CN214314701U - 基于蓄电池的冗余供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种基于蓄电池的冗余供电系统，包括直流电源、蓄电池BAT、蓄电池充电管理电路、蓄电池切换控制电路以及主供电电路；所述直流电源的输出端连接于主供电电路的输入端，所述主供电电路的输出端向负载供电；所述蓄电池充电管理电路的输入端连接于直流电源的输出端，蓄电池管理电路的充电输出端连接于蓄电池BAT的正极，蓄电池BAT的正极连接于蓄电池切换控制电路的输入端，蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电；所述蓄电池切换控制电路的控制输入端连接于主供电电路的检测输出端，能够在低压直流供电过程中在市电出现故障的情况下能够实时切换至蓄电池供电，并在市电恢复后自动切换至市电供电。

Description

基于蓄电池的冗余供电系统

技术领域

本实用新型涉及一种供电系统，尤其涉及一种基于蓄电池的冗余供电系统。

背景技术

在直流供电中，一般采用变压器将市电降压、整流处理后提供给后续负载，在，但是，市电在供电过程中存在不稳定状态，比如过压，断电等，在这种情况下需要执行过压保护切换市电的供电，但是，切断之后，比如物联网中的传感器等期间需要实时采集连续数据，一旦供电中断，那么将造成数据中断，从而影响物联网的监测控制，现有技术中往往采用蓄电池与市电形成冗余供电，但是，现有的基于蓄电池的冗余供电控制系统往往电路结构复杂，并且存在切换锁定的现象，不能自动完成蓄电池和市电的转换，虽然也有能够转换的电路，但是这些电路往往依赖于控制芯片，其电路结构复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于蓄电池的冗余供电系统，能够在低压直流供电过程中在市电出现故障的情况下能够实时切换至蓄电池供电，并在市电恢复后自动切换至市电供电，能够确保低压直流用电器件的供电稳定性，并且电路结构简单可靠。

本实用新型提供的一种基于蓄电池的冗余供电系统，包括直流电源、蓄电池BAT、蓄电池充电管理电路、蓄电池切换控制电路以及主供电电路；

所述直流电源的输出端连接于主供电电路的输入端，所述主供电电路的输出端向负载供电；所述蓄电池充电管理电路的输入端连接于直流电源的输出端，蓄电池管理电路的充电输出端连接于蓄电池BAT的正极，蓄电池BAT的正极连接于蓄电池切换控制电路的输入端，蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电；

所述蓄电池切换控制电路的控制输入端连接于主供电电路的检测输出端。

进一步，所述主供电电路包括过压检测电路、PMOS管Q3以及第一MOS管控制电路；

所述PMOS管Q3的漏极通过电容C5接地，PMOS管Q3漏极作为主供电电路的输出端，PMOS管Q3的源极作为主供电电路的输入端，PMOS管Q3的栅极连接于第一MOS管控制电路的控制输出端，第一MOS管控制电路的检测输出端与蓄电池切换控制电路的控制输入端连接，所述过压检测电路的检测输入端连接于PMOS管Q3的源极，过压检测电路的控制输出端连接于第一MOS管控制电路的控制输入端。

进一步，所述第一MOS管控制电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q5、三极管Q4以及电容C4；

所述电阻R9的一端连接于PMOS管Q3的源极，电阻R9的另一端通过电阻R10和电容C4并联后接地，电阻R9和电阻R10的公共连接点通过电阻R6连接于三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极通过电阻R7和电阻R8串联后连接于PMOS管Q3的源极，电阻R7和电阻R8的公共连接点作为第一MOS管控制电路的控制输出端，三极管Q4的集电极连接于电阻R9和电阻R10的公共连接点，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极作为第一MOS管控制电路的控制输入端，电阻R9和电阻R10的公共连接点作为第一MOS管控制电路的检测输出端。

进一步，所述过压检测电路包括电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C6、稳压管D1和稳压管D2；

电阻R4的一端连接于直流电源的输出端，电阻R4的另一端通过电阻R5接地，电阻R4和直流电源的输出端之间的公共连接点通过电容C3接地，电阻R4和电阻R5的公共连接点与稳压管D1的负极连接，稳压管D1的正极与稳压管D2的正极连接，稳压管D2的负极作为过压检测电路的控制输出端，稳压管D1的正极通过电容C6接地。

进一步，所述蓄电池切换控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、PMOS管Q1和PMOS管Q2；

