專利名稱：一種雙路供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙路供電裝置。
背景技術(shù)：
在信息化時代，無論是政府部門還是大型企業(yè)使用的計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、或者數(shù)據(jù)存儲器等重要設(shè)備，為了防止動力電突然掉電使正在工作的設(shè)備出現(xiàn)重要數(shù)據(jù)丟失的情況發(fā)生，通常都需要配置標(biāo)準(zhǔn)時間或“長延時”的儲備能源來保證系統(tǒng)的正常使用。后備電池作為一種儲備能源，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛引用應(yīng)運(yùn)而生。鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池(鐵電池)等二次電池由于具有高能量密度、長壽命、無污染、體積小、便于攜運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為市場的主流后備電池產(chǎn)品。為了防止電池出現(xiàn) 過充電或過放電狀態(tài)，保證電池的安全性能和避免出現(xiàn)電池特性惡化現(xiàn)象，必須在鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池等二次電池組中安裝保護(hù)電路。由于MCU(Micro Control Unit，中文名稱為微控制單元)具有運(yùn)算功能強(qiáng)大、軟件編程靈活等特點(diǎn)，以其為核心的保護(hù)電路由此具備了功能多元化，使用靈活，可擴(kuò)展性高的突出優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為電池保護(hù)電路中主流的設(shè)計(jì)方案。由于保證后備電池正常充電和放電的多個功能電路都是由MCU來控制實(shí)現(xiàn)的，因此為MCU提供穩(wěn)定可靠的電源保證MCU可靠穩(wěn)定工作尤其重要?，F(xiàn)有技術(shù)供電方案如下使用機(jī)械開關(guān)接入后備電池，然后通過DC/DC轉(zhuǎn)換產(chǎn)生隔離電源為MCU供電。此方案設(shè)計(jì)成本高，操作不便，且后備電池大部分時間段處于不對外部負(fù)載設(shè)備供電的階段，這時后備電池仍然保持對MCU等功能電路進(jìn)行供電，時間一長，造成后備電池自放電嚴(yán)重，影響后備電池的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有供電方案造成的后備電池自放電嚴(yán)重、影響后備電池使用壽命的技術(shù)問題，提供一種能根據(jù)需要提供電能的雙路供電裝置。一種雙路供電裝置，包括整流模塊，用于對交流市電進(jìn)行整流；充電轉(zhuǎn)換電路模塊，用于在MCU模塊的控制下將整流模塊輸出的電壓進(jìn)行升壓，用以給后備電源模塊充電；后備電源模塊，用于提供電能；雙路供電模塊，用于隔離所述整流模塊與LDO模塊，以及隔離后備電源模塊與LDO模塊；LDO模塊，用于對電壓進(jìn)行線性穩(wěn)壓；MCU模塊，用于控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊給后備電源模塊充電，及檢測后備電源模塊的荷電狀態(tài)以選擇雙路供電模塊的供電通路；所述整流模塊一端連接交流市電，另一端連接所述雙路供電模塊和所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊；所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊連接所述后備電源模塊；所述后備電源模塊連接所述雙路供電模塊；所述雙路供電模塊連接所述LDO模塊；所述LDO模塊連接所述MCU模塊；所述MCU模塊分別連接所述后備電源模塊、充電轉(zhuǎn)換電路模塊及雙路供電模塊。該雙路供電裝置在交流市電正常供電時，MCU模塊切斷后備電源模塊的供電，不消耗后備電源模塊的電能，并控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊給后備電源模塊充電，提高后備電源模塊的使用壽命；當(dāng)交流市電掉電時，MCU模塊控制雙路供電模塊使后備電源模塊給MCU模塊供電，保證MCU模塊能夠繼續(xù)正常工作。
