一种低成本的电源自动切换电路的制作方法

1.本实用新型涉及开关电源技术领域，具体地说，涉及一种低成本的电源自动切换电路。


背景技术：

2.在以往的应用中，开关电源具有体积小、重量轻且变换效率高，因此，广泛地应用于计算机、通讯设备和控制装置等电子设备中，其范围覆盖了民用级、工业级和军品级。目前，大多数的mcu系统供电采用单独开关电源供电，并没有同时满足断电之后的维持能力。但是很多电子设备特别是军用设备在不同的应用环境中供电需要同时满足电源断电后muc系统不能掉电的能力，那么就得分别使用两台电源，这样就造成设备的体积增大、成本升高、安全性降低，同时由于组件增多可靠性也随之降低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，为了解决军用设备在不同的应用环境中供电需要同时满足电源断电后muc系统不能掉电的问题，提供一种低成本的电源自动切换电路，该电路当输入电源断电后可立即无缝切换到蓄电池供电，大大减小了设备体积，降低了成本，并提高了可靠性。
4.为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案包括：
5.一种低成本的电源自动切换电路，包括依次连接的蓄电池供电单元；电源自动切换单元；直流供电单元，其中：
6.所述蓄电池供电单元用于储存电能；
7.所述电源自动切换单元用于检测系统的工作情况，当直流电源工作正常时关断蓄电池供电单元，当检测到直流供电单元系统停电或断电时切换蓄电池供电单元；
8.所述直流供电单元用于将外接供电电源进行稳压处理，得到所需的直流电压；
9.本实用新型还包括如下其他技术特征：
10.所述蓄电池供电单元包括连接的蓄电池battery和电容c5；所述蓄电池battery的一端连接电容c5的一端以及电源自动切换单元，所述蓄电池battery的另一端连接电容c5的另一端、电源自动切换单元以及“输入地”端。
11.所述电源自动切换单元包括电阻r2、mos管q1、mos管q2和开关二极管d1；其中，所述电阻r2的一端连接蓄电池供电单元，另一端连接mos管q1的栅极、q2的栅极以及直流供电单元；所述mos管q1的漏极接蓄电池供电单元，mos管q1的源极接mos管q2的源极，所述mos管q2的漏极接开关二极管d1的阴极；所述开关二极管的阳极接直流供电单元。
12.所述直流供电单元包括电容c1、c2、c3、c4和电源模块1u1；其中，所述电容c1的一端分别连接“输入正端”、电容c2的一端以及电源模块1u1的1脚；所述电容c1的另一端分别连接“输入地端”、电容c2的另一端以及电源模块1u1的2脚；所述电源模块1u1的3脚连接电容c3、c4的一端以及电源自动切换单元；所述电源模块1u1的5脚连接电容c3、c4的另一端。
13.所述电容c1、c2、c3、c4、c5的容值均为10uf。
14.所述电阻r2的阻值为1m。
15.所述mos管q1、mos管q2的型号为ln03p007j。
16.所述电源模块1u1的型号为saw24m005p012d。
17.所述开关二极管d1的型号为1n4148ws-7-f。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点为：
19.本实用新型提供的低成本的电源自动切换电路，内部主要是通过两个mos管的开关切换，分别实现直流电源供电与蓄电池供电相互切换，大大降低了占据印制板的布板面积，且降低了切换电路的规模。当单独的蓄电池输入时，电源也能够正常输出，单独的直流电源输入时，电源也能够正常输出。本实用新型具有模块体积小、重量轻、电路简单、可抗击多种外界因素干扰、抗干扰能力强、成本低廉、应用前景广泛。
附图说明
20.图1为本实用新型的电路原理图；
21.图中各标号表示：1、蓄电池供电单元；2、电源自动切换单元；3、直流供电单元。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
23.结合图1，本实用新型提供的一种低成本的电源自动切换电路，包括依次连接的蓄电池供电单元1；电源自动切换单元2；直流供电单元3。
24.其中：
25.蓄电池供电单元1用于储存电能，当系统停电时由电源自动切换单元2切换至蓄电池供电单元1进行放电使系统正常工作；
26.电源自动切换单元2用于检测系统的工作情况，当直流电源工作正常时关断蓄电池供电单元1，当检测到直流供电单元3系统停电或断电时切换蓄电池供电单元1，实现电源的自动切换；
