专利名称：双电源自动切换电路的制作方法
双电源自动切换电路
技术领域：
本发明是关于一种自动化控制工程，特别是指一种双电源自动切换 电路。
背景技术：
在工业自动化控制系统中，一4殳使用380VAC或220VAC动力电源 对设备供电，但同时又需要在没有动力电源的情况下能对相关参数的修 改进行记录，这就需要使用电池作为备用电源。在双电源供电的情况下， 在动力电源供电时电池的消耗应该为零，且要求能实现两种电源的自动 无扰切换，同时。使用电池供电，对电路的功耗提出了新的要求。因此，对 低压低功耗电路的开发和应用倍受人们的关注。可以从多个方面控制系 统功耗1、功耗与电源VDD的平方成正比。工作电压降低后，功耗下 降了 ，但也带来了延迟时间增加、驱动能力下降以及低阈值电压的控制 等新问题。因此,在设计电路时，不可能单纯依靠降低电源电压来满足 功耗的需要。2、降低时钟频率可以直接降低动态功耗。但是，实际应用 中总希望电路的工作速度越快越好。3、系统增加"睡眠"或"掉电" 工作方式。在系统进入掉电模式后要求在需要的时候能将系统唤醒，从 而进入正常工作模式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够实现电源的自动无 扰切换的双电源自动切换电路，同时要求系统功耗超低。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的 一种双电源自动切换电路，包括动力电源及电池，一二极管D19的阳极接动力电源，阴 极连接到一三端稳压器件U16的输入端，三端稳压器件U16的输出端连 接到二极管D18的阳极，二极管D18的阴极引出一接口，同时二极管 D18的阴极连接到一场效应管Q3的源极，并通过一电阻R55连接到场 效应管Q3的4册^1，场效应管Q3的漏^l引出一#~口 ，场效应管Q3同时 连接到一场效应管Q5的源极；一二极管D24的阳极接动力电源，阴极通过一 电阻R50连接到场效 应管Q5的^^及，场效应管Q5的漏极接地；一电阻R48的一端接动力电源，另 一端接到 一场效应管Q2的栅极， 场效应管Q2的栅极通过一 电阻R42接地；电池连接到场效应管Q2的源极，场效应管Q2的漏极连接到一二极 管D16的阳极，二极管D16的阴极分成三个支路， 一支路连接到电容 C24的一端， 一支路连接到一低压降线性稳压器U14的输入端， 一支路 引出一电池电压接口，电容C24的另一端接地，低压降线性稳压器U14 的输出端分别同时直接连接到单片机U15的GP0端口、 GP5端口、 VDD 端口，以及分别通过一电阻R45接到单片机U15的GP3端口、通过一 电阻R54接到单片机Ul5的GP4端口 ，单片机Ul5的GND端接地。本发明进一步具体为所述场效应管Q2的漏极通过电阻R52和电阻R43接地，电阻R52 和电阻R43之间引出一连接线，连接到主单片机U6的AD 口。所述场效应管Q5的栅极同时通过一电阻R51连接到单片机U15的 GP2 口，单片机U15的GP2端口分成两个支路， 一个支路通过一电阻 R46接地，另一支路连接到电阻R51,单片机U15的GP4端口接到一三 级管Q4的集电极，三级管Q4的基极一路通过一电阻R53接到主单片 机U6的I/O 口 ，另 一路通过一电阻R44接地，三级管Q4的发射极接地。所述单片机U15的GP3端口通过一电阻R57接到一手轮转动设备。所述三端稳压器件U16的输出端连接到二极管D25的阳极，二极管5D25的阴极通过一电阻R49接到单片机的中断唤醒口 GP1， GP1端口分 成两个支路， 一个支路通过一电阻R47接地，另一支路连接到电阻R49。一二极管D21的阳极接动力电源，阴极连接到一三端稳压器件U17 的输入端，该三端稳压器件U17的输入端通过一电容C29接地，接地端 连接到一二极管D23的阳极，二极管D23的阴极接地，输出端分成两支 路， 一支路通过一电容C22接地，另一支路连接到二极管D22的阳极， 二极管D22的阴极引出 一接口 。