專利名稱：低電壓雙電源回路裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為有關(guān)一種低電壓雙電源回路裝置及其控制方法，尤指利用雙電源控制回
路偵測第一電源裝置及第二電源裝置的優(yōu)先權(quán)，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)，可通過比較電壓大小，將第 一優(yōu)先的電源裝置切換成第二優(yōu)先的備用電源裝置，并由備用電源供電。
背景技術(shù)：
隨著電子科技的進(jìn)步，人們對電力電源的依靠性越來越高，所以無預(yù)警的停電事 件對于各行各業(yè)均會造成損失，尤其是各大電子科技公司內(nèi)皆設(shè)置有大量的高價(jià)格電子 系統(tǒng)設(shè)備，所以將造成難以估計(jì)的重大金額損失，而對電子系統(tǒng)設(shè)備(如桌上型電腦、準(zhǔn) 系統(tǒng)、伺服器及網(wǎng)路儲存裝置等)而言，如資料末經(jīng)備份，當(dāng)遇到無預(yù)警停電時(shí)，即面臨處 理中的資料全面流失的嚴(yán)重后果，為防止此種意外產(chǎn)生，市面上已出現(xiàn)多種不斷電系統(tǒng) (UPS)，如圖4所示，為習(xí)用的電路方塊圖，當(dāng)發(fā)生電力中斷時(shí)，立即以備用電源供應(yīng)電子系 統(tǒng)設(shè)備使用，藉此以提供充裕的操作時(shí)間完成儲存動作，并將電子系統(tǒng)設(shè)備關(guān)機(jī)，等待電力 恢復(fù)后再繼續(xù)電子系統(tǒng)設(shè)備操作。 但目前一般的不斷電系統(tǒng)，在實(shí)際使用時(shí)卻存在諸多的缺失，如 (1)該不斷電系統(tǒng)的內(nèi)部含有充電器及充電電池組，而充電器及充電電池組等元
件均為無法承受高溫，所以無法在高溫環(huán)境下，提供電子系統(tǒng)設(shè)備電源。
(2)該不斷電系統(tǒng)主要電源及備用電源無法同時(shí)啟動供電，只能選擇主要電源或
備用電源，當(dāng)電子系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生高負(fù)載情形時(shí)，以致無法提供足夠電源給電子系統(tǒng)設(shè)備。
(3)該不斷電系統(tǒng)的備用電源為由充電器通過市電進(jìn)行對充電電池組充電，當(dāng)發(fā)
生無預(yù)警的停電時(shí)，再由充電電池組供電，但該充電電池只可提供短暫的電源供應(yīng)時(shí)間，故
無法供應(yīng)充足的電源給電子系統(tǒng)設(shè)備使用，仍需等待市電恢復(fù)供應(yīng)。 因此，如何解決習(xí)用不斷電系統(tǒng)的問題與缺失，即為從事此行業(yè)的相關(guān)廠商所亟 欲研究改善的方向所在。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人有鑒于上述的問題與缺失，乃搜集相關(guān)資料，經(jīng)由多方評估及考量，并以從 事于此行業(yè)累積的多年經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)由不斷試作及修改，始設(shè)計(jì)出此種低電壓雙電源回路裝置 及方法的發(fā)明專利誕生者。 本發(fā)明的技術(shù)方案在于，提供一種低電壓雙電源回路裝置及其控制方法，第一電 源裝置及第二電源裝置為分別輸入至雙電源控制回路，而雙電源控制回路具有第一控制芯 片及第二控制芯片，且第一控制芯片及第二控制芯片分別與電源偵測回路、電源比較回路 及電源切換回路連接，而第一控制芯片及第二控制芯片通過電源偵測回路偵測第一電源裝 置及第二電源裝置的優(yōu)先權(quán)，當(dāng)?shù)谝粌?yōu)先的電源裝置發(fā)生斷電時(shí)，可通過電源比較回路比 較電壓大小，由電源切換回路將第一優(yōu)先的電源裝置切換成第二優(yōu)先的備用電源裝置，由 備用電源繼續(xù)供電外部電子裝置。