27.直流供电单元3用于将外接供电电源进行稳压处理，得到所需的直流电压，供mcu使用；
28.作为本实施例的一种优选，蓄电池供电单元1包括连接的蓄电池battery和电容c5；蓄电池battery的一端连接电容c5的一端以及电源自动切换单元2，蓄电池battery的另一端连接电容c5的另一端、电源自动切换单元2以及“输入地”端。
29.上述技术方案中具有以下特点，battery为蓄电池，用于储存电能，当系统停电时释放电能为后级负载提供工作需要的电能；电容c5为滤波电容，用于滤除差模噪声。原理上差模电容值越大，滤波效果越好，滤波效果主要体现在低频上。但是由于差模电容值的增大，电容的成本和体积也会随之增大，实际选择时，不能一味追求大电容量，要综合考虑性能、成本和体积，选择性价比比较高的差模电容器。
30.作为本实施例的一种优选，电源自动切换单元2包括电阻r2、mos管q1、mos管q2和开关二极管d1；其中，电阻r2的一端连接蓄电池供电单元1，另一端连接mos管q1的栅极、q2
的栅极以及直流供电单元3；mos管q1的漏极接蓄电池供电单元1，mos管q1的源极接mos管q2的源极，mos管q2的漏极接开关二极管d1的阴极；开关二极管的阳极接直流供电单元3。
31.上述技术方案中具有以下特点，mos管q1和mos管q2的作用主要是当系统采用直流单元供电时可以将蓄电池供电单元1中的battery电能关断作用；开关二极管d1的作用主要体现二极管的单向导通性，防止蓄电池电压反灌进直流供电单元的输出端。
32.作为本实施例的一种优选，直流供电单元3包括电容c1、c2、c3、c4和电源模块1u1；其中，电容c1的一端分别连接“输入正端”、电容c2的一端以及电源模块1u1的1脚；电容c1的另一端分别连接“输入地端”、电容c2的另一端以及电源模块1u1的2脚；电源模块1u1的3脚连接电容c3、c4的一端以及电源自动切换单元2；电源模块1u1的5脚连接电容c3、c4的另一端。
33.上述技术方案中，电源模块1u1将输入端的电压稳定供后级负载使用，c1、c2、c3、c4为滤波电容，用于滤除差模噪声。原理上差模电容值越大，滤波效果越好，滤波效果主要体现在低频上。但是由于差模电容值的增大，电容的成本和体积也会随之增大，实际选择时，不能一味追求大电容量，要综合考虑性能、成本和体积，选择性价比比较高的差模电容器。
34.具体的，本实施例中各元件的选择如下：
35.电容c1、c2、c3、c4、c5的容值为10uf。
36.电阻r2的阻值为1m。
37.mos管q1、mos管q2的型号为：ln03p007j，其具有导通电阻小、结电容小、温度等级高的特点。
38.电源模块1u1的型号为：saw24m005p012d，其输入电压范围为9-36v输出5v/12a，具有体积小功率大的特点，它可以将输入端9-36v范围内的电压稳定成 5v电压供后级负载使用。
39.开关二极管d1的型号为：1n4148ws-7-f。
40.本实用新型电路的工作原理为：
41.当 28v供电正常时，电源模块1u1会将输入9-36v范围内的电压降压并稳压输出 5v电压，此时电源模块1u1的输出端通过二极管d1后供电后给vcc_mcu。同时mos管q1与mos管q2的栅极接模块1u1的输出正端，由于mos管q1、mos管q2的栅极为低电平时导通，所以此时mos管q1、mos管q2处于截至状态，可以防止battery输出电压，同时mos管q2内部具有二极管也防止模块1u1的输出电压反灌进入battery。
42.当 28v供电断电时，由于mos管q1、mos管q2的栅极为低电平时导通，所以此时mos管q1、mos管q2通过一个上拉电阻r2接地使mos管q1、q2的源极与漏极处于开通状态，此时battery蓄电池电压通过mos管q1、q2的源极与漏极输出电压供电给vcc_mcu，此时二极管d1可防止battery蓄电池电压反灌进入模块1u1的输出端损坏模块，从而实现电源的自动切换。
43.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
44.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
45.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所发明的内容。