一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：交流電源用于向開關(guān)電源、切換控制模塊提供交流信號；開關(guān)電源用于將交流電源提供的交流信號變換成第一直流信號，并向電源切換模塊提供第一直流信號；電池用于向電源切換模塊提供第二直流信號；切換控制模塊用于采集計算交流電源提供的交流信號的有效值，并據(jù)此來選擇是向電源切換模塊發(fā)送電池供電控制信號還是交流電源供電控制信號；電源切換模塊，用于根據(jù)切換控制模塊發(fā)送的供電控制信號實現(xiàn)所述第一直流信號與所述第二直流信號的供電切換。本發(fā)明提出的技術(shù)方案能夠在交流電源電壓不穩(wěn)定時合理的實現(xiàn)交流電源與電池的供電切換，使得系統(tǒng)的設(shè)計更加可靠和合理。
【專利說明】一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用交流電源和電池供電的雙電源電子設(shè)備系統(tǒng)中，電源的切換控制通常存在多種方式。采用專用電源芯片的切換控制方式為:判斷交流電源經(jīng)過開關(guān)電源處理后生成的直流電壓，當直流電壓丟失時，立即切換至電池供電，反之切換至交流電源供電。單片機采集直流電壓的切換控制方式為:使用單片機采集交流電源經(jīng)過開關(guān)電源處理后生成的直流電壓，使用軟件判斷是切換至電池供電，還是切換至交流電源供電。
[0003]上述兩種方案均無法解決當交流電源不穩(wěn)定時電源中交流電源與電池的供電切換問題，因為當交流電源電壓不正常時，處理交流電源的開關(guān)電源在很寬的范圍內(nèi)都能保持正常的直流電壓輸出。通常情況下，電子設(shè)備系統(tǒng)的保險是基于額定功率與最低交流電源電壓的比值設(shè)計的。在額定功率一定的情況下，當交流電源電壓低于最低交流電源電壓時，處理交流電源的開關(guān)電源依然能夠正常工作，但是電子設(shè)備系統(tǒng)的保險管將會工作在設(shè)計之外的狀態(tài)，導致整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定，此時需要切換至電池供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)及方法，能夠在交流電源電壓不穩(wěn)定時合理的實現(xiàn)交流電源與電池的供電切換，防止不會因為交流電源電壓過低而燒掉系統(tǒng)的保險管，有效的保護保險管在設(shè)計之內(nèi)的狀態(tài)下工作，使得系統(tǒng)更加的
穩(wěn)定、可靠。
[0005]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:交流電源、開關(guān)電源、電池、切換控制模塊、電源切換模塊；
[0007]所述交流電源，用于向所述開關(guān)電源、所述切換控制模塊提供交流信號；
[0008]所述開關(guān)電源，用于將所述交流電源提供的所述交流信號變換成穩(wěn)定的第一直流信號，并向所述電源切換模塊提供所述第一直流信號；
[0009]所述電池，用于向所述電源切換模塊提供第二直流信號；
[0010]所述切換控制模塊，用于采集處理所述交流電源提供的交流信號，計算所述交流信號的電壓的有效值，當所述交流信號的電壓的有效值大于或等于設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送交流電源供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值小于設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送電池供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值從小于所述設(shè)定的第一閾值升高至大于或等于設(shè)定的第二閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送所述交流電源供電控制信號；其中，所述第二閾值大于所述第一閾值；
[0011]所述電源切換模塊，用于根據(jù)所述切換控制模塊發(fā)送的電池或交流電源供電控制信號，實現(xiàn)所述第一直流信號與所述第二直流信號的供電切換。
[0012]進一步地，所述切換控制模塊包括:
[0013]交流互感器，用于將所述交流電源提供的交流信號變換為小電壓交流信號，實現(xiàn)所述交流電源與所述切換控制模塊的隔離；
[0014]整流濾波模塊，用于將所述交流互感器生成的所述小電壓交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號;
[0015]信號轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
[0016]單片機，用于根據(jù)所述數(shù)字信號的電壓，計算所述交流電源提供的交流信號的電壓的有效值，并依據(jù)所述交流信號的電壓的有效值的大小，向所述電源切換模塊發(fā)送電池或交流電源供電控制信號。
[0017]進一步地，所述整流濾波模塊由單相全波整流電路構(gòu)成。
[0018]進一步地，所述信號轉(zhuǎn)換模塊選用信號調(diào)理器或AD轉(zhuǎn)換器。
[0019]進一步地，所述單片機在對所述數(shù)字信號的電壓進行計算之前，還需將所述數(shù)字信號進行必要的濾波處理，防止由于干擾導致的頻繁誤切換。
[0020]進一步地，所述電源切換模塊采用四選一數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)。
[0021]本發(fā)明還提供了一種交流電源與電池供電切換控制方法，所述方法包括:
[0022]交流電源向開關(guān)電源、切換控制模塊提供交流信號；
[0023]所述開關(guān)電源將所述交流電源提供的所述交流信號變換成穩(wěn)定的第一直流信號，并向電源切換模塊提供所述第一直流信號；
[0024]電池向所述電源切換模塊提供第二直流信號；
