備用電源切換控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種備用電源切換控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電子設(shè)備中，主電源可能突然掉電，會(huì)使系統(tǒng)運(yùn)行過程中正在處理的數(shù)據(jù)丟失。 因此，需要對主電源進(jìn)行備電延時(shí)，使主電源掉電后備用電源繼續(xù)給核心系統(tǒng)供電，保證系 統(tǒng)關(guān)鍵信息能夠進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0003] 備電延時(shí)是設(shè)置備用電源，在主電源掉電時(shí)，使備用電源為核心系統(tǒng)供電，備用電 源的供電時(shí)間即為備電延時(shí)時(shí)間。目前一般是基于超級(jí)電容設(shè)計(jì)單板備用電源，在主電源 工作期間，主電源同時(shí)為作為備用電源的超級(jí)電容充電，當(dāng)主電源掉電后，切換至備用電源 為負(fù)載系統(tǒng)供電，直至主電源恢復(fù)或備電延時(shí)時(shí)間超時(shí)。
[0004] 但是，當(dāng)備用電源供電時(shí)，若主電源恢復(fù)供電，在由備用電源切換至主電源的過程 中，負(fù)載系統(tǒng)的電流會(huì)有較大的波動(dòng)，從而會(huì)影響負(fù)載系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種備用電源切換控制方法和裝置，用于提高使用備用電源為 負(fù)載供電時(shí)的穩(wěn)定性。
[0006] 第一方面提供一種備用電源切換控制裝置，包括：主供電回路和備電回路；
[0007] 主電源與負(fù)載通過所述主供電回路和所述備電回路分別連接；
[0008] 所述備電回路包括備用電源、備用電源充放電電路、比較控制電路和備電回路開 關(guān)；
[0009] 所述主電源通過所述備用電源充放電電路為所述備用電源充電，所述比較控制電 路與所述備用電源連接，所述備用電源充放電電路與所述負(fù)載通過所述備電回路開關(guān)連 接；
[0010] 所述比較控制電路檢測所述備用電源的電壓，當(dāng)所述備用電源的電壓大于第一電 壓閾值時(shí)，所述比較控制電路控制所述備電回路開關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)所述備用電源的電壓小于第 二電壓閾值時(shí)，所述比較控制電路控制所述備電回路開關(guān)斷開；
[0011] 其中，所述第一電壓閾值為所述備用電源的飽和電壓，所述第二電壓閾值使所述 備用電源為所述負(fù)載供電時(shí)，所述負(fù)載的工作電壓不小于最小工作電壓并且所述負(fù)載的工 作時(shí)間不小于最小備電時(shí)間。
[0012] 結(jié)合第一方面，在第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述備用電源為超級(jí)電容。
[0013] 結(jié)合第一方面或第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn) 方式中，所述備用電源充放電電路包括限流電阻，所述限流電阻用于使所述主電源對所述 備用電源的充電電流小于所述備用電源的最大充電電流閾值。
[0014] 結(jié)合第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所 述備用電源充放電電路還包括第一二極管，所述第一二極管的正極與所述備用電源連接， 所述第一二極管的負(fù)極與所述備電回路開關(guān)連接，所述第一二極管用于使所述備用電源為 所述負(fù)載供電時(shí)的放電壓降小于預(yù)設(shè)閾值。
[0015] 結(jié)合第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所 述比較控制電路為滯回比較控制電路，所述滯回比較控制電路包括比較器、三極管和滯回 電路；
[0016] 所述比較器與所述備用電源連接，所述比較器的輸出端與所述三極管的基極連 接，所述三極管的集電極與所述備電回路開關(guān)連接，所述滯回電路與所述比較器的輸出端 連接；
[0017] 所述比較器用于將所述備用電源的電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)所述備用 電源的電壓大于第一電壓閾值時(shí)，所述比較器向所述三極管的基極輸出高電平，使所述三 極管工作在飽和區(qū)，并使所述三極管控制所述備電回路開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)所述備用電源的電壓 小于第二電壓閾值時(shí)，所述比較器向所述三極管的基極輸出低電平，使所述三極管工作在 截止區(qū)，并使所述三極管控制所述備電回路開關(guān)斷開；
[0018] 所述滯回電路用于當(dāng)所述備用電源的電壓在第一電壓閾值和第二電壓閾值之間 時(shí)，保持所述比較器的輸出電壓不變。
[0019] 結(jié)合第一方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，
[0020] Vth2^Vcc+VF
[0021]
[0022] 其中，Vthl為所述第一電壓閾值，Vth2為所述第二電壓閾值，Vcc為所述負(fù)載的最小 工作電壓，vF為所述第一二極管的壓降，vHS所述比較器的最小滯回區(qū)間電壓，I為所述負(fù) 載的工作電流，T為所述負(fù)載的最小備電時(shí)間，C為所述備用電源的電容量。
[0023] 結(jié)合第一方面第四種或第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面第六種可能的實(shí)現(xiàn)方 式中，所述負(fù)載為CPU，所述比較器為所述CPU內(nèi)部的邏輯比較器。
