专利名称：一种智能双直流电源无缝自动切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动化控制工程领域，具体涉及一种带有供电状态监测功能的双直流电源无缝自动切换装置。
背景技术：
随着科学技术的发展和高端精密装置的应用，对电能质量及供电可靠性提出更高要求，对于医院、商场、银行、化工、高层建筑、军事设施、消防等重要场合都要求配备两路电源来保证供电的可靠性，尤其是在以上特殊场合中又涉及到自动化控制工程领域的设备，就更需要配备两路甚至多路电源，并且能够在两路电源之间进行可靠转换的装置，保证供电不间断，以满足设备的正常运行，同时保证对运行设备的监测和控制工作的不间断性。常见的有一些电子仪器需要对随机存储器RAM中的数据进行不掉电保护，另一种情况下就 是时钟电路继续记录时间信息的不掉电保护。目前，备用电源的切换一般采取以下方式
I.备用式当切换单元检测到停电后，切换到备用电源。该备用电源存在着以下问题(I)切换需要一定的时间，有可能引起设备重启；(2)备用电源多数采用电池供电的方式，需定期检测并更换电池，同时造价较高；2.在线式备用电源始终与设备连接，但其输出电压略低于外部供电电源，因此当外部电源供电正常时备用电源不能向设备输出电力，当出现停电或外部供电电压不足时，备用电源就会对设备供电。该方式因备用电源一直处于待供电状态，存在电能损耗较大，不利于节约能源的问题。以上两种电源切换方式均不能完全保证电源的无缝切换。经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN201750208U，
公开日为2011.02. 16，专利名称为带备用蓄电池的嵌入式设备双电源自动切换电路，该专利自述为“该电路设有两套供电电源，由AC/DC市电220V转换模块与备用蓄电池组成，由嵌入式设备的微处理器实时检测市电的供电状态以及蓄电池的电量，市电供电状态检测信号和备用蓄电池的电量检测信号分别与MCU的端口相连，通过MCU实现对继电器线圈通断的控制来实现电源切换和备用蓄电池的充、放电管理”。其不足之处是该电路双路电源其中一路为蓄电池供电，存在着使用寿命、长时间供电能力不足和对蓄电池充、放电管理繁琐的问题，无法实现对两路电源供电情况进行实时监测的功能，由于有继电器的存在，无法完全达到两路电源无缝切换的目的。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可实现远程供电状态监测的自动无缝切换的双电源自动切换装置。本实用新型的目的是这样实现的本实用新型由电阻、发光二极管、二极管、稳压管、电压比较器、场效应管、高精度大电流功率开关、反向器、微控制器、CAN收发器构成，其特征是主电源(Vl)引出4个连接点，主电源第I连接点与第一电流功率开关(U5)的+Vbb端口连接；主电源第2连接点与第一电阻(Rl)的一端连接，第一电阻(Rl)的另一端和第一发光二极管(Dl)的一端连接，第一发光二极管(Dl)的另一端接地；主电源第3连接点与第一二极管(D2)的阳极相连；主电源第4连接点与第二二极管(D3)的阳极相连，第二二极管(D3)的阴极与第五电阻(R5)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端与第十电阻(RlO)的一端连接，第十电阻(RlO)的另一端接地，其中在第五电阻(R5)、第十电阻(RlO)之间引出连接点，与第一电压比较器(Ul)的第3引脚和第二电压比较器(U2)的第2引脚相连；第一二极管(D2)的阴极引出5个连接点，第一二极管第I连接点与第四电阻(R4)的一端连接，第四电阻(R4)的另一端和第一稳压管(D4)阳极连接，第一稳压管(D4)负极接地，在第四电阻(R4)与第一稳压管(D4)之间引出连接点，与第二电压比较器(U2)的第3引脚相连； 