(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820240564.6
(22)申请日 2018.02.09
(73)专利权人 蚌埠依爱消防电子有限责任公司
地址 233010 安徽省蚌埠市高新区迎河路
1300号
(72)发明人 蔡加星 李勇 庞传道 翁斌
孙峻岭 石险峰 冯勇 徐磊
韩振飞
(74)专利代理机构 青岛智地领创专利代理有限
公司 37252
代理人 陈海滨
(51)Int.Cl.
H02J 9/06(2006.01)
H02J 7/00(2006.01)
G01R 31/02(2006.01)
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型提供了一种火灾报警控制器主
备电自动切换、检测及保护电路，包括主备电自
动切换电路、短路断路检测电路和备电保护电
用电源、电源切换芯片和P沟道MOS管，能实现主
备电自动切换；短路断路检测电路包括主电源端
路，能采集主电源的电压和锂电池备用电源的电
压，判断是否发生短路、断路故障；备电保护电路
包括锂电池充电管理芯片、二极管和N沟道MOS
管，能实现充放电保护。本实用新型切换动作快、
切换过程无噪音、无电压跌落、无需额外增加补偿电路、元器件成本低，而且极大地提高了锂电池备用电源的工作稳定性、可靠性、
安全性。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 208015445 U 2018.10.26
C N 208015445
U
1.一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，其特征在于，包括主备电自动切换电路、短路断路检测电路和备电保护电路；
主备电自动切换电路包括主电源、锂电池备用电源、电源切换芯片和P沟道MOS管，主电源与电源切换芯片相连，电源切换芯片与P沟道MOS管相连，电源切换芯片控制P沟道MOS管的开断，所述锂电池备用电源与P沟道MOS管相连；
所述短路断路检测电路包括主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路，主电源端电压采集电路连接在主电源上，能采集主电源的电压，锂电池备用电源端电压采集电路连接在锂电池备用电源上，能采集锂电池备用电源的电压；
所述备电保护电路包括锂电池充电管理芯片、二极管和N沟道MOS管，所述主电源通过二极管与锂电池充电管理芯片相连，锂电池充电管理芯片与锂电池备用电源相连，主电源能通过二极管和锂电池充电管理芯片为锂电池备用电源充电，锂电池充电管理芯片管理锂电池备用电源的电量，当锂电池备用电源充
满电时，锂电池充电管理芯片停止主电源对锂电池备用电源充电；
所述锂电池备用电源与N沟道MOS管相连，N沟道MOS管能在锂电池备用电源过放电时关断。
2.根据权利要求1所述的一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，其特征在于，所述主电源的正极分别与电源切换芯片和二极管相连，所述锂电池充电管理芯片与锂电池备用电源的正极相连，锂电池备用电源的负极通过N沟道MOS管与主电源的负极相连。
3.根据权利要求1所述的一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，其特征在于，所述主电源端电压采集电路连接在主电源的正负极两端，锂电池备用电源端电压采集电路连接在锂电池备用电源的正负极两端；
所述主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路均包括串联的两个电阻，在其中一个电阻上并联有电容。
4.根据权利要求1所述的一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，其特征在于，所述锂电池备用电源在放电时，若锂电池备用电源的电量放至保护点以下，则N沟道MOS管关断。
权 利 要 求 书1/1页CN 208015445 U
一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及火灾报警控制器领域，具体涉及一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路。
背景技术
[0002]火灾无情且危害巨大，每年都会发生很多起火灾，造成一个又一个的财产遭受巨额损失、人员出现巨大伤亡、许多家庭破碎的惨剧。其中家庭火灾由于其诱发火灾的危险因素多、人员警惕性不高、防火灭火及逃生设施匮乏、高层甚至超高层造成的逃生不便等原因，常常更容易发生火灾，更容易造成巨大的损失。
[0003]家用火灾报警控制器能够时刻监视家庭环境，当发生火灾时，控制器在收到探测器发出的火灾报警信号后，便会立刻发出火灾报警声光指示信号，为及时地扑灭火灾和人员逃生赢得宝贵的时间，能够极大地减少财产损失和人员伤亡。
[0004]而国家在2008年制定并发布了《家用火灾安全系统》方面的标准，其中对家用火灾报警控制器的主备电切换、检测主备电短路和断路故障、备电保护等方面都有相关的规定。而传统火灾报警控制器的开关电源虽然具有主备电切换、检测短路和断路故障以及备电保护的功能，但是通常采用继电器作为切
换元器件，因而在切换过程中具有动作慢、有噪音、电压有跌落、需要额外增加补偿电路、体积大、成本高以及不易维护等缺点。
实用新型内容
[0005]针对现有的火灾报警控制器存在的主备电切换慢，有噪音等缺点，本实用新型提供了一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，能实现主备电自动切换、MOS 管切换动作快、切换过程无噪音等优点。
