CN218829228U - 一种双电源供电检测控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双电源供电检测控制电路，包括：主电源模块、备用电源模块、双电源切换电路、MOS管A、MOS管B和负载。由双电源供电模块给负载供电，其中一个是主电源模块，另一个是备用电源模块，正常工作时，通过双电源切换电路控制MOS管A导通、MOS管B关断，由主电源模块供电，备用电源模块不供电，处于热备用状态。当供电电压发生异常时，双电源切换电路通过控制MOS管A关断、MOS管B导通，主电源模块退出，备用电源模块供电，当主电源模块电压恢复正常时，备用电源模块退出，由主电源模块供电。通过该电路可快速检测双电源供电模块中主电源是否发生故障，当其发生故障时快速退出运行并切换至备用电源模块供电，保证负载正常运行。

Description

一种双电源供电检测控制电路

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，具体涉及一种双电源供电检测控制电路。

背景技术

在电力***中，负载设备的种类有很多，每种负载设备的电源模块也不尽相同，很多负载设备都是由单电源来实现供电，当单电源工作异常或出现故障时，整个设备都无法继续工作，造成一些无法估量的损失，对于电力***来说，是不愿看到的。随着人们对***中的负载设备的稳定性要求越来越严格，双电源电路目前已经广泛的使用在各个负载设备中，使***的稳定性得到了保障。

目前双电源的使用主要分为两种方案：双电源切换供电方案和双电源同时供电方案，双电源切换供电方案中，当其中一个电源异常时，无法快速分辨电源是否异常，并根据异常结果进行实时切换，从而无法保证负载设备的稳定工作，而双电源同时供电方案会导致成本增加，耗电量增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：快速分辨主电源是否异常，并且克服高成本和装置耗电量过大的问题。在不断电的情况下，只使用主电源供电，备用电源不供电，当主电源发生故障时，在1s之内检测到双电源供电模块中主电源是否发生故障，当其发生故障时快速退出运行并切换至备用电源供电，以保证负载正常运行。

本实用新型采取的技术方案是：提供了一种双电源供电检测控制电路，包括：主电源模块、备用电源模块、双电源切换电路、MOS管A、MOS管B和负载；

主电源模块的正极与MOS管A的D极电性连接，MOS管A的S极与负载的一端电性连接，负载的另一端与主电源模块的负极电性连接，构成主供电回路；

备用电源模块的正极与MOS管B的D极电性连接，MOS管B的S极与负载的一端电性连接，负载的另一端与备用电源模块的负极电性连接，构成备用供电回路；

双电源切换电路的第一输出端与MOS管A的G极电性连接，用于控制MOS管A的导通和关断；

双电源切换电路的第二输出端与MOS管B的G极电性连接，用于控制MOS管B的导通和关断。

进一步地，所述主电源模块和所述备用电源模块的负极均接地。

优选地，所述双电源切换电路包括：升压电路和过压欠压保护电路；

升压电路与过压欠压保护电路电性连接；

升压电路通过将5V的电压升压为12V电压，用于为过压欠压保护电路提供工作电源，还用于驱动MOS管A、MOS管B导通。

优选地，所述升压电路由MC34063芯片、二极管D1、电容C10、C11、C12、C22、电阻R1、R2、R3、R5和电感L8；

MC34063芯片1引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与C10和C12的一端连接，输出+12V电压，二极管D1的负极还与R3的一端连接，1引脚还经过L8与R1和R2的一端以及7引脚连接，R1的另一端与8引脚连接，R2的另一端与5V电源连接，并且与6引脚和C22的一端连接，C22的另一端与R5的一端、2引脚、4引脚、C11、C10、C12的另一端连接，并且与地连接，C11的一端与3引脚连接；R3的另一端与R5的一端和5引脚相连，R5的另一端接地。

优选地，所述过压欠压保护电路包括：过压越限检测电路、欠压越限检测电路和MOS管控制电路；

过压越限检测电路、欠压越限检测电路并联连接后，再与MOS管控制电路串联连接。

优选地，所述过压越限检测电路包括：运算放大器、电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、电容C3、二极管D9和可控稳压源U8；

运算放大器的6引脚与R14的一端连接，R14的另一端通过R11连接5V电源，R14的另一端还与U8的阴极以及参考极连接；U8的阳极与R13的一端并联后接地，R13的另一端通过R12连接+5VIN1电源；R13的另一端还通过电阻R16连接到运算放大器的5引脚；R15和C3并联连接后，一端与运算放大器的5引脚连接，另一端与运算放大器的7引脚连接，7引脚与二极管D9的正极连接。

优选地，所述欠压越限检测电路包括：运算放大器、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R25、电容C4、二极管D2；