所述三端稳压器件U16的输入端通过一电容C28接地，接地端连接 到一二极管D20的阳极，二极管D20的阴极接地，输出端通过一电容 C26接地。所述低压降线性稳压器U14的输入端同时连接到一二级管D17的阴 极，二级管D17的阳极与低压降线性稳压器U14的输出端形成一结点， 该结点通过一电容C25接地。本发明双电源自动切换电路的优点在于结合软件，使用双单片 机，实现电源的自动无扰切换，同时实现系统的超低功耗控制。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。 图l是本发明双电源自动切换电路连接图。
具体实施方式请参见图l,其中IOV来自动力电源，经开关电源后输出为10VDG Jl来自9V工业电池。该双电源自动切换电路的连接关系如下。一二极管D19的阳极接动力电源，阴极连接到一三端稳压器件U16 的输入端，该三端稳压器件U16的输入端通过一电容C28接地，接地端 连接到一二极管D20的阳极，二极管D20的阴极接地，输出端通过一电容C26接地，且该三端稳压器件U16的输出端分别连接到二极管D18 和D25的阳极，二极管D25的阴极通过一电阻R49接到单片机的中断 唤醒口 GP1 (PCWAKEUP)。 二极管D18的阴极引出一接口，同时二极 管D18的阴极连接到一 P沟道MOSFET场效应管(金属氧化物半导体 场效应管)Q3的源极，并通过一电阻R55连接到该场效应管Q3的栅极， 该场效应管Q3的漏极引出一接口 ，该场效应管Q3同时连接到一 N沟 道MOSFET场效应管Q5的源极。一二极管D24的阳极接动力电源，阴极通过一电阻R50连接到该 场效应管Q5的栅极，场效应管Q5的栅极同时通过一电阻R51连接到 单片机Ul5的GP2 口 (WAKEUP—ARM)，场效应管Q5的漏极接地。一二极管D21的阳极接动力电源，阴极连接到一三端稳压器件U17 的输入端，该三端稳压器件U17的输入端通过一电容C29接地，接地端 连接到一二极管D23的阳极，二极管D23的阴极接地，输出端通过一电 容C22接地，且该三端稳压器件U17的输出端连接到二极管D22的阳 极，二极管D22的阴极引出一接口。一电阻R48的 一端接动力电源，另 一端接到一 P沟道MOSFET场 效应管Q2的栅极，该场效应管Q2的栅极通过一 电阻R42接地。电池Jl连接到场效应管Q2的源极，场效应管Q2的漏极分成两个 支路， 一个支路通过电阻R52和电阻R43接地，另一支路连接到一二极 管D16的阳极。电阻R52和电阻R43之间引出一连接线，连接到主单片 机U6的AD 口 。 二极管D16的阴极分成三个支路， 一支路连接到电容 C24的一端， 一支路连接到一 LDO芯片(低压降线性稳压器)U14的输 入端， 一支路引出一VBAT(电池电压)接口，电容C24的另一端接地， LDO芯片U14的输入端同时连接到一二级管D17的阴极，二级管D17 的阳极与LDO芯片U14的输出端形成一结点，该结点一路通过一电容 C25接地，另一路分别同时直接连接到单片机U15的GP0端口、 GP5端 口 、 VDD端口 ，以及分别通过一 电阻R45接到单片机Ul5的GP3端口 、通过一电阻R54接到单片机U15的GP4端口 ，单片机U15的GND端接 地、GP1端口分成两个支路， 一个支路通过一电阻R47接地，另一支路 连接到电阻R49。单片机U15的GP2端口分成两个支路， 一个支路通过 一电阻R46接地，另一支路连接到电阻R51。单片机U15的GP3端口通 过一电阻R57接到一手轮(图未示)，手轮用来手动唤醒单片机U15。 