主備電源切換電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種主備電源切換電路，設置于主、備電源輸出端與負載輸入端之間，包括繼電器，第一二極管；還包括：電壓檢測單元、延遲單元；所述電壓檢測單元的輸入端與所述主用電源的輸出端相連，所述電壓檢測單元的輸出端與所述延遲單元的輸入端相連，用于檢測所述主用電源的輸出電壓；所述延遲單元的輸出端與所述繼電器線圈輸出端相連，用于消除繼電器切換產生的瞬態(tài)沖擊。本實用新型電路結構簡單，成本低廉，提高了繼電器切換的穩(wěn)定性。
【專利說明】主備電源切換電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種切換電路，特別地涉及一種主備電源切換電路，屬于電子【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的迅猛發(fā)展，在電子產品設計中，對于供電系統(tǒng)的要求越來越高，尤其是一些重要的通信設備或者設備中的某些重要器件，都不允許因電源故障而停止工作。為了保證電子產品電源能夠持續(xù)正常工作，降低電源中斷現象的產生，防止突然斷電給設備造成損失，通常采用電源備份方案，系統(tǒng)提供雙電源供電，兩路電源分別為一路主用電源，一路備用電源，正常情況下，由主用電源對負載進行供電，當該主用電源出現斷電等故障情況不能為負載供電時，切換至備用電源，由備用電源對負載進行供電。
[0003]圖1為現有技術中的一種主備電源切換電路，主用電源與繼電器的第一靜接觸點連接，備用電源與繼電器的第二靜接觸點連接，負載與繼電器的動觸點連接，且在備用電源與負載之間設置有二極管D1’，該主備電源切換電路通過繼電器作為主備電源切換開關，二極管D1’作為繼電器切換主備電源時的暫時續(xù)流路徑，待繼電器切換完成后，二極管D1’呈現閑置狀態(tài)，并由邏輯控制器件檢測主用電源的狀態(tài)，判斷主用電源電壓是否高于預設電壓閾值，以控制繼電器的開關進行切換。
[0004]采用上述現有技術雖然能夠通過主備電源切換達到負載持續(xù)供電的目的，但是，該技術采用邏輯控制器件對主用電源電壓進行檢測并對繼電器進行控制的方案又帶來了新的技術問題:
[0005]1，現有技術采用邏輯控制器件完成主用電源電壓的狀態(tài)監(jiān)測以及控制繼電器的切換工作，這無疑提高了切換電路的實現成本。
[0006]2，上述電路繼電器直接與負載連接，當電源輸入負壓浪涌的時候對負載無保護，導致負載供電電壓容易低于所需門限。
實用新型內容
[0007]為解決上述問題，本實用新型提供一種電路結構簡單，成本低廉的主備用電源切換電路，通過簡單電路搭建的電壓檢測單元檢測主用電源的電壓值，并經過延遲單元的緩沖作用，對繼電器的開關進行切換控制，從而保證了切換的穩(wěn)定性，另外，通過本主備電源切換電路，能夠保證主用電源下電切換時間要比上電切換時間快很多，實現主用電源故障時的快速切換，保護負載持續(xù)供電。
[0008]另外，本實用新型采用二極管設置為防逆流單元，能有效避免浪涌干擾，提高電路的浪涌防護能力。
[0009]本實用新型的技術方案是:一種主備電源切換電路，設置于主用、備用電源輸出端與負載輸入端之間，包括繼電器，第一二極管；
[0010]所述主用電源輸出端分別與所述繼電器第一輸入端和繼電器線圈的輸入端相連，所述備用電源輸出端與所述繼電器第二輸入端相連，所述繼電器輸出端與所述負載輸入端相連；
[0011]所述第一二極管的陽極與所述備用電源的輸出端相連，所述第一二極管的陰極與所述負載輸入端相連；
[0012]進一步地,還包括:電壓檢測單元、延遲單元；
[0013]所述電壓檢測單元的輸入端與所述主用電源的輸出端相連，所述電壓檢測單元的輸出端與所述延遲單元的輸入端相連，用于檢測所述主用電源的輸出電壓；
[0014]所述延遲單元的輸出端與所述繼電器線圈輸出端相連，用于消除繼電器切換產生的瞬態(tài)沖擊。
[0015]進一步地，主備電源切換電路還包括第一電阻，所述第一電阻一端與所述主用電源輸出端相連，所述第一電阻另一端與所述繼電器線圈的輸入端相連，用于控制輸入所述繼電器線圈輸入端的電流。
[0016]進一步地，所述電壓檢測單元包括第二電阻，第三電阻，第四電阻，第一三極管；
[0017]所述第二電阻一端與所述主用電源輸出端相連，所述第二電阻另一端與所述第三電阻串聯接地；
[0018]所述第四電阻一端與所述第二電阻和第三電阻的公共端相連，所述第四電阻的另一端與所述第一三極管的基極相連；