第一二极管第2连接点与第六电阻(R6)的一端连接，第六电阻(R6)的另一端和第二稳压管(D5)的正极连接，第二稳压管(D5)的负极接地，在第六电阻(R6)与第二稳压管(D5)之间引出连接点，与第一电压比较器(Ul)的第2引脚相连；第一二极管第3连接点与第一电压比较器(Ul)的第I引脚、第二电压比较器(U2)的第I引脚，第三电压比较器(U3)的第I引脚、第四电压比较器(U4)的第I引脚相连，第一电压比较器(Ul)的第4引脚、第二电压比较器(U2)的第4引脚、第三电压比较器(U3)的第4引脚、第四电压比较器(U4)的第4引脚接地；第一二极管第4连接点与第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端和第三稳压管(D6)的阳极连接，第三稳压管(D6)的阴极接地，在第二电阻(R2)和第三稳压管(D6)之间引出连接点，与第一电压比较器(Ul)的第5引脚、第二电压比较器(U2)的第5引脚、第一场效应管(Ql)的栅极G、第二场效应管(Q2)的栅极G、第九电阻(R9)的一端、第四稳压管(D7)的阳极、第一反向器(U7)的输入端连接，第九电阻(R9)的另一端、第四稳压管(D7)的阴极接地；第一二极管第5连接点与第三电阻(R3)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端和第二场效应管(Q2)的漏极D相连；场效应管Ql的源极S接地，漏极D与第一高精度大电流功率开关(U5)的IN端相连；场效应管Q2的源极S接地，漏极D分别与第三场效应管(Q3)的栅极G、第七电阻(R7)的一端、第五稳压管(D8)的阳极相连，第七电阻(R7)的另一端、第五稳压管(D8)的阴极接地。第三场效应管(Q3)的源极S接地，漏极D与第二高精度大电流功率开关(U6)的IN端相连。辅电源(V2)引出4个连接点，辅电源第I连接点与第二高精度大电流功率开关(U6)的+Vbb端口连接；辅电源第2引出点与第十一电阻(Rll)的一端连接，第十一电阻(Rll)的另一端和第二发光二极管(DlO)的一端连接，第二发光二极管(DlO)的另一端接地；辅电源第3引出点与第三二极管(Dll)的阳极相连；[0022]辅电源第4引出点与第四二极管(D12)的阳极相连，第四二极管(D12)的阴极与第十五电阻(R15)的一端连接,第十五电阻(R15)的另一端与第十六电阻(R16)的一端连接，第十六电阻(R16)的另一端接地，其中在第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)之间引出连接点，与第三电压比较器(U3)的第3引脚和第四电压比较器(U4)的第2引脚相连；第三二极管(Dll)的阴极引出4个连接点，第三二极管第I连接点与第十二电阻(R12)的一端连接，第十二电阻(R12)的另一端和第六稳压管(D13)的阳极连接，第六稳压管(D13)的负极接地，在第十二电阻(R12)与第六稳压管(D13)连接处引出连接点，与第五电压比较器(U5)的第3引脚相连 ；第三二极管第2引出点与第十三电阻(R13)的一端连接，第十三电阻(R13)的另一端和第七稳压管(D14)的正极连接，第七稳压管(D14)的负极接地，在第十三电阻(R13)与第七稳压管(D14)连接处引出连接点，与第三电压比较器(U13)的第2引脚相连；第三二极管第3引出点与第三电压比较器(U3)的第I引脚、第四电压比较器(U4)的第I引脚相连；第三二极管第4引出点与第十四电阻(R14)的一端连接，第十四电阻(R14)的另一端和第八稳压管(D15)的阳极连接，第八稳压管(D15)的阴极接地，在第十四电阻(R14)和第八稳压管(D15)之间引出连接点，与第三电压比较器(U3)的第5引脚、第四电压比较器(U4)的第5引脚、第十七电阻(R17)的一端、第十八电阻(R18)的一端连接，第十七电阻(R17)的另一端接地、第十八电阻(R18)的另一端分别与第九稳压管(D16)的阳极、第二反向器(U8)的输入端连接，第九稳压管(D16)的阴极接地；第一高精度大电流功率开关(U5)的OUT端连接第八电阻(R8)的一端、第八电阻(R8)的另一端连接第三发光二极管(D9)的阳极，第三发光二极管(D9)的阴极接地，第一高精度大电流功率开关(U5 )的IS端连接第二十电阻(R20 )的一端、第二十电阻(R20 )的另一端接地；第二高精度大电流功率开关(U6)的OUT端连接第十九电阻(R19)的一端、第十九电阻(R19)的另一端连接第四发光二极管(D17)的阳极，第四发光二极管(D17)的阴极接地，第二高精度大电流功率开关(U6)的IS端连接第二十四电阻(R24)的一端、第二十四电阻(R24)的另一端接地。