时，第二指示灯发光。

上述装置还可以包括电源模块；电源模块与控制电路连接；电源模块为控制电路供电，主要为电压比较芯片供电。

上述装置还包括开关；开关设置于电源模块与控制电路之间；当开关处于闭合状态时，电源模块为控制电路供电；当开关断开时，整个装置不工作，用电设备不得电。

本实用新型实施例提供了一种双电源切换装置；当主路电源对用电设备输出电压时，比较电路将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；当输出电压低于电压阈值时，输出第一控制信号；当输出电压大于或等于电压阈值时，输出第二控制信号；当接收到第一控制信号时，控制电路控制副路电源对用电设备输出电压；当接收到第二控制信号时，控制电路控制主路电源对用电设备输出电压。该方式提高了双电源自动切换方式的效率，满足了用电设备的用电需求。

本实用新型实施例还提供了另一种双电源供电输出的切换电路；该电路在图1所示的装置的基础上实现；双路电源供电，只有一路电源供电输出，优先主路电源供电输出。当主路电源电压小于5.4V时，切换为副电源供电输出，直至副电源电压不足；双路电源供电时，取出任意一块电源(无论是否为当前工作电源)，另外一块电源都能保证正常供电输出；任何一路电源供电输出时，对应指示灯常亮。

本实用新型的应用环境为有两路电源给同一设备供电，其示意图如图2所示，通过本应用新型可以控制由其中一路电源供电。

本实用新型的电气图如图3所示；其中，主路电源为Ubatt_M，副路电源为Ubatt_D，电源监控芯片采用S-80129ALMC-JAO-T2；该芯片在大于等于2.9V时输出高电平，小于2.9V时输出低电平；稳压二极管LM4040C25QDBZT为2.5V稳压二极管，电源监控芯片的输入电压为R11上的电压；电压比较器采用SN74AHC1G08DBVT；电源模块采用LP2980IM5-3.3，该电源模块通过网络号UD与电压比较器连接，为电压比较器提供3.3V电源。

在控制电路中，TN2A及TN2B为P沟道MOS管SI4943BDY的两个通道，T18、T17、T19及T20为N沟道MOS管RHU002N06；TN2A、T18及T17实现主路电源的导通或截止；TN2B、T19及T20实现副路电源的导通或截止。

LED1为主路电源的指示灯，T23为P沟道MOS管RZR020P01，控制LED1的亮或灭；LED2为主路电源的指示灯，T24为P沟道MOS管RZR020P01，控制LED2的亮或灭。

在工作过程中，电源监控芯片S-80129ALMC-JAO-T2和稳压二极管LM4040C25QDBZT监控主路电源输入电压，当电压大于等于5.4V时电源监控芯片S-80129ALMC-JAO-T2输出高电平控制后端的MOS管组实现主路电池供电输出，副路电源断开，当电压低于5.4V时该监控芯片输出低电平，主路电源断开，副路电源供电输出。

如图3所示，任意一路电源(图中的Ubatt_M或Ubatt_D)都可以独立实现分别控制TN2A或TN2B来实现单独供电。而当两路电源同时供电时，电源监测芯片IC13可以保证优先主路电源优先供电，副路电源为截至状态，当随着主路电源电压降低到5.4V以下，2.5V稳压二极管D10和2.9V电源监测芯片能保证主路电源截至，副路电源导通实现主路切换到副路的一个电源切换功能。在双路电源供电的状态下，任意断开一路电源的输入，MOS组都能保证电路保持或切换到另外可供电的电源。IC10给IC19供电，IC19可以同过对副路的监控，保证副路电源工作状态时，不会因为主路电源的加入而切换到主路电源供电。通过T21、T22、T23、T24来实现工作状态时，对当前工作电源的一个指示灯指示。

本实用新型提供的电路在双路电源给设备供电的环境下，可以优先一路电源给设备供电，在该电源电压降低到一定值时，切换到另外一路电源。且可以任意一路电源单独供电，也可以在双路电源同时输入时，断开任意一路电源，不影响给设备供电。

对应于上述实施例，本实用新型实施例还提供一种双电源切换系统，其结构示意图如图4所示，该系统包括上述双电源切换装置40、主路电源41及副路电源42。此外，该系统还可以包括用电设备。

本实用新型实施例提供的双电源切换系统，与上述实施例提供的双电源切换装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双电源切换装置，其特征在于，所述双电源切换装置分别与主路电源、副路电源及用电设备连接；所述双电源切换装置包括比较电路及控制电路；

所述比较电路用于当所述主路电源对所述用电设备输出电压时，将主路电源的输出电压与预设的电压阈值进行比较；当所述输出电压低于所述电压阈值时，输出第一控制信号；当所述输出电压大于或等于所述电压阈值时，输出第二控制信号；

所述控制电路用于当接收到第一控制信号时，控制所述副路电源对所述用电设备输出电压；

所述控制电路还用于当接收到第二控制信号时，控制所述主路电源对所述用电设备输出电压；

所述控制电路包括第一开关子电路及第二开关子电路；所述第一开关子电路及所述第二开关子电路分别与所述控制电路连接；所述第一开关子电路的输入端与所述主路电源连接，所述第一开关子电路的输出端与所述用电设备连接；所述第二开关子电路的输入端与所述副路电源连接，所述第二开关子电路的输出端与所述用电设备连接；

在接收到所述第一控制信号时闭合，所述第一开关子电路断开，所述第二开关子电路导通，以使所述副路电源对所述用电设备输出电压；

在接收到所述第二控制信号时闭合，所述第一开关子电路导通，所述第二开关子电路断开，以使所述主路电源对所述用电设备输出电压；

所述控制电路还包括电压比较芯片；所述电压比较芯片分别与所述第一开关子电路及所述第二开关子电路连接；

当所述第一开关子电路断开，所述第二开关子电路导通时，所述电压比较芯片用于输出第三控制信号，以使所述比较电路输出第二控制信号时，所述第一开关子电路保持断开，所述第二开关子电路保持导通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一指示灯及第二指示灯；所述第一指示灯及所述第二指示灯与所述控制电路连接；

当主路电源对所述用电设备输出电压时，所述第一指示灯发光；当副路电源对所述用电设备输出电压时，所述第二指示灯发光。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述比较电路包括电源监控芯片；所述电源监控芯片与所述主路电源连接；所述当所述主路电源的输出电压大于或等于预设的电压阈值时，所述电源监控芯片输出高电平，作为所述第二控制信号；当所述主路电源的输出电压小于预设的电压阈值时，所述电源监控芯片输出低电平。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述比较电路还包括分压子电路；所述分压子电路设置于所述电源监控芯片与所述主路电源之间；所述分压子电路包括将所述主路电源的输出电压按照预设的比例进行分压，输出检测电压；所述电源监控芯片用于将所述检测电压与预设的电压阈值进行比较。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块与所述控制电路连接；所述电源模块为所述控制电路供电。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括开关；所述开关设置于所述电源模块与所述控制电路之间；当所述开关处于闭合状态时，所述电源模块为所述控制电路供电。

7.一种双电源切换系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的双电源切换装置、主路电源及副路电源。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括用电设备。

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