本发明涉及电源领域，具体而言，涉及一种双备份电源切换的控制方法、系统及电路。
背景技术：
目前，集成电源已在通讯、电子计算机、消费类电子产品等领域获得了广泛应用。供电电源是系统设备运行稳定的基石，为了保障系统的稳定、可靠运行，出现了双备份集成电源，以便在主电源不能正常供电的情况下，采用备份电源来为系统设备供电。
现在的双备份集成电源内部同时安装有完全相同的主电源模块和备用电源模块。主、备双电源模块以热备份的形式共存，主、备用电源模块的输出电压在生产过程中调校至几乎相同电压（实际相差不会超过二十毫伏）。备用电源模块在主电源模块无故障时通电但不对外供电，主电源模块一旦发生故障使输出电压低于额定设置电压五、六百毫伏时，双备份集成电源自动就切换至备用电源模块继续对外供电。现有的双备份集成电源，其主、备用电源模块切换的方式存在如下的缺陷：
（1）由于现有的双备份集成电源的主、备用电源模块切换，都是采用继电器来进行的。正常情况下继电器触点接触电阻极小、即便大电流通过所产生的电压降几乎可以忽略不计。同时继电器规格众多，比较容易满足大电流通过又不大量发热的要求。但是，继电器的吸合或释放速度都比较慢，至少需要几十甚至几百毫秒，继电器的构造决定了其根本无法实现无缝切换。那么，当双备份集成电源内部的主、备用电源模块切换时，势必造成对外供电的短暂中断，这种供电中断足以引起像网络摄像机之类的智能用电设备的断电重起。例如，安防上最常用的网络摄像机重起一次至少需要几十秒甚至一分多钟，严重影响监控使用要求。
（2）如果双备份集成电源内部改用可控硅、三极管、场效应管之类电子开关来组合代替继电器作为高速无缝切换器件，当双备份集成电源对外输出电流达到三、四十安培时，这类电子开关发热会非常严重。这种发热不仅浪费了一部分双备份电源内部电源模块有限的供电功率，而且需要采取体积较大、成本又较高的散热措施，另外还影响双备份电源的热稳定性。
（3）如果智能双备份集成电源内部改用可控硅、三极管、场效应管之类电子开关组合作为高速无缝切换器件，当双备份集成电源对外输出电流达到三、四十安培时，这类电子开关所产生的电压降，已严重到使双备份电源输出电压低于外接用电设备所能承受的最低工作电压而停止工作。
针对上述现有的双备份集成电源主、备用电源模块的切换方式无法实现无缝快速切换导致用电设备的正常运行容易受到影响的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种双备份电源切换的控制方法、系统及电路，以至少解决现有的双备份集成电源主、备用电源模块的切换方式无法实现无缝快速切换导致用电设备的正常运行容易受到影响的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种双备份电源切换的控制方法，包括：检测主电源模块的输出电压；在主电源模块的输出电压低于阈值的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通，并通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式，其中，功率mos场效应晶体管导通的情况下，备用电源模块向负载供电。
进一步地，在继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通预设时间后截止。
进一步地，主电源模块和备用电源模块均为直流电源模块。
进一步地，功率mos场效应晶体管的电阻为毫欧级漏源通态电阻。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种双备份电源切换的控制系统，包括：主电源模块，用于为负载供电；备用电源模块，用于主电源模块供电异常的情况下，为负载供电；电压检测模块，与主电源模块连接，用于检测主电源模块的输出电压；电源切换控制模块，与电压检测模块连接，用于在主电源模块的输出电压低于阈值的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通，并通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式，其中，功率mos场效应晶体管导通的情况下，备用电源模块向负载供电。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种双备份电源切换的控制电路，包括：主电源、备用电源、负载、继电器、继电器驱动电路、功率mos场效应晶体管、功率mos场效应晶体管驱动电路、电压判定电路，其中，主电源经继电器的常闭触点与负载连接，备用电源经继电器的常开触点与负载连接，电压判定电路与主电源、继电器驱动电路、功率mos场效应晶体管驱动电路分别连接，其中，电压判定电路检测到主电源的输出电压低于阈值的情况下，通过功率mos场效应晶体管驱动电路驱动功率mos场效应晶体管导通，并通过继电器驱动电路驱动继电器将由主电源供电的方式切换为由备用电源供电的方式，其中，功率mos场效应晶体管导通的情况下，备用电源向负载供电。
进一步地，在继电器将由主电源供电的方式切换为由备用电源供电的方式的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通预设时间后截止。
进一步地，主电源和备用电源均为直流电源。
进一步地，功率mos场效应晶体管的电阻为毫欧级漏源通态电阻。
进一步地，电路还包括：计时电路，分别与电压判定电路、继电器驱动电路、功率mos场效应晶体管驱动电路连接。