4
當(dāng)電源輸出點(diǎn)的電壓降低超過多個二極管的順向?qū)妷簳r(shí)，其第一電源裝置及
第二電源裝置連接的二極管產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)，使第一電源裝置及第二電源裝置提供電源至電
源輸出點(diǎn)，并通過多個二極管承受大電流，可防止大電流破壞多個N通道場效晶體管。
電源輸出點(diǎn)的電壓下降至第一控制芯片或第二控制芯片下限電壓時(shí)，該第一控制 芯片與第二控制芯片會分別將N通道場效晶體管(Ql)與N通道場效晶體管(Q2)關(guān)閉，同 時(shí)電源輸出點(diǎn)所連接的多個二極管產(chǎn)生導(dǎo)通。 本發(fā)明的技術(shù)效果為，可避免因停電而使外部電子裝置的重要資料流失，而形成 重大金額損失，可以避免雙電源控制回路故障損壞，可以使第一電源裝置與第二電源裝置 同時(shí)供應(yīng)至電源輸出點(diǎn)，使外部電子系統(tǒng)設(shè)備在高負(fù)載情形下仍能正常運(yùn)作。


圖1為本發(fā)明的電路方塊圖； 圖2為本發(fā)明的電路圖； 圖3為本發(fā)明的示意圖； 圖4為習(xí)用的電路方塊圖。 附圖標(biāo)記說明 1-第一電源裝置；ll-第一變壓器；2-第二電源裝置；21-第二變壓器；3-雙電源
控制回路；31A-第一控制芯片；314B-N通道場效晶體管；31B-第二控制芯片；315-電源輸 出點(diǎn)；311-分壓電阻；316-二極管；312-串聯(lián)電阻；32-電源偵測回路；313-二極管；33-電 源比較回路；314A-N通道場效晶體管；34-電源切換回路。
具體實(shí)施例方式
為達(dá)成上述目的及功效，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段及其構(gòu)造，現(xiàn)繪圖就本發(fā)明的 較佳實(shí)施例詳加說明其特征與功能如下，以利于完全了解。 請參閱圖1、圖2所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電路方塊圖、電路圖，由圖中所示可 清楚看出，本發(fā)明的低電壓雙電源回路為由第一電源裝置1、第二電源裝置2及雙電源控制 回路3所組成，其中 該第一電源裝置1為可供交流市電輸入，且第一電源裝置1內(nèi)設(shè)有將交流市電轉(zhuǎn) 換成低壓直流的第一變壓器11。 該第二電源裝置2為可供直流發(fā)電機(jī)電源輸入，且第二電源裝置2內(nèi)設(shè)有將直流 電轉(zhuǎn)換成低壓直流的第二變壓器21。該雙電源控制回路3為分別與第一電源裝置1及第二 電源裝置2相連接，而雙電源控制回路3具有第一控制芯片31A及第二控制芯片31B，(例 如第一控制芯片和第二控制芯片可使用LinearTechnology的LT4351芯片，但顯然第一控 制芯片和第二控制芯片并非局限于此)，且第一控制芯片31A及第二控制芯片31B分別與 由多個分壓電阻311、串聯(lián)電阻312及二極管313所組成的電源偵測回路32連接，而第一 控制芯片31A的PIN7腳位及第二控制芯片31B的PIN7腳位連接有多個分壓電阻311，且 第一控制芯片31A的PIN6腳位依序通過串聯(lián)電阻312及二極管313連接有第一電源裝置 1，并以第二控制芯片312的PIN6腳位依序通過串聯(lián)電阻312及二極管313連接有第二電 源裝置2，而第一控制芯片31A及第二控制芯片31B分別與由N通道場效晶體管(M0SFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor) (Ql) 314A及N通道場效晶體管 (MOSFET，Metal-Oxide-SemiconductorField-Effeet-Transistor) (Q2) 314B所組成的電源 比較回路33連接，而第一控制芯片31A的PIN1腳位及第二控制芯片31B的PIN1腳位分別 