CN211266563U - 一种双路供电互相切换的时序控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双路供电互相切换的时序控制装置，通过两个延时线路，供电电源通过电源供电控制模块连接存储器以及供电电池通过电池供电控制模块连接存储器，保证两路供电中高压供电和低压供电都在对方关闭后打开。低压供电路径上的P‑MOS集成二极管可以短时间内导通，保证输出电压正常输出。通过双路供电互相切换的时序控制装置实现存储器上电压值高低不同的两路供电互相切换。同时避免出现两路同时导通后，高压电源将低压电源或电池烧毁。
Description
技术领域
本实用新型涉及服务器存储器供电技术领域，尤其涉及一种双路供电互相切换的时序控制装置。
背景技术
伴随信息技术的发展，电子设备与我们的日常衣食住行有着越来越密切的关系。常见的如我们随身携带功能越来越强大的手机，办公用的个人电脑或者笔记本，存储各种视频和数据的服务器，家庭生活的扫地机器人等各种电子设备。
越来越多的电子设备的正常工作都离不开电池，常见有笔记本电脑、扫地机器人、移动音箱、行车记录仪等，甚至服务器中也有越来越多的部分功能要借助电池来存储部分重要数据。这些设备会有电源供电和电池供电两种工作模式，那么就涉及到电源和电池供电互相切换的问题。
服务器存储器的电源和电池供电双路的供电线路中，电源电压是5V，锂离子电池电压是3.7V，由于电源和电池的电压不同，为了避免电池被5V电压烧毁，电源切换的时候必须要保证两个条件：
1.电源供电切换到电池供电时，电源供电完全关闭后，电池供电才能开通。
2.电池供电切换到电源供电时，首先要关闭电池供电，然后再开通电源供电。理想的供电时序，如图1所示。
为实现当前功能，一般采用CPLD或者其他专门的控制IC，保证5V关闭到电池电压打开有Δt1和Δt2的时间。
CPLD是可以实现精确控制，比如两个信号的时间差是2ms，CPLD可以准确的控制两个信号的时间差是2ms。
而现在CPLD需要侦测或者控制的信号越来越多，控制信号数量越多的CPLD芯片相对来说功能就越复杂，导致信号处理效率低下，控制不精确。而且还有许多设备未配置CPLD控制芯片，无法实现相应的切换。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种双路供电互相切换的时序控制装置，包括：供电电源，供电电池，电源供电控制模块，电池供电控制模块以及控制器；
供电电源通过电源供电控制模块连接存储器；
供电电池通过电池供电控制模块连接存储器；
控制器分别与电源供电控制模块的控制端以及电池供电控制模块的控制端连接。
优选地，还包括：第一延时电路和第二延时电路；
控制器通过第一延时电路连接电源供电控制模块的控制端；
控制器通过第二延时电路连接电池供电控制模块的控制端。
优选地，电源供电控制模块采用N-MOS；
控制器与N-MOS的G端连接；
N-MOS的D端连接供电电源；
N-MOS的S端连接存储器；
电池供电控制模块采用P-MOS；
控制器与P-MOS的G端连接；
P-MOS的S端连接供电电池；
P-MOS的D端连接存储器。
控制器采用CPLD芯片及其外围电路。
优选地，第一延时电路包括：电容C1，二极管D1和电阻R1；
控制器与二极管D1阴极和电阻R1第一端连接；
二极管D1阳极，电阻R1第二端，电容C1第一端分别与电源供电控制模块的控制端连接；电容C1第二端接地。
优选地，第二延时电路包括：电容C2，二极管D2和电阻R2；
控制器与二极管D2阴极和电阻R2第一端连接；
二极管D2阳极，电阻R2第二端，电容C2第一端分别与电池供电控制模块的控制端连接；电容C2第二端接地。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
本实用新型通过两个延时线路，供电电源通过电源供电控制模块连接存储器以及供电电池通过电池供电控制模块连接存储器，保证两路供电中高压供电和低压供电都在对方关闭后打开。
低压供电路径上的P-MOS集成二极管可以短时间内导通，保证输出电压正常输出。
通过双路供电互相切换的时序控制装置实现存储器上电压值高低不同的两路供电互相切换。同时避免出现两路同时导通后，高压电源将低压电源或电池烧毁。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为现有技术中供电时序示意图；