·[0015]圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例I提供的雙路供電裝置示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的雙路供電裝置示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3提供的雙路供電裝置示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開關(guān)模塊電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型?，F(xiàn)有技術(shù)中后備電池大部分時間段處于不對外部負(fù)載設(shè)備供電的階段，但仍然保持對MCU模塊進(jìn)行供電，時間一長，造成后備電池自放電嚴(yán)重，影響后備電池的使用壽命。本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙路供電裝置，解決了現(xiàn)有的技術(shù)中存在的MCU模塊供電電路設(shè)計(jì)成本高、操作不便的技術(shù)問題，還能提高后備電池的使用壽命。如圖I所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例I提供的雙路供電裝置示意圖，該雙路供電裝置包括整流模塊11、充電轉(zhuǎn)換電路模塊12、后備電源模塊13、雙路供電模塊14、LDO (lowdropout regulator,意為低壓差線性穩(wěn)壓器)模塊15、MCU模塊16。所述整流模塊11用于對交流市電進(jìn)行整流；所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊12用于在MCU模塊16的控制下將整流模塊11輸出的電壓進(jìn)行升壓，用以給后備電源模塊13充電；所述后備電源模塊13用于提供電能；所述雙路供電模塊14用于隔離所述整流模塊11與LDO模塊15，以及隔離后備電源模塊13與LDO模塊15 ;所述LDO模塊15用于對電壓進(jìn)行線性穩(wěn)壓；所述MCU模塊16用于控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊12給后備電源模塊13充電，及檢測后備電源模塊13的荷電狀態(tài)以選擇雙路供電模塊14的供電通路；所述整流模塊11 一端連接交流市電，另一端連接所述雙路供電模塊14和所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊12 ;所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊12連接所述后備電源模塊13 ;所述后備電源模塊13連接所述雙路供電模塊14 ;所述雙路供電模塊14連接所述LDO模塊15 ;所述LDO模塊15連接所述MCU模塊16 ;所述MCU模塊15分別連接所述后備電源模塊13、充電轉(zhuǎn)換電路模塊12及雙路供電模塊14。LDO為低壓差線性穩(wěn)壓器，是相對于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來說的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出3V以上，否則就不能正常工作。但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉(zhuǎn)3. 3v，輸入與輸出的壓差只有I. 7v，顯然是不滿足條件的。針對這種情況，才有了 LDO類的電源轉(zhuǎn)換芯片。此處采用LDO模塊，在于其輸出精度高文波小，便于給MCU模塊提供電源。該雙路供電裝置在交流市電正常供電時，MCU模塊切斷后備電源模塊的供電，不消耗后備電源模塊的電能，并控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊給后備電源模塊充電，提高后備電源模塊的使用壽命；當(dāng)交流市電掉電時，MCU模塊控制雙路供電模塊使后備電源模塊給MCU模塊供電，保證MCU模塊能夠繼續(xù)正常工作。作為本實(shí)用新型實(shí)施例2，如圖2所示，包括整流模塊21、充電轉(zhuǎn)換模塊22、后備電源模塊23、第一隔離支路241、第二隔離支路242、LDO模塊25、MCU模塊26。與實(shí)施例I相比，此實(shí)施例將雙路供電模塊具體為第一隔離支路241、第二隔離支路242。所述第一隔離支路241連接在所述整流模塊21和所述LDO模塊25之間； 所述第二隔離支路242連接在所述后備電源模塊23與所述LDO模塊25之間；所述MCU模塊26連接所述第二隔離支路242。第一隔離支路和第二隔離支路使兩支路中的電流單向流通，避免第一通路的電壓通過第二隔離支路給后備電源模塊充電造成的供電電壓不穩(wěn)定，從而也避免第二通路的電壓通過第一隔離支路反向流通造成的供電電壓不穩(wěn)定；另外，在交流市電正常供電，后備電源模塊荷電狀態(tài)為100%時，第二隔離支路還能在MCU模塊的控制下斷開，消除后備電源模塊供電，造成后備電源模塊自放電嚴(yán)重的現(xiàn)象，提高后備電源模塊的使用壽命。作為本實(shí)用新型實(shí)施例3，如圖3所示，包括整流模塊31、充電轉(zhuǎn)換電路模塊32、后備電源模塊33、第一隔離二極管341、第二隔離二極管3421、開關(guān)模塊3422、反向擊穿二極管3423、LDO模塊35、MCU模塊36。所述第一隔離支路具體包括第一隔離二極管341，所述第二隔離支路具體包括第二隔離二極管3421、開關(guān)模塊3422、反向擊穿二極管3423。與實(shí)施例2相比，此實(shí)施例中第一隔離二極管341相當(dāng)于實(shí)施例2中的第一隔離支路。該第一隔離二極管341為正向?qū)ǘO管，便于隔離整流模塊31和LDO模塊35。