单片机U15的GP4端口接到一三级管Q4的集电极，三级管Q4的基极 一路通过一 电阻R53接到主单片机U6的I/O 口 ，另 一路通过一 电阻R44 接地，三级管Q4的发射极接地。该双电源自动切换电路的工作原理如下。在有动力电源工作的情况下，系统通过IOVDC后经过二极管D19 后由三端稳压器件U16输出5.7VDC,再经二极管D18后输出为 5VDC(PWD5.0)，系统通过IOVDC后经过二极管D21后由三端稳压器 件U17也输出5.7VDC，再经二极管D22后输出为DVDD, DVDD单独 为供较大功耗元件如感性元件继电器等使用，以增加控制系统电源 (PWD5.0)的稳定性。其中单向二极管D18和D22是为了防止电池供电 时三端稳压器件U16和U17消耗电流，二极管D20和D23是为了将输 出电压提升到5.7VDC。同时10VDC经电阻R48后进入场效应管Q2的 控制端，使场效应管Q2截止，从而使电池的消耗为零。IOVDC的另一 路通过二极管D24和电阻R50后控制场效应管Q5导通，从而控制场效 应管Q3导通，使整个系统正常工作。在动力电源缺失的情况下，场效应管Q2的控制端为低，使场效应 管Q2导通，电池供电回路通过二极管D16后由LDO芯片U14稳压为 5.0VDC(PWD5.0)l单片机U15的输出控制口 GP2(WAKEUP—ARM)上电 后为高电平，通过电阻R51后控制Q5导通，从而控制Q3导通，使最 简系统(含主单片机U6电路、霍尔计数电路、红外遥控接受电路)正 常工作。场效应管Q2漏极电压通过精密电阻R52和R43分压后得到电压PMON,进入主单片机U6的AD 口进行采样，用来枱r验电池电压，同时 可由此模拟值判断是否电池供电。当判断是电池供电时，关闭在电池供 电时不使用的功能，如液晶背光等。并且在两分钟内没有任何红外遥控 操作或没有手轮转动设备操作改变阀位，则系统将进入掉电模式首先 保存当前的各^L置内容、当前阀位和总的阀位计数值到EEPROM。然 后，通过主单片机U61/0 口 PWDN,发送一个信号到单片机U15的输入 口 GP4。单片机Ul5通过GP2(WAKEUP一ARM)端口输出低电平，通过 电阻R51后控制场效应管Q5截止，从而控制场效应管Q3截止，结束 整个主单片机U6系统的电源。然后单片机U15自己进入掉电状态，整个 系统的功耗控制在juA级。在手轮转动设备时，触发千簧管1B，使单片机U15的中断输入口 GP3收到一个电平跳变信号，从而唤醒单片机U15,再由单片机U15通 过GP2端口输出高电平控制Q5和Q3导通，恢复最简系统供电。为了防止在进入掉电模式后，动力电源来到，系统可正常工作。但 是单片机PIC12F508还是处于掉电状态，特使用了如下电路由三端稳 压器件U16输出5.7VDC通过二极管D25和电阻R49后，进入单片机 U15的中断唤醒口 GP1。上述实施例中，二级管的型号均采用1N4007，三端稳压器件U16、 U17采用型号为L7805,场效应管Q2及Q3的型号为P沟道MOSFET 场效应管ZXM62P02E6，场效应管Q5的型号为N沟道MOSFET场效应 管ZXMN2A01F,单片机U15的型号为PIC12F508, LDO芯片U14的型 号为LP38692MP-5.0。
权利要求
1.一种双电源自动切换电路，包括动力电源及电池，其特征在于一二极管D19的阳极接动力电源，阴极连接到一三端稳压器件U16的输入端，三端稳压器件U16的输出端连接到二极管D18的阳极，二极管D18的阴极引出一接口，同时二极管D18的阴极连接到一场效应管Q3的源极，并通过一电阻R55连接到场效应管Q3的栅极，场效应管Q3的漏极引出一接口，场效应管Q3同时连接到一场效应管Q5的源极；一二极管D24的阳极接动力电源，阴极通过一电阻R50连接到场效应管Q5的栅极，场效应管Q5的漏极接地；一电阻R48的一端接动力电源，另一端