CN213585279U - 一种备份电源切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种备份电源切换电路，包括：第一开关件的源极连接输出端，第一开关件的漏极连接主电源；第二开关件的源极接地，第二开关件的漏极连接第一开关件的栅极，第二开关件的栅极分别与主电源、切换电压、接地的第一电容连接；第三开关件的源极连接备份电源，第三开关件的漏极连接输出端；第四开关件的源极连接切换电压，第四开关件的漏极连接第三开关件的栅极，第四开关件的栅极与主电源连接；第五开关件的源极连接切换电压，第五开关件的漏极接地，第五开关件的栅极与主电源连接。本实用新型可实现在设备主电源掉电或者断电的情况下，切换到备份电源，维持设备的正常供电，防止设备异常断电受损、重启，保证设备的正常运行。

Description

一种备份电源切换电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，具体涉及一种备份电源切换电路。

背景技术

工业产品或便携终端设备对电源的要求一般比较高，为保证在设备工作过程中不会出现掉电、断电等情况，通常采用增加备份电源的措施，在设备发生异常主电源掉电或断电情况后，为保护设备安全及可靠性，需要保障设备不受影响，所以备用电源和主电源的切换对一些设备而言非常重要。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种备份电源切换电路。

为实现上述目的，本实用新型提供一种备份电源切换电路，应用于电源装置中，所述电源装置包括主电源和备份电源，所述备份电源切换电路包括：

第一开关件，第一开关件为P型MOS管，第一开关件的源极连接输出端，第一开关件的漏极连接主电源；

第二开关件，第二开关件为N型MOS管，第二开关件的源极接地，第二开关件的漏极连接第一开关件的栅极，第二开关件的栅极分别与主电源、切换电压、接地的第一电容连接；

第三开关件，第三开关件为P型MOS管，第三开关件的源极连接备份电源，第三开关件的漏极连接输出端；

第四开关件，第四开关件为N型MOS管，第四开关件的源极连接切换电压，第四开关件的漏极连接第三开关件的栅极，第四开关件的栅极与主电源连接；

第五开关件，第五开关件为P型MOS管，第五开关件的源极连接切换电压，第五开关件的漏极接地，第五开关件的栅极与主电源连接。

可选的，第一开关件的栅极和源极之间连接电阻，第二开关件的栅极和源极之间连接电阻，第三开关件的栅极和源极之间连接电阻，第五开关件的栅极和漏极之间连接电阻。

可选的，第二开关件与主电源的连接线路上设有电阻，第四开关件的与主电源的连接线路上设有电阻，第五开关件与主电源的连接线路上设有电阻。

可选的，第四开关件的栅极还与接地的电阻连接。

可选的，输出端与接地的第二电容连接。

可选的，输出端与第三开关件的连接线路上设有开关模块。

可选的，所述开关模块包括：

第六开关件，第六开关件的漏极接地，第六开关件的栅极连接电平控制器；

第七开关件，第七开关件的源极连接输出端，第七开关件的漏极连接第三开关件的漏极，第七开关件的栅极连接第六开关件的源极。

可选的，第六开关件为N型MOS管，第七开关件为P型MOS管。

可选的，第六开关件的栅极与电平控制器的连接线路上设有电阻，第六开关件的栅极和漏极之间设有电阻，第七开关件的栅极和源极之间设有电阻。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供了一种备份电源切换电路，可实现在设备主电源掉电或者断电的情况下，切换到备份电源，维持设备的正常供电，防止设备异常断电受损、重启，保证设备的正常运行。

当备份电源为电池时，如果设备已经切换到备份电源，且已完成数据备份等任务，可以不用电源工作，则电平控制器可设置低电平，将备份电源断开。从而保存电池电量，对于直接使用电池维持最小工作的模式，可以有更长的工作寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例1中一种备份电源切换电路的示例性示意图。

图2为实施例2中一种备份电源切换电路的示例性示意图。

附图标记说明如下：

11、主电源，12、备份电源，21、第一开关件，22、第二开关件，23、第三开关件，24、第四开关件，25、第五开关件，26、第六开关件，27、第七开关件，31、第一电容，32、第二电容，41、第一电阻，42、第二电阻，43、第三电阻，44、第四电阻，45、第五电阻，46、第六电阻，47、第七电阻，48、第八电阻，49、第九电阻，50、第十电阻，51、第十一电阻，61、输出端，62、切换电压，63、电平控制器。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例，对本实用新型提出的技术方案进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

在本实用新型中，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的部件或组成部分，并非用于表明或暗示所指示部件或组成部分的相对重要性和数量。

