專利名稱：電源切換電路及使用其的電源供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，尤指一種具有電源切換電路的電源供應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)通訊中使用的局端設(shè)備(Central Office Terminal，COT)，如非對稱數(shù)字用戶線(Asymmetrical Digital Subscriber Loop，ADSL)，必須具備一不間斷供應(yīng)的電源系統(tǒng)，以此來確保局端設(shè)備工作的可靠性。故，大多局端設(shè)備的電源供應(yīng)系統(tǒng)均具有一主用電源和一備份電源，即在局端設(shè)備的電源供應(yīng)系統(tǒng)中，當主用電源正常工作時，備份電源不工作；當主用電源出現(xiàn)異常情況無法提供正常電源至局端設(shè)備時，啟動備份電源，確保并維持局端設(shè)備正常工作。
圖1為傳統(tǒng)電源供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境圖，包括一交流電源10、一適配器20、一直流電源30、一電源切換電路40以及一局端設(shè)備50。其中，直流電源30為主用電源，其直接向局端設(shè)備50供電；交流電源10與適配器20的組合為備份電源，其中，適配器20用于將交流電源10輸出的信號轉(zhuǎn)換為適于局端設(shè)備50的直流信號。當主用電源正常工作時，直流電源30通過二極管D2輸出一直流信號Vout1至局端設(shè)備50；當主用電源出現(xiàn)異常情況時，電源切換電路40檢測到該異常，并切換備份電源開始工作，則適配器20將從交流電源10接收到的交流電壓轉(zhuǎn)換為適于局端設(shè)備50工作的直流電源，并通過一二極管D1輸出一轉(zhuǎn)換后的直流信號Vout2至局端設(shè)備50。其中，二極管D1與D2用于防止電源倒流至適配器20與直流電源30。
圖2為傳統(tǒng)電源供應(yīng)系統(tǒng)中電源切換電路40的模塊圖。所述電源切換電路40包括一分壓電路401、一參考電壓電路402、一比較電路403以及一開關(guān)電路404。其中，分壓電路401將從直流電源30接收到的直流信號Vout1進行分壓，并將分壓電壓送至比較電路403；參考電壓電路402產(chǎn)生一參考電壓，亦輸出至比較電路403，所述參考電壓為局端設(shè)備50正常工作的最小電壓。比較電路403比較參考電壓與分壓電壓，若分壓電壓大于參考電壓，則開關(guān)電路404關(guān)閉，電源切換電路40無信號輸出至適配器20，則采用直流電源30向局端設(shè)備50供電；若分壓電壓小于參考電壓，則開關(guān)電路404開啟，電源切換電路40有信號輸出至適配器20，則啟動備份電源(交流電源10與適配器20)向局端設(shè)備50供電。
由于傳統(tǒng)電源切換電路40中，只有一個參考電壓，假設(shè)為35V，當直流電源30的電壓低于35V時，電源切換電路40切換至備份電源進行供電。在此種情況下，若直流電源30在參考電壓上下波動時，如直流電源30在34V至36V之間來回變化，電源切換電路40相應(yīng)會在主用電源與備份電源之間切換，造成局端設(shè)備50供電不穩(wěn)定，并有損適配器20的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，需提供一種電源切換電路，其具有一冗余電壓范圍，可使使用其的電源供應(yīng)系統(tǒng)具有穩(wěn)定的電源供給。
另外，還需提供一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，其采用一具有電壓冗余的電源切換電路，穩(wěn)定局端設(shè)備的電源供給。
一種電源切換電路，包括一分壓電路、一第一參考電壓電路、一第二參考電壓電路、一第一比較電路、一第二比較電路、一合成電路以及一開關(guān)電路。分壓電路根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生一分壓電壓。第一參考電壓電路與第二參考電壓電路分別產(chǎn)生一第一參考電壓與一第二參考電壓。第一比較電路用于比較分壓電壓與第一參考電壓。第二比較電路用于比較分壓電壓與第二參考電壓。合成電路合成第一比較電路輸出的信號與第二比較電路輸出的信號。開關(guān)電路根據(jù)合成電路輸出信號，控制電源切換電路的輸出。