[0019]所述第一三極管的發(fā)射極接地；
[0020]所述第一三極管的集電極與所述繼電器的線圈輸出端相連。
[0021]進一步地，所述延遲單元還包括第一電容；
[0022]所述第一電容一端與所述第二電阻和第三電阻的公共端相連，所述第一電容的另一端接地；
[0023]進一步地,所述主備電源切換電路還包括反饋單元；
[0024]所述反饋單元的輸入端與所述延遲單元相連，所述反饋單元的輸出端與所述電壓檢測單元相連。
[0025]進一步地，所述反饋單元包括第五電阻，第二三極管；
[0026]所述第二三極管的發(fā)射極接地；
[0027]所述第二三極管的基極與所述繼電器線圈輸出端相連；
[0028]所述第二三極管的集電極通過所述第五電阻與所述第二電阻和第三電阻的公共端相連。
[0029]進一步地，所述反饋單元還包括第六電阻，第二電容；
[0030]所述第二電容與所述第六電阻并聯后一端與所述第二三極管基極相連，另一端與所述繼電器線圈輸出端相連；
[0031]進一步地，主備電源切換電路還包括一防逆流單元，所述防逆流單元一端與所述繼電器輸出端相連，所述防逆流單元另一端與所述負載輸入端相連。
[0032]進一步地，所述防逆流單元為第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述繼電器輸出端相連，所述第二二極管的陰極與所述負載輸入端相連。
[0033]本實用新型能夠達到的有益效果如下:
[0034]本實用新型所提出的實施例中，通過采用三級管、電容、電阻等基本元件實現主用電源電壓檢測，電路結構簡單，易于實現，成本低廉。
[0035]另外，通過本主備電源切換電路，能夠保證主用電源下電切換時間要比上電切換時間快很多，實現主用電源故障時的快速切換，保護負載持續(xù)供電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為現有技術中主備電源切換電路結構示意圖。
[0037]圖2為本實用新型實施例一主備電源切換電路原理框圖。
[0038]圖3為本實用新型實施例一主備電源切換電路結構示意圖。
[0039]圖4為本實用新型實施例二主備電源切換電路原理框圖。
[0040]圖5為本實用新型實施例二主備電源切換電路結構示意圖。
[0041]圖6為本實用新型實施例三主備電源切換電路原理框圖。
[0042]圖7為本實用新型實施例三主備電源切換電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本實用新型更加易于理解，以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步地介紹，但不作為對本實用新型的限定。
[0044]實施例一:
[0045]參見圖2所述，為本實用新型實施例一主備電源切換電路原理框圖，包括主用電源，備用電源，繼電器，第一二極管Dl和負載，還包括第一電阻R1，電壓檢測單元和延遲單元。具體的，主用電源和備用電源分別通過繼電器與負載連接，用于給負載供電，主用電源與電壓檢測單元和延遲單元串聯連接，延遲單元另一端與繼電器線圈輸出端相連，主用電源與繼電器線圈之間連接有第一電阻R1，用于對主用電源的電壓進行分壓，使得流過繼電器線圈的電流滿足繼電器要求，電壓檢測單元用于檢測主用電源的電壓值，并經過延遲單元的緩沖作用，對繼電器的開關進行切換控制，從而保證了切換的穩(wěn)定性。
[0046]圖3為本實用新型實施例一主備電源切換電路結構示意圖，如圖3所示，包括:主用電源，備用電源，繼電器，負載，第一二極管Dl,第一電阻Rl,第二電阻R2,第一電容Cl,第三電阻R3，第一三極管Q1，第四電阻R4，主用電源的輸出端與繼電器的第一靜觸點ΙΝ_0Ν相連，備用電源的輸出端與繼電器的第二靜觸點IN_0FF連接，繼電器的動觸點OUT與負載連接，第一二極管Dl的陽極與備用電源連接，第一二極管Dl的陰極與負載連接。主用電源通過串聯第二電阻R2和第三電阻R3接地，主用電源與繼電器線圈之間連接有第一電阻R1，繼電器的線圈的輸出端與第一三極管Ql的集電極相連，第一三極管Ql的發(fā)射極接地，第一三極管Ql的基極通過串聯第四電阻R4和第一電容Cl接地，第二電阻R2與第三電阻R3的公共端和第四電阻R4與第一電容Cl的公共端相連。
[0047]具體的:
