CN101771291A - 低电压双电源回路装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为有关一种低电压双电源回路装置及其控制方法，包括有第一电源装置、第二电源装置及双电源控制回路所组成，其中第一电源装置及第二电源装置为分别输入至双电源控制回路，而双电源控制回路具有第一控制芯片及第二控制芯片，且第一控制芯片及第二控制芯片分别与电源侦测回路、电源比较回路及电源切换回路连接，而第一控制芯片及第二控制芯片通过电源侦测回路侦测第一电源装置及第二电源装置的优先权，当第一优先的电源装置发生断电时，可通过电源比较回路比较电压大小，由电源切换回路将第一优先的电源装置切换成第二优先的备用电源装置，由备用电源继续供应外部电子装置电源，避免外部电子装置内重要资料流失，而形成重大金额损失。
Description
技术领域
本发明为有关一种低电压双电源回路装置及其控制方法，尤指利用双电源控制回路侦测第一电源装置及第二电源装置的优先权，当发生断电时，可通过比较电压大小，将第一优先的电源装置切换成第二优先的备用电源装置，并由备用电源供电。
背景技术
随着电子科技的进步，人们对电力电源的依靠性越来越高，所以无预警的停电事件对于各行各业均会造成损失，尤其是各大电子科技公司内皆设置有大量的高价格电子***设备，所以将造成难以估计的重大金额损失，而对电子***设备(如桌上型电脑、准***、伺服器及网路储存装置等)而言，如资料末经备份，当遇到无预警停电时，即面临处理中的资料全面流失的严重后果，为防止此种意外产生，市面上已出现多种不断电***(UPS)，如图4所示，为习用的电路方块图，当发生电力中断时，立即以备用电源供应电子***设备使用，藉此以提供充裕的操作时间完成储存动作，并将电子***设备关机，等待电力恢复后再继续电子***设备操作。
但目前一般的不断电***，在实际使用时却存在诸多的缺失，如：
(1)该不断电***的内部含有充电器及充电电池组，而充电器及充电电池组等元件均为无法承受高温，所以无法在高温环境下，提供电子***设备电源。
(2)该不断电***主要电源及备用电源无法同时启动供电，只能选择主要电源或备用电源，当电子***设备发生高负载情形时，以致无法提供足够电源给电子***设备。
(3)该不断电***的备用电源为由充电器通过市电进行对充电电池组充电，当发生无预警的停电时，再由充电电池组供电，但该充电电池只可提供短暂的电源供应时间，故无法供应充足的电源给电子***设备使用，仍需等待市电恢复供应。
因此，如何解决习用不断电***的问题与缺失，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
发明内容
发明人有鉴于上述的问题与缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种低电压双电源回路装置及方法的发明专利诞生者。
本发明的技术方案在于，提供一种低电压双电源回路装置及其控制方法，第一电源装置及第二电源装置为分别输入至双电源控制回路，而双电源控制回路具有第一控制芯片及第二控制芯片，且第一控制芯片及第二控制芯片分别与电源侦测回路、电源比较回路及电源切换回路连接，而第一控制芯片及第二控制芯片通过电源侦测回路侦测第一电源装置及第二电源装置的优先权，当第一优先的电源装置发生断电时，可通过电源比较回路比较电压大小，由电源切换回路将第一优先的电源装置切换成第二优先的备用电源装置，由备用电源继续供电外部电子装置。
当电源输出点的电压降低超过多个二极管的顺向导通电压时，其第一电源装置及第二电源装置连接的二极管产生导通状态，使第一电源装置及第二电源装置提供电源至电源输出点，并通过多个二极管承受大电流，可防止大电流破坏多个N通道场效晶体管。
电源输出点的电压下降至第一控制芯片或第二控制芯片下限电压时，该第一控制芯片与第二控制芯片会分别将N通道场效晶体管(Q1)与N通道场效晶体管(Q2)关闭，同时电源输出点所连接的多个二极管产生导通。
本发明的技术效果为，可避免因停电而使外部电子装置的重要资料流失，而形成重大金额损失，可以避免双电源控制回路故障损坏，可以使第一电源装置与第二电源装置同时供应至电源输出点，使外部电子***设备在高负载情形下仍能正常运作。
附图说明
图1为本发明的电路方块图；
图2为本发明的电路图；
图3为本发明的示意图；
图4为习用的电路方块图。
附图标记说明：
