一種微功耗不間斷備用電源切換電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于不間斷電源技術領域，尤其是一種微功耗不間斷備用電源切換電路。
【背景技術】
[0002]目前，在微功耗不間斷備用電源切換管理電路設計及實施過程中，通常采用專用芯片或二極管串并聯方式實現。上述技術方案存在的問題是:(I)專用芯片方案成本高而且專用芯片選型較難;(2)二極管方案中，二極管壓降較大，導致傳輸效率低。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于彌補現有技術的不足之處，提供一種設計合理、傳輸效率高、成本低且易于實現的微功耗不間斷備用電源切換電路。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術手段實現的:
[0005]—種微功耗不間斷備用電源切換電路，包括MCU電壓采樣及控制模塊、主電源模塊、備用電池模塊和基準電源模塊;所述MCU電壓采樣及控制模塊包括MCU處理器、主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路，MCU處理器通過輸入端口采集主電源、備用電池、基準電源的電壓數據，MCU處理器通過輸出端口與主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路相連接控制主電源模塊、備用電池模塊的截止或導通為負載供電。
[0006]進一步，所述主電源模塊的切換控制電路包括兩個分壓電阻和一個PMOS管，兩個分壓電阻的公共端連接M⑶處理器的一個輸入端，MCU處理器通過一個輸出端口控制PMOS管的柵極，該PMOS管的漏極接主電源，PMOS管的源極接輸出負載，M⑶處理器通過輸出端口控制PMOS截止、導通來決定主電源模塊是否輸出電壓。
[0007]進一步，所述備用電池模塊的切換控制電路包括兩個分壓電阻和一個PMOS管，兩個分壓電阻的公共端連接MCU處理器的一個輸入端，M⑶處理器通過一個輸出端口控制PMOS管的柵極，該PMOS管的漏極接備用電池，該PMOS管的源極接輸出負載，MCU處理器通過輸出端口控制PMOS截止、導通來決定備用電池是否輸出電壓。
[0008]進一步，所述基準電源模塊包括一個限流電阻和基準電壓芯片，該限流電阻一端與基準電壓相連接，該限流電阻的另一端與基準電壓芯片及MCU處理器的一個輸入端相連接，該基準電壓芯片的另一端與地連接。
[0009]本實用新型的優點和積極效果是:
[0010]本實用新型采用MCU作為檢測及控制電路的核心，實現了對主電源、備用電池、基準電源的電壓采樣功能，通過對PMOS的截止、導通控制對主電源、備用電池不間斷切換，降低了導通壓降，提高用電效率，減少用電功耗，延長備用電池使用壽命，具有傳輸效率高、成本低廉、易于實現等特點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電路方框圖；
[0012]圖2是MCU電壓采樣及控制模塊的電路方框圖；
[0013]圖3是主電源模塊的切換控制電路的電路圖；
[0014]圖4是備用電池模塊的切換空盒子電路的電路圖；
[0015]圖5是基準電源模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述:
[0017]—種微功耗不間斷電源切換電路，如圖1所示，包括MCU電壓采樣及控制模塊、主電源模塊、備用電池模塊、基準電源模塊。所述MCU電壓采樣及控制模塊與主電源模塊、備用電池模塊、基準電源模塊相連接，用于對各模塊進行電壓采樣，并將采樣電壓進行比較處理后控制主電源、備用電池的截止或導通。
[0018]如圖2所示，所述MCU電壓采樣及控制模塊包括STM8L051F3單片機、主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路。其中采用STM8L051F3單片機作為核心，其通過輸入端口采集主電源、備用電池、基準電源等的電壓數據，進過計算處理后通過輸出端口與主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路相連接并控制主電源模塊的PMOS管、備用電池模塊的PMOS截止、導通并為負載供電。
[0019]如圖3所示，所述主電源模塊的切換控制電路，包括電阻R6、R7、R4、PMOS管Q2，主電源模塊的正極連接電阻R6的一端并與PMOS管Q2的漏極(D)相連接，主電源模塊的負極與電阻R7—端共同接地，電阻R6、R7的另一端與STM8L051F3單片機的一個輸入端口(adcVin)相連接。電阻R4的一端與PMOS管的源極(S)相連接，R4的另一端與STM8L051F3單片機的輸出端(Vpower)相連接。STM8L051F3單片機通過一個輸入端口檢測R6、R7分壓電壓adcVin，STM8L051F3單片機通過一個輸出端口 Vpower控制Q2場效應晶體管PMOS截止、導通決定主電源G是否輸出電壓。其控制切換原理為:當adcVin電壓大于參考值時，Vin通過Q2場效應晶體管PMOS的體二極管連接至VCC，STM8L051F3單片機控制Vpower管腳為低電平，此時Q2場效應晶體管PMOS導通，VCC電壓為高并近似等于Vin，供給后續電路工作。當adcVin電壓小于參考值時，STM8L051F3單片機控制Vpower管腳為高電平，此時Q2場效應晶體管PMOS截止，主電源不供電，且漏電流為Q2場效應晶體管PMOS管的體二極管的反向漏電流。此時STM8L051F3單片機可以選擇備用電池供電。
