双电源的无缝切换电路的制作方法

本实用新型涉及电源切换的技术领域，特别涉及一种双电源的无缝切换电路。

背景技术：

现有电源切换电路一般是采用二极管或者二极管和MOS管来实现主电源与辅助电源的无缝切换，也有通过MOS管与MOS管来进行切换。其中，采用二极管切换时，电源切换受辅助电源的电压限制，只有当辅助电源的电压高过主电源的电压才可进行切换。此外，二极管切换产生的损耗大，发热严重。

技术实现要素：

本实用新型的主要是提出一种双电源的无缝切换电路，其目的在于提供一种无论辅助电源的电压高于、等于或者低于主电源的电压都能进行电路切换，使辅助电源的选用范围更多，应用范围更广。

为实现上述目的，本实用新型提出的双电源的无缝切换电路，其包括：主电源，控制主电源放电的第一开关组件，辅助电源，控制辅助电源放电的第二开关组件，以及用于检测辅助电源的电压并根据辅助电源的电压控制第一开关组件或第二开关组件导通的控制单元。主电源通过第一开关组件与负载相连，辅助电源通过第二开关组件与负载相连。控制单元的检测端与辅助电源的输出端相连，控制单元的输出端与第一开关组件、第二开关组件相连。

优选地，主电源为直流电源或电池，辅助电源为直流电源或电池。

优选地，在辅助电源的输出端与控制单元的检测端之间设有：第一电阻、第二电阻以及第一电容。第一电阻的第一端与辅助电源的输出端相连，第二电阻的第二端与第二电阻的第一端、第一电容的第一端、控制单元的检测端相连。控制单元的VSS端与第二电阻的第二端、第一电容的第二端相连并接地。

优选地，第一开关组件包括：第一P型MOS管，第一N型MOS管，第二N型MOS管，第三电阻，以及第四电阻。第一P型MOS管的源极与主电源的电源输出端相连，其漏极与第四电阻的第一端、负载相连，其栅极与第四电阻的第二端、第一N型MOS管的漏极相连。第一N型MOS管的栅极与第三电阻的第二端、第二N型MOS管的漏极相连，其源极接地。第三电阻的第一端与主电源的输出端相连。第二N型MOS管的栅极与控制单元的输出端连接，其源极接地。第二开关组件包括：第三P型MOS管，第三N型MOS管，以及第六电阻。第三P型MOS管的源极与主电源的输出端相连，其漏极与第六电阻的第一端、负载相连，其栅极与第六电阻的第二端、第三N型MOS管的漏极相连。第三N型MOS管的栅极与控制单元的输出端相连，其源极接地。

优选地，第一开关组件还包括第二P型MOS管，第二P型MOS管的源极与负载相连，其漏极与第四电阻的第一端、第一P型MOS管的的漏极相连，其栅极与第四电阻的第二端、第一N型MOS管的漏极相连。第二开关还组件包括第四P型MOS管，第四P型MOS管的源极与负载相连，其漏极与第六电阻的第一端、第三P型MOS管的的漏极相连，其栅极与第六电阻的第二端、第三N型MOS管的漏极相连。

优选地，该无缝切换电路还包括第五电阻以及第二电容。第五电阻的第一端与控制单元的输出端相连接，其第二端与第二电容的第一端、第三N型MOS管的栅极相连。第二电容的第二端接地。

本实用新型通过检测辅助电源输出电压，若辅助电源的输出的电压达到控制单元预设的值时，无论辅助电源的输出的电压高于、等于或者低于主电源的电压都能进行电路切换，保证了辅助电压的优先级，使辅助电源的选用范围更多，应用范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型双电源的无缝切换电路一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型双电源的无缝切换电路一实施例的电路原理示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本实用新型提出一种双电源的无缝切换电路。

参照图1，本实用新型双电源的无缝切换电路一实施例的结构示意图。

如图1所示，在本实用新型实施例中，该双电源的无缝切换电路包括主电源1，控制主电源1放电的第一开关组件2，辅助电源3，控制辅助电源3放电的第二开关组件4，以及用于检测辅助电源3的电压并根据辅助电源3的电压控制第一开关组件2或第二开关组件4导通的控制单元5。具体地，主电源1为直流电源或电池，辅助电源3为直流电源或电池。主电源1通过第一开关组件2与负载相连，辅助电源3通过第二开关组件4与负载相连。控制单元5的检测端与辅助电源3的输出端相连，控制单元5的输出端与第一开关组件2、第二开关组件4相连。

在本实施例中，控制单元5具有VDD端、VSS端以及输出端，其中VDD端作为控制单元5的检测端，与辅助电源3的输出端相连。控制单元5具有一最低工作电压，仅当辅助电源高于该控制单元5的最低工作电压时，控制单元才开始工作。即辅助电源3的输出电压高于或者等于控制单元5的最低工作电压，控制单元5才会输出控制信号；若辅助电源3的输出电压小于控制单元5的最低工作电压，控制单元5不工作。

参照图2，图2为本实用新型双电源的无缝切换电路一实施例的电路原理示意图。

如图2所示，在本实施例中，第一开关组件2包括：第一P型MOS管Q1，第一N型MOS管Q3，第二N型MOS管Q4，第三电阻R3以及第四电阻R4。第一P型MOS管Q1的源极与主电源1的输出端相连，其漏极与第四电阻R4的第一端、负载相连，其栅极与第四电阻R4的第二端、第一N型MOS管Q3的漏极相连。第一N型MOS管Q3的栅极与第三电阻R3的第二端、第二N型MOS管Q4的漏极相连，其源极接地。第三电阻R3的第一端与主电源1的输出端相连。第二N型MOS管Q4的栅极与控制单元5的输出端连接，其源极接地。第二开关组件4包括：第三P型MOS管Q5，第三N型MOS管Q7，以及第六电阻R6。第三P型MOS管Q5的源极与主电源1的输出端相连，其漏极与第四电阻R6的第一端、负载相连，其栅极与第四电阻R6的第二端、第三N型MOS管Q7的漏极相连。第三N型MOS管Q7的栅极与控制单元5的输出端相连，其源极接地。