实施例1

参考图1，为本实施中一种备份电源切换电路的示例性示意图。本实施例提供一种备份电源切换电路，应用于电源装置中，所述电源装置包括主电源11和备份电源12，所述备份电源切换电路包括：第一开关件21、第二开关件22、第三开关件23、第四开关件24、第五开关件25、第一电容31、输出端61、切换电压62和电平控制器63。

第一开关件21为P型MOS管，第二开关件22为N型MOS管，第三开关件23为P型MOS管，第四开关件24为N型MOS管，第五开关件25为P型MOS管。

主电源11电压值为Vi，备份电源12电压值为Vbackup，输出端61电压值为Vout，切换电压62电压值为Vsw。

主电源11与第一开关件21的漏极连接，第一开关件21的源极与输出端61连接，输出端61用于连接负载。第一开关件21导通时，主电源11向输出端61供电。第一开关件21的栅极和第二开关件22的漏极连接。第二开关件22控制第一开关件21的导通与截止，第二开关件22的源极接地，第二开关件22的栅极与主电源11连接，第二开关件22的栅极与切换电压62连接，第二开关件22的栅极与接地的第一电容31连接。

备份电源12与第三开关件23的源极连接，第三开关件23的漏极和输出端61连接。第三开关件23导通时，备份电源12向输出端61供电。第三开关件23的栅极和第四开关件24的漏极连接。第四开关件24用于控制第三开关件23的导通与截止，第四开关件24的源极连接切换电压62，第四开关件24的栅极与主电源11连接。

切换电压62连接第五开关件25的源极，第五开关件25的漏极接地，第五开关件25的栅极与主电源11连接。

主电源11正常上电时，主电源11对第一电容31充电，切换电压62缓慢升高，第二开关件22缓慢导通，第一开关件21缓慢导通，主电源11向输出端61供电。此时，第四开关件24截止，第三开关件23截止，备份电源12不向输出端61供电。Vout＝Vi。

主电源11异常掉电，且允许切换到备份电源12时，由于第一电容31存在，切换电压62比主电源11的电压降低更慢，Vsw＞Vi。切换电压62通过第五开关件25快速放电。此时，第四开关件24快速导通，第三开关件23快速导通，备份电源12向输出端61供电，实现由主电源11切换为备份电源12，Vout＝Vbackup。由于切换电压62掉电，第一开关件21和第二开关件22截止，备份电源12不会串电到主电源11。可以设定备份电源12的开启电压，如果备份电源12电压低于开启电压，即使主电源11异常掉电也不会开启备份电源12。

实施例2

参考图2，为本实施中一种备份电源切换电路的示例性示意图。本实施例提供一种备份电源切换电路，应用于电源装置中，所述电源装置包括主电源11和备份电源12，所述备份电源切换电路包括：第一开关件21、第二开关件22、第三开关件23、第四开关件24、第五开关件25、第六开关件26、第七开关件27、第一电容31、第二电容32、第一电阻41、第二电阻42、第三电阻43、第四电阻44、第五电阻45、第六电阻46、第七电阻47、第八电阻48、第九电阻49、第十电阻50、第十一电阻51、输出端61、切换电压62和电平控制器63。

第一开关件21为P型MOS管，第二开关件22为N型MOS管，第三开关件23为P型MOS管，第四开关件24为N型MOS管，第五开关件25为P型MOS管，第六开关件26为N型MOS管，第七开关件27为P型MOS管。

主电源11电压值为Vi，备份电源12电压值为Vbackup，输出端61电压值为Vout，切换电压62电压值为Vsw。

主电源11与第一开关件21的漏极连接，第一开关件21的源极与输出端61连接，为了使得电源输出更平稳，输出端61还与接地的第二电容32连接，输出端61用于连接负载。第一开关件21导通时，主电源11向输出端61供电。为了保护MOS管，第一开关件21的栅极和源极之间连接第一电阻41，栅极和源极之间连接电阻，能够及时把MOS管上的静电泻放掉，避免栅极和源极间的等效电容两端产生很高的电压，进而避免击穿MOS管。第一开关件21的栅极和第二开关件22的漏极连接。第二开关件22控制第一开关件21的导通与截止，第二开关件22的源极接地，为了保护MOS管，第二开关件22的栅极和源极之间连接第二电阻42，第二开关件22的栅极通过第三电阻43与主电源11连接，电源与MOS管之间串联电阻可抑制电流，防止振荡，第二开关件22的栅极与切换电压62连接，第二开关件22的栅极与接地的第一电容31连接。