第一反向器(U7)的输出端与微控制器(U9)的PAl引脚连接，第二反向器(U8)的输出端与微控制器(U9)的PAO引脚连接，微控制器(U8)的PM0/RXCAN3引脚与CAN收发器(U9)的CRXD引脚连接、微控制器(U8)的PM0/TXCAN3引脚与CAN收发器(U9)的CTXD引脚连接最终由CAN收发器U9将信号传送至远端设备显示。主电源(Vl)供电正常的情况下，通过第一电压比较器(U1)、第二电压比较器(U2)、第一场效应管(Q1)，保证第一高精度大电流功率开关(U5)处于导通状态，第一高精度大电流功率开关(U5)输出为主电源Vl直流电，同时通过第三发光二极管(D9)进行指示。主电源(Vl)供电正常的情况下，通过第三电压比较器(U3)、第四电压比较器(U4)、第二场效应管(Q2)、第三场效应管(Q3)，保证第二高精度大电流功率开关(U6)处于截止状态，辅电源V2不提供直流电，同时通过发光第四二极管(D17)指示。第一电压比较器(Ul)的第5引脚与第二电压比较器(U2)的第5引脚相连，为第一场效应管(Ql)的栅极G提供开启电压，同时为第一反向器(U7)提供固定电压的直流电；所述第三电压比较器(U3)的第5引脚与第四电压比较器(U4)的第5引脚相连，为第二反向器(U8)提供固定电压的直流电。第一场效应管(Ql)控制第一高精度大电流功率开关(U5)的通断；所述第三场效应管(Q3)控制第二高精度大电流功率开关(U6)的通断。主电源的供电电压区间为{20V，28V}，辅电源的供电电压区间为{20V，28V}。电压比较器为窗口电压比较器。微控制器(U9)采用的型号为AT90CAN 系列、P8XC592、82C200、82526、82527、MC9S08 系列、MC9S12 系列或 72005。CAN 收发器(UlO)采用的型号为IS01050、PCA82C251、CTM1050、ADM3054 或MAX13041。本实用新型的有益效果在于本实用新型电源切换无间隙，保证连续不间断提供直流电。控制部分采用增强型MOSFET为电压驱动，工作时基本不增加原系统功耗。在切换动作完毕后，辅电源通过高精度大电流功率开关对设备供电，能量损失极小。当主电源超出工作范围后，辅电源V2快速自动完成电源转换工作，电源工作状态可通过对微控制器实施程序编写，通过CAN收发器传输功能，实现远程监测的目的。采用器件均为切换控制器件，无大功率、高压等特殊要求，因此本实用新型具有效率高、电路简单可靠、成本低、能耗低、适应性强、利于远程监测的优点。
图I为本实用新型智能双直流电源无缝自动切换装置电路图。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型作更详细的描述如图一所示主电源供电时,通过Ql控制U5的通断,实现主电源Vl供电，同时,通过Ql控制Q2的通断，再通过Q2控制Q3的通断，由Q3控制U6的通断，确保主电源Vl供电时辅电源V2处于断电状态。主电源Vl的电压范围由Ul实现控制，当主电源Vl电压超出指定电压范围时，主电源Vl供电切断的同时转化为辅电源V2供电模式。主、辅电源单独供电时，分别由D9、D17发光二极管指示主、辅电源供电，同时主、辅电源分别供电的信息经反向器U7和U8由Statel和State2传输至U9微控制器，然后可通过CAN收发器UlO传输至监测部位。本实用新型进一步具体为I.主电源Vl提供直流电。主电源Vl供电具体由U1、U2电压比较器来实现，采用的是窗口电压比较器的形式，上限电压由R4和D4得到，下限电压由R6和D5得到，输入端电压由R5、R10得到。主电源Vl在工作范围内时U1、U2输出端为高电平，超出工作范围电压后，U1、U2输出端为低电平。2.场效应管Ql的通断由电压比较器U1、U2控制。当主电源Vl处于正常工作电压范围内时，电压比较器U1、U2的输出端与场效应管Ql的栅极G相连，输出端为高电平，保证场效应管Ql处于导通状态，当主电源Vl工作电压超出规定范围后，电压比较器U1、U2输出低电平，控制Ql处于断开状态。3.场效应管Q2的通断由电压比较器U1、U2控制。当主电源Vl处于正常工作电压范围内时，电压比较器U1、U2的输出端与场效应管Q2的栅极G相连，输出端为高电平，保证场效应管Q2处于导通状态，当主电源Vl工作电压超出规定范围后，电压比较器U1、U2输出低电平，控制Q2处于断开状态。