一种小功率电源检测及切换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电路保护技术领域，涉及一种小功率电源检测及切换电路，适用于各种模拟数字电路电源输入口，本发明结构简单、成本低廉，可以很好的适应各种小功率电源供电的场所，可以保证在使用的过程中不会出现因极性反接而导致不良后果，同时可以限幅输出电源。
【背景技术】
[0002]在所有的电子设备或者产品的开发过程中，电源是必不可少的组成部分，也是使用频率最高的成分，尤其在开发与测试阶段，频繁的通断电源是必不可少的过程。在频繁的连接电源和拆除电源的过程中，不可避免的会出现电源线反接的情况，即误将电源线的正负极接反，如果电路没有足够的保护措施，就会烧毁后级电路或电源，亦或出现电源与后级电路同时烧毁，造成器件与时间的浪费，延长开发时间，提高开发成本，有时候甚至会造成安全隐患。
[0003]现在常用的防止电源反接的方法主要有以下几种:1、防反接插件；这种方法是最简单成本最低也最常用的方法，但是一般是作为成品来使用，因为这种接插件咬合后难以分开，对于需要经常拆分的开发场所是不方便的；2、电源输入口的反接二极管；这种方法是开发中经常用的方法，但是这种保护电路只能保护后级电路，设计思想是选择牺牲电源，没有明显的报警装置，容易烧毁电源；3、保险管；虽然可以在很大程度上保护电路，但是更换起来麻烦，同时对于敏感器件，保护效果不明显；4、自保护电路；这种电路一般设计在电源端，防短路状况切断电源输出，一般是做电路的自保护电路。
[0004]这些电路保护方法各有自己的应用领域，但是却都不能很好的做到保护前后端电路，针对这种情况，本发明一种小功率电源检测及切换电路，电路工作时，首先通过电源检测，检测出输入电源的极性，从而控制后级电路进行切换，使负载得到的电源始终保持极性一致。本发明结构简单、成本低廉，可以很好的适应各种小功率电源供电的场所，可以保证在使用的过程中不会出现因极性反接而导致不良后果，同时可以限幅输出电源。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于设计一种小功率电源检测及切换电路，在电源接通之前，先通过电源检测电路检测接入电源的极性，根据检测结果，切换模拟开关，从而保证输出电源的极性，可以很好的保护电路。
[0006]本发明的技术方案是:一种小功率电源检测及切换电路，由第一模拟开关、第二模拟开关、处理器、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一输入端口、第二输入端口、正输出端口、负输出端口构成；其中，第一输入端口同时与第一模拟开关和第二模拟开关的某一输入端口相连接，第二输入端口同时与第一模拟开关和第二模拟开关的某一输入端口相连接；第一电阻、第二电阻、第三电阻串联，一端与第一输入端口相连接，另外一端与第二输入端口相连接；串联的三个电阻中间的两个连接处分别与比较器的正输入端和负输入端相连接；比较器的输出端与处理器的一个管脚相连接；第一模拟开关和第二模拟开关的控制管脚分别与处理器的管脚相连接；第一模拟开关的输出与正输出端口相连接，第二模拟开关的输出端与负输出端口相连接。
[0007]上述一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一电阻、第二电阻、第三电阻为阻值相同的三个电阻，电阻阻值在I兆欧姆以上。
[0008]上述一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一模拟开关和第二模拟开关的内部开关控制均由处理器控制。
[0009]上述一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一输入端口和第二输入端口不需要区分正负极性，系统工作时通过电源检测电路，确定内部连接，从而可以起到防反接的作用。
[0010]上述一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一模拟开关和第二模拟开关的供电可根据实际电源电压调整，从而使电路可以适应更高的电压范围。
[0011]上述一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一模拟开关和第二模拟开关可以限制通过电压不超过自身供电电压，所以电路还有限幅的作用。
[0012]本发明的工作原理是:将电源接入到第一输入端口和第二输入端口之间，电路开始工作；首先，通过电源检测电路，即电阻和比较器电路，检测接入电源的正负极性；检测结果由处理器接收，处理器根据检测结果，向第一模拟开关和第二模拟开关发送控制指令；两路模拟开关通过指令切换电路连接关系，从而保证了输出电源的极性。
【附图说明】
[0013]下面结合设计图对本发明作进一步说明:
图1是本发明一种小功率电源检测及切换电路的示意图；
图1中:U1、第一模拟开关(Ul) ;U2、第二模拟开关；MCU、处理器；V1、比较器；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；1、第一输入端口 ；2、第二输入端口 ；3、正输出端口 ；4、负输出端口。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示是本发明一种小功率电源检测及切换电路的示意图，包括:第一模拟开关U1、第二模拟开关U2、处理器MCU、比较器V1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一输入端口 1、第二输入端口 2、正输出端口 3、负输出端口 4 ;其中，第一输入端口 I同时与第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2的某一输入端口相连接,第二输入端口 2同时与第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2的某一输入端口相连接；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3串联，一端与第一输入端口 I相连接，另外一端与第二输入端口 2相连接；串联的三个电阻R1、R2、R3中间的两个连接处分别与比较器Vl的正输入端和负输入端相连接；比较器Vl的输出端与处理器MCU的一个管脚相连接；第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2的控制管脚分别与处理器MCU的管脚相连接；第一模拟开关Ul的输出与正输出端口 3相连接，第二模拟开关U2的输出端与负输出端口 4相连接。
