CN203596603U - 电源控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源控制电路，所述电源控制电路包括：电源选择电路、软开关电路、电压比较电路、光电耦合器和软开关启动电路。本实用新型的电源控制电路中，当内部电源电压小于安全下限电压时，光电耦合器关断所述软开关电路，在软开关电路关断的情况下，光电耦合器的第一输入侧的输入电压为0，则即使关断后内部电源的电压回升，电压比较电路输出高电平，也不会打开电源软开关，内部电源持续停止供电，避免了内部电源频繁关断开启，对设备造成损害的情况。

Description

电源控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源控制领域，特别是涉及一种电源控制电路。

背景技术

在一些医疗电气设备或工业电气设备中，使用内部电源供电，或者使用内部电源及外部直流或交流双电源供电。当在内部电源供电的状态下，随着功率的消耗，内部电源的电压就会降低，当内部电源电压低于安全下限时，需要自动关断输出防止发生危险，当内部电源电压高于一定值后需要自动恢复。

通常情况下，对于具有内部电源（各种电池等）供电的工业仪器，当内部电源供电时，使用滞回比较电路判断内部电源的电压，当电池电压低于安全门限时，关断内部电源输出，防止过放对内部电源造成危害；当电池电压大于一定值时，开启内部电源输出。

但是，在负载不是恒定的情况下，内部电源在正常放电过程中电压就是波动的，再考虑内部电源关断后电压回升的情况，滞回比较电路就不能满足完全关断的要求，出现内部电源频繁关断开启的情况，对设备造成损害。

实用新型内容

有鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本实用新型提供了一种电源控制电路，避免出现内部电源频繁关断开启，对设备造成损害的情况。

为了实现上述目的，依据本实用新型提出的一种电源控制电路，包括：用于，内部电源、外部电源选择切换的电源选择电路，所述电源选择电路包括电源输出端；用于，控制内部电源开关的软开关电路，所述软开关电路包括电源输入端、开关控制输入端和负载输出端，所述电源输入端与所述电源输出端电连接，所述负载输出端与负载相连；用于，比较内部电源电压与安全下限电压的电压比较电路，所述电压比较电路包括参考电压输入端、内部电源电压输入端和控制输出端；用于，当内部电源电压小于安全下限电压时，关断所述软开关电路的光电耦合器，所述光电耦合器的第一输入侧通过负载与所述负载输出端相连，所述光电耦合器的第二输入侧接地，所述光电耦合器的第一接收侧与所述控制输出端相连接；用于，当内部电源电压不小于安全下限电压时，开启所述软开关电路并接入内部电源，当内部电源电压小于安全下限电压时，开启所述软开关电路并接入外部电源的软开关启动电路，所述软开关启动电路包括高电平输入端、内部电源电压输入端、外部电源电压输入端和开关控制输出端，所述高电平输入端与所述光电耦合器的第二接收侧相连接，所述开关控制输出端与所述开关控制输入端相连接。

优选的，所述电源选择电路，包括：

相互并联的第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；其中，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阳极均接入外部电源；所述第三二极管的阳极和第四二极管的阳极均接入内部电源；所述第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第三二极管的阴极和第四二极管的阴极均与所述电源输出端相连。

优选的，所述软开关电路，包括：功率MOS管、三极管、第一电阻和第二电阻；其中，所述功率MOS管的源极与所述电源输入端相连接，所述功率MOS管的漏极与所述负载输出端相连接，所述功率MOS管的门极与所述第二电阻的第一端相连接；所述第一电阻的第一端与所述电源输入端相连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连接；所述三极管的集电极与所述第二电阻的第二端相连接，所述三极管的基电极与所述开关控制输入端相连接，所述三极管的发射极接地。

优选的，所述电压比较电路，包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、电压比较器、稳压二极管和第一电容；其中，所述第三电阻的第一端与所述参考电压输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端相连接，所述第四电阻的第二端接地；所述第五电阻的第一端与所述第三电阻的第二端相连接，所述第五电阻的第二端与所述电压比较器的“-”输入端相连接；所述第六电阻的第一端与所述内部电源电压输入端相连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端相连接，所述第七电阻的第二端接地；所述第八电阻的第一端与所述第六电阻的第二端相连接，所述第八电阻的第二端与所述电压比较器的“+”输入端相连接；所述电压比较器的第一电压端与所述内部电源电压输入端相连接，所述电压比较器的第二电压端接地，所述电压比较器的输出端与所述第九电阻的第一端相连接，所述第九电阻的第二端与所述控制输出端相连接；所述稳压二极管的正极接地，所述稳压二极管的负极与所述第九电阻的第二端相连接；所述第一电容的第一端与所述第九电阻的第二端相连接，所述第一电容的第二端接地。