接到一场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的栅极通过一电阻R42接地；电池连接到场效应管Q2的源极，场效应管Q2的漏极连接到一二极管D16的阳极，二极管D16的阴极分成三个支路，一支路连接到电容C24的一端，一支路连接到一低压降线性稳压器U14的输入端，一支路引出一电池电压接口，电容C24的另一端接地，低压降线性稳压器U14的输出端分别同时直接连接到单片机U15的GPO端口、GP5端口、VDD端口，以及分别通过一电阻R45接到单片机U15的GP3端口、通过一电阻R54接到单片机U15的GP4端口，单片机U15的GND端接地。
2. 如权利要求1所述的双电源自动切换电路，其特征在于所述场 效应管Q2的漏极通过电阻R52和电阻R43接地，电阻R52和电阻R43 之间引出一连接线，连接到主单片机U6的AD 口。
3. 如权利要求2所述的双电源自动切换电路，其特征在于所述场 效应管Q5的栅极同时通过一电阻R51连接到单片机U15的GP2 口 ，单 片机U15的GP2端口分成两个支路， 一个支路通过一电阻R46接地， 另 一支路连接到电阻R51,单片机Ul5的GP4端口接到 一三级管Q4的 集电极，三级管Q4的基极一路通过一电阻R53接到主单片机U6的I/O口，另一路通过一电阻R44接地，三级管Q4的发射极接地。
4. 如权利要求3所述的双电源自动切换电路，其特征在于所述单 片机U15的GP3端口通过一电阻R57接到一手轮转动设备。
5. 如权利要求1所述的双电源自动切换电路，其特征在于所述三 端稳压器件U16的输出端连接到二极管D25的阳极，二极管D25的阴 极通过一电阻R49接到单片机的中断唤醒口 GP1， GP1端口分成两个支 路， 一个支路通过一电阻R47接地，另一支路连接到电阻R49。
6. 如权利要求1所述的双电源自动切换电路，其特征在于一二极 管D21的阳极接动力电源，阴极连接到一三端稳压器件U17的输入端， 该三端稳压器件U17的输入端通过一电容C29接地，4妄地端连接到一二 极管D23的阳极，二极管D23的阴极接地，输出端分成两支路， 一支路 通过一电容C22接地，另一支路连接到二极管D22的阳极，二极管D22 的阴极引出一接口。
7. 如权利要求1所述的双电源自动切换电路，其特征在于所述三 端稳压器件U16的输入端通过一电容C28接地，接地端连接到一二极管 D20的阳极，二极管D20的阴极接地，输出端通过一电容C26接地。
8. 如权利要求1所述的双电源自动切换电路，其特征在于所述低 压降线性稳压器U14的输入端同时连接到一二级管D17的阴极，二级管 D17的阳极与低压降线性稳压器U14的输出端形成一结点，该结点通过 一电容C25接地。
全文摘要
一种双电源自动切换电路，包括动力电源及电池，一二极管D19的阳极接动力电源，阴极连接到一三端稳压器件U16的输入端，三端稳压器件U16的输出端通过一二极管D18连接到一场效应管Q3，场效应管Q3与场效应管Q5相连，一二极管D24的阳极接动力电源，阴极连接到场效应管Q5，动力电源接到一场效应管Q2的栅极，电池接到场效应管Q2的源极，场效应管Q2的漏极通过一二极管D16连接到一低压降线性稳压器U14的输入端，低压降线性稳压器U14的输出端连接到单片机U15，单片机U15连接到主单片机U6。本发明双电源自动切换电路的优点在于结合软件，使用双单片机，实现电源的自动无扰切换，同时实现系统的超低功耗控制。
文档编号H02J9/06GK101309013SQ200710124120
公开日2008年11月19日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者匡付华, 朱丁才, 李雪海, 谢恢兴 申请人:深圳市浚海仪表设备有限公司