[0048]主用電源上電時，主用電源電壓經過第二電阻R2和第三電阻R3分壓并給第一電容Cl充電，經過一定的時間使得VB點的電壓達到0.7V，由于第四電阻R4的存在，此時第一三極管Ql的基極到發(fā)射極還沒有導通，當VB點的電壓繼續(xù)上升，當達到0.7V+AV(AV為第四電阻R4的電壓)后，第一三極管Ql的基極到發(fā)射極導通，第一三極管Ql開始工作，合理選取第一電阻R1，使得流經繼電器線圈上的電流大小符合繼電器的規(guī)格要求，此時繼電器將第一靜觸點IN_ON和繼電器的動觸點OUT連接，由主用電源給負載供電。
[0049]當主用電源電壓從工作正常狀態(tài)轉為斷電失效過程時(即，主用電源下電時)，由于主用電源斷電，當主用電源電壓下降到使得VB點電壓不能打開第一三極管Ql的時候，第一三極管Ql立即關閉，使得沒有流經繼電器線圈上的電流，此時繼電器將第二靜觸點IN_OFF和繼電器的動觸點OUT點連接，由備用電源給負載供電。
[0050]在本實用新型切換電路中，當主用電源發(fā)生故障無電壓時，第一電容Cl中的電量通過第四電阻R4和第一三極管Ql進行瀉放，瀉放電流與當初上電時候第四電阻R4的充電電流是大小相同的，而現在放電只需要VB點電壓從0.7V+AV瀉放到0.7V以下即可另第一三極管Ql關閉(一般AV遠小于0.7V)，因此主用電源下電切換時間要比上電切換時間快很多，能夠實現主用電源故障時的快速切換，保護負載持續(xù)供電。
[0051]當主用電源從斷電到恢復正常時，主用電源電壓逐漸升高的過程中繼電器第一靜觸點ΙΝ_0Ν節(jié)點電壓正常升高，而VB節(jié)點電壓受到第二電阻R2和第一電容Cl充電的影響只能緩慢上升，因此可以確保主用電源電壓升高超過門限一段時間穩(wěn)定后，VB節(jié)點電壓才能把第一三極管Ql打開，保證了切換的穩(wěn)定進行。
[0052]在繼電器切換過程中，備用電源通過第一二極管Dl通道給負載供電，以避免負載在繼電器切換過程中能夠持續(xù)供電。
[0053]需要說明的是，第一三極管Ql可以為NPN三極管，也可以為NMOS管，第一電容Cl可以為一個或多個并聯電容。
[0054]本實施例一電路通過簡單的第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3，第四電阻R4以及第一電容Cl，第一三極管Ql的電路連接，能夠實現主用電源上電切換緩慢，保證主備電源切換過程的穩(wěn)定性，同時能夠保證主用電源下電切換快速，能夠實現主用電源故障時的快速切換。
[0055]實施例二:
[0056]參見圖4所示，為本實用新型實施例二主備電源切換電路原理框圖，本實施例提供的主備電源切換電路在圖2所示的基礎上增加反饋單元,反饋單元一端與延時單元輸出端相連接，一端與電壓檢測單元輸出端相連接，以便防止繼電器反復切換縮短繼電器的壽命和影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0057]圖5為本實用新型實施例二主備電源切換電路結構示意圖，圖5在圖3的基礎上增加了反饋單元，所述反饋單元包括:第五電阻R5，第六電阻R6，第二電容C2，第二三極管Q2，第二二極管Q2的發(fā)射極接地，第六電阻R6與第二電容C2并聯，一端接第二二極管Q2的基極，一端接第一三極管Ql的發(fā)射極，第五電阻R5 —端與第二二極管Q2的集電極連接，另一端與第三電阻R3連接。
[0058]本實用新型提供的反饋電路防止繼電器在主電源臨界門限的時候反復切換縮短繼電器的壽命和影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，相當于一個回滯區(qū)域。
[0059]需要說明的是，本實施例中，第一三極管Ql可以為NPN三極管，也可以為NMOS管，第二三極管Q2為NPN三極管。
[0060]具體的:
[0061]當主用電源剛剛上電的時候，第一三極管Ql閉合，VB點電壓緩慢上升，VC點電壓快速上升，當VC點電壓到達0.7v以上的時候，第二三極管Q2打開，第五電阻R5的瀉放使得VB點電壓的上升更加緩慢，一旦VB點上升到0.7v，三極管Ql打開，VC點電壓迅速下降，第二三極管Q2閉合，第五電阻R5不再從VB點分流，因此VB點電壓上升加快，確保三極管Ql打開的更充分。
[0062]當主用電源下電的時候，開始第一三極管Ql打開，第二三極管Q2關閉，當VB點電壓逐漸下降到0.7v以下的時候，第一三極管Ql關閉，VC點電壓快速升高，導致第二三極管Q2打開，第五電阻R5從VB點分流，VB點電壓下降速度更快，第一三極管Ql關閉的更加完全。