优选的，所述光电耦合器的第一输与所述负载之间通过第十电阻相连接。

优选的，所述软开关启动电路，包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二电容、第五二极管和第六二极管；其中，所述第十一电阻的第一端与所述高电平输入端相连接，所述第十一电阻的第二端与所述第五二极管的正极相连接，所述第五二极管的负极与所述开关控制输出端相连接；所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第二端相连接，所述第十二电阻的第二端接地；所述第二电容的第一端与所述内部电源电压输入端相连接，所述第二电容的第二端与所述第五二极管的正极相连接；所述第十三电阻的第一端与所述外部电源电压输入端相连接，所述第十三电阻的第二端与所述第六二极管的正极相连接，所述第六二极管的负极与所述开关控制输出端相连接；所述第十四电阻的第一端与所述第十三电阻的第二端相连接，所述第十四电阻的第二端接地。

优选的，所述电源输出端与所述电源输入端之间通过***硬开关相连接。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本实用新型的电源控制电路，至少具有下列优点：

本实用新型的电源控制电路中，当内部电源电压小于安全下限电压时，光电耦合器关断所述软开关电路，在软开关电路关断的情况下，光电耦合器的第一输入侧的输入电压为0，则即使关断后内部电源的电压回升，电压比较电路输出高电平，也不会打开电源软开关，内部电源持续停止供电，避免了内部电源频繁关断开启，对设备造成损害的情况。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电源控制电路示意图。

图2是本实用新型提供的电压选择电路和软开关电路示意图。

图3是本实用新型提供的电压比较电路示意图。

图4是本实用新型提供的光电耦合器和软开关启动电路示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的(名称)其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效详细说明。

本实用新型实施例公开了一种电源控制电路，如图1所示，包括：

用于，内部电源、外部电源选择切换的电源选择电路10，所述电源选择电路10包括电源输出端101。

如图2所示，所述电源选择电路10，包括：

相互并联的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。

其中，所述第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极均接入外部电源SW+15V，所述第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极均接入内部电源BAT+，所述第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阴极均与所述电源输出端101相连。

用于，控制内部电源开关的软开关电路11，所述软开关电路11包括电源输入端111、开关控制输入端112和负载输出端113，所述电源输入端111与所述电源输出端101电连接，所述负载输出端113与负载相连。

如图2所示，所述软开关电路11，包括：

功率MOS管Q1、三极管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2；

其中，所述功率MOS管Q1的源极与所述电源输入端111相连接，所述功率MOS管Q1的漏极与所述负载输出端113相连接，所述功率MOS管Q1的门极与所述第二电阻R2的第一端相连接；

所述第一电阻R1的第一端与所述电源输入端111相连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端相连接；

所述三极管Q2的集电极与所述第二电阻R2的第二端相连接，所述三极管Q2的基电极与所述开关控制输入端112相连接，所述三极管Q2的发射极接地。

所述电源输出端101与所述电源输入端111之间通过***硬开关S1相连接。

一般情况下，内部电源BAT+的电压值应低于外部电源SW+15V的电压值，电源选择电路10选通内部电源BAT+，内部电源BAT+通过***硬开关100接到控制软开关电路11的电源输入端111上，功率MOS管Q1用于软开关电路11主电路的开启和关断，功率MOS管Q1的漏极连接着软开关电路11的负载输出端113，负载输出端113的输出PWR-BUS用于***的负载。而功率MOS管Q1一般选用IRF4905，其漏极电流Id可达74A，保证了负载输出功率。三极管Q2用于控制功率MOS管Q1的门极，即三极管Q2可以通过功率MOS管Q1的门极控制软开关电路11的开关，所述三极管Q2一般选用2N5551。

用于，比较内部电源电压COM-PWR与安全下限电压的电压比较电路12，所述电压比较电路12包括参考电压输入端121、内部电源电压输入端122和控制输出端123。

如图3所示，所述电压比较电路12，包括：

第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、电压比较器121、稳压二极管VD2和第一电容C1。

其中，所述第三电阻R3的第一端与所述参考电压输入端121相连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端相连接，所述第四电阻R4的第二端接地。

所述第五电阻R5的第一端与所述第三电阻R3的第二端相连接，所述第五电阻R5的第二端与所述电压比较器120的“-”输入端相连接。

所述第六电阻R6的第一端与所述内部电源电压输入端122相连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第七电阻R7的第一端相连接，所述第七电阻R7的第二端接地。

所述第八电阻R8的第一端与所述第六电阻R6的第二端相连接，所述第八电阻R8的第二端与所述电压比较器121的“+”输入端相连接。

所述电压比较器121的第一电压端与所述内部电源电压输入端122相连接，所述电压比较器121的第二电压端接地，所述电压比较器121的输出端与所述第九电阻R9的第一端相连接，所述第九电阻R9的第二端与所述控制输出端123相连接。