图2为双路供电互相切换的时序控制装置示意图；
图3为双路供电互相切换的时序控制装置的MOS管示意图；
图4为具有延时电路的装置示意图。
具体实施方式
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实用新型提供一种双路供电互相切换的时序控制装置，如图2至4所示，包括：供电电源1，供电电池2，电源供电控制模块3，电池供电控制模块4以及控制器5；
供电电源1通过电源供电控制模块3连接存储器6；供电电池2通过电池供电控制模块4连接存储器6；控制器5分别与电源供电控制模块3的控制端以及电池供电控制模块4的控制端连接。
本实用新型中，电源供电控制模块3采用N-MOS；控制器5与N-MOS的G端连接；N-MOS的D端连接供电电源1；N-MOS的S端连接存储器6；
电池供电控制模块4采用P-MOS；控制器5与P-MOS的G端连接；P-MOS的S端连接供电电池2；P-MOS的D端连接存储器6。控制器5采用CPLD芯片及其外围电路。CPLD为ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件(信号或者时序控制芯片)。
作为本实用新型优选的实施方式，装置还包括：第一延时电路和第二延时电路；控制器5通过第一延时电路连接电源供电控制模块3的控制端；控制器5通过第二延时电路连接电池供电控制模块4的控制端。
第一延时电路包括：电容C1，二极管D1和电阻R1；控制器5与二极管D1阴极和电阻R1第一端连接；二极管D1阳极，电阻R1第二端，电容C1第一端分别与电源供电控制模块3的控制端连接；电容C1第二端接地。
第二延时电路包括：电容C2，二极管D2和电阻R2；控制器5与二极管D2阴极和电阻R2第一端连接；二极管D2阳极，电阻R2第二端，电容C2第一端分别与电池供电控制模块4的控制端连接；电容C2第二端接地。
本实用新型中，供电电源1可以提供5V电源，供电电池2可以提供电池电压3.7V。
电源5V电通过一个N-MOS给存储器6供电(Vout)，电池通过一个P-MOS给存储器6供电。
控制信号为高电平时，N-MOS打开，P-MOS关闭电源5V供电到Vout。此时Vout＝5V。控制信号为低电平时，N-MOS关闭，P-MOS打开，电池电压3.7V供电到Vout，两路供电分别导通的状态。
对于电池的P-MOS控制采用快速充电线路，P-MOS的Gate电压快速上升，P-MOS先关闭；对于电源的N-MOS用延时线路1，N-MOS的Gate电压上升时间较慢，N-MOS要经过一定时间后才能打开。电池供电先关闭，然后开启电源供电。
控制信号由高电平变为低电平的时，电源供电的N-MOS Gate采用快速放电线路，N-MOS快速关闭；电池供电的P-MOS Gate采用延时线路2，电压下降比较慢，P-MOS要经过一定时间后才能导通。从而达到先关断5V电源供电，再开电池供电的目的。
为清楚的说明改设计方法的实现情况，结合图4的线路图来说明具体设计：
1)、R1和C1组成的RC延时线路1，R1＝10K，C1＝0.1uF，控制信号为高时，电压是12V，N-MOS开启的电压Vgs(th)是3V，由于是5V电源供电，Vg只有到达8V的时候，Vgs的电压才能到达3V，那么根据下面的(公式1)电容充电公式，计算时间延时时间t1，
Vin＝12V，Vt＝8V，计算t1＝1.099，τ＝1.099ms。
如果要实现调整延时时间，可调整R1和C1的值来实现。
2)、D1和C1组成一个快速放电线路，当控制信号变低以后，电容C1不经过R1放电，而是通过二极管D1快速放电，N-MOS的Gate电压下降到0V，MOS快速关闭。为了较少通过二极管的瞬间电流过大，R1和C1的调整参数的时候，C1不宜选用比较大的容值，延时线路1中为了获得比较大的延时，可以调大R1的电阻值来实现。
3)、D2和C2组成一个快速充电线路，当控制信号由低变高的时候，直接通过D2给C2充电，P-MOS的Gate电压快速上升，P-MOS快速关闭。C2也不要选用大的容值，减少快速充电时经过二极管D2的最大电流。
4)、R2和C2组成延时线路2，当控制信号由高电平变为低电平时，C2电容无法通过D2放电，只能通过R2放电，形成RC延时线路，例如：控制信号的高电平还是12V，当P-MOS的电压下降到Vgs＝-2V时，P-MOS导通，P-MOS两端的电压是电池电压3.7V，所有导通时P-MOS的Vg＝3.7V-2V＝1.7V，
