一种双电源不掉电切换供电电路的制作方法

本实用新型涉及电源电路领域，具体地讲，是涉及一种双电源不掉电切换供电电路。

背景技术：

目前对设备类产品，可靠性要求越来越高，特别是通讯类设备。如果电源失效，将会造成断网，资料丢失甚至设备损坏等情况，所以采用双电源，或者接入备用UPS电源接入成为必要的解决方案。现有的双电源电路复杂，且采用的芯片较多、器件较多，容易造成后期的维护繁琐的问题；并且，器件繁多也不利于后期的调试和使用。

技术实现要素：

为克服现有技术中的上述问题，本实用新型提供设计巧妙、结构简单的一种双电源不掉电切换供电电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种双电源不掉电切换供电电路，包括依次连接的主电源接入电路、切换电路和备用电源接入电路；还包括状态判断电路、第一状态提示电路、第二状态提示电路、第一电源端、第二电源端、第三电源端和接地端；所述主电源接入电路、备用电源接入电路、第一状态提示电路和第二状态提示电路均与状态判断电路连接；所述切换电路、备用电源接入电路和状态判断电路均与第一电源端连接；所述第一状态提示电路与所述第二电源端连接；所述第二状态提示电路与第三电源端连接。

具体地，所述主电源接入电路包括主电源接口J1，稳压二极管D1、D2、D3，电阻R1、R2、R9、R10，电容C1，第一输出端output1，第二输出端output2，第三输出端output3，三极管Q2和二极管D13；主电源接口J1的第一端和第五端连接在一起，其第二端、第三端和第四端连接在一起，其第一端连接稳压二极管D1的阴极，其第二端连接稳压二极管D1的阳极，其第一端连接接地端；主电源接口J1的第二端通过串联的电阻R2、稳压二极管D2、D3连接电阻R1和电容C1的一端；电阻R1和电容C1的另一端连接接地端；主电源接口J1的第二端连接第三输出端output3；三极管Q2的基极通过电阻R9连接稳压二极管D3的阳极，其集电极通过二极管D13连接第一输出端output1，其发射极连接第二输出端output2；第一输出端output1与第二输出端output2之间通过电阻R10连接；所述第二输出端output2连接接地端；所述第一输出端output1、第二输出端output2均与所述切换电路连接；所述第三输出端output3与状态判断电路连接。

具体地，所述备用电源接入电路包括备用电源接口J2，稳压二极管D7、D9，二极管D17，三极管Q3、Q4，电阻R14、R15和R16，第四输出端output4和第五输出端output5；第一电源端为+12伏电压源；

所述备用电源接口J2的第一端和第五端连接，其第二端、第三端和第四端连接；备用电源接口J2的第二端通过二极管D17连接第一电源端，其第二端和第一端之间连接稳压二极管D8，其第一端连接三极管Q4的发射极；

三极管Q4的基极通过串联的电阻R15和稳压二极管D9连接第一电源端，其基极还连接三极管Q3的集电极，其集电极还连接第五输出端output5；三极管Q3的基极通过串联的电阻R14和稳压二极管D7连接二极管D17的阳极，其基极还通过电阻R16连接其发射极，其发射极连接三极管Q4的发射极，其发射极还连接第四输出端output4 ；所述第四输出端output4与所述切换电路连接；所述第五输出端output5与所述状态判断电路连接。

具体地，所述切换电路包括电阻R11、R12、R13，第一输入端input1、第二输入端input2、第四输入端input4和N沟道增强型MOSFET管Q5；

与所述第四输出端output4连接的第四输入端input4连接N沟道增强型MOSFET管Q5的漏极；N沟道增强型MOSFET管Q5的漏极和栅极之间连接电阻R13，其源极连接第二输入端input2，其栅极通过电阻R12连接第一输入端input1；第一输入端input1还通过电阻R11连接第一电源端；第一电源端为+12伏电压源；所述第二输入端input2与所述第二输出端output2连接；所述第一输入端input1与所述第一输出端output1连接。

具体地，所述状态判断电路包括稳压二极管D4、D5、D6，二极管D10、D11、D12，三极管Q1，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，RPS_POWER端和RPS_STANDY端；

与所述第三输出端output3连接的所述第三输入端input3通过二极管D10连接第一电源端，其还通过串联的稳压二极管D4和电阻R3连接接地端；三极管Q1的基极通过电阻R4连接稳压二极管D4的阳极，其发射极连接接地端，其集电极连接二极管D11的阴极；二极管D11的阳极通过电阻R5连接第一电源端，其阳极还通过串联的稳压二极管D5和电阻R6连接RPS_POWER端；第一电源端通过串联的电阻R7和二极管D12连接第五输入端input5；二极管D12的阳极通过串联的稳压二极管D6和电阻R8连接RPS_STANDY端；所述第五输出端output5与所述第五输入端input5连接。