第二隔離二極管3421、開關(guān)模塊3422、反向擊穿二極管3423相當(dāng)于實(shí)施例2中的第二隔離支路，所述第二隔離二極管3421 —端連接所述后備電源模塊33，另一端連接所述開關(guān)模塊3422 ;所述開關(guān)模塊3422連接所述反向擊穿二極管3423 ;所述反向擊穿二極管3423連接所述LDO模塊35 ;所述MCU模塊36連接所述開關(guān)模塊3422。該第二隔離二極管3421為正向?qū)ǘO管，便于隔離后備電源模塊33和開關(guān)模塊 3422。所述本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開關(guān)模塊具體電路如圖4所示，包括第一電子開關(guān)Q1、第二電子開關(guān)Q2、第一保護(hù)電阻R1、第二保護(hù)電阻R2 ；所述第一電子開關(guān)Ql的源極與所述第二隔離二極管輸出端連接，漏極連接所述反向擊穿二極管；柵極連接所述第二電子開關(guān)Q2的漏極；所述第二電子開關(guān)Q2的源極接地，柵極與所述MCU模塊連接；所述第一保護(hù)電阻Rl連接于所述第一電子開關(guān)Ql的柵極和源極之間，所述第二保護(hù)電阻R2連接于所述第二電子開關(guān)Q2的柵極和源極之間。所述第一電子開關(guān)為PMOS管，所述第二電子為NMOS管。雙路供電裝置中整流模塊將所述交流市電轉(zhuǎn)換為12V直流電。符合供電電壓的需求。由于鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池等二次電池由于具有高能量密度、長壽命、無污染、體積小、便于攜運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)，所述后備電源模塊選取鋰離子電池、或磷酸鐵鋰電池、或鋰離子電池組、或磷酸鐵鋰電池組。現(xiàn)結(jié)合圖3、圖4詳述雙路供電裝置的工作原理，具體如下當(dāng)雙路供電裝置開始供電時，充電轉(zhuǎn)換電路模塊32處于關(guān)閉狀態(tài)，開關(guān)模塊3244處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)交流市電正常供電時，整流模塊31輸出的12V直流電通過第一隔離二極管341接入到LDO模塊35的輸入端，使LDO模塊35的輸出端輸出合適的穩(wěn)定電壓到MCU模塊36，給MCU模塊36供電。同時，MCU模塊36輸出使能信號給充電轉(zhuǎn)換電路模塊32，使充電轉(zhuǎn)換電路模塊32開啟，將整流模塊31輸出的12伏直流電進(jìn)行升壓，給后備電源模塊33充電；充電完畢后，充電轉(zhuǎn)換電路模塊32自動進(jìn)行關(guān)閉。 當(dāng)交流市電掉電時，LDO模塊35提供給MCU模塊36的電壓發(fā)生改變，此時MCU模塊36根據(jù)輸出控制信號到開關(guān)模塊3422控制開關(guān)模塊3422中第二電子開關(guān)Q2導(dǎo)通，從而控制第一電子開關(guān)Ql導(dǎo)通，反向擊穿二極管3423被反向擊穿，后備電源模塊33通過第二隔離二極管3421開關(guān)模塊3422、反向擊穿二極管3423、LD0模塊35給MCU模塊36提供穩(wěn)定的電壓，從而保證MCU模塊36正常工作。當(dāng)交流市再次正常供電時，整流模塊31輸出的12V直流電通過第一隔離二極管341接入到LDO模塊35的輸入端，使LDO模塊35的輸出端輸出合適的穩(wěn)定電壓到MCU模塊36，給MCU模塊36供電。同時，MCU模塊36再次輸出使能信號給充電轉(zhuǎn)換電路模塊32，使充電轉(zhuǎn)換電路模塊32開啟，將整流模塊31輸出的12伏直流電進(jìn)行升壓，給后備電源模塊33充電；以便當(dāng)交流市電掉電時，后備電源模塊33有足夠的電量維持以MCU模塊36的正常運(yùn)行。充電完畢后，充電轉(zhuǎn)換電路模塊32自動進(jìn)行關(guān)閉。在充電過程中，當(dāng)后備電源模塊33的電壓小于12V電壓時，反向擊穿二極管3423正向?qū)ǎ捎诘诙綦x二極管3421的存在，第二隔離二極管3421反向截止，因此，12V電壓不會直接對后備電源模塊33反充電，避免造成LDO模塊35輸入端的電壓波動，實(shí)現(xiàn)12V電壓對MCU模塊36穩(wěn)定可靠的供電。當(dāng)后備電源模塊33的電壓比12V電壓高的時候，反向擊穿二極管3423被反向擊穿，后備電源模塊33經(jīng)過反向擊穿二極管3423輸入到LDO模塊343的輸入端的電壓小于12V電壓，MCU模塊35主要由12V電壓供電。當(dāng)后備電源模塊33充電完畢或者后備電源模塊33長時間處于不對外供電的階段，MCU模塊36輸出控制信號到開關(guān)模塊3422以切斷后備電源模塊33對MCU模塊36的供電，防止后備電源模塊33無謂損耗，減少后備電源模塊33充電次數(shù)和反復(fù)充電頻率，提高后備電源模塊33的使用壽命。該雙路供電裝置在交流市電正常供電時，MCU模塊切斷后備電源模塊的供電，不消耗后備電源模塊的電能，并控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊給后備電源模塊充電，提高后備電源模塊的使用壽命；當(dāng)交流市電掉電時，MCU模塊控制雙路供電模塊使后備電源模塊給MCU模塊供電，保證MCU模塊能夠繼續(xù)正常工作。