1-第一电源装置；11-第一变压器；2-第二电源装置；21-第二变压器；3-双电源控制回路；31A-第一控制芯片；314B-N通道场效晶体管；31B-第二控制芯片；315-电源输出点；311-分压电阻；316-二极管；312-串联电阻；32-电源侦测回路；313-二极管；33-电源比较回路；314A-N通道场效晶体管；34-电源切换回路。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，现绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利于完全了解。
请参阅图1、图2所示，为本发明较佳实施例的电路方块图、电路图，由图中所示可清楚看出，本发明的低电压双电源回路为由第一电源装置1、第二电源装置2及双电源控制回路3所组成，其中：
该第一电源装置1为可供交流市电输入，且第一电源装置1内设有将交流市电转换成低压直流的第一变压器11。
该第二电源装置2为可供直流发电机电源输入，且第二电源装置2内设有将直流电转换成低压直流的第二变压器21。该双电源控制回路3为分别与第一电源装置1及第二电源装置2相连接，而双电源控制回路3具有第一控制芯片31A及第二控制芯片31B，(例如：第一控制芯片和第二控制芯片可使用LinearTechnology的LT4351芯片，但显然第一控制芯片和第二控制芯片并非局限于此)，且第一控制芯片31A及第二控制芯片31B分别与由多个分压电阻311、串联电阻312及二极管313所组成的电源侦测回路32连接，而第一控制芯片31A的PIN7脚位及第二控制芯片31B的PIN7脚位连接有多个分压电阻311，且第一控制芯片31A的PIN6脚位依序通过串联电阻312及二极管313连接有第一电源装置1，并以第二控制芯片312的PIN6脚位依序通过串联电阻312及二极管313连接有第二电源装置2，而第一控制芯片31A及第二控制芯片31B分别与由N通道场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)(Q1)314A及N通道场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor)(Q2)314B所组成的电源比较回路33连接，而第一控制芯片31A的PIN1脚位及第二控制芯片31B的PIN1脚位分别连接于N通道场效晶体管(Q1)314A的栅极及N通道场效晶体管(Q2)314B的栅极，且N通道场效晶体管(Q1)314A的漏极及N通道场效晶体管(Q2)314B的漏极皆连接于电源输出点315，并以N通道场效晶体管(Q1)314A的源极连接至第一电源装置1，再以N通道场效晶体管(Q2)314B的源极连接至第二电源装置2，而第一控制芯片31A及第二控制芯片31B分别与由多个由分压电阻311、串联电阻312、二极管313、N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B所组成的电源切换回路34连接，而第一控制芯片31A的PIN7及第二控制芯片31B的PIN7脚位连接有多个分压电阻311，且第一控制芯片31A的PIN6脚位依序通过串联电阻312及二极管313连接有第一电源装置1，并以第二控制芯片31B的PIN6脚位依序通过串联电阻312及二极管313连接有第二电源装置2，再以第一控制晶片31A的PIN1脚位及第二控制晶片31B的PIN1脚位分别连接于N通道场效电晶体(Q1)314A的栅极及N通道场效电晶体(Q2)314B的闸极，且N通道场效电晶体(Q1)314A的漏极及N通道场效电晶体(Q2)314B的汲极皆连接于电源输出点315，并以N通道场效电晶体(Q1)314A的源极连接至第一电源装置1，再以N通道场效电晶体(Q2)314B的源极连接至第二电源装置2。
请参阅图2、图3所示，为本发明的电路图、示意图，由图中所示可清楚看出，将100-240V的交流市电输入至第一电源装置1，并通过第一电源装置1的第一变压器11将交流市电转换成低压直流，再由第一电源装置1输入至双电源控制回路3，而24-48V的直流发电机输入至第二电源装置2，并通过第二电源装置2的第二变压器21将24-48V直流电压转换成较低直流电压，如5V，再由第二电源装置2输入至双电源控制回路3，该电源侦测回路32的串联电阻312与第一电源装置1及第二电源装置2连接处，在出厂设定时只有第一电源装置1或第二电源装置2的其一为连接有二极管313，当第一电源装置11连接有二极管313时，且第二电源装置11未连接有二极管313时，该第一控制芯片31A及第二控制芯片31B将把第一电源装置1设为第一优先的主要电源，而第二电源装置2设为第二优先的备用电源，如此，第一控制芯片31A及第二控制芯片31B将第二电源装置2关闭，而第一控制芯片31A及第二控制芯片31B通过电源比较回路33比较N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B所各连接的第一电源装置1及第二电源装置2电压大小，而当第一电源装置1的电压为大于第二电源装置2时，电源切换回路34会切换至第一电源装置1。