运算放大器的3引脚与电阻R6的一端连接，R6的另一端和R11的一端和U8的阴极与参考极连接；运算放大器的2引脚与电阻R10的一端连接，R10的另一端与电阻R8和R7的一端连接，R8的一端通过电阻R7连接+5VIN1电源，R8的另一端接地；C4和R9并联连接后，一端与运算放大器的3引脚连接，另一端与运算放大器的1引脚连接；运算放大器的1引脚还与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管D9的负极连接，二极管D2的负极还通过电阻R25与运算放大器的11引脚连接；11引脚还与地线连接，4引脚与升压电路12V电压输出端连接。

优选地，所述MOS管控制电路包括：运算放大器、电阻R17、R18、R23、R24、R26、R27、R30、R31、R32、电容C1、C2、发光二极管H1、H2；

R30、R31并联，R30一端与5V电源连接，另一端与运算放大器的12引脚和R26的一端连接；R31一端与5V电源连接，另一端与运算放大器10引脚、R27、C1的一端连接。运算放大器的13引脚与电阻R32与C2的一端连接，R32的另一端与二极管D9和D2的负极连接，R32的一端通过C2与地线连接，运算放大器的14引脚通过电阻R18与MOS管A的G极连接，运算放大器的14引脚还通过R23与H2的正极连接，运算放大器的9引脚与14引脚连接；R27和C1并联连接后，一端与地线连接，另一端与运算放大器的10引脚连接；运算放大器的8引脚通过R17与MOS管B的G极连接；8引脚还通过R24与H1的正极连接，H1的负极、H2的负极均与地线连接。

可选地，所述运算放大器采用OP747芯片或LM324芯片。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供了一种双电源供电检测控制电路，通过双电源切换电路控制由主电源模块或备用电源模块给外部负载供电，正常工作时，通过双电源切换电路控制MOS管A导通、MOS管B关断，由主电源模块供电，备用电源模块不供电，处于热备用状态。同时双电源切换电路中的过压欠压保护电路可以实时检测主电源模块的供电状态，当供电电压发生异常时，并且双电源切换电路通过控制MOS管A关断、MOS管B导通，主电源模块退出，备用电源模块投入供电，当主电源模块电压恢复正常时，备用电源模块退出，切换回主电源模块供电。通过该电路可快速检测双电源供电模块中主电源是否发生故障，当其发生故障时快速退出运行并切换至备用电源模块供电，保证负载正常运行。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例中一种双电源供电检测控制电路的总体结构图；

图2为本实用新型实施例中升压电路的电路结构图；

图3为本实用新型实施例中过压欠压保护电路的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1，本实施例提供了一种双电源供电检测控制电路，包括：主电源模块、备用电源模块、双电源切换电路、MOS管A、MOS管B和负载；

主电源模块的正极与MOS管A的D极电性连接，MOS管A的S极与负载的一端电性连接，负载的另一端与主电源模块的负极电性连接，构成主供电回路；

备用电源模块的正极与MOS管B的D极电性连接，MOS管B的S极与负载的一端电性连接，负载的另一端与备用电源模块的负极电性连接，构成备用供电回路；

双电源切换电路的第一输出端与MOS管A的G极电性连接，用于控制MOS管A的导通和关断；

双电源切换电路的第二输出端与MOS管B的G极电性连接，用于控制MOS管B的导通和关断；

主电源模块和备用电源模块的负极均接地。

具体地，双电源切换电路包括：升压电路和过压欠压保护电路；升压电路与过压欠压保护电路电性连接。升压电路通过将5V的电压升压为12V电压，该12V电压有两个用途，一是用于为过压欠压保护电路提供工作电源，二是用于驱动MOS管A、MOS管B，确保其能完全导通。

参考图2，升压电路是通过MC34063芯片配合相关***电路组成，具体包括：MC34063芯片、二极管D1、电容C10、C11、C12、C22、电阻R1、R2、R3、R5和电感L8；其连接关系如下：

MC34063芯片1引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与C10和C12的一端连接，输出+12V电压，二极管D1的负极还与R3的一端连接，1引脚还经过L8与R1和R2的一端以及7引脚连接，R1的另一端与8引脚连接，R2的另一端与5V电源连接，并且与6引脚和C22的一端连接，C22的另一端与R5的一端、2引脚、4引脚、C11、C10、C12的另一端连接，并且与地连接，C11的一端与3引脚连接；R3的另一端与R5的一端和5引脚相连，R5的另一端接地。

参考图3，过压欠压保护电路包括：过压越限检测电路(在图3及后面的描述中简称A单元)、欠压越限检测电路(在图3及后面的描述中简称B单元)和MOS管控制电路(在图3及后面的描述中简称C单元)；

A单元、B单元并联连接后，再与C单元串联连接；

A单元负责监测主电源模块输出电压是否超过设定过压阈值(本实施例中优选设置为5.25V)；B单元负责监测主电源模块输出电压是否低于设定欠压阈值(本实施例中优选设置为4.75V)；C单元负责驱动MOS管A和MOS管B。

