自动电源切换装置、方法和供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种自动电源切换装置、方法和供电系统。所述电源自动切换装置包括判断单元和切换单元；判断单元用于判断主电源单元输出的直流电压的电压值是否处于被控电器的工作电压值范围内；切换单元用于当判断单元判断到直流电压的电压值处于工作电压值范围内时控制由主电源单元为被控电器供电，并当判断单元判断到直流电压的电压值处于工作电压值范围外时控制由备用电源单元为被控电器供电。本发明可以做到当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时自动切换至由备用电源单元为被控电器供电，从而能够实现供电电源的自动切换。
【专利说明】
自动电源切换装置、方法和供电系统
技术领域
[0001]本发明涉及电源自动切换技术领域，尤其涉及一种自动电源切换装置、方法和供电系统。【背景技术】
[0002]目前有一部分欠发达地区的电网不够稳定，所以经常会面临停电的情况，在欠发达地区的客户家里基本上都会有太阳能发电装置，平时太阳能发电的电能储存在蓄电池中。在电网正常供电时被控电器使用电网直流电源进行供电，当判断到电网直流电源不能为被控电器正常供电时，需要手动更换为通过带鳄鱼夹的转接线使用蓄电池直流电源继续给被控电器进行供电，不能实现自动切换供电电源。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种自动电源切换装置、方法和供电系统，解决现有技术中不能在判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时自动切换至由备用电源单元为被控电器供电，从而不能实现供电电源的自动切换的问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供了一种电源自动切换装置，其特征在于，包括判断单元和切换单元；
[0005]所述判断单元，与主电源单元连接，用于判断所述主电源单元输出的直流电压的电压值是否处于被控电器的工作电压值范围内；
[0006]所述切换单元，分别与所述被控电器、所述主电源单元和备用电源单元连接，用于当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围内时控制由所述主电源单元为所述被控电器供电，并当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围外时控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电。
[0007]实施时，所述主电源单元包括电源适配器;所述电源适配器的输入端与电网电源连接，所述电源适配器的输出端与所述判断单元连接；
[0008]所述电源适配器用于将来自电网电源的交流电转换为具有第一预定电压值的直流电压；
[0009]所述备用电源单元包括备用直流电源、电压判断模块和直流降压转换模块；
[0010]所述电压判断模块，分别与所述备用直流电源、所述直流降压转换模块和所述切换单元连接，用于当判断到所述备用直流电源输出的直流电压大于或等于阈值电压时将该直流电压输出至所述直流降压转换模块，当判断到所述备用直流电源输出的直流电压小于所述阈值电压时将该直流电压输出至所述切换单元；[〇〇11]所述直流降压转换模块，与所述切换单元连接，用于对来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行直流降压转换，以得到稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元。
[0012]实施时，所述直流降压转换模块具体用于将来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行降压转换，从而得到具有第二预定电压值的降压直流电压，之后对所述降压直流电压进行升压，以得到具有第一预定电压值的稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元。
[0013]实施时，所述直流降压转换模块包括降压转换芯片和升压电路；
[0014]所述降压转换芯片的型号为TPS54821;
[0015]所述降压转换芯片的PVIN1引脚，与所述备用直流电源连接，用于接收所述备用直流电源输出的直流电压；
[0016]所述降压转换芯片的V_SNS引脚，与所述升压电路连接，用于将所述具有第二预定电压值的降压直流电压传送至所述升压电路。
[0017]实施时，所述升压电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和稳压电容；
[0018]所述第一分压电阻的第一端接地，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述切换单元连接；
[0019]所述稳压电容与所述第一分压电阻并联；
[0020]所述降压转换芯片的V_SNS引脚与所述第一分压电阻的第二端连接。
[0021]实施时，所述备用电源单元还包括:
[0022]极性保护模块，连接于所述备用直流电源的直流电压输出端与所述电压判断模块之间，用于对所述备用直流电源输出的直流电压进行极性保护。[〇〇23] 实施时，所述判断单元包括:
[0024]比较模块，用于比较所述主电源单元输出的直流电压的电压值和基准电压的电压值，并当所述主电源单元输出的直流电压的电压值大于所述基准电压的电压值时输出第一比较信号，当所述主电源单元输出的直流电压的电压值小于所述基准电压的电压值时输出第二比较信号；以及，
[0025]控制信号生成模块，与所述比较模块连接，用于根据所述第一比较信号生成第一主控制信号和第一备用控制信号，根据所述第二比较信号生成第二主控制信号和第二备用控制信号；
[0026]所述比较模块包括比较信号输出端，所述第一比较信号和所述第二比较信号都由所述比较信号输出端输出；
[0027]所述控制信号生成模块包括主控制信号输出端和备用控制信号输出端;所述第一主控制信号和所述第二主控制信号都由所述主控制信号输出端输出，所述第一备用控制信号和所述第二备用控制信号都由所述备用控制信号输出端输出；
[0028]所述切换单元包括主控制电路和备用控制电路；
[0029]所述主控制电路，连接于所述主电源单元和所述被控电器的电源输入端之间，用于当所述控制信号生成模块生成第一主控制信号时控制导通所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二主控制信号时控制断开所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接；
[0030]所述备用控制电路，连接于所述备用电源单元和所述被控电器的电源输入端之间，用于当所述控制信号生成模块生成第一备用控制信号时控制断开所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二备用控制信号时控制导通所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接。
[0031]实施时，所述控制信号生成模块还包括:
