技术领域
[0001] 本
发明属于
电子设备供电技术领域，尤其涉及一种多级备用电源的电源切换系统。
背景技术
[0002] 静态随机
访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)是一种类型的
半导体存储器。"静态"是指只要不掉电，存储在SRAM中的数据就不会丢失。这一点与动态RAM(DRAM)不同，DRAM需要进行周期性的刷新操作。然后，我们不应将SRAM与
只读存储器(ROM)和FLASH Memory相混淆，因为SRAM是一种易失性存储器，它只有在电源保持连续供应的情况下才能够保持数据。"随机访问"是指存储器的内容可以以任何顺序访问，而不管前一次访问的是哪一个
位置。
[0003] 在一些电子产品中，随机存储器RAM和一些时钟
电路受到广泛应用，数据的不丢失和计时的准确性受到广泛关注，其大多采用图1所示的结构，当设备电源掉电后，切换到
备用电池对重要电路进行供电。该电路存在如下弊端，如果设备长时间没有工作(在仓库呆滞、老化)，电池容量就会降低，这样就会降低产品的可靠性。
发明内容
[0004] 针对
现有技术中的
缺陷，本发明提供了一种多级备用电源的电源切换系统，旨在解决现有技术中当设备长时间不工作时，电池容量降低，产品可靠性降低的问题。
[0005] 本发明所提供的技术方案是：一种多级备用电源的电源切换系统，包括主电源电路、备用供电电源以及
电压信号检测电路；
[0006] 其中，所述备用供电电源由多级冗余供电分支电路组成，且若干个级所述冗余供电分支电路分别与所述电压信号检测电路连接，所述主电源电路、备用供电电源分别为包含RAM、MCU在内的用电器件供电；
[0007] 所述电压信号检测电路对所述主电源电路的电压值进行检测，当检测到所述主电源电路电压低于预设值时，将供电电路切换到所述备用供电电源。
[0008] 作为一种改进的方案，所述主电源电路包括稳压
二极管D1、
三极管Q1和三极管Q2；
[0009] 其中，所述主电源输入端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1 的基极与所述三极管Q2的集
电极连接，所述三极管Q2的发射极接地；
[0010] 所述主电源输入端与所述三极管Q1的集电极之间的线路上设有第一电路
节点，所述第一电路节点引出的线路串接稳压二极管D1的反向端后接地，所述稳压二极管D1与接地端之间的线路线路上设有第二电路节点，所述第二电路节点引出的线路与所述三极管Q2的基极连接。
[0011] 作为一种改进的方案，所述备用供电电源为两级冗余电路，分别记为第一冗余供电分支电路和第二冗余供电分支电路。
[0012] 作为一种改进的方案，所述第一冗余供电分支电路包括第一电池BAT1、二极管D2、二极管D3、三极管Q3和三极管Q4；
[0013] 其中，所述第一电池BAT1的正极端与所述二极管D2的正向端连接，所述二极管D2的反向端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的发射极与所述二极管D2之间的线路上设有第三电路节点，所述第三电路节点引出的线路与所述三极管Q3的集电极连接；
[0014] 所述第三电路节点与所述三极管Q3的集电极之间的线路上设有第四电路节点，所述第四电路节点引出的线路串接二极管D3的反向端后接地，所述二极管D3与接地端之间的线路线路上设有第五电路节点，所述第五电路节点引出的线路与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的发射极与所述三极管 Q3的基极连接，所述三极管Q4的发射极接地。
[0015] 作为一种改进的方案其特征在于，所述第二冗余供电分支电路包括第二电池BAT2和MOS管Q5；
[0016] 所述MOS管Q5的源极与所述第二电池BAT2的正极连接，所述MOS管Q5 的漏极与电压输出端Uout连接，所述MOS管Q5的漏极与电压输出端Uout之间的线路上设有第六电路节点，所述第六电路节点引出的线路与所述三极管 Q3的集电极连接，所述MOS管的栅极与所述电压信号检测电路连接；
[0017] 所述电压输出端Uout连接包含RAM、MCU在内的用电器件。
[0018] 作为一种改进的方案，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极之间的线路上设有第七电路节点，所述第七电路节点引出的线路与所述电压信号检测电路连接；
[0019] 所述电压信号检测电路对所述第七电路节点的电压进行检测，当检测到电平由低电平转换为高电平时，向所述MOS管发送导通指令，由所述第二电池 BAT2供电。
[0020] 作为一种改进的方案，所述第六电路节点与所述电压输出端Uout之间设有滤波电路。
