专利名称：一种直流电源与备用电源的无缝切换单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及备用电源切换领域，更具体地说，是涉及一种直流电源 与备用电源的无缝切换单元。
背景技术：
在生产生活中，^艮多用电设备不允许发生突然停电.的情况，此类设备通 常都配有备用电源，在停电情况发生时，切换至备用电源供电，以保证"i殳备 持续工作。
目前，此种备用电源的切换单元一般采取以下方式l.后备式当切换 单元检测到停电后，切换到备用电源，切换需要一定的时间，有可能引起设 备重启；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。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术.中存在的不足，提供 一种直流电源与备用电源的无缝切换单元。
实用新型一种直流电源与备用电源的无缝切换单元，通过下述技术方案 予以实现，备用电源单元通过切换控制单元控制端与切换开关P沟道增强型 MOSFET栅极连接来控制其输出；在失去外部直流供电时，切换控制单《控制 切换开关P沟道增强型M0SFET接通备用电源继续为设备供电。
本实用新型所述备用电源单元为备用电源输出正端连接切换开关P沟道 增强型M0SFET漏极，备用电源输出负端连接供电输出负端；切换开关P沟道 增强型M0SFET源极连接供电输出正端，切换开关P沟道增强型M0SFET栅极 连接第五电阻一端；第五电阻另一端接切换控制信号；第三稳压管正端接切 换控制信号，负端接供电输出正端。本实用新型所述备用电源切换控制单元为第 一 电阻分别连接直流输入正
端和第一 N沟道增强型MOSFET栅极；第二电阻分别连接第一 N沟道增强型 MOSFET栅极和供电输出负端；第一稳压管负端接第一 N沟道增强型MOSFET 栅极，第一稳压管正端接供电输出负端；第一 N沟道增强型MOSFET源极接供 电输出负端；第四电阻分别连接第一 N沟道增强型MOSFET漏极和第二 P沟道 增强型MOSFET栅极；第二 P沟道增强型MOSFET漏极接切换控制信号，第二 P沟道增强型MOSFET源极接供电输出正端；第三电阻分别连接第二 P沟道增 强型MOSFET栅极和供电输出正端；第二稳压管正端接第二 P沟道增强型 MOSFET栅极，第二3t、压管负端接供电输出正端；第六电阻分别连接切换控制 信号和供电输出负端。
本实用新型切换单元在失去外部直流输入时，将供电线路无间隙切换至 备用电源；本实用新型占用空间小、效率高、电路简单可靠、成本低，具有 优越的适应性，适用于不同供电电压直流设备的备用电源切换。
本实用新型具有如下有益效果
1. 本实用新型切换无间隙，保证设备连续工作。
2. 本实用新型控制部分采用增强型MOSFET为电压'驱动，功耗极低，工
作时基本不增加原系统功耗。
3. 本实用新型在切换动作完毕后，备用电源通过切换开关P沟道增强 型MOSFET (QS1)对设备供电，能量损失极小。
4. 本实用新型适应性好，只需根据设备使用电压及功率，选择切换开 关P沟道增强型MOSFET (QS1)即可。
5. 本实用新型采用器件均为切换控制器件，无大功率、高压等特殊要 求，成本极低。
图l是本实用新型备用电源单元电路图； 图2是本实用新型备用电源切换单元电路图； 图3是本实用新型示例完整电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。. 图1为备用电源单元，备用电源输出正端(+)连接切换开关P沟道增强型
M0SFET(QS1)漏极，备用电源输出负端(-)连接供电输出负端(供电输出-)；切 换开关P沟道增强型M0SFET(QS1)源极连接供电输出正端(供电输出+)，栅极 连接第五电阻R5的1端；第五电阻R5的2端接切换控制信号CTL;第三稳 庄管正端接切换控制信号CTL，负端接供电输出正端(供电输出+)。
图2为备用电源切换控制单元，第一电阻Rl的2端接直流输入正端(直 流输入+),第一电阻Rl的1端接第一 N沟道增强型M0SFET (Ql)栅极；第二 电阻R2的2端接第一 N沟道增强型M0SFET(Q1)栅极，第二电阻R2的1端接 供电输出负端(供电输出-)；第一稳压管Dl负端接第一 N沟道增强型 M0SFET(Q1)栅极，正端接供电输出负端(供电输出-)；第一 N沟道增强型 MOSFET(Ql)源极接供电输出负端(供电输出-),漏极接第四电阻R4的2端； 第四电阻R4的1端接第二 P沟道增强型M0SFET(Q2)栅极；第二 P沟道增强 型M0SFET(Q2)漏极接切换控制信号CTL,源极接供电输出正端(供电输出+); 第三电阻R3的1端接第二P沟道增强型M0SFET(Q2)栅极，第三电阻R3的2 端接供电输出正端(供电输出+);第二稳压管D2正端^妄第二 P沟道增强型 M0SFET(Q2)栅极，负端接供电输出正端(供电输出+);第六电阻R6的2端接 切换控制信号CTL，第六电阻R6的1端接供电输出负端(供电输出-)。