[0032]备用控制信号生成电路，分别与所述比较信号输出端、基准电压输出端和所述备用控制信号输出端连接，用于当所述比较模块输出第一比较信号时控制所述备用控制信号输出端输出第一备用控制信号，当所述比较模块输出第二比较信号时控制所述备用控制信号输出端输出第二备用控制信号；以及，
[0033]主控制信号生成电路，分别与所述基准电压输出端、所述备用控制信号输出端和所述主控制信号输出端连接，用于当所述备用控制信号输出端输出第一备用控制信号控制所述主控制信号输出端输出第一主控制信号，当所述备用控制信号输出端输出第二备用控制信号时控制所述主控制信号输出端输出第二主控制信号。
[0034]实施时，所述第一比较信号为第一电平，所述第二比较信号为第二电平；
[0035]所述备用控制信号生成电路包括第一备用控制电阻、备用控制晶体管、第二备用控制电阻和第三备用控制电阻；
[0036]所述第一备用控制电阻的第一端与所述比较信号输出端连接，所述第一备用控制电阻的第二端与所述备用控制晶体管的栅极连接；
[0037]所述第一备用控制晶体管的第一极通过所述第二备用控制电阻与所述基准电压输出端连接，所述第一备用控制晶体管的第一极还通过所述第三备用控制电阻与所述备用控制信号输出端连接;所述第一备用控制晶体管的第二极与第二电平输出端连接；
[0038]所述主控制信号生成电路包括主控制电阻和主控制晶体管；
[0039]所述主控制晶体管的栅极与所述备用控制信号输出端连接，所述主控制晶体管的第一极与所述主控制信号输出端连接，所述主控制晶体管的第二极与第二电平输出端连接；
[0040]所述主控制电阻连接于所述基准电压输出端和所述主控制信号输出端之间。
[0041]实施时，所述主控制电路包括第一继电器，所述备用控制电路包括第二继电器；
[0042]所述第一继电器的控制端与所述主控制信号输出端连接，所述第一继电器的输入端与所述主电源单元连接，所述第一继电器的输出端与所述被控电器的电源输入端连接； [〇〇43]所述第二继电器的控制端与所述备用控制信号输出端连接，所述第二继电器的输入端与所述备用电源单元连接，所述第二继电器的输出端与所述被控电器的电源输入端连接。
[0044]实施时，所述判断单元还包括:基准电压生成模块，分别与所述主电源单元和所述备用电源单元连接，用于根据所述主电源单元输出的直流电压和所述备用电源单元输出的直流电压生成所述基准电压；[〇〇45]所述基准电压生成模块包括基准电压输出端、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻和分压二极管；
[0046]所述分压二极管的阳极通过所述第三分压电阻与所述备用电源单元连接，所述分压二极管的阳极还通过所述第四分压电阻接地；
[0047]所述分压二极管的阴极通过所述第一分压电阻与所述主电源单元连接，所述分压二极管的阴极还通过所述第二分压电阻接地，所述分压二极管的阴极还与所述基准电压输出端连接。
[0048]本发明还提供了一种电源自动切换方法，应用于上述的电源自动切换装置，所述电源自动切换方法包括:
[0049]判断步骤:判断单元判断主电源单元输出的直流电压的电压值是否处于被控电器的工作电压值范围内；
[0050]切换步骤:当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围内时，所述切换单元控制由所述主电源单元为所述被控电器供电；当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围外时，所述切换单元控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电。
[0051]实施时，当所述备用电源单元包括备用直流电源、电压判断模块和直流降压转换模块时，所述切换单元控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电步骤包括:
[0052]所述备用直流电源输出直流电压；
[0053]当所述电压判断模块判断到所述备用直流电源输出的直流电压大于或等于所述阈值电压时，所述电压判断模块将该直流电压输出至所述直流降压转换模块，所述直流降压转换模块对来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行直流降压转换， 以得到稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元；
[0054]当所述电压判断模块判断到所述备用直流电源输出的直流电压小于所述阈值电压时，所述电压判断模块将该直流电压输出至所述切换单元;所述切换单元控制将该稳压后的直流电压输出至被控电器，以为所述被控电器供电；
[0055]和/或，
[0056]当所述备用电源单元还包括极性保护模块时，所述切换单元控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电步骤还包括:
[0057]极性保护模块对所述备用直流电源输出的直流电压进行极性保护，之后将该直流电压输出至所述电压判断模块。
[0058]实施时，当所述判断单元包括比较模块和控制信号生成模块，所述切换单元包括主控制电路和备用控制电路时，[〇〇59]所述判断步骤包括:
[0060]所述比较模块比较所述主电源单元输出的直流电压的电压值和基准电压的电压值，并当所述主电源单元输出的直流电压的电压值大于所述基准电压的电压值时输出第一比较信号，当所述主电源单元输出的直流电压的电压值小于所述基准电压的电压值时输出第二比较信号；
[0061]所述控制信号生成模块根据所述第一比较信号生成第一主控制信号和第一备用控制信号，根据所述第二比较信号生成第二主控制信号和第二备用控制信号；[〇〇62]所述切换步骤包括:
[0063]当所述控制信号生成模块生成第一主控制信号时所述主控制电路控制导通所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二主控制信号时时所述主控制电路控制断开所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接；
[0064]当所述控制信号生成模块生成第一备用控制信号时所述备用控制电路控制断开所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二备用控制信号时所述备用控制电路控制导通所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接。
[0065]本发明还提供了一种供电系统，包括主电源单元、备用电源单元和上述的电源自动切换装置。
[0066]与现有技术相比，本发明所述的自动电源切换装置、方法和供电系统通过判断单元判断主电源单元是否正常工作，并当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时，由切换单元控制切换至备用电源单元为被控电器供电;本发明实施例所述的电源自动切换装置可以做到当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时自动切换至由备用电源单元为被控电器供电，从而能够实现供电电源的自动切换。【附图说明】
[0067]图1是本发明实施例所述的电源自动切换装置的结构框图；