在本发明实施例中，通过检测主电源模块的输出电压，并在检测到主电源模块的输出电压低于阈值的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通，以采用备用电源模块向负载供电，并通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式后，使得功率mos场效应晶体管处于截止状态，使得备用电源模块通过继电器向外供电，达到了在主电源供电异常的情况下，通过功率mos场效应晶体管迅速采用备用电源向负载供电，并在继电器实现主电源模块与备用电源模块的切换后关断功率mos场效应晶体管，以实现节能、预防发热的技术效果的目的，从而实现了提高双备份电源切换时供电可靠性的技术效果，进而解决了现有的双备份集成电源主、备用电源模块的切换方式无法实现无缝快速切换导致用电设备的正常运行容易受到影响的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种双备份电源切换的控制方法流程图；
图2是根据本发明实施例的一种双备份电源切换的控制系统示意图；
图3是根据本发明实施例的一种双备份电源切换的控制电路示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的智能双备份集成电源无缝主备切换技术原理示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例，提供了一种双备份电源切换的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种双备份电源切换的控制方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤s102，检测主电源模块的输出电压；
步骤s104，在主电源模块的输出电压低于阈值的情况下，控制功率mos场效应晶体管（简称功率mosfet）导通，并通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式，其中，功率mos场效应晶体管导通的情况下，备用电源模块向负载供电。
具体地，上述主电源模块和备用电源模块可以是任意一种双备份电源中的主电源模块和备用电源模块，可以是直流供电，也可以是交流供电。其中，默认情况下，由主电源模块向外供电，当主电源模块异常的情况下，由备用电源模块供电。为了防止主电源模块与备用电源模块切换的过程中，负载出现断电的情况，本申请通过功率mos场效应晶体管导通来实现备用电源模块的无缝快速切换供电，同时由继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式，在继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式之后，使功率mos场效应晶体管处于截止状态。又因继电器触点接触电阻很小，在主或备用电源通过继电器向外供电的过程中，不会发热，也不会消耗电量。
一种可选的实施例中，上述阈值根据实际情况任意设定，通常可以是一个低于额定设置电压五、六百毫伏的值，当主电源模块刚出现故障导致输出直流电压低于额定设置电压五、六百毫伏阀值但还未完全丧失对外有效供电能力时，利用功率mosfet能够被微秒级甚至是纳秒级驱动导通，使备直流电源模块无缝接替主电源模块来继续对外连续供电。故不会造成双备份集成电源对外供电的短暂中断，也就不会引起智能用电设备的断电重起。
可选地，上述功率mos场效应晶体管的电阻是一个很小的电阻，例如，毫欧级漏源通态电阻〔rds（on）〕。由于功率mosfet的电阻是毫欧级的（≤6毫欧），即便主或备直流电源模块最大电流输出（＜40a），流经功率mosfet所产生的直流压降也＜250mv。功率mosfet导通约二秒后截止，因为在mosfet导通一秒内继电器肯定也完成了主、备电源模块切换。
另外，由于继电器触点接触电阻通常远小于功率mosfet的电阻，几乎所有输出电流都是流经继电器而对外供电，因此，在继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通预设时间（例如，2秒钟）后截止，功率mosfet连续工作2秒钟已经足够了。通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式，继续保留了继电器触点接触电阻极小、即便大电流通过所产生的电压降几乎可以忽略不计，同时继电器规格众多、比较容易满足大电流通过又不大量发热的优点。
容易注意的是，如果毫欧级rds（on）功率mosfet作为电子开关，当双备份集成电源对外输出电流达到三、四十安培时，这样的电子开关连续工作发热依然会比较严重。而本申请提供的双备份电源无缝主备切换方案，功率mosfet仅仅只需连续工作区区二秒钟，还未产生大热量就已经停止工作了，连个散热片都不需要。其次，如果采用普通的场效应管作为电子开关，当双备份集成电源对外输出电流达到三、四十安培时，电子开关所产生的电压降，会严重到使双备份电源输出直流电压低于外接用电设备所能承受的最低工作电压。好在这种智能双备份集成电源无缝主备切换技术中，所用功率mosfet的rds（on）是毫欧级的（≤6毫欧），当流经功率mosfet电流达到几十安培（＜40a）所产生的直流压降也＜250mv，不会使外接用电设备停止工作。
作为一种可选的实施方式，上述主电源模块和备用电源模块均为直流电源模块。