图3为示例完整电路图，由直流供电系统，备用电源单元和备用电源切 换控制单元镇成。当直流供电系统正常工作时，第一电阻R1和第二电阻R2 对直流输入电压进ff分压并通过第一稳压管Dl限压后，驱动第一 N沟道增强 型MOSFET (Ql)导通，第三电阻R3和第四电阻R4对供电输出电压分压并经过 第二稳压管DS限压后，驱动第二 P沟道增强型M0SFET(Q2)导通，此时切换 控制端CTL电压为供电输出电压，因此备用电源单元中.的切换开关P沟道增 强型M0SFET(QS1)关闭，由于备用电源输出电压与直流输出电压接近，所以 备用电源不会通过切换开关P沟道增强型M0SFET(QS1)的寄生二极管对设备 供电，此时设备用电全部由直流电源提供。
当外部直流供电突然停止或者供电电压降低IV以上时，备用电源通过切 换开关P沟道增强型M0SFET(QS1)的寄生二极管对设备供电，此时供电电压 为备用电源电压减去切换开关P沟道增强型M0SFET (QS1)上的压降(约IV)， 由于直流供电停止，第一 N沟道增强型M0SFET(Q1)失去驱动电压随即关闭， 第二 P沟道增强型MOSFET(Q"栅极被第三电阻R3上拉至此时的供电输出电压后关闭，随后切换控制端CTL也被第六电阻下拉为低电平；切换开关P沟 道增强型M0SFET (QS1)受切换控制端CTL低电平驱动后开启，此时备用电源 通过切换开关P沟道增强型M0SFET(QS1)对设备供电，供电电压与备用电源 输出电压相等。此切换过程速度很快，供电输出电压只出现瞬间的波动，设 备使用的供电电压越高，对设备的影响越小。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型优选实施方式进行描述，并非对 本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，
进，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种直流电源与备用电源的无缝切换单元，其特征是，备用电源单元通过切换控制单元控制端与切换开关P沟道增强型MOSFET栅极连接来控制其输出。
2. 根据权利要求1所述的一种直流电源与备用电源的无缝切换单元，其 特征是；所述备用电源单元为备用电源输出正端连接切换开关P沟道增强型 MOSFET漏极，备用电源输出负端连接供电输出负端；切换开关P沟道增强型 MOSFET源极连接供电输出正端，切换开关P沟道增强型MOSFET栅极连接第 五电阻一端；第五电阻另一端接切换控制信号；第三稳压管正端接切换控制 信号，负端接供电输出正端。
3. 根据权利要求1所述的一种直流电源与备用电源的无缝切换单元，其 特征是，所述备用电源切换控制单元为第一电阻分别连接直流输入正端和第 一 N沟道增强型MOSFET 4册极；第二电阻分别连接第一 N沟道增强型MOSFET 栅极和供电输出负端；第一稳压管负端接第一N沟道增强型MOSFET栅极，第 一稳压管正端接供电输出负端；第一 N沟道增强型MOSFET源极接供电输出负 端；第四电阻分別连接第一 N沟道增强型MOSFET漏极和第二 P沟道增强型 MOSFET栅极；第二 P沟道增强型MOSFET漏极接切换控制信号，第二 P沟道 增强型MOSFET源极接供电输出正端；第三电阻分别连接第二 P沟道增强型 MOSFET栅极和供电输出正端；第二稳压管正端接第二 P沟道增强型MOSFET 栅极，第二稳压管负端接供电输出正端；第六电阻分别连接切换控制信号和 供电输出负端。
专利摘要本实用新型一种直流电源与备用电源的无缝切换单元，通过下述技术方案予以实现，备用电源单元通过切换控制单元控制端与切换开关P沟道增强型MOSFET栅极连接来控制其输出，在失去外部直流供电时，切换控制单元控制切换开关P沟道增强型MOSFET接通备用电源继续为设备供电。本实用新型切换单元在失去外部直流输入时，将供电线路无间隙切换至备用电源；本实用新型占用空间小、效率高、电路简单可靠、成本极低，具有优越的适应性，适用于不同供电电压直流设备的备用电源切换。
文档编号H02J9/06GK201234161SQ20082007546
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者张明艳, 雷 李 申请人:天津力神电池股份有限公司