[0068]图2是本发明另一实施例所述的电源自动切换装置的结构框图；
[0069]图3是本发明又一实施例所述的电源自动切换装置的结构框图；
[0070]图4是本发明实施例所述的电源自动切换装置包括的电压判断模块的电路图；
[0071]图5是本发明所述的电源自动切换装置包括的直流降压转换模块的一具体实施例的电路图；
[0072]图6是本发明所述的电源自动切换装置中的备用直流电源的一具体实施例的结构示意图；[〇〇73]图7是在蓄电池直流电压输出端J2和直流电压输入端B_12V_IN之间设置有极性保护二极管D1的示意图；[〇〇74]图8是本发明另一实施例所述的电源自动切换装置的结构框图；
[0075]图9是本发明所述的电源自动切换装置包括的切换单元的一具体实施例的电路图；
[0076]图10是本发明所述的电源自动切换装置包括的两个继电器的示意图；
[0077]图11是本发明所述的电源自动切换装置包括的基准电压生成模块的电路图；
[0078]图12是本发明所述的电源自动切换装置的一具体实施例的结构示意图；
[0079]图13是本发明实施例所述的电源自动切换方法的流程图。【具体实施方式】
[0080]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，都属于本发明保护的范围。
[0081]如图1所示，本发明实施例所述的电源自动切换装置包括判断单元和切换单元；
[0082]所述判断单元11，与主电源单元101连接，用于判断所述主电源单元101输出的直流电压的电压值是否处于被控电器1〇〇的工作电压值范围内；[〇〇83] 所述切换单元12,分别与所述被控电器100、所述主电源单元101和备用电源单元 102连接，用于当所述判断单元11判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围内时控制由所述主电源单元101为所述被控电器100供电，并当所述判断单元11判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围外时控制由所述备用电源单元102为所述被控电器100供电。
[0084]本发明实施例所述的电源自动切换装置通过判断单元判断主电源单元是否正常工作，并当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时，由切换单元控制切换至备用电源单元为被控电器供电;本发明实施例所述的电源自动切换装置可以做到当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时自动切换至由备用电源单元为被控电器供电，从而能够实现供电电源的自动切换。
[0085]在实际操作时，所述主电源单元可以为电网供电单元，所述备用电源单元可以为蓄电池。
[0086]具体的，如图2所示，所述主电源单元101可以包括电源适配器1011;所述电源适配器1011的输入端与电网电源Pg连接，所述电源适配器的输出端与所述判断单元11连接； [〇〇87]所述电源适配器1011用于将来自电网电源Pg的交流电转换为具有第一预定电压值的直流电压；
[0088]也即，主电源单元包括与电网电源连接的电源适配器。
[0089]具体的，如图3所示，所述备用电源单元102包括备用直流电源1021、电压判断模块 1022和直流降压转换模块1023;
[0090]所述电压判断模块1022,分别与所述备用直流电源1021、所述直流降压转换模块 1023和所述切换单元12连接，用于当判断到所述备用直流电源1021输出的直流电压大于或等于阈值电压时将该直流电压输出至所述直流降压转换模块1023，当判断到所述备用直流电源1021输出的直流电压小于所述阈值电压时将该直流电压输出至所述切换单元12;
[0091]所述直流降压转换模块1023,与所述切换单元12连接，用于对来自所述电压判断模块1022的备用直流电源1021输出的直流电压进行直流降压转换，以得到稳压直流电压， 并将该稳压直流电压输出至所述切换单元12;
[0092]本发明实施例所述的电源自动切换装置通过电压判断模块1022备用直流电源输出的直流电压大于阈值电压时，将该直流电压经过直流降压转换模块1023进行直流降压转换，可以防止该直流电压的电压值偏高从而导致的被控电器的电路被烧毁。
[0093]根据一种【具体实施方式】，所述备用直流电源1021可以为蓄电池。
[0094]具体的，如图4所示，所述电压判断模块包括:第一分压电阻R41、第二分压电阻 R42、控制三极管TC、控制继电器KV0和接地电阻R43;[〇〇95]所述电压判断模块分别与直流电压输入端B_12V_IN和稳压直流电压输出端112V_0UT 连接；[〇〇96]R41的第一端与B_12V_IN连接，R41的第二端与R42的第一端连接；[〇〇97]R42的第二端接地；[〇〇98]R41的第二端还与TC的基极连接；[〇〇99]TC的集电极与KV0的EN引脚连接，TC的发射极通过接地电阻R43接地；
[0100]在图4所示的实施例中，设定阈值电压为12.8V，以满足12V的百分之十的偏置电压的要求；[〇1〇1]当由B_12V_IN输入的直流电压小于12.8V时，TC的Vbe(基极和发射极之间的电压差)小于导通电压，TC导通，KV0的EN引脚接入的使能信号默认为高电平，KV0导通，由B_12_ IN输入的直流电压直接输出给B_12V_0UT;
[0102]当由由B_12V_IN输入的直流电压大于或等于12.8V时，TC的Vbe(基极和发射极之间的电压差)大于或等于导通电压，TC导通，KVO的EN引脚接入的使能信号被拉低为低电平， KV0不导通，由B_12_IN输入的直流电压通过直流降压转换模块进行直流降压转换后，输出稳压直流电压至8_12_01^。
[0103]在图4中，还设置有第一电压判断电阻RJ1、第二电压判断电阻RJ2、第一电压判断电容CJ1和第二电压判断电容CJ2。
[0104]在实际操作时，所述直流降压转换模块具体用于将来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行降压转换，从而得到具有第二预定电压值的降压直流电压， 之后对所述降压直流电压进行升压，以得到具有第一预定电压值的稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元。
[0105]具体的，所述直流降压转换模块可以包括降压转换芯片和升压电路；
[0106]所述降压转换芯片的型号为TPS54821;
[0107]所述降压转换芯片的PVIN1引脚，与所述备用直流电源连接，用于接收所述备用直流电源输出的直流电压；
[0108]所述降压转换芯片的V_SNS引脚，与所述升压电路连接，用于将所述具有第二预定电压值的降压直流电压传送至所述升压电路。
[0109]具体的，所述升压电路可以包括第一分压电阻、第二分压电阻和稳压电容；[〇11〇]所述第一分压电阻的第一端接地，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述切换单元连接；
[0111]所述稳压电容与所述第一分压电阻并联；
[0112]所述降压转换芯片的V_SNS引脚与所述第一分压电阻的第二端连接。
