一种应急广播供电管理系统的制作方法

本实用新型涉及电源管理，特别是一种应急广播供电管理系统。

背景技术：

应急广播系统是“国家十三五规划”中重要建设内容，在突发公共事件应急处置中，应急广播在及时发布信息、传达政令、引导舆论、稳定人心、抢险救灾等方面发挥了其他媒体不可代替的作用。为保证应急广播系统在突发事件中能够充分发挥其作用，需要保证有效电源不间断为广播系统供电。在地震、火灾等紧急情况中容易发生电源丢失或电源损坏的情况，供电电源丢失或损坏会影响应急广播系统的正常工作，同时，在进行供电电源切换时容易发生大电流冲击危害，影响应急广播系统的正常工作和使用寿命。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种可实现不间断高可靠供电的应急广播供电管理系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种应急广播供电管理系统，包括电源模块、电源切换电路和恒流源驱动电路，

所述电源切换电路包括信号采集单元、逻辑控制单元和开关切换单元，所述逻辑控制单元包括第一电压比较器、第二电压比较器、逻辑电路和主控芯片，

所述信号采集单元对应连接电源模块和第一、二电压比较器的输入端，第一电压比较器的输出端对应连接逻辑电路第一输入端，第二电压比较器的输出端对应连接逻辑电路第二输入端，所述逻辑电路输出端对应连接主控芯片，主控芯片对应连接开关切换单元，

所述恒流源驱动电路包括固定电压源电路和运算放大器，运算放大器的输入端分别连接固定电压源电路和供电电源通路，输出端对应连接开关切换单元。

进一步地，所述第一电压比较器的反相输入端对应连接第一节点电压端，同相输入端对应连接第二节点电压端，所述所述第二电压比较器的反相输入端对应连接参考电压端，同相输入端对应连接第二节点电压端。

进一步地，所述第一、二节点电压端与电源模块之间设置有分压电阻和滤波电容。

进一步地，所述固定电压源电路包括稳压二极管。

进一步地，所述开关切换单元包括场效应管。

进一步地，所述主控芯片与电源模块之间设置有热插拔通信芯片。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)供电管理系统能够有效判断供电电源设备的工作情况，当识别出供电电源丢失或无效时，能够自动切换到有效备用电源，维持应急广播系统的输出稳定，有效保障了应急广播系统的有效运行；

(2)恒流源驱动电路可以起到应急广播系统初始上电或电源切换时限制浪涌电流的作用，在系统正常工作时可以起到恒流给系统供电或者关断该路电源供电的作用；

(3)电路结构简单，成本低。

本实用新型的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本实用新型的原理。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的应急广播供电管理系统结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的逻辑控制单元电路图；

图3是本实用新型实施例提供的恒流源驱动电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种应急广播供电管理系统，包括电源模块、电源切换电路和恒流源驱动电路，所述电源切换电路包括信号采集单元、逻辑控制单元和开关切换单元，所述逻辑控制单元包括第一电压比较器、第二电压比较器、逻辑电路和主控芯片；所述信号采集单元对应连接电源模块和第一、二电压比较器的输入端，第一电压比较器的输出端对应连接逻辑电路第一输入端，第二电压比较器的输出端对应连接逻辑电路第二输入端，所述逻辑电路输出端对应连接主控芯片，主控芯片对应连接开关切换单元，逻辑电路输出电源是否存在的指示信号，主控芯片根据指示信号发出控制信号，控制开关切换单元切换供电电源或以二极管模式工作；所述恒流源驱动电路包括固定电压源电路和运算放大器，运算放大器的输入端分别连接固定电压源电路和供电电源通路，输出端对应连接开关切换单元。

第一电压比较器的反相输入端对应连接第一节点电压端，同相输入端对应连接第二节点电压端，第二电压比较器的反相输入端对应连接参考电压端，同相输入端对应连接第二节点电压端。第一、二节点电压端与电源模块之间均设置有滤波电容，滤波电容参数值不同，直接影响电源的响应速度，当电源丢失时，滤波电容参数值不同影响电源输出电压的跌落速度，进而影响应急广播系统电压的跌落情况，同时还影响应急广播系统不同电源切换时系统冲击电流的持续时间。