优选地，所述第一状态提示电路包括第二电源端、电阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，发光二极管D14、D15，P沟道增强型MOSFET管Q6和CPU_GPIO0端；

发光二极管D14的阳极连接RPS_POWER端，其阴极通过电阻R17连接接地端，其阳极还通过电阻R18连接接地端，其阳极通过电阻R19连接P沟道增强型MOSFET管Q6的栅极；P沟道增强型MOSFET管Q6的源极连接第二电源端，其漏极通过电阻R20连接CPU_GPIO0端；CPU_GPIO0端通过电阻R22连接接地端，其还连接发光二极管D15的阳极；二极管D15的阴极通过电阻R21连接接地端；第二电源端为+3.3伏电压源；

所述第二状态提示电路包括第三电源端，电阻R23、R24、R25、R26、R27，发光二极管D16，P沟道增强型MOSFET管Q7和CPU_GPIO1端；

所述发光二极管D16的阳极连接RPS_STANDY端，其阴极通过电阻R23连接接地端，其阳极还通过电阻R24连接接地端，其阳极还通过电阻R25连接P沟道增强型MOSFET管Q7的栅极；P沟道增强型MOSFET管Q7的源极连接第三电源端，其漏极通过电阻R26连接CPU_GPIO1端；CPU_GPIO1端还通过电阻R27连接接地端；第三电源端为+3.3伏电压源。

具体地，所述第一电源端和接地端之间并联电容C2、C3。

具体地，所述电阻R1为5.1K欧姆，电阻R2为1K欧姆，电阻R3为5.1K欧姆，电阻R4为2K欧姆，电阻R5为2K欧姆，电阻R6为10欧姆，电阻R7为2K欧姆，电阻R8为10欧姆，电阻R9为10欧姆，电阻R10为10K欧姆，电阻R11为5.1K欧姆，电阻R12为10欧姆，电阻R13为10K欧姆，电阻R14为5.1K欧姆，电阻R15为2K欧姆，电阻R16为27K欧姆；电容C1为0.01uF，电容C2为820uF，电容C3为0.1uF，所述电阻R17为1K欧姆，电阻R18为18K欧姆，电阻R19为1K欧姆，电阻R20为1K欧姆，电阻R21为1K欧姆，电阻R22为100K欧姆，所述电阻R23为1K欧姆，电阻R24为18K欧姆，电阻R25为1K欧姆，电阻R26为1K欧姆，电阻R27为100K欧姆。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型采用的器件少，未采用集成电路芯片就完成了双电源的自动切换，以及电源监控和状态指示功能。

（2）本实用新型通过发光二极管D14为备用电源供电指示，发光二极管D15为主电源供电指示，发光二极管D16为备用电源有接入指示；让现场人员通过发光二极管就能很容易的判断电源情况。以及通过CPU_GPIO0与CPU_GPIO1二个GPIO，可以在系统上很好的实现监控。用在通讯设备中还可以远程监控设备电源情况。提醒维护人员及时接入备用电源，和更换故障电源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中主电源接入电路的连接示意图。

图3为本实用新型中备用电源接入电路的连接示意图。

图4为本实用新型中切换电路的连接示意图。

图5为本实用新型新中状态判断电路的连接示意图。

图6为本实用新型中第一状态提示电路的连接示意图。

图7为本实用新型中第二状态提示电路的连接示意图。

图8为实用新型中第一电源端与接地端之间的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图8所示，一种双电源不掉电切换供电电路，包括依次连接的主电源接入电路、切换电路和备用电源接入电路；还包括状态判断电路、第一状态提示电路、第二状态提示电路、第一电源端、第二电源端、第三电源端和接地端；所述主电源接入电路、备用电源接入电路、第一状态提示电路和第二状态提示电路均与状态判断电路连接；所述切换电路、备用电源接入电路和状态判断电路均与第一电源端连接；所述第一状态提示电路与所述第二电源端连接；所述第二状态提示电路与第三电源端连接。

具体地，所述主电源接入电路包括主电源接口J1，稳压二极管D1、D2、D3，电阻R1、R2、R9、R10，电容C1，第一输出端output1，第二输出端output2，第三输出端output3，三极管Q2和二极管D13；主电源接口J1的第一端和第五端连接在一起，其第二端、第三端和第四端连接在一起，其第一端连接稳压二极管D1的阴极，其第二端连接稳压二极管D1的阳极，其第一端连接接地端；主电源接口J1的第二端通过串联的电阻R2、稳压二极管D2、D3连接电阻R1和电容C1的一端；电阻R1和电容C1的另一端连接接地端；主电源接口J1的第二端连接第三输出端output3；三极管Q2的基极通过电阻R9连接稳压二极管D3的阳极，其集电极通过二极管D13连接第一输出端output1，其发射极连接第二输出端output2；第一输出端output1与第二输出端output2之间通过电阻R10连接；所述第二输出端output2连接接地端；所述第一输出端output1、第二输出端output2均与所述切换电路连接；所述第三输出端output3与状态判断电路连接。