所述稳压二极管VD2的正极接地，所述稳压二极管VD2的负极与所述第九电阻R9的第二端相连接。

所述第一电容C1的第一端与所述第九电阻R9的第二端相连接，所述第一电容C1的第二端接地。

电压比较电路12检测内部电源电压COM-PWR的下限（只有内部电源供电时的电压），当内部电源电压COM-PWR低于安全下限时，电压比较电路12输出低电平电压LOWVOLT。参考电压输入端121输入的参考电压是通过内部电源电压COM-PWR得到的。安全下限电压VL由第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6和第七电阻R7的电阻值决定：

$\mathrm{VL}=5*\frac{R4}{R3+R4}*\frac{R6+R7}{R7}---\left(V\right)$

此外，稳压二极管VD2用于将电压比较电路12的输出电压稳定在5V，来驱动三极管Q2。

用于，当内部电源电压COM-PWR小于安全下限电压时，关断所述软开关电路11的光电耦合器13，所述光电耦合器13的第一输入侧通过负载与所述负载输出端113相连，所述光电耦合器13的第二输入侧接地，所述光电耦合器13的第一接收侧与所述控制输出端123相连接。

当电压比较电路12输出低电平电压LOWVOLT，流经光电耦合器13的第一接收侧时，会关断软开关控制电路11的输出PWR-BUS。由于光电耦合器13的输入侧为0，所以即使关断内部电源后，内部电源电压COM-PWR回升，电压比较电路12输出高电平，也不会打开软开关控制电路11。避免了内部电源频繁关断开启，对设备造成损害的情况。

此外，如图4所示，所述光电耦合器13的第一输与所述负载之间通过第十电阻R10相连接，以调整光电耦合器13的输入电压。

用于，当内部电源电压COM-PWR不小于安全下限电压时，开启所述软开关电路11并接入内部电源，当内部电源电压COM-PWR小于安全下限电压时，开启所述软开关电路11并接入外部电源的软开关启动电路14，所述软开关启动电路14包括高电平输入端141、内部电源电压输入端122、外部电源电压输入端142和开关控制输出端143，所述高电平输入端141与所述光电耦合器13的第二接收侧相连接，所述开关控制输出端143与所述开关控制输入端112相连接。

如图4所示，所述软开关启动电路14，包括：

第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第二电容C2、第五二极管D5和第六二极管D6。

其中，所述第十一电阻R11的第一端与所述高电平输入端141相连接，所述第十一电阻R11的第二端与所述第五二极管D5的正极相连接，所述第五二极管D5的负极与所述开关控制输出端143相连接；

所述第十二电阻R12的第一端与所述第十一电阻R11的第二端相连接，所述第十二电阻R12的第二端接地；

所述第二电容C2的第一端与所述内部电源电压输入端122相连接，所述第二电容C2的第二端与所述第五二极管D5的正极相连接；

所述第十三电阻R13的第一端与所述外部电源电压输入端142相连接，所述第十三电阻R13的第二端与所述第六二极管D6的正极相连接，所述第六二极管D6的负极与所述开关控制输出端143相连接；

所述第十四电阻R14的第一端与所述第十三电阻R13的第二端相连接，所述第十四电阻R14的第二端接地。

当内部电源电压COM-PWR小于安全下限电压，内部电源关断输出后，接入外部电源SW+15V输入，第十三电阻R13和第十四电阻R14将外部电源SW-15V输入电压分压到5V，通过第五二极管D5D5（起到隔离作用，一般选用1N4148）可以打开软开关控制电路11，软开关控制电路11可以正常输出。即，在外部电源输出的状态下，整个***也正常工作。此外，第十二电阻R12接地，形成一个电流释放回路，加速降低光电耦合器13的输出电压，使功率MOS管Q2更快速截止，关断内部电源输出。

第二电容C2（一般选用10UF的电容）用于内部电源供电时的启动电容。如果内部电源电压COM-PWR大于安全下限电压，当打开***硬开关S1时，内部电源电压COM-PWR电压瞬时上升，流经第二电容C2，打开软开关电路11，软开关电路11的输出PWR-BUS加载到光电耦合器13的第一输入侧，电压比较电路12输出高电平电压，继续打开软开关电路11，维持软开关电路11的正常输出。即，在内部电源电压COM-PWR大于安全下限电压时，***正常工作。

由于本实用新型的电源控制电路中，当内部电源电压COM-PWR小于安全下限电压时，光电耦合器13关断所述软开关电路11，在软开关电路11关断的情况下，光电耦合器13的第一输入侧的输入电压为0，则即使关断后内部电源的电压回升，电压比较电路12输出高电平，也不会打开电源软开关，内部电源持续停止供电，即使在负载变化很大，内部电源电压波动很大的情况下，也不会出现内部电源频繁关断开启，对设备造成损害的情况。