連接于N通道場效晶體管(Ql) 314A的柵極及N通道場效晶體管(Q2) 314B的柵極，且N通 道場效晶體管(Q1)314A的漏極及N通道場效晶體管(Q2)314B的漏極皆連接于電源輸出點(diǎn) 315，并以N通道場效晶體管(Q1)314A的源極連接至第一電源裝置l，再以N通道場效晶體 管(Q2)314B的源極連接至第二電源裝置2，而第一控制芯片31A及第二控制芯片31B分別 與由多個由分壓電阻311、串聯(lián)電阻312、二極管313、N通道場效晶體管(Q1)314A及N通道 場效晶體管(Q2) 314B所組成的電源切換回路34連接，而第一控制芯片31A的PIN7及第二 控制芯片31B的PIN7腳位連接有多個分壓電阻311，且第一控制芯片31A的PIN6腳位依序 通過串聯(lián)電阻312及二極管313連接有第一電源裝置1，并以第二控制芯片31B的PIN6腳 位依序通過串聯(lián)電阻312及二極管313連接有第二電源裝置2，再以第一控制晶片31A的 PIN1腳位及第二控制晶片31B的PIN1腳位分別連接于N通道場效電晶體(Ql) 314A的柵極 及N通道場效電晶體(Q2) 314B的閘極，且N通道場效電晶體(Ql) 314A的漏極及N通道場 效電晶體(Q2)314B的汲極皆連接于電源輸出點(diǎn)315，并以N通道場效電晶體(Q1)314A的源 極連接至第一 電源裝置1 ，再以N通道場效電晶體(Q2) 314B的源極連接至第二電源裝置2。
請參閱圖2、圖3所示，為本發(fā)明的電路圖、示意圖，由圖中所示可清楚看出，將 100-240V的交流市電輸入至第一電源裝置1，并通過第一電源裝置1的第一變壓器11將交 流市電轉(zhuǎn)換成低壓直流，再由第一電源裝置1輸入至雙電源控制回路3，而24-48V的直流發(fā) 電機(jī)輸入至第二電源裝置2，并通過第二電源裝置2的第二變壓器21將24-48V直流電壓 轉(zhuǎn)換成較低直流電壓，如5V，再由第二電源裝置2輸入至雙電源控制回路3，該電源偵測回 路32的串聯(lián)電阻312與第一電源裝置1及第二電源裝置2連接處，在出廠設(shè)定時(shí)只有第一 電源裝置1或第二電源裝置2的其一為連接有二極管313，當(dāng)?shù)谝浑娫囱b置11連接有二極 管313時(shí)，且第二電源裝置11未連接有二極管313時(shí)，該第一控制芯片31A及第二控制芯 片31B將把第一電源裝置1設(shè)為第一優(yōu)先的主要電源，而第二電源裝置2設(shè)為第二優(yōu)先的 備用電源，如此，第一控制芯片31A及第二控制芯片31B將第二電源裝置2關(guān)閉，而第一控 制芯片31A及第二控制芯片31B通過電源比較回路33比較N通道場效晶體管(Q1)314A及 N通道場效晶體管(Q2)314B所各連接的第一電源裝置1及第二電源裝置2電壓大小，而當(dāng) 第一電源裝置1的電壓為大于第二電源裝置2時(shí)，電源切換回路34會切換至第一電源裝置 1。 請參閱圖1、2所示，由圖中所示可清楚看出，電源切換回路34進(jìn)行第一電源裝置 1與第二電源裝置2切換過程中，由于會有切換的延遲斷電時(shí)間，所以電源輸出點(diǎn)315通過 多個二極管316分別連接有第一電源裝置11及第二電源裝置12，當(dāng)電源輸出點(diǎn)315的電 壓降低超過0. 4V時(shí)，因?yàn)槎鄠€二極管316的順向?qū)妷簽?. 4V，而N通道場效晶體管 (Q1)314A及N通道場效晶體管(Q2)314B的順向?qū)妷簽?. 7V，所以第一電源裝置1及 第二電源裝置2連接的二極管316會先產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)，而N通道場效晶體管(Ql) 314與及 N通道場效晶體管(Q2)314B不會導(dǎo)通，使第一電源裝置l及第二電源裝置2提供電源至電 源輸出點(diǎn)315，且該多個二極管316為可承受大電流，可防止大電流破壞N通道場效晶體管 (Ql) 314A及N通道場效晶體管(Q2) 314B，進(jìn)而保護(hù)N通道場效晶體管(Ql) 314A及N通道場效晶體管(Q2)314B。 