[0113]下面通过一具体的电路图来说明本发明实施例所述的电源自动切换装置中的直流降压转换模块。
[0114]如图5所示，在所述直流降压转换模块的一具体实施例中，所述直流降压转换模块包括型号为TPS54821的降压转换芯片U1和升压电路；
[0115]所述降压转换芯片U1的PVIN1引脚，与所述备用直流电源1021连接，用于接收所述备用直流电源1021输出的直流电压；
[0116]所述降压转换芯片UUM_SNS引脚，与所述升压电路42连接，用于将具有第二预定电压值的降压直流电压传送至所述升压电路42;
[0117]所述升压电路包括第一分压电阻Rfl、第二分压电阻Rf2和稳压电容Cw;[〇118]所述第一分压电阻Rfl的第一端接地，所述第一分压电阻Rfl的第二端与所述第二分压电阻Rf2的第一端连接，所述第二分压电阻Rf2的第二端通过稳压直流电压输出端B_ 12V_0UT与所述切换单元(图5中未示出)连接；
[0119]所述稳压电容Cw与所述第二分压电阻Rf 2并联；[〇12〇]所述降压转换芯片的V_SNS引脚与所述第一分压电阻Rfl的第二端连接。
[0121]在图5中，所述第二分压电阻Rf2的第二端和所述稳压直流电压输出端8_12￥_0171 之间还连接有稳压电阻Rw，该稳压电阻Rw的阻值可以为0欧，所述第一分压电阻Rfl的阻值可以为lk欧，所述第二分压电阻Rfl的阻值可以为19k欧；
[0122]在本实施例中，所述备用直流电源1021输出的直流电压的额定值为12V，该备用直流电源1021输出的直流电压通过直流电压输入端[12￥_預输入至所述降压转换芯片U1的PVIN1引脚；
[0123]另外，所述降压转换芯片U1还包括RT/CLK引脚(引脚1)、两个GND引脚(分别为引脚 2和引脚3)、PVIN2引脚(引脚5)、VIN引脚(引脚6)、PWPD引脚(引脚15)、PWRGD引脚(引脚14)、 BOOT引脚(引脚13)、PH2引脚(引脚12)、PH1引脚(引脚11)、EN引脚(引脚10)、SS/TR引脚(弓丨脚9)和C0MP引脚(引脚8);
[0124]上面提到的PVIN1引脚为引脚4，V_SNS引脚为引脚7;
[0125]并且，图5所示的直流降压转换模块的具体实施例还包括:
[0126]第一电阻R1，第一端与U1的RT/CLK引脚连接，第二端接地；
[0127]第一电容C1，第一端与所述直流电压输入端112￥_預连接，第二端接地；
[0128]第二电阻R2,第一端与PVIN1引脚连接，第二端与使能工作信号输出端EN_U1连接；
[0129]第三电阻R3,第一端与所述第二电阻R2的第二端连接，第二端接地；
[0130]第二电阻C2,第一端与所述第二电阻R2的第一端连接，第二端接地；
[0131]第四电阻R4,第一端与U1的C0MP引脚连接；
[0132]第三电容C3,第一端与所述第四电阻R4的第二端连接，第二端接地；
[0133]第四电容C4,第一端与U1的C0MP引脚连接，第二端接地；
[0134]第五电容C5，第一端与U1的SS/TR引脚连接，第二端接地；
[0135]第六电容C6，第一端与U1的BOOT引脚连接，第二端与U1的PH2引脚连接；
[0136]第一电感L1，第一端与所述第六电容C6的第二端连接，第二端与稳压直流电压输出端B_12V_0UT连接；
[0137]第七电容C7,第一端与稳压直流电压输出端8_12￥_0171连接，第二端接地；
[0138]第八电容C8,第一端与稳压直流电压输出端8_12￥_0171连接，第二端接地；
[0139]第五电阻R5,连接于PWRffl)引脚和直流电压输入端112￥_預之间；
[0140]U1的EN引脚也与使能工作信号输出端EN_U1连接；
[0141]R1的第二端还分别与U1的两个GND引脚连接；
[0142]U1的PVIN1引脚还分别与U1的PVIN2引脚和U1的VIN引脚连接；
[0143]C6的第二端还分别与U1的PH2引脚和U1的PH1引脚连接。
[0144]本发明如图5所示的直流降压转换模块在工作时，U1的PVIN1引脚接入所述备用直流电源1021通过B_12V_IN输入的直流电压，U1通过其V_SNS引脚输出电压值为0.6V的降压直流电压，然后该降压直流电压通过升压电路被升压为12V的直流电压输出至稳压直流电压输出端8_12￥_0171，从而可以使得备用电源单元的供电电压稳压在12V，防止由于备用直流电源输出的电压偏高而造成被控电器的线路烧毁。
[0145]在图5中，EN_U1为U1提供使能工作信号，在实际操作时，EN_U1可以输出12V工作电压。优选的，所述备用电源单元还包括:
[0146]极性保护模块，连接于所述备用直流电源的直流电压输出端与所述电压比较模块之间，用于对所述备用直流电源输出的直流电压进行极性保护，以对备用直流电源输出的直流电压进行极性保护，防止备用直流电源的正极和负极接反从而导致的线路故障。
[0147]具体的，所述极性保护模块可以包括保护二极管；
[0148]所述保护二极管的阳极与所述备用直流电源的直流电压输出端连接，所述保护二极管的阴极与所述稳压电路连接。
[0149]具体的，如图6所示，当所述备用直流电源包括蓄电池(图6中未示)和鳄鱼夹转换线61时，
[0150]所述蓄电池的正极与所述鳄鱼夹转换线61的正输入端611连接，所述蓄电池的负极与所述鳄鱼夹转换线61的负输入端612连接，所述鳄鱼夹转换线61的输出端613为所述备用直流电源的直流电压输出端。
[0151]在实际操作时，使用蓄电池供电时，客户直接使用鳄鱼夹转接线61连接蓄电池正负电极，将鳄鱼夹转接线61的正输入端611(即红色夹子)接蓄电池正极，将鳄鱼夹转接线61 的负输入端612(即黑色夹子)接蓄电池负极，鳄鱼夹转接线的输出端613连接机台的DC(直流电源供电)接口(图7中未示)，从而给机台供电并使机台进行正常工作。
[0152]优选的，如图7所示，在蓄电池直流电压输出端J2和直流电压输入端B_12V_IN之间设置有极性保护二极管D1;
[0153]D1的阳极与蓄电池直流电压输出端J2连接，D1的阴极与直流电压输入端B_12V_I N 连接。
[0154]具体的，如图8所示，所述判断单元11可以包括:
[0155]比较模块111，用于比较所述主电源单元101输出的直流电压的电压值和基准电压 Vadj的电压值，并当所述主电源单元101输出的直流电压的电压值大于所述基准电压Vadj 的电压值时输出第一比较信号，当所述主电源单元101输出的直流电压的电压值小于所述基准电压Vadj的电压值时输出第二比较信号；以及，
[0156]控制信号生成模块112,与所述比较模块111连接，用于根据所述第一比较信号生成第一主控制信号和第一备用控制信号，根据所述第二比较信号生成第二主控制信号和第二备用控制信号；
[0157]所述比较模块111包括比较信号输出端SD，所述第一比较信号和所述第二比较信号都由所述比较信号输出端SD输出；
[0158]所述控制信号生成模块112包括主控制信号输出端EN1和备用控制信号输出端 EN2;所述第一主控制信号和所述第二主控制信号都由所述主控制信号输出端EN1输出，所述第一备用控制信号和所述第二备用控制信号都由所述备用控制信号输出端EN2输出；
[0159]所述切换单元12包括主控制电路121和备用控制电路122;
