一種雙電源自動控制與檢測電路的製作方法

2023-10-11 16:52:54 1

本實用新型涉及一種雙電源自動控制與檢測電路，是基於微控制器、切換電路、RS觸發器電路等模塊組成的雙電源控制電路，涉及到監測電子設備領域。

背景技術：

雙電源供電是現有監測設備為了提高系統可靠性、功能持續性的一種設計方法，當一種常用電源故障或掉電後，備用電源自動切換啟動，系統可在備用電源的供電情況下繼續工作。因其可實現連續不間斷的工作，因此廣泛用於電子設備、大型機電拖動、公共設施等設計中。本實用新型主要介紹一種利用與監測類電子設備中的雙電源設計。

在土木結構安全監測行業中，對被測結構物如基坑、邊坡、橋梁等設施的監測需要保證一定的連續性，因此行業中一般採用UPS電源或內置鋰電池的方法實現，成本較高。而在鋰電池供電時的切換響應、低電量保護存在不足，導致經常鋰電池放電過低損壞等故障。雖然鋰電池內部具有低電壓保護功能，但可靠性較低，且無法對電源狀態的監測功能。

由於在土木安全監測行業，對雙電源或備用電源的需求越來越大，而傳統的設計方法在成本、可靠性上具有一定的局限性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種雙電源自動控制與檢測電路，可實現雙電源供電系統的自動控制、自動切換、電壓檢測、智能診斷功能。

本實用新型要解決的技術問題就在於：（1）可實現雙電源的自動切換和電壓檢測功能，並判斷當前電源的工況。（2）可對鋰電池電量低時對鋰電池進行保護。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的以下技術方案：

一種雙電源自動控制與檢測電路，它包括有直流電源輸入接口、鋰電池備用電源輸入接口以及自動切換電路；所述直流電源輸入接口、鋰電池備用電源輸入接口與自動切換電路連接；

自動切換電路與DC-DC轉換器連接；

電源電壓採樣電路輸入至微型控制器的採集埠；可採集切換電路的電壓值，並利用直流電壓、鋰電池供電時的電壓差值進行智能判讀。

RS觸發器功能的控制電路與DC-DC轉換器連接；RS觸發器功能的控制電路分別與直流電源輸入接口和微型控制器連接。當檢測到鋰電池電量低時，關斷負載，並能保持控制信號。RS觸發器功能的控制電路，觸發器輸出信號控制DC-DC轉換器的使能管腳。

本實用新型的有益效果：

本實用新型分別利用了切換電路、檢測電路、分立電晶體實現的RS觸發器等電路實現電源自動切換、控制信號保持、電壓檢測、電源狀態檢測功能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖；

圖2為雙電源控制檢測電路示意圖。

具體實施方式

一種雙電源自動控制與檢測電路，它包括有直流電源輸入接口1、鋰電池備用電源輸入接口2以及自動切換電路3；所述直流電源輸入接口1、鋰電池備用電源輸入接口2與自動切換電路3連接；

自動切換電路3與DC-DC轉換器5連接；

電源電壓採樣電路6輸入至微型控制器7的採集埠；

RS觸發器功能的控制電路4與DC-DC轉換器5連接；RS觸發器功能的控制電路4分別與直流電源輸入接口1和微型控制器7連接。

具體列舉：採用的兩個肖特基二極體SS14實現，兩個二極體採用陰極共連，陽極端各接直流電源輸入和鋰電池輸入。由於直流電源電壓為12V，而鋰電池電壓一般為7~8.4V，因此，利用二極體的單向導通特性，當直流電壓電壓為12V時，與鋰電池串聯的二極體不導通。當直流電源電壓掉電時，與鋰電池串聯的二極體導通，此時系統通過鋰電池供電工作。

為了實現電源的狀態檢測，本實用性新型將電壓採樣電路的取樣點設計到了切換電路的輸入端。利用直流電源電壓為12V，而鋰電池電壓一般為7~8.4V的特性，進行取樣、採集。採樣電阻的比例為3:1，因此當直流供電時，採樣點的電壓為3V；當為鋰電池供電時，根據電量的不同，採樣點的電壓為1.75~2.1V。因此利用此特性，可實現電源供電狀態的檢測、電池電量的檢測功能。

在控制和電池低電量保護功能上，採用了分立電晶體實現的RS觸發電路控制DC-DC使能端的方法實現，其基本原理是：有兩個電晶體組成的兩路反向器，進行輸入接輸出、輸出接輸入的方式進行連接，組成了RS觸發器。並將觸發器的輸出端接入DC-DC的使能端。其中DC-DC的使能為高電平工作、低電平關斷。

當系統為市電或鋰電池供電時，輸入RS觸發器的電平為高，因此經過兩次反向後，RS觸發器輸出為高，此時DC-DC工作。只有當電池電量低時，為了保護鋰電池，微型控制器在檢測到電量低需關斷時，置低控制管腳，此時RS觸發器輸出為低，並保持，防止鋰電池重複啟動。