请参阅图1、2所示，由图中所示可清楚看出，电源切换回路34进行第一电源装置1与第二电源装置2切换过程中，由于会有切换的延迟断电时间，所以电源输出点315通过多个二极管316分别连接有第一电源装置11及第二电源装置12，当电源输出点315的电压降低超过0.4V时，因为多个二极管316的顺向导通电压为0.4V，而N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B的顺向导通电压为0.7V，所以第一电源装置1及第二电源装置2连接的二极管316会先产生导通状态，而N通道场效晶体管(Q1)314与及N通道场效晶体管(Q2)314B不会导通，使第一电源装置1及第二电源装置2提供电源至电源输出点315，且该多个二极管316为可承受大电流，可防止大电流破坏N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B，进而保护N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B。
此外，该双电源控制回路3的电源输出点315为可供外部电子***设备4连接供电，而当第一电源装置1设为主要电源且外部电子***设备4发生高负载情形时，其电源输出点315的电压会下降，当电压下降至第一控制芯片31A的下限电压，如5V下降至4.5V时，该第一控制芯片31A会将N通道场效晶体管(Q1)314A关闭，同时电源输出点315所连接的多个二极管316产生0.4V以上的压差，使多个二极管316产生导通状态，而可将第一电源装置1与第二电源装置2同时供应至电源输出点315。
上述本创作的低电压双电源回路装置于实际使用时，为可具有下列各优点，如：
(1)可通过电源比较回路比较电压大小，使电源切换回路将第一优先的电源装置切换成第二优先的备用电源装置，由备用电源继续供电外部电子装置，避免因停电而使外部电子装置的重要资料流失，而形成重大金额损失。
(2)该多个二极管316为可承受大电流，可防止大电流破坏N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B，进而保护N通道场效晶体管(Q1)314A及N通道场效晶体管(Q2)314B，避免损坏双电源控制回路3内部其它元件。
(3)当电源输出点315的电压降低超过0.4V时，该第一电源装置1及第二电源装置2连接的二极管316会产生导通状态，使第一电源装置1及第二电源装置2提供电源至电源输出点315，所以不会有切换延迟断电时间。
(4)当电压下降至第一控制芯片31A的下限电压时，该第一控制芯片31A会将N通道场效晶体管(Q1)314A关闭，同时多个二极管316产生正向导通，而可将第一电源装置1与第二电源装置2同时供应至电源输出点315，使外部电子***设备4在高负载情形下仍能运作。
故，本发明为主要针对双控制芯片通过电源侦测回路侦测第一电源装置及第二电源装置的优先权，并由电源比较回路进行电源大小的比较，再由电源切换回路在第一电源装置及第二电源装置间进行切换，当发生断电时，可通过切换成第一电源或第二电源供给外部负载，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，合予陈明。
以上具体实施方式仅为本发明的较佳实施例，其对本发明而言是说明性的，而非限制性的。本领域的技术人员在不超出本发明精神和范围的情况下，对之进行变换、修改甚至等效，这些变动均会落入本发明的权利要求保护范围。
Claims (13)
1.一种低电压双电源回路装置，其特征在于，包括有第一电源装置、第二电源装置及双电源控制回路，其中：
该第一电源装置内设有将外部输入电源进行变压的第一变压器；
该第二电源装置内设有将外部输入电源进行变压的第二变压器；
该双电源控制回路为分别与第一电源装置及第二电源装置相连接，而双电源控制回路具有第一控制芯片及第二控制芯片，且第一控制芯片及第二控制芯片分别与可侦测电源优先权的电源侦测回路连接，而第一控制芯片及第二控制芯片分别与可进行第一电源装置及第二电源装置大小比较的电源比较回路连接，而第一控制芯片及第二控制芯片分别与可进行第一电源装置及第二电源装置切换的电源切换回路连接。
2.如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该电源侦测回路为至少包括多个分压电阻、串联电阻及二极管。