本实用新型的工作方式如下：

1)当辅助电源3正常供电时，控制单元5输出高电平的控制信号到第二N型MOS管Q4的栅极，使得第二N型MOS管Q4导通，由此第一N型MOS管Q3的栅极接地。从而使得第一N型MOS管Q3截止，进而第一P型MOS管Q1截止，主电源1停止供电。同时，控制单元5还将高电平输出到第三N型MOS管Q7的栅极，使得第三N型MOS管Q7导通，第三P型MOS管Q5的栅极接地，从而使得第三P型MOS管Q5导通，辅助电源3对负载进行放电。

2)当辅助电源3异常或者未接入时，即控制单元5的VDD端接受的电压低于控制单元5的最低工作电压，控制单元5的输出端不输出带电压的控制信号，使得第二N型MOS管Q4截止，主电源1的电压通过第三电阻R3输出到第一N型MOS管Q3的栅极，使得第一N型MOS管Q3导通，第一P型MOS管Q1的栅极接地，从而使得第一P型MOS管Q1导通，让主电源1进行供电。

本实用新型技术方案通过第一P型MOS管Q1与第一N型MOS管Q3、第二N型MOS管Q4来控制主电源1的放电，通过第三P型MOS管Q5与第三N型MOS管Q7来控制辅助电源3放电，以此来实现主电源1与辅助电源3之间的双电源的切换。通过在第一开关组件2中设置两个N型MOS管，使得控制单元5输出高电平的控制信号时，第一开关组件2的第一P型MOS管Q1截止；同时，利用该高电平的控制信号使得第二开关组件4的第三P型MOS管Q5导通。由此，通过控制芯片输出的控制信号来保证辅助电源3的优先级，从而确保无论辅助电源3的电压低于、等于、或者高于主电源1的电压，辅助电源3都可以优先主电源1进行供电。相比现有技术，本实用新型可以保证辅助电源3的优先供电，辅助电源3的电压不受限制，使得辅助电源3的选用范围更多，应用范围更广。此外，MOS管导通的电阻小，功耗小。

优选地，为避免辅助电源在接入时直接使得整个无缝切换电路进行电源切换，在辅助电源3的输出端与控制单元5的检测端之间设有第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1。其中，第一电阻R1的第一端与辅助电源3的输出端相连，第二电阻R2的第二端与第二电阻R2的第一端、第一电容C1的第一端、控制单元5的检测端相连。控制单元5的VSS端与第二电阻R2的第二端、第一电容C1的第二端相连并接地。由于负载一般都具有一定的工作电压，当负载的输入电压低于其工作电压时，就不能保证负载正常工作。若接入的辅助电源3后直接进行切换时，而辅助电源3的输出电压小于负载的工作电压，那么切换后就不能使得负载进行正常的工作，从而带来不必要的麻烦。故，通过第一电阻R1与第二电阻R2来设定辅助电源3的输出到控制单元的最低电压，以保证接入的辅助电源3的输出电压可以满足负载正常工作的电压要求。若辅助电源3的输出电压低于负载的工作电压时，第一电阻R1与第二电阻R2控制辅助电源3输出到控制单元的输入电压，使得该输入电压小于控制单元的最低工作电压，从而使得控制单元不工作，停止整个无缝切换电路的切换功能。由此，以避免接入的辅助电源的电压过低时，仍进行电源切换，影响负载的正常工作。

为防止电源切换时的电源倒灌，优选地，第一开关组件2还包括第二P型MOS管Q2，第二开关组件4还包括第四P型MOS管Q6。其中，第二P型MOS管Q2的源极与负载相连，其漏极与第四电阻R4的第一端、第一P型MOS管Q1的的漏极相连，其栅极与第四电阻R4的第二端、第一N型MOS管Q3的漏极相连。第四电阻R4的第二端与第一N型MOS管Q3的漏极相连。第四P型MOS管Q6的源极与负载相连，其漏极与第六电阻R6的第一端、第三P型MOS管Q5的的漏极相连，其栅极与第六电阻R6的第二端、第三N型MOS管Q7的漏极相连。第六电阻R6的第二端与第三N型MOS管Q7的漏极相连。在本实施例中，通过设置第二P型MOS管Q2来防止主电源1供电切换为辅助电源3供电时的电源倒灌，通过设置第四P型MOS管Q6来防止辅助电源3供电切换为主电源1供电时的电源倒灌。

进一步地，该无缝切换电路还包括第五电阻R5以及第二电容C2。第五电阻R5的第一端与控制单元5的输出端相连接，其第二端与第二电容C2的第一端、第三N型MOS管Q7的栅极相连。第二电容C2的第二端接地。第五电阻R5与第二电容C2形成RC延时电路，且其延长的时间可通过改变第二电容C2与第五电阻R5的大小来进行调节，以使得第一P型MOS管Q1、第二P型MOS管Q2截止时，第三P型MOS管Q5、第四P型MOS管Q6同时导通，即第一开关组件2断开的同时第二开关组件4导通，从而避免主电源1切换到辅助电源3时产生电源倒灌。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。