PMOS管Q1的源极作为蓄电池切换控制电路的输入端连接于蓄电池BAT的正极，PMOS管Q1的漏极作为蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电，PMOS管Q1的源极通过电容C1接地，PMOS管Q1的源极通过电阻R1连接于PMOS管Q1的栅极，PMOS管Q1的栅极通过电容C2接地，PMOS管Q1的栅极通过电阻R2连接于三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极连接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为蓄电池切换控制电路的控制输入端。

进一步，所述蓄电池充电管理电路为CN3763芯片及其外围电路。

本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够在低压直流供电过程中在市电出现故障的情况下能够实时切换至蓄电池供电，并在市电恢复后自动切换至市电供电，能够确保低压直流用电器件的供电稳定性，并且电路结构简单可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明：

本实用新型提供的一种包括直流电源、蓄电池BAT、蓄电池充电管理电路、蓄电池切换控制电路以及主供电电路；

所述直流电源的输出端连接于主供电电路的输入端，所述主供电电路的输出端向负载供电；所述蓄电池充电管理电路的输入端连接于直流电源的输出端，蓄电池管理电路的充电输出端连接于蓄电池BAT的正极，蓄电池BAT的正极连接于蓄电池切换控制电路的输入端，蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电；

所述蓄电池切换控制电路的控制输入端连接于主供电电路的检测输出端，通过上述结构，能够在低压直流供电过程中在市电出现故障的情况下能够实时切换至蓄电池供电，并在市电恢复后自动切换至市电供电，能够确保低压直流用电器件的供电稳定性，并且电路结构简单可靠。

其中，直流电源采用现有的降压变压器、整流电路和滤波电路组成，将市电的交流电转换成直流电进行输出。

本实施例中，所述主供电电路包括过压检测电路、PMOS管Q3以及第一MOS管控制电路；

所述PMOS管Q3的漏极通过电容C5接地，PMOS管Q3漏极作为主供电电路的输出端，PMOS管Q3的源极作为主供电电路的输入端，PMOS管Q3的栅极连接于第一MOS管控制电路的控制输出端，第一MOS管控制电路的检测输出端与蓄电池切换控制电路的控制输入端连接，所述过压检测电路的检测输入端连接于PMOS管Q3的源极，过压检测电路的控制输出端连接于第一MOS管控制电路的控制输入端。

具体地，所述第一MOS管控制电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q5、三极管Q4以及电容C4；

所述电阻R9的一端连接于PMOS管Q3的源极，电阻R9的另一端通过电阻R10和电容C4并联后接地，电阻R9和电阻R10的公共连接点通过电阻R6连接于三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极通过电阻R7和电阻R8串联后连接于PMOS管Q3的源极，电阻R7和电阻R8的公共连接点作为第一MOS管控制电路的控制输出端，三极管Q4的集电极连接于电阻R9和电阻R10的公共连接点，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极作为第一MOS管控制电路的控制输入端，电阻R9和电阻R10的公共连接点作为第一MOS管控制电路的检测输出端。

所述过压检测电路包括电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C6、稳压管D1和稳压管D2；

电阻R4的一端连接于直流电源的输出端，电阻R4的另一端通过电阻R5接地，电阻R4和直流电源的输出端之间的公共连接点通过电容C3接地，电阻R4和电阻R5的公共连接点与稳压管D1的负极连接，稳压管D1的正极与稳压管D2的正极连接，稳压管D2的负极作为过压检测电路的控制输出端，稳压管D1的正极通过电容C6接地。

所述蓄电池切换控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、PMOS管Q1和PMOS管Q2；其中，三极管Q2为P型三极管；

PMOS管Q1的源极作为蓄电池切换控制电路的输入端连接于蓄电池BAT的正极，PMOS管Q1的漏极作为蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电，PMOS管Q1的源极通过电容C1接地，PMOS管Q1的源极通过电阻R1连接于PMOS管Q1的栅极，PMOS管Q1的栅极通过电容C2接地，PMOS管Q1的栅极通过电阻R2连接于三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极连接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为蓄电池切换控制电路的控制输入端。通过上述结构，能够稳定的控制市电、蓄电池之间的供电自由切换，无需其他的芯片控制，电路结构稳定可靠。

本实施例中，所述蓄电池充电管理电路为CN3763芯片及其外围电路，当然，也可以采用其它的蓄电池充电管理电路，比如TP5400芯片及其外围电路等，蓄电池采用现有的锂电池。

