專利名稱：一種直流電源與備用電源的無縫切換單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及備用電源切換領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種直流電源 與備用電源的無縫切換單元。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)生活中，^艮多用電設(shè)備不允許發(fā)生突然停電.的情況，此類設(shè)備通 常都配有備用電源，在停電情況發(fā)生時(shí)，切換至備用電源供電，以保證"i殳備 持續(xù)工作。
目前，此種備用電源的切換單元一般采取以下方式l.后備式當(dāng)切換 單元檢測到停電后，切換到備用電源，切換需要一定的時(shí)間，有可能引起設(shè) 備重啟；2.在線式備用電源始終與設(shè)備連接，但其輸出電壓略低于外部供 電電源，因此當(dāng)外部電源供電正常時(shí)備用電源不能向設(shè)備輸出電力，當(dāng)出現(xiàn) 停電或外部供電電壓不足時(shí)，備用電源就會(huì)對設(shè)備供電。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù).中存在的不足，提供 一種直流電源與備用電源的無縫切換單元。
實(shí)用新型一種直流電源與備用電源的無縫切換單元，通過下述技術(shù)方案 予以實(shí)現(xiàn)，備用電源單元通過切換控制單元控制端與切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型 MOSFET柵極連接來控制其輸出；在失去外部直流供電時(shí)，切換控制單《控制 切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET接通備用電源繼續(xù)為設(shè)備供電。
本實(shí)用新型所述備用電源單元為備用電源輸出正端連接切換開關(guān)P溝道 增強(qiáng)型M0SFET漏極，備用電源輸出負(fù)端連接供電輸出負(fù)端；切換開關(guān)P溝道 增強(qiáng)型M0SFET源極連接供電輸出正端，切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET柵極 連接第五電阻一端；第五電阻另一端接切換控制信號(hào)；第三穩(wěn)壓管正端接切 換控制信號(hào)，負(fù)端接供電輸出正端。本實(shí)用新型所述備用電源切換控制單元為第 一 電阻分別連接直流輸入正
端和第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET柵極；第二電阻分別連接第一 N溝道增強(qiáng)型 MOSFET柵極和供電輸出負(fù)端；第一穩(wěn)壓管負(fù)端接第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET 柵極，第一穩(wěn)壓管正端接供電輸出負(fù)端；第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET源極接供 電輸出負(fù)端；第四電阻分別連接第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET漏極和第二 P溝道 增強(qiáng)型MOSFET柵極；第二 P溝道增強(qiáng)型MOSFET漏極接切換控制信號(hào)，第二 P溝道增強(qiáng)型MOSFET源極接供電輸出正端；第三電阻分別連接第二 P溝道增 強(qiáng)型MOSFET柵極和供電輸出正端；第二穩(wěn)壓管正端接第二 P溝道增強(qiáng)型 MOSFET柵極，第二3t、壓管負(fù)端接供電輸出正端；第六電阻分別連接切換控制 信號(hào)和供電輸出負(fù)端。
本實(shí)用新型切換單元在失去外部直流輸入時(shí)，將供電線路無間隙切換至 備用電源；本實(shí)用新型占用空間小、效率高、電路簡單可靠、成本低，具有 優(yōu)越的適應(yīng)性，適用于不同供電電壓直流設(shè)備的備用電源切換。
本實(shí)用新型具有如下有益效果
1. 本實(shí)用新型切換無間隙，保證設(shè)備連續(xù)工作。
2. 本實(shí)用新型控制部分采用增強(qiáng)型MOSFET為電壓'驅(qū)動(dòng)，功耗極低，工
作時(shí)基本不增加原系統(tǒng)功耗。
3. 本實(shí)用新型在切換動(dòng)作完畢后，備用電源通過切換開關(guān)P溝道增強(qiáng) 型MOSFET (QS1)對設(shè)備供電，能量損失極小。
4. 本實(shí)用新型適應(yīng)性好，只需根據(jù)設(shè)備使用電壓及功率，選擇切換開 關(guān)P溝道增強(qiáng)型MOSFET (QS1)即可。
5. 本實(shí)用新型采用器件均為切換控制器件，無大功率、高壓等特殊要 求，成本極低。
圖l是本實(shí)用新型備用電源單元電路圖； 圖2是本實(shí)用新型備用電源切換單元電路圖； 圖3是本實(shí)用新型示例完整電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。. 圖1為備用電源單元，備用電源輸出正端(+)連接切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型
M0SFET(QS1)漏極，備用電源輸出負(fù)端(-)連接供電輸出負(fù)端(供電輸出-)；切 換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET(QS1)源極連接供電輸出正端(供電輸出+)，柵極 連接第五電阻R5的1端；第五電阻R5的2端接切換控制信號(hào)CTL;第三穩(wěn) 莊管正端接切換控制信號(hào)CTL，負(fù)端接供電輸出正端(供電輸出+)。
圖2為備用電源切換控制單元，第一電阻Rl的2端接直流輸入正端(直 流輸入+),第一電阻Rl的1端接第一 N溝道增強(qiáng)型M0SFET (Ql)柵極；第二 電阻R2的2端接第一 N溝道增強(qiáng)型M0SFET(Q1)柵極，第二電阻R2的1端接 供電輸出負(fù)端(供電輸出-)；第一穩(wěn)壓管Dl負(fù)端接第一 N溝道增強(qiáng)型 M0SFET(Q1)柵極，正端接供電輸出負(fù)端(供電輸出-)；第一 N溝道增強(qiáng)型 MOSFET(Ql)源極接供電輸出負(fù)端(供電輸出-),漏極接第四電阻R4的2端； 第四電阻R4的1端接第二 P溝道增強(qiáng)型M0SFET(Q2)柵極；第二 P溝道增強(qiáng) 型M0SFET(Q2)漏極接切換控制信號(hào)CTL,源極接供電輸出正端(供電輸出+); 第三電阻R3的1端接第二P溝道增強(qiáng)型M0SFET(Q2)柵極，第三電阻R3的2 端接供電輸出正端(供電輸出+);第二穩(wěn)壓管D2正端^妄第二 P溝道增強(qiáng)型 M0SFET(Q2)柵極，負(fù)端接供電輸出正端(供電輸出+);第六電阻R6的2端接 切換控制信號(hào)CTL，第六電阻R6的1端接供電輸出負(fù)端(供電輸出-)。
