电源切换电路的制作方法

本发明涉及智能燃气表，具体地，涉及一种电源切换电路。

背景技术：

目前市场上大多数智能燃气表采用外置干电池作为系统电源，由于干电池的电池容量小以及放电曲线不平坦，各种产品良莠不齐，实际可用的能量比较少，需要经常性更换电池。

目前市场上也出现了采用内置一次性锂离子电池的智能燃气表，虽然一次性锂离子电池的标称容量比较大，计算寿命对于燃气表的10年寿命要求足够，但是由于一次性锂离子电池尤其是锂亚硫酰氯电池出现的时间较短，加上出现的初期的各种质量问题，导致厂家和用户对于内置锂离子电池的燃气表在各种使用环境下能否保证10年的使用寿命存有疑虑。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电源切换电路。

根据本发明提供的电源切换电路，包括外部电池模块、内部电池模块、第一电压检测电路、第二电压检测电路、输入保护电路、MCU以及电源判别及切换电路；

其中，所述MCU一方面通过第一电压检测电路连接所述内部电池模块，另一方面通过所述第二电压检测电路连接所述输入保护电路的电压输出端；所述输入保护电路的电压输入端连接所述外部电池模块；

所述电源判别及切换电路的第一输入端连接所述内部电池模块，第二输入端连接所述输入保护电路的电压输出端，输出端为系统供电端；

所述MCU的电压输出端连接所述电源判别及切换电路的电源端。

优选地，所述输入保护电路包括保险丝、二极管A以及双向TVS管；

其中，所述外部电池模块的正极通过保险丝连接二极管A的正极，负极通过双向TVS管连接二极管A的正极；

所述二极管A的负极连接所述电源判别及切换电路的第二输入端、所述第二电压检测电路。

优选地，所述第一电压检测电路、第二电压检测电路包括电阻R1、三极管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及三极管Q2；

其中，所述电阻R1的一端连接MCU的电压检测使能输出端，另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1集电极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R2的一端、三极管Q2的基极，电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极连接被检测电压端；

三极管Q2的集电极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接MCU的AD转换输入端、电阻R5的一端；电阻R5的另一端、三极管Q1发射极接地；

所述被检测电压端为输入保护电路的电压输出端或内部电池模块的正极。

优选地，所述电源判别及切换电路包括双刀双掷继电器、电阻R6、电阻R7、电容C1以及二极管D1；

其中，双刀双掷继电器的开关部包括第一组触点、第二组触点和双开关刀；第一组触点中的触点A连接电阻R7的一端，触点B连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接MCU的VCC端，双开关刀的第一接线柱连接电容C1的一端；电容C1的另一端、电阻R7的另一端接地，双开关刀的第一接线柱与第一组触点相对应；

第二组触点中的触点C连接二极管D1的正极、内部电池模块的正极，触点D连接输入保护电路的电压输出端，双开关刀的第二接线柱连接系统供电端；双开关刀的第二接线柱与第二组触点相对应；

所述双刀双掷继电器的控制部连接MCU。

优选地，所述双刀双掷继电器采用具有自锁功能的DPDT继电器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明在常备内部一次性锂电池的同时，也可以同时装备外部电池，并可根据情况将系统电源切换成合适的电源，避免电池电量不足的情况；

2、本发明设置有第一电压检测电路、第二电压检测电路，对外部电池模块、内部电池模块的电压状况都由MCU检测并且可以通过各种方式通知到使用者，便于进行维护；

3、本发明同时兼顾了低功耗的要求以及内外电源的安全性要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中输入保护电路的示意图；

图3为本发明中电压检测电路的示意图；

图4为本发明中电源判别及切换电路的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的电源切换电路，包括外部电池模块、内部电池模块、第一电压检测电路、第二电压检测电路、输入保护电路、MCU以及电源判别及切换电路；

其中，所述MCU一方面通过第一电压检测电路连接所述内部电池模块，另一方面通过所述第二电压检测电路连接所述输入保护电路的电压输出端；所述输入保护电路的电压输入端连接所述外部电池模块；