4.场效应管Q3的通断由场效应管Q2控制。Q2的漏极D与Q3的栅极G相连，当主电源Vl处于工作状态时，Q2导通，从而Q2的漏极D处于低电平状态，即Q3的栅极G处于低电平状态，Q3处于断开状态，Q3的漏极D处于高电位状态。反之，Q2处于断开状态时Q3处于导通状态。5.高精度大电流功率开关U5的通断由效应管Ql控制。当主电源Vl工作在规定 范围内，Ql保持接通状态，Ql的漏极D接地，从而使高精度大电流功率开关U5的IN端接地，保证高精度大电流功率开关U5处于导通状态，实现主电源Vl供电。6.高精度大电流功率开关U6的通断由效应管Q3控制。当主电源Vl工作在规定范围内，Q2保持接通状态，Q2的漏极D为低电平，低电平送至Q3的栅极G保证Q2处于断开状态，Q2的漏极D保持高电平，从而使高精度大电流功率开关U6的IN端保持高电平，保证高精度大电流功率开关U6处于断开状态，确保主电源Vl供电时辅电源V2不供电。7.辅电源V2提供直流电。辅电源V2供电具体由U3、U4电压比较器来实现，原理及工作方式与U1、U2相同。本实用新型切换单元在主电源Vl超出工作范围时，供电线路将无间隙切换至辅电源V2。本实用新型的电路连接关系如图I所示电压比较器Ul的5、U2的5两个输出引脚相连接，为场效应管Ql栅极G提供开启电压，同时为Statel提供固定电压的直流电。场效应管Ql的源极S接地，栅极G与电压比较器Ul、U2输出相连，漏极D与高精度大电流功率开关U5的IN相连，控制高精度大电流功率开关U5的通断。场效应管Q3的源极S接地，栅极G通过与Q2的漏极D相连，漏极D与高精度大电流功率开关U6的IN相连，控制高精度大电流功率开关U6的通断。电压比较器U3的5、U4的5两个输出引脚相连接，为State2提供固定电压的直流电。Statel和State2经反向器U7、U8后与微控制器U9的PAUPAO两个引脚相连，由微控制器U9的PM0/RXCAN3、PM0/TXCAN3两个引脚引出分别与CAN收发器UlO的CRXD和CTXD相连接，最终由CAN收发器U9将信号传送至远端设备显示。本实用新型的工作原理如下在主电源Vl供电正常的情况下，电压比较器Ul、U2输出端为高电平，该高电平信号分为三路，一路送至场效应管Ql栅极G处，作为开启电压使场效应管Ql处于导通状态，场效应管Ql漏极D接地，漏极D与高精度大电流功率开关U5的IN接口相连，该高精度大电流功率开关当IN端接地时处于导通状态，高精度大电流功率开关U5开启，负载电路处于主电源Vl供电状态，由发光二极管D9指示；另一路送至场效应管Q2栅极G处，作为开启电压使场效应管Q2处于导通状态，场效应管Q2漏极D接地，漏极D与场效应管Q3栅极G连接，低电平保证场效应管Q3处于断开状态，保证场效应管Q3漏极D为高电平，该高电平信号连接至高精度大电流功率开关U6的IN接口，使高精度大电流功率开关U6处于截止状态，保证辅电源V2不提供直流电。第三路经稳压管D7稳压后由Statel引出稳定电压的直流电，依此可进行主电源Vl状态判定。辅电源V2供经电压比较器U3、U4为State2提供固定电压的直流电，依此可进行辅电源V2状态判定。在主电源Vl供电不正常的情况下，Ul、U2、U3、U4电源连接线可保证电压比较器UUU2的电源由辅电源V2提供，确保电压比较器U1、U2处于工作状态，输出端为低电平，该低电平信号被送至两路电路，一路送至场效应管Ql栅极G处，使场效应管Ql处于断开状态，场效应管Ql漏极D被拉为高电平，场效应管Ql漏极D与高精度大电流功率开关U5的IN接口相连，该高精度大电流功率开关当IN端不接地时处于截止状态，高精度大电流功率开关U5关闭，主电源Vl停止向负载电路供电；另一路送至场效应管Q2栅极G处，使场效应管Q2处于截止状态，场效应管Q2漏极D为高电平，场效应管Q2漏极D与场效应管Q3栅极G连接，高电平保证场效应管Q3处于导通状态，使场效应管Q3漏极D接地，漏极D与高精度大电流功率开关U6的IN接口相连，该高精度大电流功率开关当IN端接地时处于导通状态，高精度大电流功率开关U6开启，负载电路处于辅电源V2供电状态，由发光二极管D17·指示。进而保证了直流电不间断地提供给用电设备。高精度大电流功率开关U5、U6的第I引脚经电阻后接地，第I引脚电流正比例于负载电路电流，对负载电路可起到电流保护作用。在主、辅电源电路中，Dl、DlO为电源指示发光二极管，D9、D17为负载供电指示发