需要说明的是，上述的过压阈值和欠压阈值不是固定不变的，可根据实际情况调整。

如图3所示，A单元具体包括：运算放大器、电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、电容C3、二极管D9和可控稳压源U8；

运算放大器的6引脚与R14的一端连接，R14的另一端通过R11连接5V电源，R14的另一端还与U8的阴极以及参考极连接；U8的阳极与R13的一端并联后接地，R13的另一端通过R12连接+5VIN1电源；R13的另一端还通过电阻R16连接到运算放大器的5引脚；R15和C3并联连接后，一端与运算放大器的5引脚连接，另一端与运算放大器的7引脚连接，7引脚与二极管D9的正极连接。

需要说明的是，本实施例A单元、B单元、C单元中的运算放大器均集成在OP747芯片上，对应不同的引脚，但在其他实施例中，也可以根据实际情况选择其他芯片，如LM324芯片。

A单元工作原理如下：U8为TL431可控精密稳压源，它的参考极输出2.5V电压，经过R14到OP747芯片的6引脚，提供过压监视电路的基准电压。主电源模块输出电压(+5VIN1)经过R12和R13形成了一个分压电路，正常工况下5引脚电压小于6引脚电压,7引脚输出0V；当主电源模块异常，导致输出电压为过压时，芯片OP747的5引脚电压大于6引脚电压，此时7引脚输出12V电压，C3和R15形成一个负反馈电路，防止因电压不稳时7引脚输出电压频繁抖动。

如图3所示，B单元包括：运算放大器、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R25、电容C4、二极管D2；

运算放大器的3引脚与电阻R6的一端连接，R6的另一端和R11的一端和U8的阴极与参考极连接；运算放大器的2引脚与电阻R10的一端连接，R10的另一端与电阻R8和R7的一端连接，R8的一端通过电阻R7连接+5VIN1电源，R8的另一端接地；C4和R9并联连接后，一端与运算放大器的3引脚连接，另一端与运算放大器的1引脚连接；运算放大器的1引脚还与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管D9的负极连接，二极管D2的负极还通过电阻R25与运算放大器的11引脚连接；11引脚还与地线连接，4引脚与升压电路12V电压输出端连接。

B单元的工作原理如下：U8为TL431可控精密稳压源，它的参考极输出2.5V电压，经过R6到OP747芯片的3引脚，提供欠压监视电路的基准电压。主电源模块输出电压(+5VIN1)经过R7和R8形成了一个分压电路，正常工况下2引脚电压大于3引脚电压，1引脚输出为0V；当主电源模块异常，导致输出电压为欠压时，芯片OP747的2引脚电压小于3引脚电压，此时1引脚输出为12V电压，C4和R9形成一个负反馈电路，防止因电压不稳时1脚输出电压频繁抖动。

如图3所示，C单元包括：运算放大器、电阻R17、R18、R23、R24、R26、R27、R30、R31、R32、电容C1、C2、发光二极管H1、H2；

R30、R31并联，R30一端与5V电源连接，R30另一端与运算放大器的12引脚和R26的一端连接；R31一端与5V电源连接，R31另一端与运算放大器10引脚、R27和C1的一端连接。运算放大器的13引脚与电阻R32和C2的一端连接，R32的另一端与二极管D9和D2的负极连接，R32的一端通过C2与地线连接，运算放大器的14引脚通过电阻R18与MOS管A的G极连接，运算放大器的14引脚还通过R23与H2的正极连接，运算放大器的9引脚与14引脚连接；R27和C1并联连接后，一端与地线连接，另一端与运算放大器的10引脚连接；运算放大器的8引脚通过R17与MOS管B的G极连接；8引脚还通过R24与H1的正极连接，H1的负极、H2的负极均与地线连接。

C单元工作原理如下：二极管D2和D9形成一个或门，正常工况下，此或门输出0V，当主电源模块输出电压发生过压或欠压时，此或门输出12V电压。此或门的输出通过电阻R32连接到运算放大器的13引脚，正常工况下，13引脚为0V，13引脚电压小于12引脚电压，14引脚输出为12V电压，GATE1输出12V电压，MOS管A导通，此时发光二极管H2点亮。9引脚电压大于10引脚电压，此时8引脚输出0V电压，GATE2输出电压为0V，MOS管B关断，发光二极管H2熄灭；当主电源异常，13引脚为12V电压，13引脚电压大于12引脚电压，14引脚输出为0V电压，GATE1输出0V电压，MOS管A关断，发光二极管H2熄灭。此时9引脚电压小于10引脚电压，8引脚输出12V电压，GATE2输出电压为12V，MOS管B导通，发光二极管H1点亮。

