一种不同电源系统的自动切换电路的制作方法

本发明属于电路切换技术领域，更具体地，涉及一种不同电源系统的自动切换电路。

背景技术：

现有技术中实现不同电源系统的切换方式主要分成三种：第一种是通过控制继电器来实现交流电的主备电源系统的切换，例如申请号为200420043976.9的专利。而且不同交流电源切换时必须加一个延时继电器，这与本发明应用环境不同。第二种是通过三极管或二极管简单实现两种不同电源切换，例如申请号为200610063465.7(如图1)和201611008797.5(如图2)的专利。这种方式是电流型控制，一旦功耗达到2a后，三极管发热比较大，能耗损失大。同时没有续流保护功能，两种电源切换条件需要压差。第三种是通过集成芯片形式代替pmos分立电路，例如申请号为201710786346.2(如图3)的专利。除成本会有优势外，这种方式实现的不同电源系统切换存在三个问题：1)两种电源之间必须存在电位差，最大可通1.5a电流；2)两种电源必须时时向同一个需求单元连通，在电位差不大的情况，有可能存在两种电源系统同时供电的风险；3)一个电源系统在工作，另一个电源系统不能完全实现隔断的风险，存在电耗。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种不同电源系统的自动切换电路，利用带有集成续流二极管的pmos管控制电压型的原理，设计相应pmos管的驱动电路来实现不同电源系统的开闭，通过续流二极管的反向截止功能来实现两种电源间的自动切换，且两种电源系统没有电位差的要求，还可避免两种电源同时供电。

本发明提供一种不同电源系统的自动切换电路，设置在一主路电源输入端、一备用电源输入端以及一电源输出端之间，包括：一第一开关电路、一第二开关电路以及一自动使能驱动电路，其中，所述第一开关电路的一端连接至所述自动使能驱动电路，用于所述主路电源输入端有输入时导通以向所述电源输出端供电；所述第二开关电路的一端连接至所述自动使能驱动电路，用于所述主路电源输入端没有输入时导通以向所述电源输出端供电；所述自动使能驱动电路的一端连接至所述主路电源输入端，用于在所述主路电源输入端有输入时，使所述第一开关电路导通，使所述第二开关电路不导通，还用于在所述主路电源输入端没有输入时，使所述第一开关电路不导通，使所述第二开关电路导通。

进一步的，所述自动使能驱动电路包括一npn三极管以及一pnp三极管，其中，所述npn三极管的集电极连接至所述第一开关电路，所述npn三极管的基极通过限流电阻和下拉电阻后连接至所述主路电源输入端，所述npn三极管的发射极接地；所述pnp三极管的发射极连接至所述第二开关电路，所述pnp三极管的基极通过限流电阻和下拉电阻后与所述npn三极管的基极相连再连接至所述主路电源输入端，所述pnp三极管的集电极接地。

进一步的，所述第一开关电路包括一第一pmos管以及一第一pmos驱动电路，其中，所述第一pmos管的漏极连接至所述主路电源输入端，所述第一pmos管的栅极连接至所述第一pmos驱动电路的一端，所述第一pmos管的源极连接至所述电源输出端；所述第一pmos驱动电路的另一端连接至所述自动使能驱动电路。

进一步的，所述第一pmos管内集成有一续流二极管。

进一步的，所述第二开关电路包括一第二pmos管、一第三pmos管以及一第二pmos驱动电路，其中，所述第二pmos管的漏极与所述第一pmos管的源极相连再连接至所述电源输出端，所述第二pmos管的源极连接至所述第三pmos管的源极，所述第二pmos管的栅极连接至所述第二pmos驱动电路的一端；所述第三pmos管的源极连接至所述第二pmos管的源极，所述第三pmos管的漏极连接至所述备用电源输入端，所述第三pmos管的栅极与所述第二pmos管的栅极相连再连接至所述第二pmos驱动电路的一端；所述第二pmos驱动电路的另一端连接至所述自动使能驱动电路。

进一步的，所述第二pmos管和所述第三pmos管内分别集成有一续流二极管。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)不需要人为或其他控制单元来驱动pmos管电路进行电源系统的切换；

(2)很好地利用了pmos管和自带续流二极管的功能，使用了单向截止的作用，实现了同时间内只有一种电源系统工作，另一个电源系统处于关闭状态，避免了两种电源同时供电的现象；