根据电容放电公式：
Vin＝12V，Vt＝1.7V，延时时间t2＝1.954τ＝3.908ms.可以根据需要调整R2和C2的值，调整延时时间的长短。
5)、在t1和t2这两段时间内，两路供电的N-MOS和P-MOS均关闭。为了保证Vout电压的正常输出，P-MOS的集成二极管可以在短时间内保证电池电压导通到Vout。由于二极管的导通压降比较大，发热也就也就比较大，不适合大电流和长时间的工作。所以在保证两路供电不会同时导通的情况下，t1和t2的设计时间短一点为宜。
本实用新型采用以下改进点：
增加两个延时线路、一个快速充电线路和一个快速放电线路，保证两路供电中高压供电和低压供电都在对方关闭后打开。
低压供电路径上的P-MOS集成二极管可以短时间内导通，保证输出电压正常输出。
通过双路供电互相切换的时序控制装置实现存储器上电压值高低不同的两路供电互相切换。同时避免出现两路同时导通后，高压电源将低压电源或电池烧毁。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种双路供电互相切换的时序控制装置，其特征在于，包括：供电电源，供电电池，电源供电控制模块，电池供电控制模块以及控制器；
供电电源通过电源供电控制模块连接存储器；
供电电池通过电池供电控制模块连接存储器；
控制器分别与电源供电控制模块的控制端以及电池供电控制模块的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的双路供电互相切换的时序控制装置，其特征在于，
还包括：第一延时电路和第二延时电路；
控制器通过第一延时电路连接电源供电控制模块的控制端；
控制器通过第二延时电路连接电池供电控制模块的控制端。
3.根据权利要求1所述的双路供电互相切换的时序控制装置，其特征在于，
电源供电控制模块采用N-MOS；
控制器与N-MOS的G端连接；
N-MOS的D端连接供电电源；
N-MOS的S端连接存储器；
电池供电控制模块采用P-MOS；
控制器与P-MOS的G端连接；
P-MOS的S端连接供电电池；
P-MOS的D端连接存储器。
4.根据权利要求2所述的双路供电互相切换的时序控制装置，其特征在于，
第一延时电路包括：电容C1，二极管D1和电阻R1；
控制器与二极管D1阴极和电阻R1第一端连接；
二极管D1阳极，电阻R1第二端，电容C1第一端分别与电源供电控制模块的控制端连接；电容C1第二端接地。
5.根据权利要求2所述的双路供电互相切换的时序控制装置，其特征在于，
第二延时电路包括：电容C2，二极管D2和电阻R2；
控制器与二极管D2阴极和电阻R2第一端连接；
二极管D2阳极，电阻R2第二端，电容C2第一端分别与电池供电控制模块的控制端连接；电容C2第二端接地。
6.根据权利要求1所述的双路供电互相切换的时序控制装置，其特征在于，
控制器采用CPLD芯片及其外围电路。
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| CN202020045173.6U CN211266563U (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种双路供电互相切换的时序控制装置 |
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| CN (1) | CN211266563U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022188176A1 (zh) * | 2021-03-12 | 2022-09-15 | 华为技术有限公司 | 存储设备及其供电控制方法、电子设备 |
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2020
- 2020-01-09 CN CN202020045173.6U patent/CN211266563U/zh active Active
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