CN214380275U - 一种双电源供电电路和T-Box控制器双电源供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双电源供电电路和T‑Box控制器双电源供电系统，该电路包括检测电路模块和电路切换模块；电路切换模块包括主电源切换单元和备用电池切换单元；检测电路模块分别与主电源切换单元和备用电池切换单元电连接；检测电路模块用于检测主电源的工作状态；工作状态包括正常工作状态、欠压工作状态及工作恢复状态；检测电路模块当主电源处于正常工作状态时，输出第一控制信号至主电源切换单元以使主电源工作；当主电源处于欠压工作和工作恢复状态时，输出第二控制信号至备用电池切换单元以使备用电池工作，实现了当主电源不适合向负载供电时，自动切换到备用电池供电，并维持备用电池供电状态，避免备用电池供电和主电源供电之间不停切换。

Description

一种双电源供电电路和T-Box控制器双电源供电系统

技术领域

本实用新型实施例涉及双电源供电技术，尤其涉及一种双电源供电电路和T-Box控制器双电源供电系统。

背景技术

在工业自动化控制系统中，一般使用380VAC或220VAC主电源对供电设备供电，当主电源因故障而不适合向供电设备供电时，这就需要使用备用电池作为备用电源。目前，在各个控制系统，对实现双电源供电系统自适应切换提出了更高的要求。

现有技术中，在有些场合，当主电源因故障而不适合向供电设备供电时，会导致备用电池供电和主电源供电之间不停切换，而备用电池供电和主电源供电之间不停切换供电会影响供电设备的正常稳定工作。

实用新型内容

本实用新型提供一种双电源供电电路和T-Box控制器双电源供电系统，以实现当主电源不适合向负载供电时，自动切换到备用电池供电，维持备用电池供电状态，避免备用电池供电和主电源供电之间不停切换。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种双电源供电电路，该供电电路包括：检测电路模块和电路切换模块；所述电路切换模块包括主电源切换单元和备用电池切换单元；所述检测电路模块分别与所述主电源切换单元和所述备用电池切换单元电连接；

所述检测电路模块，用于检测主电源的工作状态；所述工作状态包括正常工作状态、欠压工作状态及工作恢复状态；

所述检测电路模块，还用于当所述主电源处于正常工作状态时，输出第一控制信号至所述主电源切换单元以使主电源工作；

当所述主电源处于欠压工作状态和所述主电源处于工作恢复状态时，输出第二控制信号至所述备用电池切换单元以使备用电池工作。

可选的，所述检测电路模块包括电压比较器、基准单元、或非门和控制单元；

所述电压比较器的第一输入端与所述主电源电连接；所述电压比较器的第二输入端与所述基准单元电连接；所述电压比较器的输出端与所述或非门的第一输入端电连接；所述或非门的输出端分别与所述备用电池切换单元的控制端及所述主电源切换单元的控制端电连接；

所述控制单元与所述或非门的第二输入端电连接，用于检测主电源电压，并根据所述主电源电压是否变化输出高低电平信号至所述或非门的第二输入端。

可选的，所述检测电路模块还包括非门；

所述非门的输入端与所述或非门的输出端电连接；所述非门的输出端与所述控制单元电连接。

可选的，所述检测电路模块还包括分压单元；所述分压单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述主电源电连接；所述第一电阻的第二端分别与所述电压比较器的第一输入端和所述第二电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第二端接地。

可选的，所述主电源切换单元包括第一NMOS晶体管和第一PMOS晶体管；

所述第一NMOS晶体管的控制端与所述检测电路模块的输出端电连接；所述第一NMOS晶体管的第一端与所述第一PMOS晶体管的控制端电连接；所述第一NMOS晶体管的第二端接地；