备份电源12与第三开关件23的源极连接，第三开关件23的漏极与第七开关件27的漏极连接，第七开关件27的源极和输出端61连接。第三开关件23和第七开关件27同时导通时，备份电源12向输出端61供电。为了保护MOS管，第三开关件23的栅极和源极之间连接第六电阻46，第三开关件23的栅极和第四开关件24的漏极连接。第四开关件24用于控制第三开关件23的导通与截止，第四开关件24的源极连接切换电压62，第四开关件24的栅极通过第七电阻47与主电源11连接，为了保护MOS管，第四开关件24的栅极还与接地的第四电阻44连接。为了保护MOS管，第七开关件27的源极和栅极连接第十一电阻51，第七开关件27的栅极与第六开关件26的源极连接。第六开关件26控制第七开关件27的导通与截止，为了保护MOS管，第六开关件26的漏极和栅极连接第十电阻50，第六开关件26的漏极接地，第六开关件26的栅极通过第五电阻45和电平控制器63连接。

切换电压62连接第五开关件25的源极，第五开关件25的漏极接地，为了保护MOS管，第五开关件25的漏极和栅极连接第九电阻49，第五开关件25的栅极通过第八电阻48与主电源11连接。

主电源11正常上电时，主电源11经过第三电阻43对第一电容31充电，切换电压62缓慢升高，第二开关件22缓慢导通，第一开关件21缓慢导通，主电源11向输出端61供电。此时，第四开关件24截止，第三开关件23截止，备份电源12不向输出端61供电。Vout＝Vi。

主电源11异常掉电，且允许切换到备份电源12时，由于第一电容31存在，切换电压62比主电源11的电压降低更慢，Vsw＞Vi。通过调整第八电阻48和第九电阻49的比例，可实现切换电压62通过第五开关件25快速放电。此时，第四开关件24快速导通，第三开关件23快速导通，备份电源12向输出端61供电，实现由主电源11切换为备份电源12，Vout＝Vbackup。由于切换电压62掉电，第一开关件21和第二开关件22截止，备份电源12不会串电到主电源11。通过调整第四电阻44和第七电阻47的比例，可以设定备份电源12的开启电压，如果备份电源12电压低于开启电压，即使主电源11异常掉电也不会开启备份电源12。

第六开关件26和第七开关件27构成了一个开关模块，不再需要使用备份电源12时，电平控制器63输出低电平，此时，第六开关件26和第七开关件27截止，备份电源12停止向输出端61供电。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种备份电源切换电路，应用于电源装置中，所述电源装置包括主电源和备份电源，其特征在于，所述备份电源切换电路包括：

第一开关件，第一开关件为P型MOS管，第一开关件的源极连接输出端，第一开关件的漏极连接主电源；

第二开关件，第二开关件为N型MOS管，第二开关件的源极接地，第二开关件的漏极连接第一开关件的栅极，第二开关件的栅极分别与主电源、切换电压、接地的第一电容连接；

第三开关件，第三开关件为P型MOS管，第三开关件的源极连接备份电源，第三开关件的漏极连接输出端；

第四开关件，第四开关件为N型MOS管，第四开关件的源极连接切换电压，第四开关件的漏极连接第三开关件的栅极，第四开关件的栅极与主电源连接；

第五开关件，第五开关件为P型MOS管，第五开关件的源极连接切换电压，第五开关件的漏极接地，第五开关件的栅极与主电源连接。

2.如权利要求1所述的备份电源切换电路，其特征在于，第一开关件的栅极和源极之间连接电阻，第二开关件的栅极和源极之间连接电阻，第三开关件的栅极和源极之间连接电阻，第五开关件的栅极和漏极之间连接电阻。

3.如权利要求1所述的备份电源切换电路，其特征在于，第二开关件与主电源的连接线路上设有电阻，第四开关件的与主电源的连接线路上设有电阻，第五开关件与主电源的连接线路上设有电阻。

4.如权利要求1所述的备份电源切换电路，其特征在于，第四开关件的栅极还与接地的电阻连接。

5.如权利要求1所述的备份电源切换电路，其特征在于，输出端与接地的第二电容连接。

6.如权利要求1所述的备份电源切换电路，其特征在于，输出端与第三开关件的连接线路上设有开关模块。

7.如权利要求6所述的备份电源切换电路，其特征在于，所述开关模块包括：

第六开关件，第六开关件的漏极接地，第六开关件的栅极连接电平控制器；

第七开关件，第七开关件的源极连接输出端，第七开关件的漏极连接第三开关件的漏极，第七开关件的栅极连接第六开关件的源极。

8.如权利要求7所述的备份电源切换电路，其特征在于，第六开关件为N型MOS管，第七开关件为P型MOS管。

9.如权利要求7所述的备份电源切换电路，其特征在于，第六开关件的栅极与电平控制器的连接线路上设有电阻，第六开关件的栅极和漏极之间设有电阻，第七开关件的栅极和源极之间设有电阻。

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