正常工作状态时，第一节点电压端电压值小于第二节点电压端电压值，第一比较器输出高电平信号，第二节点电压端电压值大于参考电压端电压值，第二比较器输出高电平信号，逻辑电路相与处理两高电平信号并输出电源存在的指示信号，主控芯片控制该电源保持接入应急广播系统；当电源意外拔掉时，由于滤波电容的影响，第一节点电压端电压值下降速度小于第二节点电压端电压值，很快出现第一节点电压端电压值大于第二节点电压端电压值，第一比较器输出低电平信号，逻辑电路输出电源不存在的指示信号，主控芯片控制应急广播系统的供电电源由当前电源切换到备用电源。应急广播系统供电电源丢失时，在电压跌落非常小的情况下迅速切换到备用电源，系统电源切换到备用电源时，备用电源电压跟系统电压相差非常小，可以有效防止备用电源输出瞬态冲击电流情况的发生。

优化地，逻辑控制单元也可选用设置有多个输入端口的比较器，作为实施例，如图2所示，逻辑控制单元选用设置有2个同相输入端口和2个反相输入端口的比较器，V_BATA_MON1表示第一节点电压端，V_BATA_MON2表示第二节点电压端，PA表示应急广播系统当前电源，C19、C17分别表示滤波电容，V_BATA_MON1电压值输入比较器的第2号反相输入端，V_BATA_MON2电压值输入比较器的第3、5号同相输入端，参考电压端VREF电压值输入比较器的第6号反相输入端。当V_BATA_MON1电压值小于V_BATA_MON2电压值时，比较器输出VA1＝1的高电平信号，当VREF电压值小于V_BATA_MON2电压值时，比较器输出VA2＝1的高电平信号，逻辑电路相与VA1、VA2并输出PA＝1的电源存在指示信号；当电源PA意外拔掉时，由于滤波电容C19、C17的影响，V_BATA_MON1电压值下降速度小于V_BATA_MON2电压值，很快出现V_BATA_MON1电压值大于V_BATA_MON2电压值，比较器输出VA1＝0的低电平信号，逻辑电路输出PA＝0电源不存在指示信号，主控芯片控制应急广播系统的供电电源由PA切换到备用电源。

恒流源驱动电路包括固定电压源电路和运算放大器，运算放大器的输入端分别连接固定电压源电路和供电电源通路，输出端对应连接开关切换单元。固定电压源电路包括稳压二极管，固定电压源电路电压值被稳压二极管稳定在一个固定电平。系统初始上电时，开关切换单元处于关断状态，固定电压源电路电压值输入运算放大器的正相输入端，供电电源通路电压值输入运算放大器的反相输入端，运算放大器的正相输入端电压值大于反相输入端电压值，其输出控制开关切换单元打开；当供电电源通路电压值上升到稳压二极管稳压值时，电流固定不再上升，供电电源通道以二极管模式恒流状态为应急广播系统供电。恒流源驱动电路在系统初始上电时可以起到限制浪涌电流的作用，在系统正常工作时可以起到恒流给系统供电或者关断该路电源供电的作用。

优化地，开关切换单元包括场效应管。

作为实施例，如图3所示，开关切换单元包括场效应管Q2、Q3、Q1A、Q1B，系统初始上电时，由于Q2、Q3NMOS管栅极被电阻下拉到0电平，四个NMOS均处于关断状态，同时Q2关断导致Q1A处于关断状态。运算放大器U2A的正相输入端输入固定电压源电路电压值，反相输入端输入供电电源通路电压值，运算放大器U2A的正相输入端被稳压二极管D2稳定在一个固定电平，由于U2A的正相输入端电压值大于反相输入端电压值，其输出将Q2左侧的MOS管打开，同时Q1A被打开，Q1B关断，此时有电流流过R1、R4，当电流上升达到一定值时，反相输入端电压值上升到稳压二极管D1的稳压值，电流固定不再上升，供电电源通路以二极管模式恒流状态为应急广播系统供电。

同时，供电系统初始化上电后，逻辑控制单元可根据系统需要控制主控芯片发出控制信号，使得Q1A工作在恒流状态Q1B工作在二极管状态，进而保证系统启动时的大功率需求；系统正常工作时，逻辑控制单元可根据系统需要控制主控芯片发出控制信号，使得Q1A工作在恒流状态Q1B工作在开关状态，选择常用电源或备用电源为应急广播系统供电。

优化地，主控芯片与电源模块之间设置有热插拔通信芯片，热插拔通信芯片可以实现主控芯片与电源模块之间的通信，防止因带电插拔导致数据错误或通信中断。

优化地，当使用外部电源(如电池)为应急广播系统供电时，供电管理系统中设置有电量监测模块，电量监测模块监测电池电量信息，并将电量信息实时传递给主控芯片发出控制信号。

本实用新型的不同方面、实施例、实施方式或特征能够单独使用或任意组合使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。