[0020]如圖4所示，備用電池模塊的切換控制電路包括電阻Rl、R3、R2、PMOS管Ql，備用電池模塊的正極連接電阻Rl的一端并與PMOS管Ql的漏極(D)相連接，備用電池模塊的負極與電阻R3—端共同接地，電阻R1、R3的另一端與STM8L051F3單片機的一個輸入端口(adcBatt)相連接。電阻R2的一端與PMOS管的源極(S)相連接，R2的另一端與STM8L051F3單片機的輸出端(Bpower)相連接。STM8L051F3單片機通過一個輸入端口檢測Rl、R3分壓電壓adcBatt，STM8L051F3單片機通過一個輸出端口 Bpower控制Ql場效應晶體管PMOS截止、導通決定主電源G是否輸出電壓。其控制切換原理為:當adcBatt電壓大于參考值時，Vin通過Ql場效應晶體管PMOS的體二極管連接至VCC，STM8L051F3單片機控制Bpower管腳為低電平，此時Ql場效應晶體管PMOS導通，VCC電壓為高，供給后續電路工作。當adcBatt電壓小于參考值時，STM8L051F3單片機控制Bpower管腳為高電平，此時Ql場效應晶體管PMOS截止，備用電池不供電，且漏電流為Ql場效應晶體管PMOS管的體二極管的反向漏電流。此時STM8L051F3單片機可以選擇主電源供電。
[0021]基準電源模塊的電路，如圖5所示，包括電阻R5、基準電壓芯片DI (LM285)，電阻R5的一端與輸出電壓VCC相連接，R5的另一端與基準電壓芯片Dl相連接，并與STM8L051F3單片機的一個輸入端口(Vref)相連接，基準電壓芯片Dl的另一端與地連接。
[0022]需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
【主權項】
1.一種微功耗不間斷備用電源切換電路，其特征在于:包括MCU電壓采樣及控制模塊、主電源模塊、備用電池模塊和基準電源模塊;所述MCU電壓采樣及控制模塊包括MCU處理器、主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路，MCU處理器通過輸入端口采集主電源、備用電池、基準電源的電壓數據，M⑶處理器通過輸出端口與主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路相連接并控制主電源模塊、備用電池模塊的截止或導通為負載供電。2.根據權利要求1所述的一種微功耗不間斷備用電源切換電路，其特征在于:所述主電源模塊的切換控制電路包括兩個分壓電阻和一個PMOS管，兩個分壓電阻的公共端連接MCU處理器的一個輸入端，M⑶處理器通過一個輸出端口控制PMOS管的柵極，該PMOS管的漏極接主電源，PMOS管的源極接輸出負載，M⑶處理器通過輸出端口控制PMOS截止、導通來決定主電源模塊是否輸出電壓。3.根據權利要求1所述的一種微功耗不間斷備用電源切換電路，其特征在于:所述備用電池模塊的切換控制電路包括兩個分壓電阻和一個PMOS管，兩個分壓電阻的公共端連接M⑶處理器的一個輸入端，M⑶處理器通過一個輸出端口控制PMOS管的柵極，該PMOS管的漏極接備用電池，該PMOS管的源極接輸出負載，M⑶處理器通過輸出端口控制PMOS截止、導通來決定備用電池是否輸出電壓。4.根據權利要求1所述的一種微功耗不間斷備用電源切換電路，其特征在于:所述基準電源模塊包括一個限流電阻和基準電壓芯片，該限流電阻一端與基準電壓相連接，該限流電阻的另一端與基準電壓芯片及MCU處理器的一個輸入端相連接，該基準電壓芯片的另一端與地連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種微功耗不間斷備用電源切換電路，其技術特點是：包括MCU電壓采樣及控制模塊、主電源模塊、備用電池模塊和基準電源模塊；MCU電壓采樣及控制模塊包括MCU處理器、主電源模塊的切換控制電路和備用電池模塊的切換控制電路，MCU處理器通過輸入端口采集主電源、備用電池、基準電源的電壓數據，MCU處理器通過輸出端口與兩個切換控制電路相連接用于控制主電源模塊、備用電池模塊的截止或導通為負載供電。本實用新型實現了對主電源、備用電池、基準電源的電壓采樣功能，通過對PMOS的截止、導通控制對主電源、備用電池不間斷切換，提高用電效率，減少用電功耗，延長備用電池使用壽命，具有傳輸效率高、成本低廉、易于實現等特點。
【IPC分類】H02J9/06
【公開號】CN205304393
【申請號】
【發明人】歐陽玉生, 邢進川
【申請人】天津市凱森特科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月18日