所述第一PMOS晶体管的第一端与负载电连接，所述第一PMOS晶体管的第二端与所述主电源电连接。

可选的，该供电电路还包括第一二极管；所述第一二极管的正极端与所述主电源电连接；所述第一二极管的负极端与所述第一PMOS晶体管的第二端电连接。

可选的，该供电电路还包括第三电阻；

所述第三电阻的第一端与所述第一二极管的负极端电连接，所述第三电阻的第二端与所述第一PMOS晶体管的控制端电连接。

可选的，所述备用电池切换单元包括第二PMOS晶体管；

所述第二PMOS晶体管的控制端与所述检测电路模块的输出端电连接；所述第二PMOS晶体管的第一端与负载电连接；所述第二PMOS晶体管的第二端与所述备用电池电连接。

可选的，该供电电路还包括第四电阻；

所述第四电阻的第一端与所述第二PMOS晶体管的控制端电连接；所述第四电阻的第二端与外部电源电连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种T-Box控制器双电源供电系统，该双电源供电系统包括上述第一方面所述的任一项所述的双电源供电电路，还包括负载、主电源和备用电池。

本实用新型实施例双电源供电电路包括检测电路模块和电路切换模块；电路切换模块包括主电源切换单元和备用电池切换单元；检测电路模块分别与主电源切换单元和备用电池切换单元电连接。本技术方案通过检测电路模块检测主电源的工作状态；其中，工作状态包括正常工作状态、欠压工作状态及工作恢复状态；然后当主电源处于正常工作状态时，输出第一控制信号至主电源切换单元以使主电源为负载供电；当主电源处于欠压工作状态和工作恢复状态时，输出第二控制信号至备用电池切换单元以以使备用电池为负载工作；如此实现了在主电源不适合向负载供电时，自动切换到备用电池供电的基础上，备用电池维持为负载供电状态，避免备用电池供电和主电源供电之间不停切换，影响供电负载的正常稳定工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种双电源供电电路的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种双电源供电电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种双电源供电电路的结构框图，如图1所示，该供电电路包括检测电路模块10和电路切换模块20；电路切换模块20包括主电源切换单元21和备用电池切换单元22；检测电路模块10分别与主电源切换单元21和备用电池切换单元22电连接。检测电路模块10，用于检测主电源的工作状态；工作状态包括正常工作状态、欠压工作状态及工作恢复状态；检测电路模块20，用于当主电源处于正常工作状态时，输出第一控制信号至主电源切换单元21以使主电源工作；还用于当主电源处于欠压工作状态和主电源处于工作恢复状态时，输出第二控制信号至备用电池切换单元22以使备用电池工作。

其中，参照图1，检测电路模块10包括主电源电压检测端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端；主电源切换单元21包括第一控制信号接收端；备用电池切换单元22包括第二控制信号接收端；主电源电压检测端与主电源的电压输出端电连接；第一控制信号输出端与第一控制信号接收端电连接，第二控制信号输出端与第二控制信号接收端电连接。当检测电路模块10检测到主电源输出的电压处于正常电压范围内，即检测到主电源处于正常工作状态时，输出第一控制信号至主电源切换单元21，主电源切换单元21导通，如此实现了主电源为负载供电；当主电源由于电能的消耗，检测电路模块10检测到主电源输出的电压处于欠压状态时，输出第二控制信号至备用电池切换单元22，备用电池切换单元22导通，如此当主电源不适合向负载供电时，自动切换到备用电池供电；当主电源从欠压工作状态到工作恢复状态时，检测电路模块10检测到主电源输出的电压由欠压变为正常工作电压时，同样输出第二控制信号至备用电池切换单元22，备用电池维持为负载供电状态，保证了供电电路负载的工作稳定性，解决了现有技术中备用电池供电和主电源供电之间不停切换，影响供电负载的正常稳定工作。

可选的，在上述实施例的基础上，进一步细化，图2是本实用新型实施例提供的一种双电源供电电路的电路示意图；如图2所示，检测电路模块10包括电压比较器U1、基准单元11、或非门U2和控制单元12；电压比较器U1的第一输入端与主电源电连接；电压比较器U1的第二输入端与基准单元11电连接；电压比较器U1的输出端与或非门U2的第一输入端电连接；或非门U2的输出端分别与备用电池切换单元22的控制端及主电源切换单元21的控制端电连接；控制单元12与或非门U1的第二输入端电连接，用于检测主电源电压，并根据主电源电压是否变化输出高低电平信号至或非门的第二输入端。