3.如权利要求2所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该第一控制芯片的PIN7脚位及第二控制芯片的PIN7脚位连接有多个分压电阻，且第一控制芯片的PIN6脚位依序通过串联电阻及二极管连接有第一电源装置，并以第二控制芯片的PIN6脚位依序通过串联电阻及二极管连接有第二电源装置。
4.如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该电源比较回路连为至少包括N通道场效晶体管(Q1)及N通道场效晶体管(Q2)。
5.如权利要求4所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该电源比较回路的第一控制芯片的PIN1脚位及第二控制芯片的PIN1脚位分别连接于N通道场效晶体管(Q1)的栅极及N通道场效晶体管(Q2)的栅极，且N通道场效晶体管(Q1)的漏极及N通道场效晶体管(Q2)的漏极皆连接于电源输出点，并以N通道场效晶体管(Q1)的源极连接至第一电源装置，再以N通道场效晶体管(Q2)的源极连接至第二电源装置。
6.如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该电源切换回路为至少包括多个分压电阻、串联电阻、二极管、N通道场效晶体管(Q1)及N通道场效晶体管(Q2)。
7.如权利要求6所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该第一控制芯片的PIN7及第二控制芯片的PIN7脚位连接有多个分压电阻，且第一控制芯片的PIN6脚位依序通过串联电阻及二极管连接有第一电源装置，并以第二控制芯片的PIN6脚位依序通过串联电阻及二极管连接有第二电源装置，再以第一控制芯片的PIN1脚位及第二控制芯片的PIN1脚位分别连接于N通道场效晶体管(Q1)的栅极及N通道场效晶体管(Q2)的栅极，且N通道场效晶体管(Q1)的漏极及N通道场效晶体管(Q2)的漏极皆连接于电源输出点，并以N通道场效晶体管(Q1)的源极连接至第一电源装置，再以N通道场效晶体管(Q2)的源极连接至第二电源装置。
8.如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该双电源控制回路的电源输出点通过多个二极管分别连接有第一电源装置及第二电源装置。
9.如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该第一电源装置为供交流市电输入，且第一电源装置设有将交流市电转换成低压直流的第一变压器。
10.如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，该第二电源装置为供直流发电机电源输入，且第二电源装置设有将直流电转换成低压直流的第二变压器。
11.一种低电压双电源回路控制方法，应用于如权利要求1所述的低电压双电源回路装置，其特征在于，当第一电源装置及第二电源装置分别输入至双电源控制回路时，通过第一电源装置与串联电阻的间连接有二极管，且第二电源装置与串联电阻的间无连接有二极管，如此，第一控制芯片及第二控制芯片将把第一电源装置设为第一优先的主要电源，而第二电源装置设为第二优先的备用电源，使第一控制芯片及第二控制芯片可通过电源侦测回路侦测第一电源装置及第二电源装置的优先权，并由第一控制芯片及第二控制芯片比较N通道场效晶体管(Q1)及N通道场效晶体管(Q2)所各连接的第一电源装置及第二电源装置电压大小，而当第一电源装置的电压为大于第二电源装置时，电源切换回路会切换至第一电源装置，再输出至电源输出点供应电源。
12.如权利要求11所述的低电压双电源回路控制方法，其特征在于，电源输出点通过多个二极管分别连接有第一电源装置及第二电源装置及外部电子***设备，当电源切换回路进行第一电源装置与第二电源装置切换过程中产生延迟断电，使电源输出点的电压降低超过0.4V时，该第一电源装置及第二电源装置连接的二极管会产生导通状态，而N通道场效晶体管(Q1)与及N通道场效晶体管(Q2)不会导通，使第一电源装置及第二电源装置提供电源至电源输出点，且该多个二极管为可承受大电流。
13.如权利要求11所述的低电压双电源回路控制方法，其特征在于，电源输出点通过多个二极管分别连接有第一电源装置及第二电源装置及外部电子***设备，而当第一电源装置设为主要电源且外部电子***设备发生高负戴情形时，其电源输出点的电压会下降，当电压下降至第一控制芯片的下限电压，该第一控制芯片会将N通道场效晶体管(Q1)关闭，同时电源输出点所连接的多个二极管产生导通压差，使多个二极管产生导通状态，而可将第一电源装置与第二电源装置同时供应至电源输出点。
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