(3)对主路电源和备用电源没有电位差的要求，只要主路电源输入端一直有电就可以正常工作；

(4)用pmos管实现两种电源系统的切换，通过控制电压型来实现，功耗很小，可以实现2a以上大电流的控制。

附图说明

图1至图3为现有技术的结构示意图；

图4为本发明不同电源系统的自动切换电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图4所示为本发明不同电源系统的自动切换电路的结构示意图，设置在主路电源输入端、备用电源输入端以及电源输出端之间，包括：第一开关电路、第二开关电路以及自动使能驱动电路。在本发明实施例中，第一开关电路包括pmos驱动电路a以及pmos管q1，第二开关电路包括pmos驱动电路b以及pmos管q2、q3。其中，pmos管q1的漏极连接至主路电源输入端，栅极连接至pmos驱动电路a的一端，源极连接至电源输出端；pmos驱动电路a的另一端连接至自动使能驱动电路；pmos管q2的漏极与pmos管q1的源极相连再连接至电源输出端，源极连接至pmos管q3的源极，栅极连接至pmos驱动电路b的一端；pmos管q3的源极连接至pmos管q2的源极，漏极连接至备用电源输入端，栅极与pmos管q2的栅极相连再连接至pmos驱动电路b的一端；pmos驱动电路b的另一端连接至自动使能驱动电路；自动使能驱动电路的一端还连接至主路电源输入端。在本发明一实施例中，pmos管q1、pmos管q2以及pmos管q3中均集成有续流二极管，利用续流二极管的反向截止功能，实现同一时间内只有一种电源系统供电，而另一种电源系统处于关闭状态。在本发明另一实施例中，续流二极管可采用外接的方式分别与pmos管q1、pmos管q2以及pmos管q3连接来实现。

在本发明实施例中，自动使能驱动电路包括npn三极管q4组成的“推”电路以及pnp三极管q5组成的“挽”电路。三极管q4的基极通过限流电阻和下拉电阻(图4中未示出)后连接至主路电源输入端，集电极连接至pmos驱动电路a，发射极接地；三极管q5的基极通过限流电阻和下拉电阻(图4中未示出)后与三极管q4的基极相连再连接至主路电源输入端，发射极连接至pmos驱动电路b，集电极接地。

在本发明实施例中，当主路电源输入端和备用电源输入端均有电源输入时，输出切换单元优先使用主路电源给系统供电。通过pmos管q1和pmos管q3内部集成的续流二极管反向特性，当主路电源输入端有电源时，第一开关电路工作，第二开关电路不工作，pmos管q3内集成的二极管截止其他备用电源输入端供电。反之，当备用电源输入端有电源输入，而主路电源输入端无外部电源时，第一开关电路不工作，第二开关电路工作，pmos管q1内集成的二极管截止其向主路电源输入端供电。即主路电源输入端和备用电源输入端均具有单向截止作用，只允许其中一路导通，避免两种电源同时向系统供电的现象。

当主路电源输入端有电源输入时，自动使能驱动电路自动检测判断主路有电源供电，根据npn和pnp三极管相反的特性，此时三极管q4导通而三极管q5不导通，则pmos驱动电路a导通，pmos驱动电路b不导通。此时pmos管q1导通，pmos管q2和pmos管q3不导通，使用主路电源向电源输出端系统供电。本发明实施例对主路电源和备用电源没有电位差的要求，只要主路电源输入端一直有电就可以正常工作。

当主路电源输入端没有电源输入，此时自动使能驱动电路自动检测到主路电源无电源，根据npn和pnp三极管相反的特性，此时三极管q4不导通而三极管q5导通，自动使能驱动电路会自动切换控制pmos驱动电路b导通，pmos驱动电路a不导通。此时pmos管q1不导通，pmos管q2和pmos管q3导通，使用备用电源向系统供电。本发明实施例采用pmos管实现两种电源系统的切换，通过控制电压型来实现，功耗很小，可以实现2a以上大电流的控制。而且本发明实施例中两种电源的切换与其间是否有大电容无关，只与两种电源是否掉电有关。

本发明的不同电源系统的自动切换电路不需要人为或其他控制单元来驱动pmos管电路即可实现电源系统的切换。且很好地利用了pmos管和自带续流二极管的功能，利用了单向截止的作用，实现了同时间内只有一种电源系统工作，另一个电源系统处于关闭状态，避免了两种电源同时供电的现象。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。