备用电源切换控制方法和装置的制造方法_3

文档序号:9219265阅读:来源:国知局
电路26和控制备电回 路开关28为负载24供电。这里的第一电压阈值为备用电源25的饱和电压,当备用电源25 的电压大于第一电压阈值时,备用电源25已充满电,此时控制备电回路开关28导通,则当 主电源23突然掉电时,则仍有备用电源25为负载24供电,从而负载24的电压不会由于切 换而产生跌落,从而实现了备用电源25的热备份。
[0073] 在备用电源25为负载24供电时,由于电量的损失,备用电源25的电压将不断降 低,当比较控制电路27检测到备用电源25的电压小于第二电压阈值时,则比较控制电路27 控制备电回路开关28断开,使备用电源25与负载24之间的连接断开。这里的第二电压阈 值根据负载24的最小工作电压以及最小备电时间确定,其中,负载24的最小工作电压是负 载24维持正常稳定工作所需的最小电压,负载24的最小备电时间是指负载24将运行中的 系统关键信息存储完毕所需最小时间。第二电压阈值的设置需要使备用电源25为负载24 供电时,负载24的工作电压不小于其最小工作电压,并且备用电源25为负载24的供电时 间要能够使负载24将运行中的系统关键信息存储完毕。这样就避免了当备用电源25的电 量不足时,为负载24供电的电压过低而导致负载24处于不稳定的工作状态的问题,并且能 够使负载24有足够的时间将运行中的系统关键信息存储完毕,避免对系统运行产生过大 影响。
[0074] 本实施例提供的备用电源切换装置,通过设置主供电回路和备电回路,使主电源 为负载供电并未备用电源充电,并使用比较控制电路检测备用电源的电压,当备用电源的 电压大于第一电压阈值时,控制备电回路开关导通,当备用电源的电压小于第二电压阈值 时,控制备电回路开关断开,其中,第一电压阈值为备用电源的饱和电压,第二电压阈值使 备用电源为负载供电时,负载的工作电压不小于最小工作电压并且负载的工作时间不小于 最小备电时间,使得负载能够始终保持稳定工作并且不会丢失运行中的系统关键信息。
[0075] 图3为本发明实施例提供的备用电源切换控制装置实施例二的结构示意图,如图 3所示,本实施例的备用电源切换装置在图2所示备用电源切换装置的基础上,示出了备用 电源充放电电路26的一种具体实现方式。
[0076] 其中,备用电源充放电电路26包括限流电阻31和第一二极管32。
[0077] 限流电阻31和第一二极管32并联,第一二极管32的正极与备用电源25连接,第 一二极管32的负极与备电回路开关28连接。
[0078] 设置限流电阻31的作用是使主电源23对备用电源25的充电电流小于备用电源 25的最大充电电流阈值。备用电源25在充电的过程中,若充电电流过大,则可能损坏备用 电源25,因此,需要限制为备用电源25充电的电流。限流电阻31的阻值大小根据主电源 23为备用电源25充电的电流大小确定。
[0079] 另外,若备电回路开关28导通的情况下,备用电源25通过限流电阻31为负载24 供电,则由于限流电阻31的存在,备用电源25的电压到达负载24时,会产生一定的压降, 限流电阻31的阻值越高,则压降越高,这样可能会使备用电源25为负载24供电的电压达 不到负载24的工作电压,或者使备用电源25为负载24供电的电压很快下降到低于负载24 的工作电压。因此可以与限流电阻31并联设置第一二极管32,第一二极管32的作用是使 备用电源25为负载24供电时的放电压降小于预设阈值。由于二极管具有正向导通、反向 截止的作用,而正向导通时,二极管的压降很小,因此,当设置了第一二极管32之后,备用 电源25为负载24供电时的放电压降将原小于通过限流电阻31为负载24供电时的放电压 降。
[0080] 可以理解的是,本实施例提供的备用电源充放电电路27的具体电路只是本发明 实施例提供的备用电源切换装置的一种实现方式。虽然本实施例提供的备用电源切换装置 中,电源充放电电路26同时包括限流电阻31和第一二极管32,但本发明实施例提供的备用 电源切换装置不以此为限,电源充放电电路26还可以仅包括限流电阻31。
[0081] 图4为本发明实施例提供的备用电源切换控制装置实施例三的结构示意图,如 图4所示,本实施例的备用电源切换装置在图3所示备用电源切换装置的基础上,示出了 比较控制电路27的一种具体实现方式。其中,在本实施例中,以备用电源25为超级电容、 备电回路开关28为金属氧化物半导体场效应晶体管(positivechannelMetalOxide Semiconductor,MOS)为例进行说明。