此外，該雙電源控制回路3的電源輸出點(diǎn)315為可供外部電子系統(tǒng)設(shè)備4連接供 電，而當(dāng)?shù)谝浑娫囱b置1設(shè)為主要電源且外部電子系統(tǒng)設(shè)備4發(fā)生高負(fù)載情形時(shí)，其電源輸 出點(diǎn)315的電壓會下降，當(dāng)電壓下降至第一控制芯片31A的下限電壓，如5V下降至4. 5V時(shí)， 該第一控制芯片31A會將N通道場效晶體管(Q1)314A關(guān)閉，同時(shí)電源輸出點(diǎn)315所連接的 多個二極管316產(chǎn)生0. 4V以上的壓差，使多個二極管316產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)，而可將第一電源 裝置1與第二電源裝置2同時(shí)供應(yīng)至電源輸出點(diǎn)315。 上述本創(chuàng)作的低電壓雙電源回路裝置于實(shí)際使用時(shí)，為可具有下列各優(yōu)點(diǎn)，如
(1)可通過電源比較回路比較電壓大小，使電源切換回路將第一優(yōu)先的電源裝置 切換成第二優(yōu)先的備用電源裝置，由備用電源繼續(xù)供電外部電子裝置，避免因停電而使外 部電子裝置的重要資料流失，而形成重大金額損失。 (2)該多個二極管316為可承受大電流，可防止大電流破壞N通道場效晶體管 (Ql) 314A及N通道場效晶體管(Q2) 314B，進(jìn)而保護(hù)N通道場效晶體管(Ql) 314A及N通道 場效晶體管(Q2)314B，避免損壞雙電源控制回路3內(nèi)部其它元件。 (3)當(dāng)電源輸出點(diǎn)315的電壓降低超過0. 4V時(shí)，該第一電源裝置1及第二電源裝 置2連接的二極管316會產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)，使第一電源裝置1及第二電源裝置2提供電源至 電源輸出點(diǎn)315，所以不會有切換延遲斷電時(shí)間。 (4)當(dāng)電壓下降至第一控制芯片31A的下限電壓時(shí)，該第一控制芯片31A會將N通 道場效晶體管(Q1)314A關(guān)閉，同時(shí)多個二極管316產(chǎn)生正向?qū)?，而可將第一電源裝置1 與第二電源裝置2同時(shí)供應(yīng)至電源輸出點(diǎn)315，使外部電子系統(tǒng)設(shè)備4在高負(fù)載情形下仍能 運(yùn)作。 故，本發(fā)明為主要針對雙控制芯片通過電源偵測回路偵測第一 電源裝置及第二電 源裝置的優(yōu)先權(quán)，并由電源比較回路進(jìn)行電源大小的比較，再由電源切換回路在第一電源 裝置及第二電源裝置間進(jìn)行切換，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)，可通過切換成第一電源或第二電源供給 外部負(fù)載，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，非因此即局限本發(fā)明的專利范圍，故舉 凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖式內(nèi)容所為的簡易修飾及等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)同理包含于本發(fā)明 的專利范圍內(nèi)，合予陳明。 以上具體實(shí)施方式
僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其對本發(fā)明而言是說明性的，而非 限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不超出本發(fā)明精神和范圍的情況下，對之進(jìn)行變換、修改甚 至等效，這些變動均會落入本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，包括有第一電源裝置、第二電源裝置及雙電源控制回路，其中該第一電源裝置內(nèi)設(shè)有將外部輸入電源進(jìn)行變壓的第一變壓器；該第二電源裝置內(nèi)設(shè)有將外部輸入電源進(jìn)行變壓的第二變壓器；該雙電源控制回路為分別與第一電源裝置及第二電源裝置相連接，而雙電源控制回路具有第一控制芯片及第二控制芯片，且第一控制芯片及第二控制芯片分別與可偵測電源優(yōu)先權(quán)的電源偵測回路連接，而第一控制芯片及第二控制芯片分別與可進(jìn)行第一電源裝置及第二電源裝置大小比較的電源比較回路連接，而第一控制芯片及第二控制芯片分別與可進(jìn)行第一電源裝置及第二電源裝置切換的電源切換回路連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該電源偵測回路為至少 包括多個分壓電阻、串聯(lián)電阻及二極管。
3. 如權(quán)利要求2所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該第一控制芯片的PIN7 腳位及第二控制芯片的PIN7腳位連接有多個分壓電阻，且第一控制芯片的PIN6腳位依序 通過串聯(lián)電阻及二極管連接有第一電源裝置，并以第二控制芯片的PIN6腳位依序通過串 聯(lián)電阻及二極管連接有第二電源裝置。
4. 如權(quán)利要求1所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該電源比較回路連為至 少包括N通道場效晶體管(Ql)及N通道場效晶體管(Q2)。
5. 如權(quán)利要求4所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該電源比較回路的第一 控制芯片的PIN1腳位及第二控制芯片的PIN1腳位分別連接于N通道場效晶體管(Ql)的 柵極及N通道場效晶體管(Q2)的柵極，且N通道場效晶體管(Ql)的漏極及N通道場效晶 體管(Q2)的漏極皆連接于電源輸出點(diǎn)，并以N通道場效晶體管(Ql)的源極連接至第一電 源裝置，再以N通道場效晶體管(Q2)的源極連接至第二電源裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該電源切換回路為至少 包括多個分壓電阻、串聯(lián)電阻、二極管、N通道場效晶體管(Ql)及N通道場效晶體管(Q2)。
7. 如權(quán)利要求6所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該第一控制芯片的PIN7 及第二控制芯片的PIN7腳位連接有多個分壓電阻，且第一控制芯片的PIN6腳位依序通過 串聯(lián)電阻及二極管連接有第一電源裝置，并以第二控制芯片的PIN6腳位依序通過串聯(lián)電 阻及二極管連接有第二電源裝置，再以第一控制芯片的PIN1腳位及第二控制芯片的PIN1 腳位分別連接于N通道場效晶體管(Ql)的柵極及N通道場效晶體管(Q2)的柵極，且N通 道場效晶體管(Ql)的漏極及N通道場效晶體管(Q2)的漏極皆連接于電源輸出點(diǎn)，并以N 通道場效晶體管(Ql)的源極連接至第一電源裝置，再以N通道場效晶體管(Q2)的源極連 接至第二電源裝置。
8. 如權(quán)利要求1所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該雙電源控制回路的電 源輸出點(diǎn)通過多個二極管分別連接有第一 電源裝置及第二電源裝置。
9. 如權(quán)利要求l所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該第一電源裝置為供交 流市電輸入，且第一電源裝置設(shè)有將交流市電轉(zhuǎn)換成低壓直流的第一變壓器。
10. 如權(quán)利要求1所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，該第二電源裝置為供直 流發(fā)電機(jī)電源輸入，且第二電源裝置設(shè)有將直流電轉(zhuǎn)換成低壓直流的第二變壓器。