一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，包括一交流電源、一適配器、一直流電源以及一上述技術(shù)方案所述的電源切換電路。直流電源連接至局端設(shè)備，用于提供直流電壓。適配器連接于交流電源與局端設(shè)備之間，用于將接收到的交流電壓轉(zhuǎn)換為適于局端設(shè)備工作的直流電壓。電源切換電路連接于直流電源與適配器之間，用于選擇對局端設(shè)備的供電方式。

圖1為傳統(tǒng)電源供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用模塊圖。
圖2為傳統(tǒng)電源供應(yīng)系統(tǒng)的模塊圖。
圖3為本發(fā)明電源供應(yīng)系統(tǒng)的模塊圖。
圖4為本發(fā)明電源切換電路的具體電路圖。
具體實施方式本發(fā)明電源供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境與圖1所示傳統(tǒng)電源供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境相同，也包括一交流電源10、一適配器20、一直流電源30、一電源切換電路40以及一局端設(shè)備50，所述元件的連接關(guān)系與圖1所示的連接關(guān)系相同，在此不再贅述。為了避免傳統(tǒng)技術(shù)中所出現(xiàn)的問題，本發(fā)明實施方式中對電源切換電路40做了進一步改進。
圖3為本發(fā)明電源供應(yīng)系統(tǒng)中電源切換電路40′的模塊圖，電源切換電路40′包括一分壓電路401′、一第一參考電路402′、一第二參考電路403′、一第一比較電路404′、一第二比較電路405′、一合成電路406′以及一開關(guān)電路407′。其中，分壓電路401′將接收到的直流信號Vout1進行分壓，產(chǎn)生一分壓電壓，第一參考電壓電路402′產(chǎn)生一第一參考電壓，第二參考電壓電路403′產(chǎn)生一第二參考電壓。第一比較電路404′比較分壓電壓與第一參考電壓，并將第一比較結(jié)果輸出至合成電路406′。第二比較電路405′比較分壓電壓與第二參考電壓，并將第二比較結(jié)果輸出至合成電路406′。合成電路406′將第一比較結(jié)果與第二比較結(jié)果合成一合成信號，所述合成信號控制開關(guān)電路407′的開啟與關(guān)斷，繼而控制電源切換電路40′對局端設(shè)備供電方式的切換。在本實施方式中，第一參考電壓為6V，第二參考電壓為5V。
圖4為電源切換電路40′的具體電路圖。其中，第一比較電路404′包括一第一比較器A1，其具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端A。本實施方式中，第一比較器A1的第一輸入端為正極端，其與第一參考電壓電路402′電連接；第一比較器A1的第二輸入端為負極端，其與分壓電路401′電連接，用于比較分壓電壓與第一參考電壓。
第二比較電路405′包括一第二比較器A2，其也具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端B。本實施方式中，第二比較器A2的第一輸入端為正極端，其與分壓電路401′電連接；第二比較器A2的第二輸入端為負極端，其與第二參考電壓電路403′電連接，用于比較分壓電壓與第二參考電壓。
合成電路406′包括一第一與非門(NAND GATE)N1與第二與非門N2，上述與非門分別具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端。其中，第一與非門N1的第一輸入端與第一比較器A1的輸出端A相連，用于接收第一比較電路404′的比較結(jié)果，其第二輸入端與第二與非門N2的輸出端Qn+1′相連。第二與非門N2的第一輸入端與第二比較器A2的輸出端B相連，用于接收第二比較電路405′的比較結(jié)果，其第二輸入端與第一與非門N1的輸出端Qn+1相連。
開關(guān)電路407′包括一電阻R以及一開關(guān)元件M1，其中，開關(guān)元件M1具有一輸入端、一第一輸出端以及一第二輸出端。本實施方式中，開關(guān)元件M1為一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(metallic oxidesemiconductor field effect transistor，MOSFET)，輸入端為MOSFET M1的柵極，第一輸出端為MOSFET M1的漏極，第二輸出端為MOSFETM1的源極。其中，MOSFET M1的柵極與第一與非門406′的輸出端Qn+1相連，其漏極通過電阻R電性連接至一電壓源Vcc，其源極接地。又，MOSFET M1的漏極同時也輸出一信號Vc至適配器20。