另外，本实用新型所述的电源控制电路使用电压下限关断内部电源输出，同时使用软开关电路11的输出PWR-BUS作为反馈控制条件，避免了滞回比较电路的复杂参数计算。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然并非用以限定本实用新型实施的范围，依据本实用新型的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种电源控制电路，其特征在于，包括：

用于，内部电源、外部电源选择切换的电源选择电路，所述电源选择电路包括电源输出端；

用于，控制内部电源开关的软开关电路，所述软开关电路包括电源输入端、开关控制输入端和负载输出端，所述电源输入端与所述电源输出端电连接，所述负载输出端与负载相连；

用于，比较内部电源电压与安全下限电压的电压比较电路，所述电压比较电路包括参考电压输入端、内部电源电压输入端和控制输出端；

用于，当内部电源电压小于安全下限电压时，关断所述软开关电路的光电耦合器，所述光电耦合器的第一输入侧通过负载与所述负载输出端相连，所述光电耦合器的第二输入侧接地，所述光电耦合器的第一接收侧与所述控制输出端相连接；

用于，当内部电源电压不小于安全下限电压时，开启所述软开关电路并接入内部电源，当内部电源电压小于安全下限电压时，开启所述软开关电路并接入外部电源的软开关启动电路，所述软开关启动电路包括高电平输入端、内部电源电压输入端、外部电源电压输入端和开关控制输出端，所述高电平输入端与所述光电耦合器的第二接收侧相连接，所述开关控制输出端与所述开关控制输入端相连接。

2.根据权利要求1所述电源控制电路，其特征在于，所述电源选择电路，包括：

相互并联的第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；

其中，所述第一二极管的阳极和第二二极管的阳极均接入外部电源；

所述第三二极管的阳极和第四二极管的阳极均接入内部电源；

所述第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第三二极管的阴极和第四二极管的阴极均与所述电源输出端相连。

3.根据权利要求1所述电源控制电路，其特征在于，所述软开关电路，包括：

功率MOS管、三极管、第一电阻和第二电阻；

其中，所述功率MOS管的源极与所述电源输入端相连接，所述功率MOS管的漏极与所述负载输出端相连接，所述功率MOS管的门极与所述第二电阻的第一端相连接；

所述第一电阻的第一端与所述电源输入端相连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连接；

所述三极管的集电极与所述第二电阻的第二端相连接，所述三极管的基电极与所述开关控制输入端相连接，所述三极管的发射极接地。

4.根据权利要求1所述电源控制电路，其特征在于，所述电压比较电路，包括：

第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、电压比较器、稳压二极管和第一电容；

其中，所述第三电阻的第一端与所述参考电压输入端相连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端相连接，所述第四电阻的第二端接地；

所述第五电阻的第一端与所述第三电阻的第二端相连接，所述第五电阻的第二端与所述电压比较器的“-”输入端相连接；

所述第六电阻的第一端与所述内部电源电压输入端相连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端相连接，所述第七电阻的第二端接地；

所述第八电阻的第一端与所述第六电阻的第二端相连接，所述第八电阻的第二端与所述电压比较器的“+”输入端相连接；

所述电压比较器的第一电压端与所述内部电源电压输入端相连接，所述电压比较器的第二电压端接地，所述电压比较器的输出端与所述第九电阻的第一端相连接，所述第九电阻的第二端与所述控制输出端相连接；

所述稳压二极管的正极接地，所述稳压二极管的负极与所述第九电阻的第二端相连接；

所述第一电容的第一端与所述第九电阻的第二端相连接，所述第一电容的第二端接地。

5.根据权利要求1所述电源控制电路，其特征在于，所述光电耦合器的第一输与所述负载之间通过第十电阻相连接。

6.根据权利要求1所述电源控制电路，其特征在于，所述软开关启动电路，包括：

第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二电容、第五二极管和第六二极管；

其中，所述第十一电阻的第一端与所述高电平输入端相连接，所述第十一电阻的第二端与所述第五二极管的正极相连接，所述第五二极管的负极与所述开关控制输出端相连接；

所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第二端相连接，所述第十二电阻的第二端接地；

所述第二电容的第一端与所述内部电源电压输入端相连接，所述第二电容的第二端与所述第五二极管的正极相连接；

所述第十三电阻的第一端与所述外部电源电压输入端相连接，所述第十三电阻的第二端与所述第六二极管的正极相连接，所述第六二极管的负极与所述开关控制输出端相连接；

所述第十四电阻的第一端与所述第十三电阻的第二端相连接，所述第十四电阻的第二端接地。

7.根据权利要求1所述电源控制电路，其特征在于，所述电源输出端与所述电源输入端之间通过***硬开关相连接。

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