11. 一種低電壓雙電源回路控制方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的低電壓雙電源回路裝置，其特征在于，當(dāng)?shù)谝浑娫囱b置及第二電源裝置分別輸入至雙電源控制回路時(shí)，通過第 一電源裝置與串聯(lián)電阻的間連接有二極管，且第二電源裝置與串聯(lián)電阻的間無連接有二極 管，如此，第一控制芯片及第二控制芯片將把第一電源裝置設(shè)為第一優(yōu)先的主要電源，而第 二電源裝置設(shè)為第二優(yōu)先的備用電源，使第一控制芯片及第二控制芯片可通過電源偵測回 路偵測第一電源裝置及第二電源裝置的優(yōu)先權(quán)，并由第一控制芯片及第二控制芯片比較N 通道場效晶體管(Ql)及N通道場效晶體管(Q2)所各連接的第一電源裝置及第二電源裝置 電壓大小，而當(dāng)?shù)谝浑娫囱b置的電壓為大于第二電源裝置時(shí)，電源切換回路會切換至第一 電源裝置，再輸出至電源輸出點(diǎn)供應(yīng)電源。
12. 如權(quán)利要求11所述的低電壓雙電源回路控制方法，其特征在于，電源輸出點(diǎn)通過 多個二極管分別連接有第一電源裝置及第二電源裝置及外部電子系統(tǒng)設(shè)備，當(dāng)電源切換回 路進(jìn)行第一 電源裝置與第二電源裝置切換過程中產(chǎn)生延遲斷電，使電源輸出點(diǎn)的電壓降低 超過0. 4V時(shí)，該第一電源裝置及第二電源裝置連接的二極管會產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)，而N通道場 效晶體管(Ql)與及N通道場效晶體管(Q2)不會導(dǎo)通，使第一電源裝置及第二電源裝置提 供電源至電源輸出點(diǎn)，且該多個二極管為可承受大電流。
13. 如權(quán)利要求11所述的低電壓雙電源回路控制方法，其特征在于，電源輸出點(diǎn)通過 多個二極管分別連接有第一電源裝置及第二電源裝置及外部電子系統(tǒng)設(shè)備，而當(dāng)?shù)谝浑娫?裝置設(shè)為主要電源且外部電子系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生高負(fù)戴情形時(shí)，其電源輸出點(diǎn)的電壓會下降， 當(dāng)電壓下降至第一控制芯片的下限電壓，該第一控制芯片會將N通道場效晶體管(Ql)關(guān) 閉，同時(shí)電源輸出點(diǎn)所連接的多個二極管產(chǎn)生導(dǎo)通壓差，使多個二極管產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)，而可 將第一 電源裝置與第二電源裝置同時(shí)供應(yīng)至電源輸出點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明為有關(guān)一種低電壓雙電源回路裝置及其控制方法，包括有第一電源裝置、第二電源裝置及雙電源控制回路所組成，其中第一電源裝置及第二電源裝置為分別輸入至雙電源控制回路，而雙電源控制回路具有第一控制芯片及第二控制芯片，且第一控制芯片及第二控制芯片分別與電源偵測回路、電源比較回路及電源切換回路連接，而第一控制芯片及第二控制芯片通過電源偵測回路偵測第一電源裝置及第二電源裝置的優(yōu)先權(quán)，當(dāng)?shù)谝粌?yōu)先的電源裝置發(fā)生斷電時(shí)，可通過電源比較回路比較電壓大小，由電源切換回路將第一優(yōu)先的電源裝置切換成第二優(yōu)先的備用電源裝置，由備用電源繼續(xù)供應(yīng)外部電子裝置電源，避免外部電子裝置內(nèi)重要資料流失，而形成重大金額損失。
文檔編號H02J9/06GK101771291SQ20091000190
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者張寬雄 申請人:四零四科技股份有限公司