圖3為示例完整電路圖，由直流供電系統(tǒng)，備用電源單元和備用電源切 換控制單元鎮(zhèn)成。當(dāng)直流供電系統(tǒng)正常工作時(shí)，第一電阻R1和第二電阻R2 對直流輸入電壓進(jìn)ff分壓并通過第一穩(wěn)壓管Dl限壓后，驅(qū)動(dòng)第一 N溝道增強(qiáng) 型MOSFET (Ql)導(dǎo)通，第三電阻R3和第四電阻R4對供電輸出電壓分壓并經(jīng)過 第二穩(wěn)壓管DS限壓后，驅(qū)動(dòng)第二 P溝道增強(qiáng)型M0SFET(Q2)導(dǎo)通，此時(shí)切換 控制端CTL電壓為供電輸出電壓，因此備用電源單元中.的切換開關(guān)P溝道增 強(qiáng)型M0SFET(QS1)關(guān)閉，由于備用電源輸出電壓與直流輸出電壓接近，所以 備用電源不會(huì)通過切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET(QS1)的寄生二極管對設(shè)備 供電，此時(shí)設(shè)備用電全部由直流電源提供。
當(dāng)外部直流供電突然停止或者供電電壓降低IV以上時(shí)，備用電源通過切 換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET(QS1)的寄生二極管對設(shè)備供電，此時(shí)供電電壓 為備用電源電壓減去切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET (QS1)上的壓降(約IV)， 由于直流供電停止，第一 N溝道增強(qiáng)型M0SFET(Q1)失去驅(qū)動(dòng)電壓隨即關(guān)閉， 第二 P溝道增強(qiáng)型MOSFET(Q"柵極被第三電阻R3上拉至此時(shí)的供電輸出電壓后關(guān)閉，隨后切換控制端CTL也被第六電阻下拉為低電平；切換開關(guān)P溝 道增強(qiáng)型M0SFET (QS1)受切換控制端CTL低電平驅(qū)動(dòng)后開啟，此時(shí)備用電源 通過切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型M0SFET(QS1)對設(shè)備供電，供電電壓與備用電源 輸出電壓相等。此切換過程速度很快，供電輸出電壓只出現(xiàn)瞬間的波動(dòng)，設(shè) 備使用的供電電壓越高，對設(shè)備的影響越小。
上面所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對 本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，
進(jìn)，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種直流電源與備用電源的無縫切換單元，其特征是，備用電源單元通過切換控制單元控制端與切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型MOSFET柵極連接來控制其輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電源與備用電源的無縫切換單元，其 特征是；所述備用電源單元為備用電源輸出正端連接切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型 MOSFET漏極，備用電源輸出負(fù)端連接供電輸出負(fù)端；切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型 MOSFET源極連接供電輸出正端，切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型MOSFET柵極連接第 五電阻一端；第五電阻另一端接切換控制信號(hào)；第三穩(wěn)壓管正端接切換控制 信號(hào)，負(fù)端接供電輸出正端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流電源與備用電源的無縫切換單元，其 特征是，所述備用電源切換控制單元為第一電阻分別連接直流輸入正端和第 一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET 4冊極；第二電阻分別連接第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET 柵極和供電輸出負(fù)端；第一穩(wěn)壓管負(fù)端接第一N溝道增強(qiáng)型MOSFET柵極，第 一穩(wěn)壓管正端接供電輸出負(fù)端；第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET源極接供電輸出負(fù) 端；第四電阻分別連接第一 N溝道增強(qiáng)型MOSFET漏極和第二 P溝道增強(qiáng)型 MOSFET柵極；第二 P溝道增強(qiáng)型MOSFET漏極接切換控制信號(hào)，第二 P溝道 增強(qiáng)型MOSFET源極接供電輸出正端；第三電阻分別連接第二 P溝道增強(qiáng)型 MOSFET柵極和供電輸出正端；第二穩(wěn)壓管正端接第二 P溝道增強(qiáng)型MOSFET 柵極，第二穩(wěn)壓管負(fù)端接供電輸出正端；第六電阻分別連接切換控制信號(hào)和 供電輸出負(fù)端。
專利摘要本實(shí)用新型一種直流電源與備用電源的無縫切換單元，通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，備用電源單元通過切換控制單元控制端與切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型MOSFET柵極連接來控制其輸出，在失去外部直流供電時(shí)，切換控制單元控制切換開關(guān)P溝道增強(qiáng)型MOSFET接通備用電源繼續(xù)為設(shè)備供電。本實(shí)用新型切換單元在失去外部直流輸入時(shí)，將供電線路無間隙切換至備用電源；本實(shí)用新型占用空間小、效率高、電路簡單可靠、成本極低，具有優(yōu)越的適應(yīng)性，適用于不同供電電壓直流設(shè)備的備用電源切換。
文檔編號(hào)H02J9/06GK201234161SQ20082007546
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者張明艷, 雷 李 申請人:天津力神電池股份有限公司