下面对本实用新型的原理进行说明：

在市电供电正常时，三极管Q5的基极通过电阻R9和电阻R10进行分压供电，三极管Q5导通，从而PMOS管Q3导通，由主供电电路进行供电，同时，由于三极管Q2的基极施加电压，通过电阻R3、电阻R2和电阻R1的参数控制，使得三极管Q2的发射极电压小于基极电压，三极管Q2截止，从而使得PMOS管Q1截止，蓄电池切换控制电路不向负载供电；

当市电中断，电阻R9和电阻R10的公共连接点无输出；当市电存在过压时，二极管D1导通，电容C6进行滤波后施加到三极管Q4，三极管Q4导通，电阻R9和电阻R10的公共连接点电位被拉低，此两种状态均会导致三极管Q2的基极电压被置为0，三极管Q2导通，从而PMOS管Q1导通，由蓄电池向负载供电，当市电恢复供电后，三极管Q2重新截止，PMOS管Q1截止，从而完成自动切换。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于蓄电池的冗余供电系统，其特征在于：包括直流电源、蓄电池BAT、蓄电池充电管理电路、蓄电池切换控制电路以及主供电电路；

所述直流电源的输出端连接于主供电电路的输入端，所述主供电电路的输出端向负载供电；所述蓄电池充电管理电路的输入端连接于直流电源的输出端，蓄电池管理电路的充电输出端连接于蓄电池BAT的正极，蓄电池BAT的正极连接于蓄电池切换控制电路的输入端，蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电；

所述蓄电池切换控制电路的控制输入端连接于主供电电路的检测输出端。

2.根据权利要求1所述基于蓄电池的冗余供电系统，其特征在于：所述主供电电路包括过压检测电路、PMOS管Q3以及第一MOS管控制电路；

所述PMOS管Q3的漏极通过电容C5接地，PMOS管Q3漏极作为主供电电路的输出端，PMOS管Q3的源极作为主供电电路的输入端，PMOS管Q3的栅极连接于第一MOS管控制电路的控制输出端，第一MOS管控制电路的检测输出端与蓄电池切换控制电路的控制输入端连接，所述过压检测电路的检测输入端连接于PMOS管Q3的源极，过压检测电路的控制输出端连接于第一MOS管控制电路的控制输入端。

3.根据权利要求2所述基于蓄电池的冗余供电系统，其特征在于：所述第一MOS管控制电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q5、三极管Q4以及电容C4；

所述电阻R9的一端连接于PMOS管Q3的源极，电阻R9的另一端通过电阻R10和电容C4并联后接地，电阻R9和电阻R10的公共连接点通过电阻R6连接于三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极通过电阻R7和电阻R8串联后连接于PMOS管Q3的源极，电阻R7和电阻R8的公共连接点作为第一MOS管控制电路的控制输出端，三极管Q4的集电极连接于电阻R9和电阻R10的公共连接点，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极作为第一MOS管控制电路的控制输入端，电阻R9和电阻R10的公共连接点作为第一MOS管控制电路的检测输出端。

4.根据权利要求2所述基于蓄电池的冗余供电系统，其特征在于：所述过压检测电路包括电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C6、稳压管D1和稳压管D2；

电阻R4的一端连接于直流电源的输出端，电阻R4的另一端通过电阻R5接地，电阻R4和直流电源的输出端之间的公共连接点通过电容C3接地，电阻R4和电阻R5的公共连接点与稳压管D1的负极连接，稳压管D1的正极与稳压管D2的正极连接，稳压管D2的负极作为过压检测电路的控制输出端，稳压管D1的正极通过电容C6接地。

5.根据权利要求1所述基于蓄电池的冗余供电系统，其特征在于：所述蓄电池切换控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、PMOS管Q1和PMOS管Q2；

PMOS管Q1的源极作为蓄电池切换控制电路的输入端连接于蓄电池BAT的正极，PMOS管Q1的漏极作为蓄电池切换控制电路的输出端向负载供电，PMOS管Q1的源极通过电容C1接地，PMOS管Q1的源极通过电阻R1连接于PMOS管Q1的栅极，PMOS管Q1的栅极通过电容C2接地，PMOS管Q1的栅极通过电阻R2连接于三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极连接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为蓄电池切换控制电路的控制输入端。

6.根据权利要求1所述基于蓄电池的冗余供电系统，其特征在于：所述蓄电池充电管理电路为CN3763芯片及其外围电路。

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