一种用于电源切换的软开通电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种用于电源切换的软开通电路，包括控制第一电源输入系统设备的第一晶体管、控制第二电源输入系统设备的第二晶体管以及插拔检测电路，插拔检测电路输出插拔状态信号至控制电路。控制电路包括第一软开通控制电路、第二软开通控制电路及反相电路，第一软开通控制电路通过反相电路接入插拔状态信号，并控制第一晶体管关断或缓慢导通；第二软开通电路接入插拔状态信号，并控制第二晶体管关断或缓慢导通。本发明专利技术通过设计电路结构对称的软开通控制电路，使电源稳定且可靠地平滑切换，从而保证了系统设备供电安全且可靠，且电路结构简单易于集成，利于提高生产效率和拓展应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电源切换的软开通电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电源切换
，具体涉及一种用于电源切换的软开通电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]在多电源供电产品应用中，电源切换是必不可少的功能，比如在应急电源的服务器中，当主供电电路发生异常断电时，会立刻切换到备用电源供电，以确保服务器供电不会中断。此外，在移动电源设备中，插入适配器时会由输入电源为系统设备供电，并且可为电池进行充电，而当拨出适配器时，系统设备将由电池为其供电。
[0003]如图1所示，图1为一种电源切换电路，包括用于控制输入电源输入系统设备300的晶体管MP200、用于控制备用电源输入系统设备300的晶体管MP300以及插拔检测电路200，插拔检测电路200用于检测输入电源是否能够正常供电，并输出信号PINOUT1至缓冲器BUF0和反相器INV0，缓冲器BUF0输出信号PGATE3至晶体管MP200，反相器INV0输出信号PGATE4至晶体管MP300。
[0004]当输入电源有适配器插入时，插拔检测电路200会检测到有输入电源插入，此时信号PINOUT1由高变低，经过反相器INV0后得到信号PGATE4为高电平，晶体管MP300关断，此时备用电源供电迅速断开。经过缓冲器BUF0后得到信号PGATE3为低电平，晶体管MP200开通，此时系统设备300输入电压VOUT1会由备用电源电压BAT1迅速上升到输入电源电压VIN1。
[0005]当输入电源的适配器拔出时，插拔检测电路200会检测到输入电源拔出，此时信号PINOUT1由低变高，信号PGATE3变为高电平，晶体管MP200关断，此时备用输入电源供电迅速断开。信号PGATE4变为低电平，系统设备300输入电压VOUT1会由输入电源电压VIN1迅速下降到备用电源电压BAT1。
[0006]如图2所示，图2为上述电源切换电路的波形图，可以看出，输入电源电压VIN1与备用电源电压BAT1相差越大，则系统设备300输入电压VOUT1的瞬态变化越大，所述电源切换电路对系统设备300的影响也会越大。
[0007]由于各个电源的电压并不一样，在电源进行直接切换时会导致供电电源瞬间变化，而在一些对电源瞬态变化敏感的系统设备中，这个变化会导致系统设备工作出现异常，如数据丢失或系统关闭，严重时会导致系统设备损坏、重启、死机，甚至烧毁。
[0008]现有技术缺点：
[0009]1：现有电源切换电路的使用风险较高，现有电源切换电路采用直接切换，这使系统设备的输入电源瞬态变化随切换电源压差的增大而增大，导致系统设备工作出现异常甚至损坏的风险大大增加；
[0010]2：现有电源切换电路的适用性较差，不能适用于对电源瞬态变化敏感的系统设备；
[0011]3：现有电源切换电路降低了电源的可靠性。
[0012]因此，急需一种用于电源切换的软开通电路，使电源平滑切换以提高电源可靠性
和切换电源电路的适用性，避免产生过大的电源瞬态变化而影响系统设备工作。

技术实现思路