具体地，所述备用电源接入电路包括备用电源接口J2，稳压二极管D7、D9，二极管D17，三极管Q3、Q4，电阻R14、R15和R16，第四输出端output4和第五输出端output5；第一电源端为+12伏电压源；所述三极管Q3为NPN管。

所述备用电源接口J2的第一端和第五端连接，其第二端、第三端和第四端连接；备用电源接口J2的第二端通过二极管D17连接第一电源端，其第二端和第一端之间连接稳压二极管D8，其第一端连接三极管Q4的发射极；

三极管Q4的基极通过串联的电阻R15和稳压二极管D9连接第一电源端，其基极还连接三极管Q3的集电极，其集电极还连接第五输出端output5；三极管Q3的基极通过串联的电阻R14和稳压二极管D7连接二极管D17的阳极，其基极还通过电阻R16连接其发射极，其发射极连接三极管Q4的发射极，其发射极还连接第四输出端output4 ；所述第四输出端output4与所述切换电路连接；所述第五输出端output5与所述状态判断电路连接。

具体地，所述切换电路包括电阻R11、R12、R13，第一输入端input1、第二输入端input2、第四输入端input4和N沟道增强型MOSFET管Q5；

与所述第四输出端output4连接的第四输入端input4连接N沟道增强型MOSFET管Q5的漏极；N沟道增强型MOSFET管Q5的漏极和栅极之间连接电阻R13，其源极连接第二输入端input2，其栅极通过电阻R12连接第一输入端input1；第一输入端input1还通过电阻R11连接第一电源端；第一电源端为+12伏电压源；所述第二输入端input2与所述第二输出端output2连接；所述第一输入端input1与所述第一输出端output1连接。

具体地，所述状态判断电路包括稳压二极管D4、D5、D6，二极管D10、D11、D12，三极管Q1，电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，RPS_POWER端和RPS_STANDY端；

与所述第三输出端output3连接的所述第三输入端input3通过二极管D10连接第一电源端，其还通过串联的稳压二极管D4和电阻R3连接接地端；三极管Q1的基极通过电阻R4连接稳压二极管D4的阳极，其发射极连接接地端，其集电极连接二极管D11的阴极；二极管D11的阳极通过电阻R5连接第一电源端，其阳极还通过串联的稳压二极管D5和电阻R6连接RPS_POWER端；第一电源端通过串联的电阻R7和二极管D12连接第五输入端input5；二极管D12的阳极通过串联的稳压二极管D6和电阻R8连接RPS_STANDY端；所述第五输出端output5与所述第五输入端input5连接。

优选地，所述第一状态提示电路包括第二电源端、电阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，发光二极管D14、D15，P沟道增强型MOSFET管Q6和CPU_GPIO0端；

发光二极管D14的阳极连接RPS_POWER端，其阴极通过电阻R17连接接地端，其阳极还通过电阻R18连接接地端，其阳极通过电阻R19连接P沟道增强型MOSFET管Q6的栅极；P沟道增强型MOSFET管Q6的源极连接第二电源端，其漏极通过电阻R20连接CPU_GPIO0端；CPU_GPIO0端通过电阻R22连接接地端，其还连接发光二极管D15的阳极；二极管D15的阴极通过电阻R21连接接地端；第二电源端为+3.3伏电压源；

所述第二状态提示电路包括第三电源端，电阻R23、R24、R25、R26、R27，发光二极管D16，P沟道增强型MOSFET管Q7和CPU_GPIO1端；

所述发光二极管D16的阳极连接RPS_STANDY端，其阴极通过电阻R23连接接地端，其阳极还通过电阻R24连接接地端，其阳极还通过电阻R25连接P沟道增强型MOSFET管Q7的栅极；P沟道增强型MOSFET管Q7的源极连接第三电源端，其漏极通过电阻R26连接CPU_GPIO1端；CPU_GPIO1端还通过电阻R27连接接地端；第三电源端为+3.3伏电压源。