[0160]所述主控制电路121，连接于所述主电源单元101和所述被控电器100的电源输入端(该电源输入端在图8中未示)之间，用于当所述控制信号生成模块112生成第一主控制信号时控制导通所述主电源单元101和所述被控电器1〇〇的电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块112生成第二主控制信号时控制断开所述主电源单元101和所述被控电器 100的电源输入端之间的连接；
[0161]所述备用控制电路122,连接于所述备用电源单元102和所述被控电器100的电源输入端之间，用于当所述控制信号生成模块112生成第一备用控制信号时控制断开所述备用电源单元102和所述被控电器100的电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块 112生成第二备用控制信号时控制导通所述备用电源单元102和所述电源输入端之间的连接。
[0162]在本发明实施例所述的电源自动切换装置中，判断单元包括比较模块和控制信号生成模块，比较模块通过比较主电源单元输出的直流电压的电压值和基准电压的电压值，以判断主电源单元输出的直流电压是否正常，并控制信号生成模块根据比较结果生成相应的控制信号，所述切换单元包括主控制电路和备用控制电路，根据相应的控制信号相应控制由主电源单元还是备用电源单元为被控电器供电。
[0163]具体的，所述控制信号生成模块还包括:
[0164]备用控制信号生成电路，分别与所述比较信号输出端、基准电压输出端和所述备用控制信号输出端连接，用于当所述比较模块输出第一比较信号时控制所述备用控制信号输出端输出第一备用控制信号，当所述比较模块输出第二比较信号时控制所述备用控制信号输出端输出第二备用控制信号；以及，
[0165]主控制信号生成电路，分别与所述基准电压输出端、所述备用控制信号输出端和所述主控制信号输出端连接，用于当所述备用控制信号输出端输出第一备用控制信号控制所述主控制信号输出端输出第一主控制信号，当所述备用控制信号输出端输出第二备用控制信号时控制所述主控制信号输出端输出第二主控制信号；
[0166]所述基准电压输出端输出基准电压Vadj。
[0167]具体的，所述第一比较信号为第一电平，所述第二比较信号为第二电平；
[0168]所述备用控制信号生成电路包括第一备用控制电阻、备用控制晶体管、第二备用控制电阻和第三备用控制电阻；
[0169]所述第一备用控制电阻的第一端与所述比较信号输出端连接，所述第一备用控制电阻的第二端与所述备用控制晶体管的栅极连接；[〇17〇]所述第一备用控制晶体管的第一极通过所述第二备用控制电阻与所述基准电压输出端连接，所述第一备用控制晶体管的第一极还通过所述第三备用控制电阻与所述备用控制信号输出端连接;所述第一备用控制晶体管的第二极与第二电平输出端连接；[0171 ]所述主控制信号生成电路包括主控制电阻和主控制晶体管；
[0172]所述主控制晶体管的栅极与所述备用控制信号输出端连接，所述主控制晶体管的第一极与所述主控制信号输出端连接，所述主控制晶体管的第二极与第二电平输出端连接；
[0173]所述主控制电阻连接于所述基准电压输出端和所述主控制信号输出端之间。[〇174]根据一种【具体实施方式】，如图9所示，所述第一比较信号可以为高电平，所述第二比较信号可以为低电平；
[0175]所述备用控制信号生成电路1121包括第一备用控制电阻Rbl、备用控制晶体管Tb、 第二备用控制电阻Rb2和第三备用控制电阻Rb3;[〇176]所述第一备用控制电阻Rbl的第一端与所述比较信号输出端SD连接，所述第一备用控制电阻Rbl的第二端与所述备用控制晶体管Tb的栅极连接；
[0177]所述第一备用控制晶体管Tb的第一极通过所述第二备用控制电阻Rb2与所述基准电压输出端连接，所述第一备用控制晶体管Tbl的第一极还通过所述第三备用控制电阻Rb3 与所述备用控制信号输出端EN2连接;所述第一备用控制晶体管Tb的第二极接地；
[0178]所述主控制信号生成电路1122包括主控制电阻Rz和主控制晶体管Tz;
[0179]所述主控制晶体管Tz的栅极与所述备用控制信号输出端EN2连接，所述主控制晶体管Tz的第一极与所述主控制信号输出端EN2连接，所述主控制晶体管Tz的第二极接地； [〇18〇] 所述主控制电阻Rz连接于所述基准电压输出端和所述主控制信号输出端EN1之间；
[0181] 所述基准电压输出端输出基准电压Vadj。
[0182]输出至所述比较信号输出端SD的比较信号是由图10中的比较器芯片U2的0UTA引脚输出的；
[0183]比较器芯片U2的型号为LM393或LM193;
[0184]比较器芯片U2的A+引脚通过第一电阻R1与主电源单元(图10中未示)的直流电压输出端A_12V_0UT连接；
[0185]比较器芯片U2的A-引脚通过第二电阻R2与所述基准电压输出端连接；
[0186]比较器芯片U2的GND引脚接地；
[0187]比较器芯片U2的VCC引脚通过第三电阻R3与所述基准电压输出端连接；
[0188]当比较器芯片U2的A+引脚接入的电压大于比较器芯片U2的A-引脚接入的电压时， 比较器芯片U2的0UTA引脚输出高电平至SD，也即当主电源单元输出的直流电压大于基准电压时，比较信号为高电平；
[0189]当比较器芯片U2的A+引脚接入的电压小于比较器芯片U2的A-引脚接入的电压时， 比较器芯片U2的0UTA引脚输出低电平至SD，也即当主电源单元输出的直流电压小于基准电压时，比较信号为低电平。
[0190]在图9中，Tb和Tz都为三极管，但是实际操作时Tb和Tz也可以为其他类型的开关管，第一比较信号和第二比较信号的取值也可以变化，并不被以上的取值所限定。
[0191]本发明如图9所示的电源自动切换装置在工作时，当比较信号为高电平时，Tb导通，EN2输出低电平，Tz断开，EN1输出高电平；
[0192]当比较信号为低电平时，Tb断开，EN2输出高电平，Tz导通，EN1输出低电平。
[0193]具体的，在图9中，Rz的阻值，Rb2的阻值和R3的阻值可以都为4.7k欧;R1的阻值、R2 的阻值、Rbl的阻值和Rb2的阻值可以都为22欧;但是以上的阻值选取仅用于举例，并不作限定；
[0194]比较器芯片U2还包括0UTB引脚、B+引脚和B-引脚；
[0195] U2的0UTA引脚为U2的引脚1，U2的A-引脚为U2的引脚2，U2的A+引脚为U2的引脚3， U2的GND引脚为U2的引脚4，U2的B+引脚为U2的引脚5，U2的B-引脚为U2的引脚6，U2的0UTB引脚为U2的引脚7，U2的VCC引脚为U2的引脚8。
[0196]具体的，如图10所示，所述主控制电路包括第一继电器KV1，所述备用控制电路包括第二继电器KV2;
[0197] 所述第一继电器KV1的控制端与所述主控制信号输出端EN1连接，所述第一继电器 KV1的输入端与所述主电源单元101的直流电压输出端A_12 V_0UT连接，所述第一继电器KV1 的输出端通过第一连接器J1的第一端子与所述被控电器的电源输入端(图10中未示出)连接；
[0198]所述第二继电器KV2的控制端与所述备用控制信号输出端EN2连接，所述第二继电器KV2的输入端与所述备用电源单元的直流电压输出端B_12V_0UT连接，所述第二继电器的输出端通过第一连接器J1的第二端子与所述被控电器的电源输入端连接。