本實施方式中，局端設(shè)備50的正常工作電壓為48V，其最低臨界值為35V，即若直流電源30的輸出小于35V時，電源切換電路40′從主用電源切換至備份電源向局端設(shè)備50供電。本實施方式中，分壓電路401′的分壓系數(shù)為7，即分壓后的電壓為分壓前電壓的七分之一。其中，合成電路406′中第一與非門N1與第二與非門N2的工作原理依照其真值表，如下表所示 當直流電源30輸出48V直流電壓時，分壓電路401′輸出的分壓電壓大于第一參考電壓6V與第二參考電壓5V，故第一比較器A1輸出端A的輸出信號為低電平0，第二比較器A2輸出端B的輸出信號為高電平1。根據(jù)真值表可知，第一與非門N1的輸出端Qn+1輸出信號為高電平1，第二與非門N2的輸出端Qn+1′輸出信號為低電平0。因此，MOSFET M1導(dǎo)通，漏極輸出電壓Vc為0，則此時無信號輸出至適配器20，故，電源切換電路40′不啟動備份電源，使用主用電源供電。
當直流電源30輸出直流電壓值從48V下降至42V以下時，例如38V，分壓電路401′輸出的分壓電壓小于第一參考電壓6V，而大于第二參考電壓5V，故第一比較器A1輸出端A的輸出信號為高電平1，第二比較器A2輸出端B的輸出信號為高電平1。根據(jù)真值表可知，第一與非門N1輸出端Qn+1的輸出信號與前一次輸出信號Qn相同，即為高電平1，第二與非門N2輸出端Qn+1′的輸出信號與前一次第一與非門N1輸出端Qn′的輸出信號反相，亦即為高電平1。因此，MOSFET M1導(dǎo)通，漏極輸出電壓Vc為0，則此時無信號輸出至適配器20，故，電源切換電路40′不啟動備份電源，仍使用主用電源供電。
當直流電源30輸出直流電壓值繼續(xù)從42V下降至35V以下時，例如32V，即下降至局端設(shè)備50正常工作的最小臨界值時，分壓電路401′輸出的分壓電壓小于第一參考電壓6V與第二參考電壓5V，故第一比較器A1輸出端A的輸出信號為高電平1，第二比較器A2輸出端B的輸出信號為低電平0。根據(jù)真值表可知，第一與非門N1輸出端Qn+1的輸出信號為低電平0，第二與非門N2輸出端Qn+1′的輸出信號為高電平1。因此，MOSFET M1截止，漏極輸出電壓Vc為Vcc，則此時有信號輸出至適配器20，故，電源切換電路40′啟動備份電源，使用備用電源供電。
然而，直流電源30的輸出電壓會在最小臨界值35V上下波動，若此時直流電源30的輸出電壓從32V回升至38V時，分壓電路401′輸出的分壓電壓小于第一參考電壓6V，而大于第二參考電壓5V，故第一比較器A1輸出端A的輸出信號為高電平1，第二比較器A2輸出端B的輸出信號為高電平1。根據(jù)真值表可知，第一與非門N1輸出端Qn+1的輸出信號與前一次輸出信號Qn相同，即為低電平0，第二與非門N2輸出端Qn+1′的輸出信號與前一次第一與非門N1輸出端Qn′的輸出信號反相，即為高電平1。因此，MOSFET M1截止，漏極輸出電壓Vc為Vcc，則此時有信號輸出至適配器20，故，電源切換電路40′啟動備份電源，仍使用備用電源供電。
當直流電源30輸出直流電壓值繼續(xù)從38V回升至42V以上時，例如又回升至48V，分壓電路401′輸出的分壓電壓大于第一參考電壓6V與第二參考電壓5V，故第一比較器A1輸出端A的輸出信號為低電平0，第二比較器A2輸出端B的輸出信號為高電平1。根據(jù)真值表可知，第一與非門N1輸出端Qn+1的輸出信號為高電平1，第二與非門N2輸出端Qn+1′的輸出信號為低電平0。因此，MOSFET M1導(dǎo)通，漏極輸出電壓Vc為0，則此時無信號輸出至適配器20，故，電源切換電路40′停止備份電源供電，使用主用電源供電。
本實施方式的電源切換電路40′將直流電源30供電分為以下三個電壓段一為大于42V，另一為小于42V但大于35V，再一為小于35V。其中，第二電壓段為電源切換電路40′的電壓冗于范圍，即當直流電源30的輸出電壓值從第二電壓段降至第三電壓段時，啟動備用電源，而當直流電源30的輸出電壓值從第三電壓段回升至第二電壓段時，不啟動主用電源，仍使用備份電源供電。
本實施方式的電源切換電路40′確保整個電路之穩(wěn)定性，同時確保局端設(shè)備50供電的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種電源切換電路，包括一分壓電路，用于根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生一分壓電壓；一第一參考電壓電路，用于產(chǎn)生一第一參考電壓；一第二參考電壓電路，用于產(chǎn)生一第二參考電壓；一第一比較電路，其分別連接至分壓電路與第一參考電壓電路，用于比較分壓電壓與第一參考電壓；一第二比較電路，其分別連接至分壓電路與第二參考電壓電路，用于比較分壓電壓與第二參考電壓；一合成電路，其分別連接至第一比較電路與第二比較電路，用于合成第一比較電路輸出的信號與第二比較電路輸出的信號；以及一開關(guān)電路，其與合成電路相連，用于控制電源切換電路的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其特征在于所述第一比較電路包括一第一比較器，其具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中，第一比較器的第一輸入端與第一參考電壓電路相連，第一比較器的第二輸入端與分壓電路相連。