所述电源判别及切换电路的第一输入端连接所述内部电池模块，第二输入端连接所述输入保护电路的电压输出端，输出端为系统供电端；

所述MCU的电压输出端连接所述电源判别及切换电路的电源端。

所述输入保护电路包括保险丝、二极管A以及双向TVS管；其中，所述外部电池模块的正极通过保险丝连接二极管A的正极，负极通过双向TVS管连接二极管A的正极；

所述二极管A的负极连接所述电源判别及切换电路的第二输入端、所述第二电压检测电路。

在本实施例中，外部电池模块采用外部干电池，内部电池模块采用内部锂电池。

如图2所示，输入保护电路，用于保护内部电路不受过压，反压的破坏，在外部干电池通过电池盒装入燃气表之后，存在电池反装的可能，所以通过一个大功率的二极管A实现防止反压的作用，另外一个快速熔断的保险丝fuse以及一个大功率的双向TVS管作为过压(高压)保护，在输入端存在持续高压时候能快速熔断保险丝，保护内部电路，防止恶意破坏。

所述第一电压检测电路、第二电压检测电路包括电阻R1、三极管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5以及三极管Q2；其中，所述电阻R1的一端连接MCU的电压检测使能输出端，另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1集电极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R2的一端、三极管Q2的基极，电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极连接被检测电压端；三极管Q2的集电极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接MCU的AD转换输入端、电阻R5的一端；电阻R5的另一端、三极管Q1发射极接地；所述被检测电压端为输入保护电路的电压输出端或内部电池模块的正极。

如图3所示，被检测电压就是外部干电池或者内部锂电池，其中三极管Q1和三极管Q2组成了一个受控开关，电压检测使能由MCU发出，当为高电平时，三极管Q1导通，导致三极管Q2也饱和导通，R4和R5组成分压电路，分压后的电压值进MCU的A/D转换输入端，经过MCU的计算获得当前被检测电源的电压。其中三极管Q1可以是NPN三极管或者N-MOS管，三极管Q2可以是PNP三极管或者P-MOS管。使用这个受控开关的好处是不采样的时候可以避免电流的消耗。

所述电源判别及切换电路包括双刀双掷继电器、电阻R6、电阻R7、电容C1以及二极管D1；其中，双刀双掷继电器的开关部包括第一组触点、第二组触点和双开关刀；第一组触点中的触点A连接电阻R7的一端，触点B连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接MCU的VCC端，双开关刀的第一接线柱连接电容C1的一端；电容C1的另一端、电阻R7的另一端接地，双开关刀的第一接线柱与第一组触点相对应；

第二组触点中的触点C连接二极管D1的正极、内部电池模块的正极，触点D连接输入保护电路的电压输出端，双开关刀的第二接线柱连接系统供电端；双开关刀的第二接线柱与第二组触点相对应；

所述双刀双掷继电器的控制部连接MCU。所述双刀双掷继电器采用具有自锁功能的DPDT继电器。

如图4所示，图中的Vcc是MCU系统的电压，DPDT是双刀双掷的继电器，由于智能燃气表的节能省电要求，这个DPDT继电器需要有自锁功能或者叫磁保持功能，能够在继电器的线圈上加上合适的电压后进行吸合或者打开的动作，并且在去除线圈电压的时候保持其状态不改变，其继电器的控制线圈由MCU控制。由于在智能燃气表的使用周期中绝大部分时间这个继电器线圈不通电，为了防止可能的强振动以及强磁场的干扰导致继电器触电不受控的翻转，所以这个继电器的其中一组触点，用于检测继电器的触点位置，可以根据继电器位置检测上的电平来判别目前是哪个电源接到系统电源。另一组触点用于切换外部电源或内部电源作为系统电源，通过电压检测电路决定内外哪个电源符合系统电源的要求并通过MCU的控制来切换。图中的D1用于提供一个辅助电源，用于保证继电器处在受控使用外部电源或者非受控使用外部电源作为系统电源的状态下同时外部电源并没有准备好的情况下，系统不至于失去控制，同时二极管的特性保证了内部锂电池避免反向充电的危险。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。