光二极管。Statel和State2经反向器U7、U8进行处理后与微控制器U9的PAl、PAO两个引脚相连，经过微控制器U9处理后，将信息通过CAN收发器UlO将信号传送至远端设备显示。本实用新型的工作流程为该系统的两路直流供电电源分别为VI、V2，VI、V2的正常供电电压均为24V，但实际供电电压存在一定的波动，该系统检测这种波动，同时自动完成电源切换和供电异常信息的上报功能。电阻R4和稳压管D4用于确定主电源Vl的允许波动电压下限，如20V ;电阻R6和稳压管D5用于确定主电源Vl的允许波动电压上限，如28V。放大器U1、U2组成双极限比较器。①当Vl供电电压处于区间{20V，28V}时，双极限比较器的输出端Statel为高电平，该信号可控制场效应管Ql导通，即Ql的漏极接地、器件U5导通。输出端Statel为高电平同时控制场效应管Q2导通，Q2的漏极接地，则Q3的门极为低电压，Q3截止，器件U6截止。此时主电源Vl供电正常，且为供电电源。②当Vl供电电压不处于区间{20V，28V}时，双极限比较器的输出端Statel为低电平，该信号可控制场效应管Ql截止、器件U5截止。输出端Statel为低电平同时控制场效应管Q2截止，然后通过电阻R3、电阻R7的分压作用Q3的门极为高电压，Q3导通，器件U6截止。此时主电源Vl供电异常，采用辅电源V2供电。电阻R12和稳压管D13用于确定辅电源V2的允许波动电压下限，如20V ;电阻R13和稳压管D14用于确定辅电源V2的允许波动电压上限，如28V。放大器U3、U4组成双极限比较器，当V2供电电压处于区间{20V，28V}时，双极限比较器的输出端State2为高电平，当V2供电电压不处于区间{20V，28V}时，双极限比较器的输出端State2为低电平。主电源和辅电源的供电状态信息Statel、State2反向后，通过集成有CAN模块的微控制器U9、和CAN收发器UlO进行上报，完成主、辅电源供电状态的检测功能。本实用新型微控制器U9的采用的型号为AT90CAN系列、P8XC592、82C200、82526、82527、MC9S08 系列、MC9S12 系列、72005。CAN 收发器 UlO 采用的型号为IS01050、PCA82C251、CTM1050、ADM3054、MAX13041。
权利要求1.一种智能双直流电源无缝自动切换装置，由电阻、发光二极管、二极管、稳压管、电压比较器、场效应管、高精度大电流功率开关、反向器、微控制器、CAN收发器构成，其特征是主电源(Vl)引出4个连接点，主电源第I连接点与第一电流功率开关(U5)的+Vbb端口连接； 主电源第2连接点与第一电阻(Rl)的一端连接,第一电阻(Rl)的另一端和第一发光二极管(Dl)的一端连接，第一发光二极管(Dl)的另一端接地； 主电源第3连接点与第一二极管(D2)的阳极相连； 主电源第4连接点与第二二极管(D3)的阳极相连，第二二极管(D3)的阴极与第五电阻(R5 )的一端连接，第五电阻(R5 )的另一端与第十电阻(RlO )的一端连接，第十电阻(RlO )的另一端接地，其中在第五电阻(R5)、第十电阻(RlO)之间引出连接点，与第一电压比较器(Ul)的第3引脚和第二电压比较器(U2)的第2引脚相连； 第一二极管(D2)的阴极引出5个连接点，第一二极管第I连接点与第四电阻(R4)的一端连接，第四电阻(R4)的另一端和第一稳压管(D4)阳极连接，第一稳压管(D4)负极接地，在第四电阻(R4)与第一稳压管(D4)之间引出连接点，与第二电压比较器(U2)的第3引脚相连； 第一二极管第2连接点与第六电阻(R6)的一端连接，第六电阻(R6)的另一端和第二稳压管(D5)的正极连接，第二稳压管(D5)的负极接地，在第六电阻(R6)与第二稳压管(D5)之间引出连接点，与第一电压比较器(Ul)的第2引脚相连； 第一二极管第3连接点与第一电压比较器(Ul)的第I引脚、第二电压比较器(U2)的第I引脚，第三电压比较器(U3)的第I引脚、第四电压比较器(U4)的第I引脚相连，第一电压比较器(Ul)的第4引脚、第二电压比较器(U2)的第4引脚、第三电压比较器(U3)的第4引脚、第四电压比较器(U4)的第4引脚接地； 