3.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其特征在于所述第二比較電路包括一第二比較器，其具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中，第二比較器的第一輸入端與分壓電路相連，第二比較器的第二輸入端與第二參考電壓電路相連。
4.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其特征在于所述合成模塊包括一第一與非門，其具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中，所述第一與非門的第一輸入端接收第一比較器輸出的信號；以及一第二與非門，其具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中，所述第二與非門的第一輸入端接收第二比較器輸出的信號；其中，第一與非門的輸出端與第二與非門的第二輸入端相連，第二與非門的輸出端與第一與非門的第二輸入端相連。
5.如權(quán)利要求4所述的電源切換電路，其特征在于所述開關(guān)電路包括一電阻；以及一開關(guān)元件，其具有一輸入端、一第一輸出端以及一第二輸出端，其中，所述開關(guān)元件的輸入端與第一與非門的輸出端連接，所述開關(guān)元件的第一輸出端通過電阻與一電壓源連接，所述開關(guān)元件的第二輸出端接地。
6.如權(quán)利要求5所述的電源切換電路，其特征在于所述開關(guān)元件的第一輸出端為所述電源切換電路的輸出端。
7.如權(quán)利要求5所述的電源切換電路，其特征在于所述開關(guān)元件為一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
8.如權(quán)利要求7所述的電源切換電路，其特征在于所述開關(guān)元件的輸入端為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極。
9.如權(quán)利要求7所述的電源切換電路，其特征在于所述開關(guān)元件的第一輸出端為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的漏極。
10.如權(quán)利要求7所述的電源切換電路，其特征在于所述開關(guān)元件的第二輸出端為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的源極。
11.一種電源供應(yīng)系統(tǒng)，用于提供電能給局端設(shè)備，所述電源供應(yīng)系統(tǒng)包括一直流電源、一交流電源、一適配器以及一如權(quán)利要求1至10任一項所述的電源切換電路，其中，適配器用于將交流電源輸出的信號轉(zhuǎn)換為適于局端設(shè)備的直流信號，直流電源直接連接至局端設(shè)備并向其供電，電源切換電路連接于直流電源與適配器之間，用于轉(zhuǎn)換電源供應(yīng)系統(tǒng)的供電方式。
全文摘要
一種電源切換電路，包括一分壓電路、一第一參考電壓電路、一第二參考電壓電路、一第一比較電路、一第二比較電路、一合成電路以及一開關(guān)電路。分壓電路根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生一分壓電壓。第一參考電壓電路與第二參考電壓電路分別產(chǎn)生一第一參考電壓與一第二參考電壓。第一比較電路用于比較分壓電壓與第一參考電壓。第二比較電路用于比較分壓電壓與第二參考電壓。合成電路合成第一比較電路輸出的信號與第二比較電路輸出的信號。開關(guān)電路根據(jù)合成電路輸出信號，控制電源切換電路的輸出。本發(fā)明電源切換電路具有電壓冗余范圍，可使使用其的電源供應(yīng)系統(tǒng)具有穩(wěn)定的電源供給。
文檔編號H02M3/00GK1960152SQ200510100960
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者葉信輝 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司