可选的，参照图2，检测电路模块10还包括分压单元13；分压单元13包括第一电阻R1和第二电阻R2；第一电阻R1的第一端与主电源电连接；第一电阻R1的第二端分别与电压比较器U1的第一输入端和第二电阻R2的第一端电连接；第二电阻R2的第二端接地。

可选的，参照图2，主电源切换单元21包括第一NMOS晶体管Q1和第一PMOS晶体管Q2；第一NMOS晶体管Q1的控制端与检测电路模块10的输出端电连接；第一NMOS晶体管Q1的第一端与第一PMOS晶体管Q2的控制端电连接；第一NMOS晶体管Q1的第二端接地；第一PMOS晶体管Q2的第一端与负载电连接，第一PMOS晶体管Q2的第二端与主电源电连接。

可选的，参照图2，备用电池切换单元22包括第二PMOS晶体管Q3；第二PMOS晶体管Q3的控制端与检测电路模块10的输出端电连接；第二PMOS晶体管Q3的第一端与负载电连接；第二PMOS晶体管Q3的第二端与备用电池电连接。

其中，该双电源供电电路的工作原理为：当主电源输出的电压为正常工作电压V时，经过第一电阻R1和第二电阻R2的分压得到分压电压为V1＝R1/(R1+R2)*V；当分压电压V1大于基准单元12输出的基准电压Vref时，电压比较器输出低电平信号；同时控制单元12检测到主电源输出电压为正常工作电压；输出低电平信号至或非门U2的第二输入端，如此或非门U2输出高电平信号；然后第一NMOS晶体管Q1导通，拉低第一PMOS晶体管Q2控制端的电压，第一PMOS晶体管导通；这样实现了主电源在正常工作状态下为负载供电；

当主电源输出的电压处于欠压状态时，示例性的，主电源输出的电压小于V时，然后经过第一电阻R1和第二电阻R2的分压，分压电压V1小于基准单元12输出的基准电压Vref，此时电压比较器U1输出高电平信号；同时控制单元12检测到主电源输出电压由正常工作电压变为欠压状态时，输出高电平信号至或非门U2的第二输入端，如此或非门U2输出低电平信号，第二PMOS晶体Q3管导通，实现了当主电源不适合为负载供电时，自动切换至备用电池为负载供电；

当主电源输出的电压由欠压变为正常工作电压时，主电源处于恢复工作状态时，此时，当分压电压V1大于基准单元12输出的基准电压Vref时，电压比较器U1输出由高电平变为低电平信号；同时控制单元12检测到主电源的电压发生跳变时，输出高电平信号至或非门U2第二输入端；或非门U2依然输出低电平信号，第二PMOS晶体管Q3导通，备用电池维持为负载供电；如此避免了备用电池供电和主电源供电之间不停切换，影响供电负载的正常稳定工作。

可选的，继续参照图2，检测电路模块10还包括非门U3；非门U3的输入端与或非门U2的输出端电连接；非门U3的输出端与控制单元12电连接。

其中，当主电源输出的电压为正常工作电压V时，电压比较器U1输出低电平信号，控制单元12检测到主电源输出电压为正常工作电压；输出低电平信号至或非门U2的第二输入端；或非门U2输出高电平信号，经过非门U3输出低电平信号至或非门U2的第二输入端，如此维持或非门U2的第二输入端为低电平信号；同样的，当主电源输出的电压未欠压状态或由欠压变为正常工作电压时，电压比较器U1输出高电平信号，控制单元12检测到主电源输出电压变化输出高电平信号至或非门U2的第二输入端；或非门U2输出低电平信号，经过非门U3输出高电平信号至或非门U2的第二输入端，如此维持或非门U2的第二输入端为高电平信号，这里非门U3起到维持或非门U2第二输入端,电平不变的作用，从而提高整个供电电路的可靠性。

可选的，继续参照图2，供电电路还包括第一二极管D1；第一二极管D1的正极端与主电源电连接；第一二极管D1的负极端与第一PMOS晶体管Q2的第二端电连接。第一二极管D1起到了防止反向电流过大的作用。可选的，供电电路还包括第三电阻R3；第三电阻R3的第一端与第一二极管D1的负极端电连接，第三电阻R3的第二端与第一PMOS晶体管Q2的控制端电连接。可选的，供电电路还包括第四电阻R4；第四电阻R4的第一端与第二PMOS晶体管Q3的控制端电连接；第四电阻R4的第二端与外部电源电连接。其中，第三电阻R3和第四电阻R4起到了限流的作用。