[0013]本专利技术提供的一种用于电源切换的软开通电路及其控制方法，主要用于解决现有电源切换电路在电源切换时瞬态变化过大影响系统设备工作、降低了切换电路的适用性和电源的可靠性等问题，从而达到电源平滑切换以避免在电源切换时瞬态变化过大，并且提高切换电路的适用性和电源可靠性的效果。
[0014]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0015]一种用于电源切换的软开通电路，包括控制第一电源输入系统设备的第一晶体管、控制第二电源输入所述系统设备的第二晶体管以及插拔检测电路，所述插拔检测电路接入所述第一电源，并输出插拔状态信号至控制电路，所述控制电路用于控制所述第一晶体管和所述第二晶体管的工作状态，以切换所述系统设备输入第一电源或第二电源，所述控制电路包括第一软开通控制电路、第二软开通控制电路以及反相电路，所述第一软开通控制电路通过所述反相电路接入所述插拔状态信号，所述第一软开通控制电路的输入端与所述第一电源和所述系统设备连接，所述第一软开通控制电路输出第一开关控制信号至所述第一晶体管，所述第二软开通控制电路接入所述插拔状态信号，所述第二软开通控制电路的输入端与所述第二电源和所述系统设备连接，所述第二软开通控制电路输出第二开关控制信号至所述第二晶体管，当所述第二开关控制信号使所述第二晶体管关断时，所述第一开关控制信号使所述第一晶体管缓慢导通，直至所述系统设备的输入电源值缓慢达到所述第一电源值；当所述第一开关控制信号使所述第一晶体管关断时，所述第二开关控制信号使所述第二晶体管缓慢导通，直至所述系统设备的输入电源值缓慢达到所述第二电源值。
[0016]进一步的方案是，所述第一晶体管的源极接入所述第一电源，其漏极与所述系统设备连接路径上设有输出电容，其栅极接入所述第一开关控制信号。
[0017]进一步的方案是，所述第二晶体管的漏极接入所述第二电源，其源极与所述系统设备连接，其栅极接入所述第二开关控制信号。
[0018]进一步的方案是，所述第一软开通控制电路和所述第二软开通控制电路的电路结构一致，包括运放电路、压差检测电路、采样时序控制电路、软开通电压电路以及第一偏置电流电路，所述运放电路的使能端接入所述插拔状态信号，所述运放电路输出开关控制信号，所述开关控制信号为第一开关控制信号或第二开关控制信号；所述压差检测电路接入所述系统设备的输入电源和切换电源，所述切换电源为第一电源或第二电源，所述压差检测电路将所述系统设备的输入电源与所述切换电源的压差转换为差模电压信号并输出至所述运放电路的第二输入端，所述采样时序控制电路接入所述插拔状态信号，并根据所述插拔状态信号的上升沿输出低电平采样脉冲信号至所述软开通电压电路，所述软开通电压电路接入所述差模电压信号，并根据所述低电平采样脉冲信号对所述差模电压信号的最大值进行采样，所述软开通电压电路输出软开通电压至所述运放电路的第一输入端，所述第一偏置电流电路接入第一偏置电流，其输出端与所述软开通电压电路连接。
[0019]进一步的方案是，所述压差检测电路包括反馈运算电路、第一电流镜电路、第二电流镜电路以及第二偏置电流电路，所述反馈运算电路接入所述系统设备的输入电源和所述
切换电源，所述反馈运算电路的输出端与所述第一电流镜电路的输入端连接，所述第一电流镜电路的输出端与所述第二电流镜电路的输入端连接，其公共端接第一电位，所述第二电流镜电路的输出端输出所述差模电压信号，其公共端接第二电位。
[0020]进一步的方案是，所述反馈运算电路包括运算放大器、第四晶体管以及第一电阻，所述运算放大器的反相输入端接入所述系统设备的输入电源，其同相输入端通过所述第一电阻接入所述切换电源，并与所述第四晶体管的漏极短接，所述运算放大器的输出端与所述第四晶体管的栅极连接，所述第四晶体管的源极与所述第一电流镜电路的输入端连接。