[0082] 其中,比较控制电路27为滞回比较控制电路,比较控制电路27包括比较器41、三 极管42和滞回电路43。
[0083] 比较器41的输入端与备用电源25连接,比较器41的输出端与三极管42的基极连 接,三极管42的集电极与备电回路开关28连接,滞回电路43与比较器41的输出端连接。 比较器41用于将备用电源25的电压与预设的参考电压进行比较,当备用电源25的电压大 于第一电压阈值时,比较器41向三极管42的基极输出高电平,使三极管42工作在饱和区, 并使三极管42控制备电回路开关28导通;当备用电源25的电压小于第二电压阈值时,比 较器41向三极管42的基极输出低电平,使三极管42工作在截止区,并使三极管42控制备 电回路开关28断开。滞回电路43用于当备用电源25的电压在第一电压阈值和第二电压 阈值之间时,保持比较器41的输出电压不变。
[0084] 本实施例为比较控制电路27的一种具体实现方式,其中比较器41为电压比较器, 比较器41与备用电源25连接后,可以比较备用电源25与预设的电压阈值,从而确定比较 器41的输出。比较器41和备用电源25的参考电压相同,一般地,比较器41和备用电源25 分别有一端接地,也即比较器41和备用电源25的参考电压为零电平。备用电源25的另一 端与比较器41的输入端连接。比较器41还需要电源供电,因此比较器41的电源端可以与 主供电回路21和备电回路22均连接。比较器41的输出端与三极管42的基极连接,三极 管42的集电极与备电回路开关28连接,比较器41根据备用电源25的电压大小控制输出端 向三极管42输入高电平或低电平,从而使三极管42控制备电回路开关28的通断。另外, 三极管42的发射极接地。
[0085] 具体地,比较器41将备用电源25的电压与预设的参考电压进行比较,当备用电源 25的电压大于第一电压阈值时,比较器41向三极管42的基极输出高电平,使三极管42工 作在饱和区。当三极管42工作在饱和区时,集电极的电流较大,能够使备电回路开关28导 通。其中,备电回路开关28可以为开关三级管,开关三极管的集电极和发射极分别连接备 用电源25和负载24,当输入开关三级管基极的电流足够大,则可以使开关三极管的集电极 和发射极导通,从而使备电回路22导通。当备用电源25的电压小于第二电压阈值时,比较 器41向三极管42的基极输出低电平,使三极管42工作在截止区,并使三极管42控制备电 回路开关28断开。从而实现对备电回路开关28的控制。
[0086] 另外,比较控制电路27还可以为滞回比较控制电路,此时比较控制电路27还可以 包括滞回电路43,滞回电路43与比较器41的输出端连接,并且滞回电路43的另一端接地。 在本实施例中,由第一电阻44和第二电阻45组成滞回电路43。由于主电源23掉电,仅由 备用电源25为负载24供电时,备用电源25的电压将不断地下降,若此时比较器41的输出 端电压也随之变化,则可能在备用电源25的电压还未下降到第二电压阈值时,比较器41输 出的电压已经使三极管42工作在截止区。因此,可以在比较器41的输出端设置滞回电路 43,滞回电路43用于当备用电源25的电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时,保持比 较器41的输出电压不变。则可以使比较器41对三极管42的控制更加精确,进而使三极管 42对备电回路开关28的控制更加精确。
[0087] 另外,三极管42工作还需要在集电极连接偏置电阻46。
[0088] 进一步地,在图4所示实施例中,第一电压阈值和第二电压阈值是要使负载24能 够始终正常工作,也就是当备用电源25单独为负载24供电时,能够使负载24的电压始终 不小于最小工作电压。并且还需要使备用电源25单独为负载24供电时,供电的时间不小 于负载24的最小备电时间。因此,第一电压阈值和第二电压阈值可以根据如下公式确定。
[0089] Vth2^ Vcc+V F
[0090]
[0091] 其中,Vthl为第一电压阈值,Vth2为第二电压阈值,Vcc为负载24的最小工作电压, VF为第一二极管32的压降,VHS比较器41的最小滞回区间电压,I为负载24的工作电流, T为负载24的最小备电时间,C为备用电源25的电容量。
[0092] 由于第二电压阈值是当备用电源25为负载24供电时,切断备电回路22的门限 值。因此,第二电压阈值的设置需要使得负载24的工
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