[0021] 作为一种改进的方案，所述滤波电路包括并联连接的电容C1和电容C2；
[0022] 所述第六电路节点与所述电压输出端Uout之间的线路上依次设有第七电路节点和第八电路节点，所述第七电路节点引出的线路串接电容C1后接地，所述第八电路节点引出的线路串接电容C2后接地。
[0023] 在本发明
实施例中，多级备用电源的电源切换系统包括主电源电路、备用供电电源以及电压信号检测电路；其中，所述备用供电电源由多级冗余供电分支电路组成，且若干个级所述冗余供电分支电路分别与所述电压信号检测电路连接，所述主电源电路、备用供电电源分别为包含RAM、MCU在内的用电器件供电；所述电压信号检测电路对所述主电源电路的电压值进行检测，当检测到所述主电源电路电压低于预设值时，将供电电路切换到所述备用供电电源，从而实现备用电池的多级冗余设计，而且通过该电压信号检测电路的设置实现供电的无缝切换，提高电池的可靠性，也解决因电池容量而影响设备性能的问题。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0025] 图1是本发明提供的多级备用电源的电源切换系统的结构电路图；
[0026] 其中，1、主电源电路，2、电压信号检测电路，3、第一电路节点，4、第二电路节点，5、第一冗余供电分支电路，6、第二冗余供电分支电路，7、第三电路节点，8、第四电路节点，9、第五电路节点，10、第六电路节点，11、第七电路节点，12、第八电路节点，13、MCU。
具体实施方式
[0027] 下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0028] 图1示出了本发明提供的多级备用电源的电源切换系统的电路图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。
[0029] 多级备用电源的电源切换系统包括主电源电路1、备用供电电源以及电压信号检测电路2；
[0030] 其中，所述备用供电电源由多级冗余供电分支电路组成，且若干个级所述冗余供电分支电路分别与所述电压信号检测电路2连接，所述主电源电路1、备用供电电源分别为包含RAM、MCU 13在内的用电器件供电；
[0031] 所述电压信号检测电路2对所述主电源电路1的电压值进行检测，当检测到所述主电源电路1电压低于预设值时，将供电电路切换到所述备用供电电源。
[0032] 在该实施例中，在电池备电电路中增加了多级欠压保护电路，而且实现了备用电池的多级冗余设计，二级冗余电池的设计通过MCU实现了无缝切换控制，电路简单、可维护性强，可广泛适用于
服务器、
物联网等多种电子设备中对备电电池的性能有需求的产品。
[0033] 在本发明实施例中，如图1所示，主电源电路1包括稳压二极管D1、三极管Q1和三极管Q2；
[0034] 其中，所述主电源输入端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1 的基极与所述三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的发射极接地；
[0035] 所述主电源输入端与所述三极管Q1的集电极之间的线路上设有第一电路节点3，所述第一电路节点3引出的线路串接稳压二极管D1的反向端后接地，所述稳压二极管D1与接地端之间的线路线路上设有第二电路节点4，所述第二电路节点4引出的线路与所述三极管Q2的基极连接。
[0036] 在该实施例中，在稳压二极管D1与接地端之间的线路上串接有分压
电阻 R1，该第二电路节点4与所述三极管Q2之间的线路上串接有电阻R2，在三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极之间的线路上串接有电阻R5，其中，该电阻R1、电阻R2以及电阻R5的阻值可根据实际分压情形进行选择和设置，在此不再赘述。
[0037] 其中，该稳压二极管D1的稳压值可以根据主电源的欠压值进行设置，具体为：欠压值＝稳压值+0.7V，当主
电源电压大于欠压值时，则三极管Q2导通，设备由主电源电路1供电，当主电源电压小于等于欠压值时，该三极管Q2关闭，由后续多级冗余供电分支电路进行供电，其中该多级冗余供电分支电路之间的切换由电压信号检测电路2实现，可由电压信号检测电路2实现无缝供电切换。
[0038] 在本发明实施例中，备用供电电源为多级冗余设计，为了便于说明，图中仅给出了两级冗余电路的设计，其中该两级冗余电路分别记为第一冗余供电分支电路5和第二冗余供电分支电路6；
[0039] 在该实施例中，结合图1所示，第一冗余供电分支电路5包括第一电池BAT1、二极管D2、二极管D3、三极管Q3和三极管Q4；