[0024] 結(jié)合第一方面至第一方面第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第 一方面第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述備電回路開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0025] 結(jié)合第一方面至第一方面第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第 一方面第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述主供電回路包括第二二極管，所述備電回路包括第 三二極管；
[0026] 所述第二二極管的正極與所述主電源連接，所述第二二極管的負(fù)極與所述負(fù)載連 接；所述第三二極管的正極與所述主電源連接，所述第三二極管的負(fù)極與所述備用電源充 放電電路連接并通過所述備電回路開關(guān)與所述負(fù)載連接。
[0027] 結(jié)合第一方面至第一方面第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第 一方面第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述負(fù)載為CPU，所述主電源和所述備用電源通過線性電 源與所述CPU連接。
[0028] 第二方面提供一種備用電源切換控制方法，應(yīng)用于使用主電源和備用電源為負(fù)載 供電的電子設(shè)備中，其中，所述主電源與所述負(fù)載始終連接，所述主電源為所述備用電源充 電，所述方法包括：
[0029] 檢測所述備用電源的電壓，當(dāng)所述備用電源的電壓大于第一電壓閾值時(shí)，控制所 述備用電源與所述負(fù)載之間的備電回路開關(guān)導(dǎo)通，使所述備用電源與所述負(fù)載連接，當(dāng)所 述用電源的電壓小于第二電壓閾值時(shí)，控制所述備用電源與所述負(fù)載之間的備電回路開關(guān) 斷開，使所述備用電源與所述負(fù)載斷開；
[0030] 其中，所述第一電壓閾值為所述備用電源的飽和電壓，所述第二電壓閾值使所述 備用電源為所述負(fù)載供電時(shí)，所述負(fù)載的工作電壓不小于最小工作電壓并且所述負(fù)載的工 作時(shí)間不小于最小備電時(shí)間。
[0031] 結(jié)合第二方面，在第二方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述備用電源為超級(jí)電容。
[0032] 結(jié)合第二方面或第二方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面第二種可能的實(shí)現(xiàn) 方式中，所述主電源通過限流電阻為所述備用電源充電，所述限流電阻用于使所述主電源 對所述備用電源的充電電流小于所述備用電源的最大充電電流閾值。
[0033] 結(jié)合第二方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所 述備用電源通過第一二極管與所述負(fù)載連接，所述第一二極管的正極與所述備用電源連 接，所述第一二極管的負(fù)極與所述備電回路開關(guān)連接，所述第一二極管用于使所述備用電 源為所述負(fù)載供電時(shí)的放電壓降小于預(yù)設(shè)閾值。
[0034] 結(jié)合第二方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所 述檢測所述備用電源的電壓，當(dāng)所述備用電源的電壓大于第一電壓閾值時(shí)，控制所述備用 電源與所述負(fù)載之間的備電回路開關(guān)導(dǎo)通，使所述備用電源與所述負(fù)載連接，當(dāng)所述用電 源的電壓小于第二電壓閾值時(shí)，控制所述備用電源與所述負(fù)載之間的備電回路開關(guān)斷開， 使所述備用電源與所述負(fù)載斷開，包括：
[0035] 通過比較器檢測所述備用電源的電壓，將所述備用電源的電壓與所述比較器預(yù)設(shè) 的參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)所述備用電源的電壓大于第一電壓閾值時(shí)，所述比較器向三極管 的基極輸出高電平，使所述三極管工作在飽和區(qū)，并使所述三極管控制所述備電回路開關(guān) 導(dǎo)通，使所述備用電源與所述負(fù)載連接，當(dāng)所述備用電源的電壓小于第二電壓閾值時(shí)，所述 比較器向三極管的基極輸出低電平，使所述三極管工作在截止區(qū)，并使所述三極管控制所 述備電回路開關(guān)斷開，使所述備用電源與所述負(fù)載斷開；
[0036] 其中，當(dāng)所述備用電源的電壓在第一電壓閾值和第二電壓閾值之間時(shí)，保持所述 比較器的輸出電壓不變。
[0037] 結(jié)合第二方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，
[0038] Vth2^Vcc+VF
[0039]
[0040] 其中，Vthl為所述第一電壓閾值，Vth2為所述第二電壓閾值，Vcc為所述負(fù)載的最小 工作電壓，vF為所述第一二極管的壓降，vHS所述比較器的最小滯回區(qū)間電壓，I為所述負(fù) 載的工作電流，T為所述負(fù)載的最小備電時(shí)間，C為所述備用電源的電容量。
[0041] 結(jié)合第二方面第四種或第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二方面第六種可能的實(shí)現(xiàn)方 式中，所述負(fù)載為CPU，所述比較器為所述CPU內(nèi)部的