[0199]在如图10的实施例中，主控制电路和备用控制电路分别包括一继电器，通过主控制信号控制KV1是否导通八_12￥_01]1'与被控电器的电源输入端之间的连接，通过备用控制信号控制KV2是否导通8_12￥_0171与被控电器的电源输入端之间的连接。
[0200]在图10中，在KV2的输出端和J4的第二端子之间还连接有一连接器J3。
[0201] 在图10中，KV1的控制端为KV1的EN引脚，KV1的输入端为KV1的IN引脚，KV1的输出端为KV1的OUT引脚，KV1的两个GND引脚都接地。
[0202]具体的，在本发明实施例所述的电源自动切换装置中，所述判断单元可以还包括: 基准电压生成模块，分别与所述主电源单元和所述备用电源单元连接，用于根据所述主电源单元输出的直流电压和所述备用电源单元输出的直流电压生成所述基准电压。
[0203]本发明实施例所述的电源自动切换装置采用基准电压生成模块根据主电源单元输出的直流电压和备用电源单元输出的直流电压生成基准电压，这样当主电源单元输出的直流电压或备用电源单元输出的直流电压异常时，该基准电压生成模块依然能够输出电压值在预定范围内的基准电压。
[0204]如图11所示，具体的，所述基准电压生成模块可以包括基准电压输出端、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第三分压电阻R3、第四分压电阻R4和分压二极管D2;[〇2〇5]所述分压二极管D2的阳极通过所述第三分压电阻R3与所述备用电源单元的直流电压输出端B_12V_0UT连接，所述分压二极管D2的阳极还通过所述第四分压电阻R4接地；
[0206]所述分压二极管D2的阴极通过所述第一分压电阻R1与所述主电源单元的直流电压输出端4_12￥_0171连接，所述分压二极管D2的阴极还通过所述第二分压电阻R2接地，所述分压二极管D2的阴极还与所述基准电压输出端连接；[〇2〇7] 所述基准电压输出端输出基准电压Vadj。
[0208] 在图11所示的实施例中，R1的阻值可以为4.7k欧，R2的阻值、R3的阻值和R4的阻值可以都为l〇k欧。
[0209]本发明如图11所示的实施例在工作时，当A_12V_0UT输出的直流电压异常时，假设此时该直流电压为6￥而112V_0UT输出的直流电压为12 V时，D2的阳极电位高于D2的阴极电位，D2导通，因此Vadj的电位与8_12￥_0171输出的直流电压有关，当A_12V_0UT输出的直流电压也为12V时，D2的阴极电位高于D2的阳极电位，D2断开，因此此时Vad j与六_12V_0UT输出的直流电压有关。
[0210]下面通过一具体实施例来说明本发明所述的电源自动切换装置。
[0211]在如图12所示的具体实施例中，备用直流电源为蓄电池，蓄电池输出直流电压S2 (该直流电压为12V)首先通过极性防呆线路，防止鳄鱼夹转接线连接蓄电池时出现极性接反而出现的线路损坏，然后经过直流降压转换模块，使得蓄电池输出的直流电压稳定不超过 12V;
[0212]适配器输出直流电压S1和直流降压转换模块输出的直流电压通过电源转换线路之后输出基准电压Vadj (Vadj在4V-8V之间)，然后将该基准电压Vadj输出至比较器芯片 LM393；
[0213] 适配器输出直流电压S1也输出至比较器芯片LM393;
[0214]电源转换线路为LM393供电；[〇215] LM393比较适配器输出直流电压S1和Vadj，若适配器输出直流电压S1大于Vadj则 LM393输出高电平，以控制信号控制线路使得主控制信号输出端EN1(EN1控制第一继电器 KV1)输出高电平而备用控制信号输出端EN2(EN2控制第二继电器KV2)输出低电平，延迟数秒之后，相应的KV1导通，KV2截止，适配器输出直流电压S1经过极性防呆线路和直流降压转换模块后作为输出电压S3,以为被控电器(图12中未不出)供电；[〇216]LM393比较适配器输出直流电压S1和Vadj，若适配器输出直流电压S1小于Vadj则LM393输出低电平，以控制信号控制线路使得主控制信号输出端EN1(EN1控制第一继电器 KV1)输出低电平而备用控制信号输出端EN2(EN2控制第二继电器KV2)输出高电平，延迟数秒之后，相应的KV2导通，KV1截止，蓄电池输出直流电压S2经过极性防呆线路和直流降压转换模块后作为输出电压S3，以为被控电器(图12中未不出)供电。
[0217]本发明所述的电源自动切换装置的该具体实施例通过稳压线路将蓄电池输出的直流电压稳定在12V，通过电源转换线路转换得到基准电压，将适配器输出直流电压和基准电压进行比较，从而使得LM393(主控IC(Integrated Circuit，集成电路))输出比较信号， 通过信号控制线路输出相应的控制信号至主控制信号输出端EN1和备用控制信号输出端 EN2,以控制第一继电器KV1和第二继电器KV2的导通和关闭，从而使输出电压S3在适配器输出直流电压和蓄电池输出直流电压之间自动切换。
[0218]本发明实施例所述的电源自动切换装置使用新型直流电压稳压切换技术，以使得被控电器(所述被控电器例如可以为客户的TV(电视)或者monitor(机台))可以在停电数秒后将供电由适配器供电自动切换为蓄电池直流电源供电，并且对于蓄电池供电具有极性保护和稳压，供电电压稳压在12V(或19V，或其他预定直流电压)，防止输出的直流电压的电压值偏高而造成面板线路烧毁.当恢复供电后，又可以在数秒内重新切换回由适配器为被控电器供电。
[0219]如图13所示，本发明实施例所述的电源自动切换方法，应用于上述的电源自动切换装置，所述电源自动切换方法包括:
[0220]判断步骤S1:判断单元判断主电源单元输出的直流电压的电压值是否处于被控电器的工作电压值范围内；
[0221]切换步骤S2:当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围内时，所述切换单元控制由所述主电源单元为所述被控电器供电；当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围外时，所述切换单元控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电。
[0222]本发明实施例所述的电源自动切换方法通过判断单元判断主电源单元是否正常工作，并当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时，由切换单元控制切换至备用电源单元为被控电器供电;本发明实施例所述的电源自动切换方法可以做到当判断到主电源单元不能为被控电器正常供电时自动切换至由备用电源单元为被控电器供电，从而能够实现供电电源的自动切换。
[0223]具体的，当所述备用电源单元包括备用直流电源、电压判断模块和直流降压转换模块时，所述切换单元控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电步骤包括:
[0224]所述备用直流电源输出直流电压；
[0225]当所述电压判断模块判断到所述备用直流电源输出的直流电压大于或等于所述阈值电压时，所述电压判断模块将该直流电压输出至所述直流降压转换模块，所述直流降压转换模块对来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行直流降压转换， 以得到稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元；