本实用新型实施例还提供了一种T-Box控制器双电源供电系统，该T-Box控制器控制器供电系统包括上述实施例提供的双电源供电电路，还包括负载、主电源和备用电池，主电源与双电源供电电路的输入端电连接，双电源供电电路的输出端与负载电连接。由于该供电系统包括上述双电源供电电路，也具备上述实施例具有的有益效果，同时还提高了整个供电系统供电稳定性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种双电源供电电路，其特征在于，包括：检测电路模块和电路切换模块；所述电路切换模块包括主电源切换单元和备用电池切换单元；所述检测电路模块分别与所述主电源切换单元和所述备用电池切换单元电连接；

所述检测电路模块，用于检测主电源的工作状态；所述工作状态包括正常工作状态、欠压工作状态及工作恢复状态；

所述检测电路模块，用于当所述主电源处于正常工作状态时，输出第一控制信号至所述主电源切换单元以使所述主电源工作；

还用于当所述主电源处于欠压工作状态和所述主电源处于工作恢复状态时，输出第二控制信号至所述备用电池切换单元以使备用电池工作。

2.根据权利要求1所述的双电源供电电路，其特征在于，所述检测电路模块包括电压比较器、基准单元、或非门和控制单元；

所述电压比较器的第一输入端与所述主电源电连接；所述电压比较器的第二输入端与所述基准单元电连接；所述电压比较器的输出端与所述或非门的第一输入端电连接；所述或非门的输出端分别与所述备用电池切换单元的控制端及所述主电源切换单元的控制端电连接；

所述控制单元与所述或非门的第二输入端电连接，用于检测所述主电源电压，并根据所述主电源电压是否变化输出高低电平信号至所述或非门的第二输入端。

3.根据权利要求2所述的双电源供电电路，其特征在于，所述检测电路模块还包括非门；

所述非门的输入端与所述或非门的输出端电连接；所述非门的输出端与所述控制单元电连接。

4.根据权利要求2所述的双电源供电电路，其特征在于，所述检测电路模块还包括分压单元；所述分压单元包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端与所述主电源电连接；所述第一电阻的第二端分别与所述电压比较器的第一输入端和所述第二电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的双电源供电电路，其特征在于，所述主电源切换单元包括第一NMOS晶体管和第一PMOS晶体管；

所述第一NMOS晶体管的控制端与所述检测电路模块的输出端电连接；所述第一NMOS晶体管的第一端与所述第一PMOS晶体管的控制端电连接；所述第一NMOS晶体管的第二端接地；

所述第一PMOS晶体管的第一端与负载电连接，所述第一PMOS晶体管的第二端与所述主电源电连接。

6.根据权利要求5所述的双电源供电电路，其特征在于，还包括第一二极管；所述第一二极管的正极端与所述主电源电连接；所述第一二极管的负极端与所述第一PMOS晶体管的第二端电连接。

7.根据权利要求6所述的双电源供电电路，其特征在于，还包括第三电阻；

所述第三电阻的第一端与所述第一二极管的负极端电连接，所述第三电阻的第二端与所述第一PMOS晶体管的控制端电连接。

8.根据权利要求1所述的双电源供电电路，其特征在于，所述备用电池切换单元包括第二PMOS晶体管；

所述第二PMOS晶体管的控制端与所述检测电路模块的输出端电连接；所述第二PMOS晶体管的第一端与负载电连接；所述第二PMOS晶体管的第二端与所述备用电池电连接。

9.根据权利要求8所述的双电源供电电路，其特征在于，还包括第四电阻；

所述第四电阻的第一端与所述第二PMOS晶体管的控制端电连接；所述第四电阻的第二端与外部电源电连接。

10.一种T-Box控制器双电源供电系统，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一项所述的双电源供电电路，还包括负载、主电源和备用电池。

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