[实用新型]双电源自动切换与充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及双电源切换与充电技术领域，特别是一种双电源自动切换与充电电路。

背景技术

火箭测发控系统、医疗急救系统和安保系统等领域对关键设备的持续供电能力有较高要求，设计师常采用双电源为其提供稳定持续的工作电压。其中一个电源由设备外电源提供，称之为外部电源；另一个由设备自带电池提供。当外部电源工作正常时，设备仅由外部电源供电；当外部电源出现掉电时，则无缝切换到设备自带电池供电；当外部电源恢复正常时，再无缝切换回外部电源供电状态。为此，需设计一种体积小、功耗低、可靠性高和切换时间短的双电源自动切换电路。此外，为降低电池保障难度，上述电路还应具有利用外部电源为电池自动充电的功能。

常用的双电源切换做法是采取继电器切换或二极管并联切换方式，但上述切换方式都存在弊端。通常继电器的反应时间均在ms级，容易导致设备在电源切换过程中重启，难以适应对可靠性要求较高的场合。二极管虽没有电源切换时间问题，但大电流工作时的发热功率较大，给散热设计带来较大困难。此外，现有的双电源自动切换电路未考虑供电欠压与过压保护问题，也未设计电池自动充电电路，这给装备维护保障带来较大困难。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：提供一种双电源切换与充电电路，可为设备提供稳定而持续的工作电压。

本实用新型的技术解决方案是：

所述双电源自动切换与充电包括2个电源输入端Uin_1和Uin_2,1个工作电路输出端Uout，1个基准电压芯片，2个滤波电容U1和U2，4个电压比较器C1～C4，2个NPN型三极管Q1和Q2，6个PMOS管VT1～VT6，12个二极管D1～D12以及20个电阻R1～R20；电路输出端Uout接基准电压芯片的输入端，Vref为基准电压芯片的输出端，滤波电容U1一端接基准电压芯片的输入端，另一端接地线GND，滤波电容U2一端接基准电压芯片输出端Vref，另一端接地线GND；Uin_1为外部电源的输入端，Uin_2为外部电池的输入端；Uin_1共分4路输出，第1路接PMOS管VT3的漏极和二极管D9的正极，第2路经电阻R15接PMOS管VT1的漏极和二极管D7的正极，第3路经R1和R2接地线GND，R1和R2的连接端接电压比较器C1的同相“+”输入端，电压比较器C1的反相“-”输入端接基准电压芯片输出端Vref，第4路经R5和R6接地线GND，R5和R6的连接端接电压比较器C2的反相“-”输入端，电压比较器C2的同相“+”输入端接基准电压芯片输出端Vref；Uin_2共分4路输出，第1路接PMOS管VT5的漏极和二极管D11的正极，第2路经R11和R12接地线GND，R11和R12的连接端接电压比较器C4的反相“-”输入端，电压比较器C4的同相“+”输入端接基准电压芯片输出端Vref，第3路经R7和R8接地线GND，R7和R8的连接端接电压比较器C3的反相“-”输入端，电压比较器C3同相“+”输入端接基准电压芯片输出端Vref，第4路接PMOS管VT2的漏极和二极管D8的正极；电压比较器C1的输出端Uo1共分2路输出，第1路经上拉电阻R3接电路输出端Uout，第2路接二极管D1的负极；电压比较器C2的输出端Uo2共分2路输出，第1路经上拉电阻R4接电路输出端Uout，第2路接二极管D2的负极；电压比较器C3的输出端Uo3共分2路输出，第1路经上拉电阻R9接电路输出端Uout，第2路接二极管D5的正极；电压比较器C4的输出端Uo4共分2路输出，第1路经上拉电阻R10接电路输出端Uout，第2路接二极管D3的负极；二极管D1、D2共正极且分4路输出，第1路经上拉电阻R16接电路输出端Uout，第2路经限流电阻R17接三极管Q2基极，第3路接二极管D6的正极，第4路接二极管D4的负极；二极管D3、D4共正极且分2路输出，第1路经上拉电阻R20接电路输出端Uout，第2路经限流电阻R13接三极管Q1基极；二极管D5、D6共负极且分2路输出，第1路经下拉电阻R19接地线GND，第2路接PMOS管VT5和VT6的栅极；PMOS管VT4与VT6的漏极接电路输出端Uout；三极管Q1的射极接地线GND，基极分2路输出，第1路经上拉电阻R14接电路输出端Uout，第2路接PMOS管VT1和VT2的栅极；三极管Q2的射极接地线GND，基极分2路输出，第1路经上拉电阻R18接电路输出端Uout，第2路接PMOS管VT3和VT4的栅极；二极管D7和D8的负极端接PMOS管VT1和VT2的源极，二极管D9和D10的负极端接PMOS管VT3和VT4的源极，二极管D11和D12的负极端接PMOS管VT5和VT6的源极，二极管D10的正极端接PMOS管VT4的漏极，二极管D12的正极端接PMOS管VT6的漏极；电路输出端Uout接负载。