[0226]当所述电压判断模块判断到所述备用直流电源输出的直流电压小于所述阈值电压时，所述电压判断模块将该直流电压输出至所述切换单元;所述切换单元控制将该稳压后的直流电压输出至被控电器，以为所述被控电器供电；
[0227]和/或，
[0228]当所述备用电源单元还包括极性保护模块时，所述切换单元控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电步骤还包括:
[0229]极性保护模块对所述备用直流电源输出的直流电压进行极性保护，之后将该直流电压输出至所述电压判断模块。
[0230]具体的，当所述判断单元包括比较模块和控制信号生成模块，所述切换单元包括主控制电路和备用控制电路时，
[0231]所述判断步骤包括:
[0232]所述比较模块比较所述主电源单元输出的直流电压的电压值和基准电压的电压值，并当所述主电源单元输出的直流电压的电压值大于所述基准电压的电压值时输出第一比较信号，当所述主电源单元输出的直流电压的电压值小于所述基准电压的电压值时输出第二比较信号；
[0233]所述控制信号生成模块根据所述第一比较信号生成第一主控制信号和第一备用控制信号，根据所述第二比较信号生成第二主控制信号和第二备用控制信号；
[0234]所述切换步骤包括:
[0235]当所述控制信号生成模块生成第一主控制信号时所述主控制电路控制导通所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二主控制信号时时所述主控制电路控制断开所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接；
[0236]当所述控制信号生成模块生成第一备用控制信号时所述备用控制电路控制断开所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二备用控制信号时所述备用控制电路控制导通所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接。
[0237]本发明实施例所述的供电系统包括主电源单元、备用电源单元和上述的电源自动切换装置。
[0238]以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电源自动切换装置，其特征在于，包括判断单元和切换单元；所述判断单元，与主电源单元连接，用于判断所述主电源单元输出的直流电压的电压 值是否处于被控电器的工作电压值范围内；所述切换单元，分别与所述被控电器、所述主电源单元和备用电源单元连接，用于当所 述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围内时控制由所述主电 源单元为所述被控电器供电，并当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工 作电压值范围外时控制由所述备用电源单元为所述被控电器供电。2.如权利要求1所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述主电源单元包括电源适配 器;所述电源适配器的输入端与电网电源连接，所述电源适配器的输出端与所述判断单元 连接；所述电源适配器用于将来自电网电源的交流电转换为具有第一预定电压值的直流电 压；所述备用电源单元包括备用直流电源、电压判断模块和直流降压转换模块；所述电压判断模块，分别与所述备用直流电源、所述直流降压转换模块和所述切换单 元连接，用于当判断到所述备用直流电源输出的直流电压大于或等于阈值电压时将该直流 电压输出至所述直流降压转换模块，当判断到所述备用直流电源输出的直流电压小于所述 阈值电压时将该直流电压输出至所述切换单元；所述直流降压转换模块，与所述切换单元连接，用于对来自所述电压判断模块的备用 直流电源输出的直流电压进行直流降压转换，以得到稳压直流电压，并将该稳压直流电压 输出至所述切换单元。3.如权利要求2所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述直流降压转换模块具体用 于将来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行降压转换，从而得到具有 第二预定电压值的降压直流电压，之后对所述降压直流电压进行升压，以得到具有第一预 定电压值的稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元。4.如权利要求3所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述直流降压转换模块包括降 压转换芯片和升压电路；所述降压转换芯片的型号为TPS54821;所述降压转换芯片的PVIN1引脚，与所述备用直流电源连接，用于接收所述备用直流电 源输出的直流电压；所述降压转换芯片的V_SNS引脚，与所述升压电路连接，用于将所述具有第二预定电压 值的降压直流电压传送至所述升压电路。5.如权利要求4所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述升压电路包括第一分压电 阻、第二分压电阻和稳压电容；所述第一分压电阻的第一端接地，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的 第一端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述切换单元连接；所述稳压电容与所述第一分压电阻并联；所述降压转换芯片的V_SNS引脚与所述第一分压电阻的第二端连接。6.如权利要求2所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述备用电源单元还包括:极性保护模块，连接于所述备用直流电源的直流电压输出端与所述电压判断模块之间，用于对所述备用直流电源输出的直流电压进行极性保护。7.如权利要求2至6中任一权利要求所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述判断 单元包括:比较模块，用于比较所述主电源单元输出的直流电压的电压值和基准电压的电压值， 并当所述主电源单元输出的直流电压的电压值大于所述基准电压的电压值时输出第一比 较信号，当所述主电源单元输出的直流电压的电压值小于所述基准电压的电压值时输出第 二比较信号；以及，控制信号生成模块，与所述比较模块连接，用于根据所述第一比较信号生成第一主控 制信号和第一备用控制信号，根据所述第二比较信号生成第二主控制信号和第二备用控制 信号；所述比较模块包括比较信号输出端，所述第一比较信号和所述第二比较信号都由所述 比较信号输出端输出；所述控制信号生成模块包括主控制信号输出端和备用控制信号输出端;所述第一主控 制信号和所述第二主控制信号都由所述主控制信号输出端输出，所述第一备用控制信号和 所述第二备用控制信号都由所述备用控制信号输出端输出；所述切换单元包括主控制电路和备用控制电路；所述主控制电路，连接于所述主电源单元和所述被控电器的电源输入端之间，用于当 所述控制信号生成模块生成第一主控制信号时控制导通所述主电源单元和所述电源输入 端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二主控制信号时控制断开所述主电源单元 和所述电源输入端之间的连接；所述备用控制电路，连接于所述备用电源单元和所述被控电器的电源输入端之间，用 于当所述控制信号生成模块生成第一备用控制信号时控制断开所述备用电源单元和所述 电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二备用控制信号时控制导通所述 备用电源单元和所述电源输入端之间的连接。