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種雙路供電裝置，其特征在于，包括 整流模塊，用于對交流市電進(jìn)行整流； 充電轉(zhuǎn)換電路模塊，用于在MCU模塊的控制下將整流模塊輸出的電壓進(jìn)行升壓，用以給后備電源模塊充電； 后備電源模塊，用于提供電能； 雙路供電模塊，用于隔離所述整流模塊與LDO模塊，以及隔離后備電源模塊與LDO模塊； LDO模塊，用于對電壓進(jìn)行線性穩(wěn)壓； MCU模塊，用于控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊給后備電源模塊充電，及檢測后備電源模塊的荷電狀態(tài)以選擇雙路供電模塊的供電通路； 所述整流模塊一端連接交流市電，另一端連接所述雙路供電模塊和所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊；所述充電轉(zhuǎn)換電路模塊連接所述后備電源模塊；所述后備電源模塊連接所述雙路供電模塊；所述雙路供電模塊連接所述LDO模塊；所述LDO模塊連接所述MCU模塊；所述MCU模塊分別連接所述后備電源模塊、充電轉(zhuǎn)換電路模塊及雙路供電模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述雙路供電模塊具體包括第一隔離支路、第二隔離支路； 所述第一隔離支路連接在所述整流模塊和所述LDO模塊之間； 所述第二隔離支路連接在所述后備電源模塊與所述LDO模塊之間； 所述MCU模塊連接所述第二隔離支路。
3.如權(quán)利要求2所述的雙路供電裝置，其特征在干，所述第一隔離支路具體包括第一隔離ニ極管。
4.如權(quán)利要求3所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述第一隔離ニ極管為正向?qū)ē藰O管。
5.如權(quán)利要求2所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述第二隔離支路具體包括第二隔離ニ極管、開關(guān)模塊、反向擊穿ニ極管； 所述第二隔離ニ極管一端連接所述后備電源模塊，另一端連接所述開關(guān)模塊；所述開關(guān)模塊連接所述反向擊穿ニ極管；所述反向擊穿ニ極管連接所述LDO模塊；所述MCU模塊輸出端連接所述開關(guān)模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的雙路供電裝置，其特征在干，所述開關(guān)模塊包括 第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第一保護(hù)電阻、第二保護(hù)電阻； 所述第一電子開關(guān)的源極與所述第二隔離ニ極管輸出端連接，漏極連接所述反向擊穿ニ極管；柵極連接所述第二電子開關(guān)的漏極； 所述第二電子開關(guān)的源極接地，柵極與所述MCU模塊連接； 所述第一保護(hù)電阻連接于所述第一電子開關(guān)的柵極和源極之間，所述第二保護(hù)電阻連接于所述第二電子開關(guān)的柵極和源極之間。
7.如權(quán)利要求6所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述第一電子開關(guān)為PMOS管，所述第二電子為NMOS管。
8.如權(quán)利要求5所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述第二隔離ニ極管為正向?qū)ē藰O管。
9.如權(quán)利要求I所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述整流模塊將所述交流市電轉(zhuǎn)換為12V直流電。
10.如權(quán)利要求I所述的雙路供電裝置，其特征在于，所述后備電源模塊為鋰離子電池、或磷酸鐵鋰電池、或鋰離子電池組、或磷酸鐵鋰電池組。
專利摘要一種雙路供電裝置，屬于電子電路領(lǐng)域，包括整流模塊、充電轉(zhuǎn)換電路模塊、后備電源模塊、雙路供電模塊、LDO模塊、MCU模塊；整流模塊一端連接交流市電，另一端連接雙路供電模塊和充電轉(zhuǎn)換電路模塊；充電轉(zhuǎn)換電路模塊連接后備電源模塊；后備電源模塊連接雙路供電模塊；雙路供電模塊連接LDO模塊；LDO模塊連接MCU模塊；MCU模塊分別連接后備電源模塊、充電轉(zhuǎn)換電路模塊及雙路供電模塊。交流市電正常供電時，MCU模塊切斷后備電源模塊，不消耗后備電源模塊的電能，并控制充電轉(zhuǎn)換電路模塊給后備電源模塊充電，提高后備電源模塊的使用壽命；當(dāng)交流市電掉電時，MCU模塊控制后備電源模塊給MCU模塊供電，使MCU模塊繼續(xù)工作。
文檔編號H02J9/06GK202424296SQ201120472099
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者代祥軍, 潘秋平, 王勒言 申請人:比亞迪股份有限公司