由上可知，通过检测主电源模块的输出电压，并在检测到主电源模块的输出电压低于阈值的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通，以采用备用电源模块向负载供电，并通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式后，使得功率mos场效应晶体管处于截止状态，使得备用电源模块通过继电器向外供电，达到了在主电源供电异常的情况下，通过功率mos场效应晶体管迅速采用备用电源向负载供电，并在继电器实现主电源模块与备用电源模块的切换后关断功率mos场效应晶体管，以实现节能、预防发热的技术效果的目的，从而实现了提高双备份电源切换时供电可靠性的技术效果，进而解决了现有的双备份集成电源主、备用电源模块的切换方式无法实现无缝快速切换导致用电设备的正常运行容易受到影响的技术问题。
根据本发明实施例，还提供了一种用于实现上述双备份电源切换的控制方法的系统实施例，图2是根据本发明实施例的一种双备份电源切换的控制系统示意图，如图2所示，该系统包括：主电源模块201、备用电源模块203、电压检测模块205和电源切换控制模块207。
其中，主电源模块201，用于为负载供电；
备用电源模块203，用于主电源模块201供电异常的情况下，为负载供电；
电压检测模块205，与主电源模块201连接，用于检测主电源模块的输出电压；
电源切换控制模块207，与电压检测模205块连接，用于在主电源模块201的输出电压低于阈值的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通，并通过继电器将由主电源模块供电的方式切换为由备用电源模块供电的方式，其中，功率mos场效应晶体管导通的情况下，备用电源模块向负载供电。
由上可知，通过电压检测模块205检测主电源模块201的输出电压，并在检测到主电源模块201的输出电压低于阈值的情况下，通过电源切换控制模块207控制功率mos场效应晶体管导通，以采用备用电源模块203向负载供电，并通过继电器将由主电源模块201供电的方式切换为由备用电源模块203供电的方式后，使得功率mos场效应晶体管处于截止状态，使得备用电源模块203通过继电器向外供电，达到了在主电源供电异常的情况下，通过功率mos场效应晶体管迅速采用备用电源向负载供电，并在继电器实现主电源模块与备用电源模块的切换后关断功率mos场效应晶体管，以实现节能、预防发热的技术效果的目的，从而实现了提高双备份电源切换时供电可靠性的技术效果，进而解决了现有的双备份集成电源主、备用电源模块的切换方式无法实现无缝快速切换导致用电设备的正常运行容易受到影响的技术问题。
根据本发明实施例，还提供了一种双备份电源切换的控制电路实施例，图3是根据本发明实施例的一种双备份电源切换的控制电路示意图，如图3所示，该电路包括：主电源10、备用电源20、负载30、继电器40、继电器驱动电路50、功率mos场效应晶体管60、功率mos场效应晶体管驱动电路70、电压判定电路80，其中，主电源经继电器的常闭触点与负载连接，备用电源经继电器的常开触点与负载连接，电压判定电路与主电源、继电器驱动电路、功率mos场效应晶体管驱动电路分别连接，其中，电压判定电路检测到主电源的输出电压低于阈值的情况下，通过功率mos场效应晶体管驱动电路驱动功率mos场效应晶体管导通，并通过继电器驱动电路驱动继电器将由主电源供电的方式切换为由备用电源供电的方式，其中，功率mos场效应晶体管导通的情况下，备用电源向负载供电。
其中，在继电器将由主电源供电的方式切换为由备用电源供电的方式的情况下，控制功率mos场效应晶体管导通预设时间后截止。
可选地，上述主电源和备用电源均为直流电源。
作为一种可选的实施方式，功率mos场效应晶体管的电阻为毫欧级漏源通态电阻。
在一种可选的实施例，如图3所示，上述电路还包括：计时电路90，分别与电压判定电路、继电器驱动电路、功率mos场效应晶体管驱动电路连接。
以双备份集成直流电源为例，图4是根据本发明实施例的一种可选的智能双备份集成电源无缝主备切换技术原理示意图，如图4所示，主直流电源模块在平时无故障时，先默认经“继电器电路”对外直流输出，而备直流电源模块是接在继电器的常开点、没法直接对外输出。同时“电压判定电路”始终在监测直流输出电压，一旦出现主电源模块故障前兆直流输出电压低于阀值就会产生主、备电源模块切换信号。这个切换信号是同时传给“功率mosfet驱动电路”和“继电器驱动电路”的，本发明巧妙地利用这二种功率器件相差悬殊的响应时间，功率mosfet会优先在微秒级甚至是纳秒级时间内旁路导通，让备电源模块无缝切换顶上继续对外连续供电，绝不会使外部用电设备因断电而重起影响正常运行，以实现无缝快速主、备电源的切换的目的。
考虑到继电器的响应时间通常在几十至多几百毫秒内，因此只需功率mosfet连续工作二秒钟就足以让继电器完成主、备直流电源模块切换响应，二秒计时完毕则“计时电路”停止输出驱动、功率mosfet关断截止，这时功率mosfet只会产生少许热量根本无需安装散热片，更不会影响智能双备份集成电源的热稳定性。
从上述图3所示的电路原理图中可清晰看到，为使普通的智能双备份集成电源真正做到无缝主备切换功能，只需增加电路简单、成本低廉的“计时电路90”、“功率mosfet驱动电路70”及“功率mosfet电路60”就可以完全实现。
由上可以看出，本申请提供的智能双备份集成电源无缝主备切换方案，电路简单、体积小巧、成本低廉、实现容易。既不会造成供电功率的无谓浪费又无需额外采取散热措施。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。