本实施例中，通过A单元实时监测主电源模块输出电压是否超过设定过压阈值；通过B单元实时监测主电源模块输出电压是否低于设定欠压阈值；C单元负责驱动MOS管A和MOS管B，通过三个单元的结合可在不断电的情况下，快速检测双电源供电模块中主电源模块是否发生故障，当其发生故障时快速退出运行并切换至备用电源模块供电。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为标识。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种双电源供电检测控制电路，其特征在于，包括：主电源模块、备用电源模块、双电源切换电路、MOS管A、MOS管B和负载；

主电源模块的正极与MOS管A的D极电性连接，MOS管A的S极与负载的一端电性连接，负载的另一端与主电源模块的负极电性连接，构成主供电回路；

备用电源模块的正极与MOS管B的D极电性连接，MOS管B的S极与负载的一端电性连接，负载的另一端与备用电源模块的负极电性连接，构成备用供电回路；

双电源切换电路的第一输出端与MOS管A的G极电性连接，用于控制MOS管A的导通和关断；

双电源切换电路的第二输出端与MOS管B的G极电性连接，用于控制MOS管B的导通和关断。

2.根据权利要求1所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述主电源模块和所述备用电源模块的负极均接地。

3.根据权利要求1所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述双电源切换电路包括：升压电路和过压欠压保护电路；

升压电路与过压欠压保护电路电性连接；

升压电路通过将5V的电压升压为12V电压，用于为过压欠压保护电路提供工作电源，还用于驱动MOS管A、MOS管B导通。

4.根据权利要求3所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述升压电路由MC34063芯片、二极管D1、电容C10、C11、C12、C22、电阻R1、R2、R3、R5和电感L8；

MC34063芯片1引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与C10和C12的一端连接，输出+12V电压，二极管D1的负极还与R3的一端连接，1引脚还经过L8与R1和R2的一端以及7引脚连接，R1的另一端与8引脚连接，R2的另一端与5V电源连接，并且与6引脚和C22的一端连接，C22的另一端与R5的一端、2引脚、4引脚、C11、C10、C12的另一端连接，并且与地连接，C11的一端与3引脚连接；R3的另一端与R5的一端和5引脚相连，R5的另一端接地。

5.根据权利要求3所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述过压欠压保护电路包括：过压越限检测电路、欠压越限检测电路和MOS管控制电路；

过压越限检测电路、欠压越限检测电路并联连接后，再与MOS管控制电路串联连接。

6.根据权利要求5所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述过压越限检测电路包括：运算放大器、电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、电容C3、二极管D9和可控稳压源U8；

运算放大器的6引脚与R14的一端连接，R14的另一端通过R11连接5V电源，R14的另一端还与U8的阴极以及参考极连接；U8的阳极与R13的一端并联后接地，R13的另一端通过R12连接+5VIN1电源；R13的另一端还通过电阻R16连接到运算放大器的5引脚；R15和C3并联连接后，一端与运算放大器的5引脚连接，另一端与运算放大器的7引脚连接，7引脚与二极管D9的正极连接。

7.根据权利要求6所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述欠压越限检测电路包括：运算放大器、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R25、电容C4、二极管D2；

运算放大器的3引脚与电阻R6的一端连接，R6的另一端和R11的一端和U8的阴极与参考极连接；运算放大器的2引脚与电阻R10的一端连接，R10的另一端与电阻R8和R7的一端连接，R8的一端通过电阻R7连接+5VIN1电源，R8的另一端接地；C4和R9并联连接后，一端与运算放大器的3引脚连接，另一端与运算放大器的1引脚连接；运算放大器的1引脚还与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管D9的负极连接，二极管D2的负极还通过电阻R25与运算放大器的11引脚连接；11引脚还与地线连接，4引脚与升压电路12V电压输出端连接。

8.根据权利要求7所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述MOS管控制电路包括：运算放大器、电阻R17、R18、R23、R24、R26、R27、R30、R31、R32、电容C1、C2、发光二极管H1、H2；

R30、R31并联，R30一端与5V电源连接，另一端与运算放大器的12引脚和R26的一端连接；R31一端与5V电源连接，另一端与运算放大器10引脚、R27、C1的一端连接；运算放大器的13引脚与电阻R32与C2的一端连接，R32的另一端与二极管D9和D2的负极连接，R32的一端通过C2与地线连接，运算放大器的14引脚通过电阻R18与MOS管A的G极连接，运算放大器的14引脚还通过R23与H2的正极连接，运算放大器的9引脚与14引脚连接；R27和C1并联连接后，一端与地线连接，另一端与运算放大器的10引脚连接；运算放大器的8引脚通过R17与MOS管B的G极连接；8引脚还通过R24与H1的正极连接，H1的负极、H2的负极均与地线连接。

9.如权利要求8所述的双电源供电检测控制电路，其特征在于，所述运算放大器采用OP747芯片或LM324芯片。

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