[0040] 其中，所述第一电池BAT1的正极端与所述二极管D2的正向端连接，所述二极管D2的反向端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的发射极与所述二极管D2之间的线路上设有第三电路节点7，所述第三电路节点7引出的线路与所述三极管Q3的集电极连接；
[0041] 所述第三电路节点7与所述三极管Q3的集电极之间的线路上设有第四电路节点8，所述第四电路节点8引出的线路串接二极管D3的反向端后接地，所述二极管D3与接地端之间的线路线路上设有第五电路节点9，所述第五电路节点9引出的线路与所述三极管Q4的基极连接，所述三极管Q4的发射极与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q4的发射极接地。
[0042] 其中，该二极管D2和D3的设置与D1的设置相似，在此不再赘述。
[0043] 在该实施例中，在二极管D3与接地端之间的线路上串接有分压电阻R3，该第五电路节点9与所述三极管Q2之间的线路上串接有电阻R4，在三极管Q3 的基极与三极管Q4的集电极之间的线路上串接有电阻R6，其中，该电阻R3、电阻R4以及电阻R6的阻值可根据实际分压情形进行选择和设置，在此不再赘述。
[0044] 在本发明实施例中，结合图1所示，第二冗余供电分支电路6包括第二电池BAT2和MOS管Q5；
[0045] 所述MOS管Q5的源极与所述第二电池BAT2的正极连接，所述MOS管Q5 的漏极与电压输出端Uout连接，所述MOS管Q5的漏极与电压输出端Uout之间的线路上设有第六电路节点10，所述第六电路节点10引出的线路与所述三极管Q3的集电极连接，所述MOS管的栅极与所述电压信号检测电路2连接；
[0046] 所述电压输出端Uout连接包含RAM、MCU3在内的用电器件。
[0047] 在该实施例中，在MOS管的源极与所述第二电池BAT2之间的线路上串接有电阻R7，该电阻R7的阻值可根据实际情况进行设置，在此不再赘述。
[0048] 在本发明实施例中，三极管Q4的集电极与所述三极管Q3的基极之间的线路上设有第七电路节点11，所述第七电路节点11引出的线路与所述电压信号检测电路2连接；
[0049] 所述电压信号检测电路2对所述第七电路节点11的电压进行检测，当检测到电平由低电平转换为高电平时，向所述MOS管发送导通指令，由所述第二电池BAT2供电。
[0050] 在该实施例中，第六电路节点10与所述电压输出端Uout之间设有滤波电路；
[0051] 其中，滤波电路包括并联连接的电容C1和电容C2；
[0052] 所述第六电路节点10与所述电压输出端Uout之间的线路上依次设有第七电路节点11和第八电路节点12，所述第七电路节点11引出的线路串接电容 C1后接地，所述第八电路节点12引出的线路串接电容C2后接地。
[0053] 在该实施例，该滤波电路的设置是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使
输出电压纹波系数降低，
波形变得比较平滑，减少因供电电压的
波动对后面芯片的损伤；
[0054] 其中，电容C1和电容C2的参数在此不再赘述，但不用以限制本发明。
[0055] 在本发明实施例中，为了减少成本，可将上述电压信号检测电路2集成在 MCU中，如图1所示。
[0056] 在本发明实施例中，多级备用电源的电源切换系统包括主电源电路1、备用供电电源以及电压信号检测电路2；其中，所述备用供电电源由多级冗余供电分支电路组成，且若干个级所述冗余供电分支电路分别与所述电压信号检测电路2连接，所述主电源电路1、备用供电电源分别为包含RAM、MCU13在内的用电器件供电；所述电压信号检测电路2对所述主电源电路1的电压值进行检测，当检测到所述主电源电路1电压低于预设值时，将供电电路切换到所述备用供电电源，从而实现备用电池的多级冗余设计，而且通过该电压信号检测电路2的设置实现供电的无缝切换，其具有如下技术效果：
[0057] (1)大大提升了电池的使用寿命，进而能够提升了机器的
稳定性和可靠性；
[0058] (2)增加的冗余电路有效保护后级芯片免受电压波动对芯片的冲击，也提升了芯片的使用寿命；
[0059] (3)对市面上的同类竞品是一种优势，增加的电压信号检测电路2等均采用常用模拟电子器件搭建，成本非常低廉，提高的成本可以忽略，但大大提升了产品的性能，该部分电路采用
模拟器件搭建稳定性强，可靠性高。
[0060] (4)可以解决因电池容量而影响机器性能的
瓶颈。
[0061] 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求和
说明书的范围当中。
