[發明專利]一種主控單元供電電源切換電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202211287808.3
• 申請日: 2022-10-20
• 公開（公告）號: CN115632472A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 劉蘇成;王國俊;李楊
• 申請（專利權）人: 南京亞派科技股份有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 鄭宜梅

本發明公開一種主控單元供電電源切換電路及其控制方法，用于控制主控單元斷電后將其供電電源切換為備用電；包括主控單元供電切換電路、鋰電池及其充電電路；主控單元供電切換電路中設置MOS管，當檢測到電池電壓低于某個值時，正常低于3.5V時要進入充電功能，MOS控制導通，進行充電。當電壓高于4.2V時能確保電池已進入飽和充滿狀態，一段時間就可以終止電池充電功能，MOS管控制關斷，關閉充電；主控單元供電切換電路采用兩個MOS對接，形成互聯，確保輸出端電流不能夠倒流到鋰電池端。本發明可以有效解決針對系統設備突然失電或故障斷電主控單元能夠正常供電，對數據的實時采集存儲的進程處理并可通過通訊傳輸到上控中心平臺。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種主控單元供電電源切換電路及其控制方法。

背景技術

隨著電力電子技術的不斷發展，一方面對系統設備重要數據采集的實時性、可存儲性要求越來越高，關鍵數據的獲取和再分析能力為進一步提高系統穩定性提供重要依據；另一方面對系統設備的防護，特別是易損壞核心器件如IGBT、SiC等關鍵器件的防護要求也越來越苛刻。而這些實時數據采集、存儲、器件的及時響應保護機制在設備突然失電或設備故障斷電狀態前后顯得尤為重要。設備在運行中掉電瞬間可能涉及多種外部參數和內部參數變化，同時運行控制驅動實時狀態也為如此，因此對設備的防護就難以針對性的做出響應機制或者即使加大防護設計成本也很難完善各種設備的保護。目前針對這些需求，越來越多的廠商會增加備用電源給主控單元供電，在系統設備斷電后，立馬切換到備用電源繼續給主控單元供電，確保主控單元能夠正常運行，實時采集數據并做存儲，于此同時檢測到設備斷電后，主控發出保護機制，關斷相關設備關鍵輸入輸出信號，防止設備和關鍵器件的異常損壞。增加備用電源一般有兩種方案，一種是直接使用備份電源UPS,即含有儲能裝置的不間斷電源，用于給部分對電源穩定性要求較高的設備，提供不間斷的電源；另一種是主控處理器放置紐扣電池，在系統設備斷電后能夠保存相關重要參數和數據信息。

上述兩種方案雖然可行，但有如下幾個缺點：1）UPS電源的體積比較大，對于設備模塊的空間受限制不宜放置；即使選用小容量的成本也比較高；UPS電源的響應時間比較長，對于充放電比較敏感的主控設備不宜采用。2）采用紐扣電池，可以保存相關實時數據，但不易于維護，不能夠確認是否正常供電，缺失檢測手段；再則是只能做數據的處理，不能夠確保主控單元的正常通訊功能，不能和上位機繼續進行通訊實現數據的交互，同時也失去主控的控制功能，導致主控狀態出現隨機狀態，不能夠對設備進行及時的防護措施響應。

發明內容

1.所要解決的技術問題：

針對上述技術問題，本發明提供一種主控單元供電電源切換電路，實現主控單元在斷電后能夠在納秒級的硬件響應進行電源的切換，使主控單元正常穩定的供電，實現數據實時采集、儲存功能，通訊正常功能以及針對系統設備斷電后的響應措施能夠及時處理。本電路便于有效的保護設備及關鍵器件的損壞故障，也能及時對外部其它負載設備的工作異常狀態的保護，進一步提高整個電路網絡中設備運行可靠性。

2.技術方案：

一種主控單元供電電源切換電路，用于控制主控單元斷電后將其供電電源切換為備用電源；其特征在于：包括主控單元供電切換電路、鋰電池及其充電電路；所述主控單元供電切換電路與鋰電池相連控制鋰電池是否用于為主控單元供電；