[0025]所述切換控制模塊采集處理所述交流電源提供的交流信號，計算所述交流信號的電壓的有效值，當所述交流信號的電壓的有效值大于或等于設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送交流電源供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值小于設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送電池供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值從小于所述設(shè)定的第一閾值升高至大于或等于設(shè)定的第二閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送所述交流電源供電控制信號；其中，所述第二閾值大于所述第一閾值；
[0026]所述電源切換模塊根據(jù)所述切換控制模塊發(fā)送的電池或交流電源供電控制信號，實現(xiàn)所述第一直流信號與所述第二直流信號的供電切換。
[0027]本發(fā)明提出的技術(shù)方案通過判斷切換控制模塊4采集計算得到的交流電源I的電壓有效值，對電源切換模塊5進行供電切換控制，能夠在交流電源電壓不穩(wěn)定時合理的實現(xiàn)交流電源與電池的供電切換，防止不會因為交流電源電壓過低而燒掉系統(tǒng)的保險管，有效的保護保險管在設(shè)計之內(nèi)的狀態(tài)下工作，使得系統(tǒng)更加的穩(wěn)定、可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】提供的切換控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】提供的電源切換模塊結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0032]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)包括:交流電源1、開關(guān)電源2、電池3、切換控制模塊4、電源切換模塊5。
[0033]交流電源1，向開關(guān)電源2、切換控制模塊4提供交流信號。
[0034]開關(guān)電源2，將交流電源I提供的交流信號變換成穩(wěn)定的第一直流信號，并向電源切換模塊5提供第一直流信號。
[0035]電池3，向電源切換模塊5提供第二直流信號。
[0036]切換控制模塊4，采集計算交流電源I提供的交流信號的電壓的有效值，并依據(jù)所述交流信號電壓有效值的大小，向電源切換模塊5發(fā)送相應的供電控制信號。
[0037]電源切換模塊5根據(jù)切換控制模塊4發(fā)送的供電控制信號，完成第一直流信號與第二直流信號的供電切換，即實現(xiàn)交流電源與電池的供電切換。
[0038]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】提供的切換控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2，切換控制模塊4進一步包括:交流互感器401、整流濾波模塊402、信號轉(zhuǎn)換模塊403、單片機404。
[0039]交流電源I提供的交流信號除了進入開關(guān)電源2外，還輸入至交流互感器401。
[0040]交流互感器401將輸入的交流電源I提供的交流信號，經(jīng)過1:1000的信號轉(zhuǎn)換，線性降低為小電壓交流信號。所述小電壓應為可以被單片機404管腳采樣的電壓，設(shè)交流電源I提供的交流信號的電壓的有效值與小電壓交流信號的電壓的有效值比值為K。同時，交流互感器401可以將交流電源I與切換控制模塊4進行隔離，有效規(guī)避后級電路電氣安全的風險。
[0041]整流濾波模塊402將交流互感器401得到的小電壓交流信號變換為直流信號，其中，整流濾波模塊402可采用單相全波整流電路實現(xiàn)。
[0042]信號轉(zhuǎn)換模塊403接收整流濾波模塊402輸出的直流信號，通過信號調(diào)理器或A/D (Analog/Digital)轉(zhuǎn)換器將其數(shù)字化，生成可被單片機識別的數(shù)字信號。
[0043]單片機404接收到信號轉(zhuǎn)換模塊403得到的可識別的數(shù)字信號，采樣計算得到當前交流信號的電壓的有效值，并據(jù)此對電源切換模塊5進行供電切換控制。當前交流信號的電壓的有效值可由信號轉(zhuǎn)換模塊403得到的數(shù)字信號與上述比值為K的乘積得到。
[0044]當前交流信號的電壓的有效值大于或等于設(shè)定的第一閾值，例如85V時，單片機404向電源切換模塊5發(fā)出交流電源供電控制信號(低電平信號);當前交流信號的電壓的有效值小于設(shè)定的第一閾值時，單片機404向電源切換模塊5發(fā)出電池供電控制信號(高電平信號)；當前交流信號的電壓的有效值從小于第一閾值的狀態(tài)升高至大于或等于第二閾值，例如90V時，向電源切換模塊5發(fā)出交流電源供電控制信號(低電平信號)。其中，第二閾值要比第一閾值略高些。在此通過設(shè)定第一閾值、第二閾值對不同的電源進行切換，形成滯回電路，能夠防止交流電源電壓有效值在某一值時電源的頻繁切換。但是，由于交流電源提供的交流信號通常會存在干擾，容易造成電源的頻繁誤切換，故本發(fā)明【具體實施方式】單片機404在對當前交流信號的電壓的有效值進行采樣計算之前，單片機404還需要對信號轉(zhuǎn)換模塊403生成的數(shù)字信號進行必要的濾波處理，去除干擾。
[0045]圖3是本發(fā)明【具體實施方式】提供的電源切換模塊結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖3，電源切換模塊5，優(yōu)選的采用四選一數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)。四選一數(shù)據(jù)選擇器的一個地址選擇信號端AO接收單片機404發(fā)出的供電控制信號，另一個地址選擇信號端Al接地，數(shù)據(jù)輸入端DO接收開關(guān)電源2輸出的第一直流信號，數(shù)據(jù)輸入端Dl接收電池3輸出的第二直流信號。如果地址選擇信號端AO接收的是交流電源供電控制信號(低電平信號)，則四選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端Y輸出的是數(shù)據(jù)輸入端DO的信號，系統(tǒng)采用交流電源I經(jīng)開關(guān)電源2轉(zhuǎn)換生成的第一直流信號向后級電路進行供電。如果地址選擇信號端AO接收的是電池供電控制信號(高電平信號)，則四選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端Y輸出的是數(shù)據(jù)輸入端Dl的信號，系統(tǒng)采用電池3提供的第二直流信號向后級電路進行供電。