[0063]進一步地，本實用新型使用上述正反饋電路中的第二三極管Q2給繼電器線圈的控制電流一個回流瀉放的通道，當主用電源故障切換的時候，第一三極管Ql關閉，此時繼電器線圈上的電流需要瀉放通道，否則會在VC點形成高壓擊穿第一三極管Ql。本電路的瀉放通道就是走第二電容C2和第六電阻R6，然后經過第二三極管Q2的基級到發(fā)射極到地，靈巧的省略了 一個單獨的瀉放二極管。
[0064]實施例三:
[0065]參見圖6所示，為本實用新型實施例三主備電源切換電路原理框圖，本實施例提供的主備電源切換電路是在圖4所示的基礎上增加防逆流單元，所述防逆流單元設置在繼電器與負載之間，從而提升負載的抗浪涌能力。
[0066]圖7為本實用新型實施例三主備電源切換電路結構示意圖，圖7在圖5的基礎上增加了第二二極管D2和第三二極管D3，第二二極管D2的陽極與繼電器的輸出端相連接，第二二極管D2的陰極與負載相連接，第三二極管D3與第一二極管Dl串聯。
[0067]當主用電源被短路快速下電或者負壓浪涌導致繼電器輸出端電壓低于負載VL點電壓，此時第二二極管D2可以阻止負載中儲能電容放電，因此下電速度較慢，給繼電器切換更加充裕的時間。
[0068]需要說明的是，本實施例中，第一三極管Ql可以為NPN三極管，也可以為NMOS管，
第二三極管Q2為NPN三極管。
[0069]應當理解的是，對本實用新型技術所在領域的普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案及其構思進行相應的等同改變或者替換，而所有這些改變或者替換，都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種主備電源切換電路，設置于主用、備用電源輸出端與負載輸入端之間，包括繼電器，第一二極管； 所述主用電源輸出端分別與所述繼電器第一輸入端和繼電器線圈的輸入端相連，所述備用電源輸出端與所述繼電器第二輸入端相連，所述繼電器輸出端與所述負載輸入端相連； 所述第一二極管的陽極與所述備用電源的輸出端相連，所述第一二極管的陰極與所述負載輸入端相連； 其特征在于，還包括:電壓檢測單元、延遲單元； 所述電壓檢測單元的輸入端與所述主用電源的輸出端相連，所述電壓檢測單元的輸出端與所述延遲單元的輸入端相連，用于檢測所述主用電源的輸出電壓； 所述延遲單元的輸出端與所述繼電器的線圈輸出端相連，用于消除繼電器切換產生的瞬態(tài)沖擊。
2.如權利要求1所述的主備電源切換電路，其特征在于，還包括第一電阻，所述第一電阻一端與所述主用電源輸出端相連，所述第一電阻另一端與所述繼電器線圈的輸入端相連，用于控制輸入所述繼電器線圈輸入端的電流。
3.如權利要求2所述的主備電源切換電路，其特征在于，所述電壓檢測單元包括第二電阻，第三電阻，第四電阻，第一三極管； 所述第二電阻一端與所述主用電源輸出端相連，所述第二電阻另一端與所述第三電阻串聯接地； 所述第四電阻一端與所述第二電阻和第三電阻的公共端相連，所述第四電阻的另一端與所述第一三極管的基極相連； 所述第一三極管的發(fā)射極接地； 所述第一三極管的集電極與所述繼電器的線圈輸出端相連。
4.如權利要求3所述的主備電源切換電路，其特征在于，所述延遲單元還包括第一電容； 所述第一電容一端與所述第二電阻和第三電阻的公共端相連，所述第一電容的另一端接地。
5.如權利要求4所述的主備電源切換電路，其特征在于，還包括反饋單元； 所述反饋單元的輸入端與所述延遲單元輸出端相連，所述反饋單元的輸出端與所述電壓檢測單元相連。
6.如權利要求5所述的主備電源切換電路，其特征在于，所述反饋單元包括第五電阻，第二三極管； 所述第二三極管的發(fā)射極接地； 所述第二三極管的基極與所述繼電器線圈輸出端相連； 所述第二三極管 的集電極通過所述第五電阻與所述第二電阻和第三電阻的公共端相連。
7.如權利要求6所述的主備電源切換電路，其特征在于，所述反饋單元還包括第六電阻，第二電容； 所述第二電容與所述第六電阻并聯后一端與所述第二三極管基極相連，另一端與所述繼電器線圈輸出端相連。
8.如權利要求7所述的主備電源切換電路，其特征在于，還包括一防逆流單元，所述防逆流單元一端與所述繼電器輸出端相連，所述防逆流單元另一端與所述負載輸入端相連。
9.如權利要求8所 述的主備電源切換電路，其特征在于，所述防逆流單元為第二二極管，所述第二二極管的陽極與所述繼電器輸出端相連，所述第二二極管的陰極與所述負載輸入端相連。
【文檔編號】H02J9/06GK203734374SQ201320888827
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉培元, 董理源 申請人:瑞斯康達科技發(fā)展股份有限公司