[0021]进一步的方案是，所述采样时序控制电路包括延时模块、第二反相器以及第二与非门，所述延时模块接入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电源切换的软开通电路，包括控制第一电源(101)输入系统设备(103)的第一晶体管(MP0)、控制第二电源(102)输入所述系统设备(103)的第二晶体管(MP1)以及插拔检测电路(104)，所述插拔检测电路(104)接入所述第一电源(101)，并输出插拔状态信号(PINOUT)至控制电路(100)，所述控制电路(100)用于控制所述第一晶体管(MP0)和所述第二晶体管(MP1)的工作状态，以切换所述系统设备(103)输入第一电源(101)或第二电源(102)，其特征在于，所述控制电路(100)包括：第一软开通控制电路(10)、第二软开通控制电路(20)以及反相电路(30)，所述第一软开通控制电路(10)通过所述反相电路(30)接入所述插拔状态信号(PINOUT)，所述第一软开通控制电路(10)的输入端与所述第一电源(101)和所述系统设备(103)连接，所述第一软开通控制电路(10)输出第一开关控制信号(PGATE0)至所述第一晶体管(MP0)，所述第二软开通控制电路(20)接入所述插拔状态信号(PINOUT)，所述第二软开通控制电路(20)的输入端与所述第二电源(102)和所述系统设备(103)连接，所述第二软开通控制电路(20)输出第二开关控制信号(PGATE1)至所述第二晶体管(MP1)，当所述第二开关控制信号(PGATE1)使所述第二晶体管(MP1)关断时，所述第一开关控制信号(PGATE0)使所述第一晶体管(MP0)缓慢导通，直至所述系统设备(103)的输入电源值缓慢达到所述第一电源(101)值；当所述第一开关控制信号(PGATE0)使所述第一晶体管(MP0)关断时，所述第二开关控制信号(PGATE1)使所述第二晶体管(MP1)缓慢导通，直至所述系统设备(103)的输入电源值缓慢达到所述第二电源(102)值。2.根据权利要求1所述的用于电源切换的软开通电路，其特征在于：所述第一晶体管(MP0)的源极接入所述第一电源(101)，其漏极与所述系统设备(103)连接路径上设有输出电容(C0)，其栅极接入所述第一开关控制信号(PGATE0)。3.根据权利要求1所述的用于电源切换的软开通电路，其特征在于：所述第二晶体管(MP1)的漏极接入所述第二电源(102)，其源极与所述系统设备(103)连接，其栅极接入所述第二开关控制信号(PGATE1)。4.根据权利要求1所述的用于电源切换的软开通电路，其特征在于：所述第一软开通控制电路(10)和所述第二软开通控制电路(20)的电路结构一致，包括运放电路(21)、压差检测电路(22)、采样时序控制电路(23)、软开通电压电路(24)以及第一偏置电流电路(25)，所述运放电路(21)的使能端接入所述插拔状态信号(PINOUT)，所述运放电路(21)输出开关控制信号(PGATE)，所述开关控制信号(PGATE)为第一开关控制信号(PGATE0)或第二开关控制信号(PGATE1)；所述压差检测电路(22)接入所述系统设备(103)的输入电源和切换电源，所述切换电源为第一电源(101)或第二电源(102)，所述压差检测电路(22)将所述系统设备(103)的输入电源与所述切换电源的压差转换为差模电压信号(VDIFF)并输出至所述运放电路(21)的第二输入端，所述采样时序控制电路(23)接入所述插拔状态信号(PINOUT)，并根据所述插拔状态信号(PINOUT)的上升沿输出低电平采样脉冲信号(SENCLK)至所述软开通电压电路(24)，所述软开通电压电路(24)接入所述差模电压信号(VDIFF)，并根据所述低电平采样脉冲信号(SENCLK)对所述差模电压信号(VDIFF)的最大值进行采样，所述软开通电压电路(24)输出软开通电压(SS_VREF)至所述运放电路(21)的第一输入端，所述第一偏置电流电路(25)接入第一偏置电流(IB)，其输出端与所述软开通电压电路(24)连接。
5.根据权利要求4所述的用于电源切换的软开通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，江力，欧源，
申请(专利权)人：珠海英集芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：