[0046]本發(fā)明提出的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)及方法，通過判斷切換控制模塊4采集計算得到的交流電源I的電壓有效值，對電源切換模塊5進行供電切換控制，能夠在交流電源I的電壓不穩(wěn)定時合理的實現(xiàn)交流電源I與電池3的切換，防止不會因為交流電源電壓過低而燒掉系統(tǒng)的保險管，有效的保護保險管在設(shè)計之內(nèi)的狀態(tài)下工作，使得系統(tǒng)更加的穩(wěn)定、可靠。
[0047]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:交流電源、開關(guān)電源、電池、切換控制模塊、電源切換模塊； 所述交流電源，用于向所述開關(guān)電源、所述切換控制模塊提供交流信號； 所述開關(guān)電源，用于將所述交流電源提供的所述交流信號變換成穩(wěn)定的第一直流信號，并向所述電源切換模塊提供所述第一直流信號； 所述電池，用于向所述電源切換模塊提供第二直流信號； 所述切換控制模塊，用于采集處理所述交流電源提供的交流信號，計算所述交流信號的電壓的有效值，當所述交流信號的電壓的有效值大于或等于設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送交流電源供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值小于所述設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送電池供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值從小于所述設(shè)定的第一閾值升高至大于或等于設(shè)定的第二閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送所述交流電源供電控制信號；其中，所述第二閾值大于所述第一閾值； 所述電源切換模塊，用于根據(jù)所述切換控制模塊發(fā)送的電池或交流電源供電控制信號，實現(xiàn)所述第一直流信號與所述第二直流信號的供電切換。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述切換控制模塊包括: 交流互感器，用于將所述交流電源提供的交流信號變換為小電壓交流信號，實現(xiàn)所述交流電源與所述切換控制模塊的隔離； 整流濾波模塊，用于將所述交流互感器生成的所述小電壓交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號； 信號轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 單片機，用于根據(jù)所述數(shù)字信號的電壓，計算所述交流電源提供的交流信號的電壓的有效值，并依據(jù)所述交流信號的電壓的有效值的大小，向所述電源切換模塊發(fā)送電池或交流電源供電控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述整流濾波模塊由單相全波整流電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號轉(zhuǎn)換模塊選用信號調(diào)理器或AD轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機在對所述數(shù)字信號的電壓進行計算之前，還需將所述數(shù)字信號進行必要的濾波處理，防止由于干擾導致的頻繁誤切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源與電池供電切換控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源切換模塊采用四選一數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)。
7.一種交流電源與電池供電切換控制方法，其特征在于，所述方法包括: 交流電源向開關(guān)電源、切換控制模塊提供交流信號； 所述開關(guān)電源將所述交流電源提供的所述交流信號變換成穩(wěn)定的第一直流信號，并向電源切換模塊提供所述第一直流信號； 電池向所述電源切換模塊提供第二直流信號； 所述切換控制模塊采集處理所述交流電源提供的交流信號，計算所述交流信號的電壓的有效值，當所述交流信號的電壓的有效值大于或等于設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送交流電源供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值小于所述設(shè)定的第一閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送電池供電控制信號；當所述交流信號的電壓的有效值從小于所述設(shè)定的第一閾值升高至大于或等于設(shè)定的第二閾值時，向所述電源切換模塊發(fā)送所述交流電源供電控制信號；其中，所述第二閾值大于所述第一閾值； 所述電源切換模塊根據(jù)所述切換控制模塊發(fā)送的切換至電池或交流電源供電控制信號，實現(xiàn)所述 第一直流信號與所述第二直流信號的供電切換。
【文檔編號】H02J9/06GK103904770SQ201210586594
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】郎彥宇 申請人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司