具体地，所述第一电源端和接地端之间并联电容C2、C3。

具体地，所述电阻R1为5.1K欧姆，电阻R2为1K欧姆，电阻R3为5.1K欧姆，电阻R4为2K欧姆，电阻R5为2K欧姆，电阻R6为10欧姆，电阻R7为2K欧姆，电阻R8为10欧姆，电阻R9为10欧姆，电阻R10为10K欧姆，电阻R11为5.1K欧姆，电阻R12为10欧姆，电阻R13为10K欧姆，电阻R14为5.1K欧姆，电阻R15为2K欧姆，电阻R16为27K欧姆；电容C1为0.01uF，电容C2为820uF，电容C3为0.1uF，所述电阻R17为1K欧姆，电阻R18为18K欧姆，电阻R19为1K欧姆，电阻R20为1K欧姆，电阻R21为1K欧姆，电阻R22为100K欧姆，所述电阻R23为1K欧姆，电阻R24为18K欧姆，电阻R25为1K欧姆，电阻R26为1K欧姆，电阻R27为100K欧姆。

主电源通过主电源接口J1与切换电路连接，备用电源通过备用电源接口J2与切换电路连接；当主电源和备用电源同时接入切换电路时，状态判断电路会选择主电源供电，并告知第一状态提示电路和第二状态提示电路此时的供电电源；

当仅有备用电源接入切换电路时，状态判断电路会选择备用电源供电，并告知第一状态提示电路和第二状态提示电路此时的供电电源；

当仅有住电源接入切换电路时，状态判断电路会选择主电源供电，并告知第一状态提示电路和第二状态提示电路此时的供电电源；

当主电源和备用电源都出现故障，第一状态提示电路和第二状态提示电路仍然会显示出此时的供电电源的状态。

当主电源从主电源接口J1接入正常供电时，通过电阻R2到稳压管D2，D3稳压后，经R9给三极管Q2基极偏压，三极管Q2导通。从而使N沟道增强型MOSFET管Q5的栅极电位被二极管D13，三极管Q2的Vce钳位为低电平，N沟道增强型MOSFET管Q5不导通。切断备用电源供电输出，此时主电源供电。主电源电压经稳压管D4，电阻R3的分压后，经电阻R4给三极管Q1提供基极偏压，三极管Q1导通。稳压二极管D5被二极管D11与三极管Q1的Vce钳位在低电平不导通。RPS_PWR信号经电阻R18拉低到地，使P沟道增强型MOSFET管Q6 导通，CPU GPIO0输出高电平，告诉CPU此时是主电源供电，同时主电源指示灯发光二极管D15点亮，备用电源是否供电指示灯发光二极管D14不亮。

当主电源供电，而备用电源从备用电源接口J2有接入时，通过稳压二极管D7，电阻R14，R16分压后，给三极管Q3提供基极偏压，三极管Q3导通，三极管Q4截止。RPS_STANDY信号由电源经电阻R7，稳压二极管D6，电阻R8，R24分压后，给到P沟道增强型MOSFET管Q7 栅极高电位，使P沟道增强型MOSFET管Q7 截止，CPU GPIO1被R24接到地拉为低电平，告诉CPU此时备用电源有接入，处于备用状态，同时备用电源有接入指示灯发光二极管D16点亮。

当主电源有异常失效时，稳压二极管D2，D3不导通，三极管Q2基极电平被电阻R1拉低到地截止，备用电源经D17，R11，R12 给到N沟道增强型MOSFET管Q5栅极高电平导通，备用电源启动供电。此时稳压二极管D4不导通，三极管Q1由于基极被R3拉低到地截止，使稳压二极管D5导通，RPS_PWR经R19给到P沟道增强型MOSFET管Q6栅极高电位，使得P沟道增强型MOSFET管Q6截止。CPU_GPIO0被电阻R22拉低翻转为低电平，通知CPU主电源故障，同时主电源指示灯发光二极管D15不亮，备用电源接入指示灯发光二极管D14点亮。此时为备用电源供电。

当备用电源无接入或者异常时，稳压二极管D7不导通，NPN管Q3截止，三极管Q4导通。稳压二极管D6被二极管D12与三极管Q4的Vce电压钳位在低电平不能导通，RPS_STANDY信号被电阻R24拉低到地，使P沟道增强型MOSFET管Q7 导通，CPU_GPIO1翻转为高电平，告诉CPU此时备用电源无接入或者异常。此时发光二极管D16不亮，代表备用电源有异常。

此电路设计灵活，可以根据自身的设备系统供电电压与功率范围，通过调整稳压管与电阻的分压值来设定电源掉电到一定的电压值时，就开始切换备用电源。不用等到掉到没电的时刻才开始切换，造成设备系统断电。同时，通过修改稳压管与相应电阻的值，能够适应各种供电电压电源输入的切换。

本实用新型通过发光二极管D14为备用电源供电指示，发光二极管D15为主电源供电指示，发光二极管D16为备用电源有接入指示；让现场人员通过发光二极管就能很容易的判断电源情况。以及通过CPU_GPIO0与CPU_GPIO1二个GPIO，可以在系统上很好的实现监控。用在通讯设备中还可以远程监控设备电源情况。提醒维护人员及时接入备用电源，和更换故障电源。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。