第一二极管第4连接点与第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端和第三稳压管(D6)的阳极连接，第三稳压管(D6)的阴极接地，在第二电阻(R2)和第三稳压管(D6)之间引出连接点，与第一电压比较器(Ul)的第5引脚、第二电压比较器(U2)的第5引脚、第一场效应管(Ql)的栅极G、第二场效应管(Q2)的栅极G、第九电阻(R9)的一端、第四稳压管(D7)的阳极、第一反向器(U7)的输入端连接，第九电阻(R9)的另一端、第四稳压管(D7)的阴极接地； 第一二极管第5连接点与第三电阻(R3)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端和第二场效应管(Q2)的漏极D相连； 场效应管Ql的源极S接地，漏极D与第一高精度大电流功率开关(U5)的IN端相连；场效应管Q2的源极S接地，漏极D分别与第三场效应管(Q3)的栅极G、第七电阻(R7)的一端、第五稳压管(D8)的阳极相连，第七电阻(R7)的另一端、第五稳压管(D8)的阴极接地； 第三场效应管(Q3)的源极S接地，漏极D与第二高精度大电流功率开关(U6)的IN端相连； 辅电源(V2)引出4个连接点，辅电源第I连接点与第二高精度大电流功率开关(U6)的+Vbb端口连接； 辅电源第2引出点与第^ 电阻(Rll)的一端连接，第i 电阻(Rll)的另一端和第二发光二极管(DlO)的一端连接，第二发光二极管(DlO)的另一端接地； 辅电源第3引出点与第三二极管(Dll)的阳极相连； 辅电源第4引出点与第四二极管(D12)的阳极相连，第四二极管(D12)的阴极与第十五电阻(R15)·的一端连接，第十五电阻(R15)的另一端与第十六电阻(R16)的一端连接，第十六电阻(R16)的另一端接地，其中在第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)之间引出连接点，与第三电压比较器(U3)的第3引脚和第四电压比较器(U4)的第2引脚相连； 第三二极管(Dll)的阴极引出4个连接点，第三二极管第I连接点与第十二电阻(R12)的一端连接，第十二电阻(R12)的另一端和第六稳压管(D13)的阳极连接，第六稳压管(D13)的负极接地，在第十二电阻(R12)与第六稳压管(D13)连接处引出连接点，与第五电压比较器(U5)的第3引脚相连； 第三二极管第2引出点与第十三电阻(R13)的一端连接，第十三电阻(R13)的另一端和第七稳压管(D14)的正极连接，第七稳压管(D14)的负极接地，在第十三电阻(R13)与第七·稳压管(D14)连接处引出连接点，与第三电压比较器(U13)的第2引脚相连； 第三二极管第3引出点与第三电压比较器(U3)的第I引脚、第四电压比较器(U4)的第I引脚相连； 第三二极管第4引出点与第十四电阻(R14)的一端连接，第十四电阻(R14)的另一端和第八稳压管(D15)的阳极连接，第八稳压管(D15)的阴极接地，在第十四电阻(R14)和第八稳压管(D15)之间引出连接点，与第三电压比较器(U3)的第5引脚、第四电压比较器(U4)的第5引脚、第十七电阻(R17)的一端、第十八电阻(R18)的一端连接，第十七电阻(R17)的另一端接地、第十八电阻(R18)的另一端分别与第九稳压管(D16)的阳极、第二反向器(U8)的输入端连接，第九稳压管(D16)的阴极接地； 第一高精度大电流功率开关(U5)的OUT端连接第八电阻(R8)的一端、第八电阻(R8)的另一端连接第三发光二极管(D9)的阳极，第三发光二极管(D9)的阴极接地，第一高精度大电流功率开关(U5)的IS端连接第二十电阻(R20)的一端、第二十电阻(R20)的另一端接地； 第二高精度大电流功率开关(U6)的OUT端连接第十九电阻(R19)的一端、第十九电阻(R19)的另一端连接第四发光二极管(D17)的阳极，第四发光二极管(D17)的阴极接地，第二高精度大电流功率开关(U6)的IS端连接第二十四电阻(R24)的一端、第二十四电阻(R24)的另一端接地。