[0015]第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3为阻值相同的三个电阻，当第一输入端口I输入正电源，第二输入端口 2输入负电源时，比较器Vl的正输入端的电压将高于负输入端，从而输出高电平；反之，将输出低电平；处理器MCU检测比较器Vl的输出电压即可判定电源输入状态，从而发出相应的控制指令；电阻阻值在I兆欧姆以上，这里我们选用3个电阻Rl、R2、R3的阻值均为2M，减小损耗电流。
[0016]第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2的内部开关控制均由处理器MCU控制，这里我们选用的模拟开关为CD4051，有三个控制端口，8个可切换的端口，第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2的供电可根据实际电源电压调整，从而使电路可以适应更高的电压范围；第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2可以限制通过电压不超过自身供电电压，所以电路还有限幅的作用；MCU选用TI公司的MSP430单片机，功耗低。
[0017]第一输入端口 I和第二输入端口 2不需要区分正负极性，系统工作时通过电源检测电路，确定内部连接，从而可以起到防反接的作用。
[0018]工作时，将电源接入到第一输入端口 I和第二输入端口 2之间，电路开始工作；首先，通过电源检测电路，即电阻R1、R2、R3和比较器Vl电路，检测接入电源的正负极性；检测结果由处理器MCU接收，处理器MCU根据检测结果，向第一模拟开关Ul和第二模拟开关U2发送控制指令；两路模拟开关通过指令切换电路连接关系，从而保证了输出电源的极性。
[0019]以上实施例仅是对本发明的参考说明，并不构成对本
【发明内容】
的任何限制，显然在本发明的思想下，可做出不同形式的结构变更，但这些均在本发明的保护之列。
【主权项】
1.一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于包括:第一模拟开关(U1)、第二模拟开关(U2)、处理器(MCU)、比较器(VI)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一输入端口( I)、第二输入端口( 2 )、正输出端口(3)、负输出端口(4);其中，第一输入端口( I)同时与第一模拟开关(Ul)和第二模拟开关(U2)的某一输入端口相连接,第二输入端口(2)同时与第一模拟开关(Ul)和第二模拟开关(U2)的某一输入端口相连接；第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)串联,一端与第一输入端口( I)相连接，另外一端与第二输入端口(2)相连接；串联的三个电阻(Rl、R2、R3)中间的两个连接处分别与比较器(Vl)的正输入端和负输入端相连接；比较器(Vl)的输出端与处理器(MCU)的一个管脚相连接；第一模拟开关(Ul)和第二模拟开关(U2)的控制管脚分别与处理器(MCU)的管脚相连接；第一模拟开关(Ul)的输出与正输出端口(3)相连接，第二模拟开关(U2)的输出端与负输出端口(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)为阻值相同的三个电阻，电阻阻值在I兆欧姆以上。
3.根据权利要求1所述的一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一模拟开关(Ul)和第二模拟开关(U2)的内部开关控制均由处理器(MCU)控制。
4.根据权利要求1所述的一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一输入端口(I)和第二输入端口(2)不需要区分正负极性，系统工作时通过电源检测电路，确定内部连接，从而可以起到防反接的作用。
5.根据权利要求1所述的一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一模拟开关(Ul)和第二模拟开关(U2)的供电可根据实际电源电压调整，从而使电路可以适应更高的电压范围。
6.根据权利要求5所述的一种小功率电源检测及切换电路，其特征在于第一模拟开关(Ul)和第二模拟开关(U2)可以限制通过电压不超过自身供电电压，所以电路还有限幅的作用。
【专利摘要】本发明公开了一种小功率电源检测及切换电路，由第一模拟开关（U1）、第二模拟开关（U2）、处理器（MCU）、比较器（V1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第一输入端口（1）、第二输入端口（2）、正输出端口（3）和负输出端口（4）构成；电路工作时，首先通过电源检测，检测出输入电源的极性，从而控制后级电路进行切换，使负载得到的电源始终保持极性一致。本发明结构简单、成本低廉，可以很好的适应各种小功率电源供电的场所，可以保证在使用的过程中不会出现因极性反接而导致不良后果，同时可以限幅输出电源。
【IPC分类】H02H11-00, G05B9-02, G01R31-40
【公开号】CN104656035
【申请号】CN201310587505
【发明人】石强
【申请人】西安丁子电子信息科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月21日