8.如权利要求7所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述控制信号生成模块还包 括:备用控制信号生成电路，分别与所述比较信号输出端、基准电压输出端和所述备用控 制信号输出端连接，用于当所述比较模块输出第一比较信号时控制所述备用控制信号输出 端输出第一备用控制信号，当所述比较模块输出第二比较信号时控制所述备用控制信号输 出端输出第二备用控制信号；以及，主控制信号生成电路，分别与所述基准电压输出端、所述备用控制信号输出端和所述 主控制信号输出端连接，用于当所述备用控制信号输出端输出第一备用控制信号控制所述 主控制信号输出端输出第一主控制信号，当所述备用控制信号输出端输出第二备用控制信 号时控制所述主控制信号输出端输出第二主控制信号。9.如权利要求8所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述第一比较信号为第一电 平，所述第二比较信号为第二电平；所述备用控制信号生成电路包括第一备用控制电阻、备用控制晶体管、第二备用控制 电阻和第三备用控制电阻；所述第一备用控制电阻的第一端与所述比较信号输出端连接，所述第一备用控制电阻的第二端与所述备用控制晶体管的栅极连接；所述第一备用控制晶体管的第一极通过所述第二备用控制电阻与所述基准电压输出 端连接，所述第一备用控制晶体管的第一极还通过所述第三备用控制电阻与所述备用控制 信号输出端连接;所述第一备用控制晶体管的第二极与第二电平输出端连接；所述主控制信号生成电路包括主控制电阻和主控制晶体管；所述主控制晶体管的栅极与所述备用控制信号输出端连接，所述主控制晶体管的第一 极与所述主控制信号输出端连接，所述主控制晶体管的第二极与第二电平输出端连接；所述主控制电阻连接于所述基准电压输出端和所述主控制信号输出端之间。10.如权利要求7所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述主控制电路包括第一继 电器，所述备用控制电路包括第二继电器；所述第一继电器的控制端与所述主控制信号输出端连接，所述第一继电器的输入端与 所述主电源单元连接，所述第一继电器的输出端与所述被控电器的电源输入端连接；所述第二继电器的控制端与所述备用控制信号输出端连接，所述第二继电器的输入端 与所述备用电源单元连接，所述第二继电器的输出端与所述被控电器的电源输入端连接。11.如权利要求7所述的电源自动切换装置，其特征在于，所述判断单元还包括:基准电 压生成模块，分别与所述主电源单元和所述备用电源单元连接，用于根据所述主电源单元 输出的直流电压和所述备用电源单元输出的直流电压生成所述基准电压；所述基准电压生成模块包括基准电压输出端、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压 电阻、第四分压电阻和分压二极管；所述分压二极管的阳极通过所述第三分压电阻与所述备用电源单元连接，所述分压二 极管的阳极还通过所述第四分压电阻接地；所述分压二极管的阴极通过所述第一分压电阻与所述主电源单元连接，所述分压二极 管的阴极还通过所述第二分压电阻接地，所述分压二极管的阴极还与所述基准电压输出端连接。12.—种电源自动切换方法，应用于如权利要求1至11中任一权利要求所述的电源自动 切换装置，其特征在于，所述电源自动切换方法包括:判断步骤:判断单元判断主电源单元输出的直流电压的电压值是否处于被控电器的工 作电压值范围内；切换步骤:当所述判断单元判断到所述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围内 时，所述切换单元控制由所述主电源单元为所述被控电器供电；当所述判断单元判断到所 述直流电压的电压值处于所述工作电压值范围外时，所述切换单元控制由所述备用电源单 元为所述被控电器供电。13.如权利要求12所述的电源自动切换方法，其特征在于，当所述备用电源单元包括备 用直流电源、电压判断模块和直流降压转换模块时，所述切换单元控制由所述备用电源单 元为所述被控电器供电步骤包括:所述备用直流电源输出直流电压；当所述电压判断模块判断到所述备用直流电源输出的直流电压大于或等于所述阈值 电压时，所述电压判断模块将该直流电压输出至所述直流降压转换模块，所述直流降压转 换模块对来自所述电压判断模块的备用直流电源输出的直流电压进行直流降压转换，以得到稳压直流电压，并将该稳压直流电压输出至所述切换单元；当所述电压判断模块判断到所述备用直流电源输出的直流电压小于所述阈值电压时， 所述电压判断模块将该直流电压输出至所述切换单元;所述切换单元控制将该稳压后的直 流电压输出至被控电器，以为所述被控电器供电；和/或，当所述备用电源单元还包括极性保护模块时，所述切换单元控制由所述备用电源单元 为所述被控电器供电步骤还包括:极性保护模块对所述备用直流电源输出的直流电压进行极性保护，之后将该直流电压 输出至所述电压判断模块。14.如权利要求12或13所述的电源自动切换方法，其特征在于，当所述判断单元包括比 较模块和控制信号生成模块，所述切换单元包括主控制电路和备用控制电路时，所述判断步骤包括:所述比较模块比较所述主电源单元输出的直流电压的电压值和基准电压的电压值，并 当所述主电源单元输出的直流电压的电压值大于所述基准电压的电压值时输出第一比较 信号，当所述主电源单元输出的直流电压的电压值小于所述基准电压的电压值时输出第二 比较信号；所述控制信号生成模块根据所述第一比较信号生成第一主控制信号和第一备用控制 信号，根据所述第二比较信号生成第二主控制信号和第二备用控制信号；所述切换步骤包括:当所述控制信号生成模块生成第一主控制信号时所述主控制电路控制导通所述主电 源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二主控制信号时时 所述主控制电路控制断开所述主电源单元和所述电源输入端之间的连接；当所述控制信号生成模块生成第一备用控制信号时所述备用控制电路控制断开所述 备用电源单元和所述电源输入端之间的连接，当所述控制信号生成模块生成第二备用控制 信号时所述备用控制电路控制导通所述备用电源单元和所述电源输入端之间的连接。15.—种供电系统，其特征在于，包括主电源单元、备用电源单元和如权利要求1至13中 任一权利要求所述的电源自动切换装置。
【文档编号】H02J9/06GK106026358SQ201610465435
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】朱建丰
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 高创(苏州)电子有限公司