2.根据权利要求I所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述第一反向器(U7)的输出端与微控制器(U9)的PAl引脚连接,第二反向器(U8)的输出端与微控制器(U9)的PAO弓丨脚连接，微控制器(U8)的PM0/RXCAN3引脚与CAN收发器(U9)的CRXD引脚连接、微控制器(U8)的PM0/TXCAN3引脚与CAN收发器(U9)的CTXD引脚连接最终由CAN收发器U9将信号传送至远端设备显示。
3.根据权利要求I或2所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述主电源(Vl)供电正常的情况下，通过第一电压比较器(U1)、第二电压比较器(U2)、第一场效应管(Q1)，保证第一高精度大电流功率开关(U5)处于导通状态，第一高精度大电流功率开关(U5)输出为主电源Vl直流电，同时通过第三发光二极管(D9)进行指示。
4.根据权利要求3所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述主电源(Vl)供电正常的情况下，通过第三电压比较器(U3)、第四电压比较器(U4)、第二场效应管(Q2)、第三场效应管(Q3)，保证第二高精度大电流功率开关(U6)处于截止状态，辅电源V2不提供直流电，同时通过发光第四二极管(D17)指示。
5.根据权利要求4所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述第一电压比较器(Ul)的第5引脚与第二电压比较器(U2)的第5引脚相连，为第一场效应管(Ql)的栅极G提供开启电压，同时为第一反向器(U7)提供固定电压的直流电；所述第三电压比较器(U3)的第5引脚与第四电压比较器(U4)的第5引脚相连，为第二反向器(U8)提供固定电压的直流电。
6.根据权利要求5所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述第一场效应管(Ql)控制第一高精度大电流功率开关(U5)的通断；所述第三场效应管(Q3)控制第二高精度大电流功率开关(U6)的通断。
7.根据权利要求6所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述主电源的供电电压区间为{20V，28V}，所述辅电源的供电电压区间为{20V，28V}。
8.根据权利要求7所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述电压比较器为窗口电压比较器。
9.根据权利要求8所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述微控制器(U9)采用的型号为AT90CAN 系列、P8XC592、82C200、82526、82527、MC9S08 系列、MC9S12 系列或 72005。
10.根据权利要求9所述的一种智能双直流电源无缝自动切换装置，其特征是所述CAN 收发器(UlO)采用的型号为IS01050、PCA82C251、CTM1050、ADM3054 或 MAX13041。
专利摘要本实用新型属于自动化控制工程领域，具体涉及一种带有供电状态监测功能的双直流电源无缝自动切换装置。本实用新型由电阻、发光二极管、二极管、稳压管、电压比较器、场效应管、高精度大电流功率开关、反向器、微控制器、CAN收发器构成。本实用新型电源切换无间隙，保证连续不间断提供直流电。控制部分采用增强型MOSFET为电压驱动，工作时基本不增加原系统功耗。在切换动作完毕后，辅电源通过高精度大电流功率开关对设备供电，能量损失极小。电源工作状态可通过对微控制器实施程序编写，通过CAN收发器传输功能，实现远程监测的目的。因此本实用新型具有效率高、电路简单可靠、成本低、能耗低、适应性强、利于远程监测的优点。
文档编号H02J9/06GK202721491SQ201220260720
公开日2013年2月6日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者王忠巍, 于涛, 马修真, 李文辉, 袁志国, 李坤, 黄帅 申请人:哈尔滨工程大学