[0006]本实用新型采用以下的技术方案：
[0007]一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，包括主备电自动切换电路、短路断路检测电路和备电保护电路；
[0008]主备电自动切换电路包括主电源、锂电池备用电源、电源切换芯片和P沟道MOS管，主电源与电源切换芯片相连，电源切换芯片与P沟道MOS管相连，电源切换芯片控制P沟道MOS管的开断，所述锂电池备用电源与P沟道MOS管相连；
[0009]所述短路断路检测电路包括主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路，主电源端电压采集电路连接在主电源上，能采集主电源的电压，锂电池备用电源端电压采集电路连接在锂电池备
用电源上，能采集锂电池备用电源的电压；
[0010]所述备电保护电路包括锂电池充电管理芯片、二极管和N沟道MOS管，所述主电源通过二极管与锂电池充电管理芯片相连，锂电池充电管理芯片与锂电池备用电源相连，主电源能通过二极管和锂电池充电管理芯片为锂电池备用电源充电，锂电池充电管理芯片管理锂电池备用电源的电量，当锂电池备用电源充满电时，锂电池充电管理芯片停止主电源对锂电池备用电源充电；
[0011]所述锂电池备用电源与N沟道MOS管相连，N沟道MOS管能在锂电池备用电源过放电时关断。
[0012]优选地，所述主电源的正极分别与电源切换芯片和二极管相连，所述锂电池充电管理芯片与锂电池备用电源的正极相连，锂电池备用电源的负极通过N沟道MOS管与主电源的负极相连。
[0013]优选地，所述主电源端电压采集电路连接在主电源的正负极两端，锂电池备用电源端电压采集电路连接在锂电池备用电源的正负极两端；
[0014]所述主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路均包括串联的两个电阻，在其中一个电阻上并联有电容。
[0015]优选地，所述锂电池备用电源在放电时，若锂电池备用电源的电量放至保护点以下，则N沟道MOS管关断。
[0016]本实用新型具有的有益效果是：
[0017]该火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，使火灾报警控制器实现主电源、备用电源之间的自动切换，并且在切换的过程中，不会引起火灾报警控制器的其他工作状态的改变，而且通过对主电电源、备用电源的端电压的AD采集即可实现对主备电故障的检测，再通过锂电池充电管理芯片和N沟道MOS管实现对锂电池备用电源的过充和过放的保护。本实用新型不仅体积小、切换动作快、切换过程无噪音、无电压跌落、无需额外增加补偿电路、元器件成本低，而且极大地提高了锂电池备用电源的工作稳定性、可靠性、安全性，另外由于工作原理简单而易于排查故障、维修和维护。
附图说明
[0018]图1为一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路的电路图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本实用新型进行具体的说明：
[0020]结合图1，一种火灾报警控制器主备电自动切换、检测及保护电路，包括主备电自动切换电路、短路断路检测电路和备电保护电路。
[0021]在火灾报警控制器内还设置有主控制器。
[0022]主备电自动切换电路包括主电源、锂电池备用电源、电源切换芯片D1和P沟道MOS 管V1，主电源与电源切换芯片D1相连，电源切换芯片D1与P沟道MOS管V1相连，电源切换芯片D1控制P沟道MOS管V1的开断。
[0023]锂电池备用电源与P沟道MOS管V1相连。
[0024]短路断路检测电路包括主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路，主电源端电压采集电路连接在主电源上，能采集主电源的电压。
[0025]锂电池备用电源端电压采集电路连接在锂电池备用电源上，能采集锂电池备用电源的电压。
[0026]主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路均与主控制器相连。[0027]备电保护电路包括锂电池充电管理芯片D2、二极管V4和N沟道MOS管V5，主电源通过二极管V4与锂电池充电管理芯片D2相连，锂电池充电管理芯片D2与锂电池备用电源相
连，主电源能通过二极管和锂电池充电管理芯片为锂电池备用电源充电，锂电池充电管理芯片管理锂电池备用电源的电量，当锂电池备用电源充满电时，锂电池充电管理芯片停止主电源对锂电池备用电源充电。
[0028]锂电池备用电源与N沟道MOS管V5相连，N沟道MOS管V5能在锂电池备用电源过放电时关断。
[0029]锂电池充电管理芯片D2和N沟道MOS管V5均与主控制器相连。
[0030]具体的，主电源的正极分别与电源切换芯片D1和二极管V4相连，锂电池充电管理芯片D2与锂电池备用电源的正极相连，锂电池备用电源的负极通过N沟道MOS管V5与主电源的负极相连，主电源的负极接地。
[0031]主电源端电压采集电路连接在主电源的正负极两端，锂电池备用电源端电压采集电路连接在锂电池备用电源的正负极两端；
[0032]主电源端电压采集电路和锂电池备用电源端电压采集电路均包括串联的两个电阻，在其中一个电阻上并联有电容，两个电阻之间与主控制器相连，主控器能够采集主电源端的电压和锂电池备用电源端的电压。
[0033]如图1所示，主电源的正极与电源切换芯片D1的SENSE引脚相连，电源切换芯片的SENSE引脚还与P沟道MOS管的源极相连，电源切换芯片的GATE引脚与P沟道MOS管的栅极相连，电源切换芯片的VIN引脚与P沟道MOS管的漏极相连，电源切换芯片的GND引脚和CTL引脚均接地。
[0034]锂电池备用电源的正极与P沟道MOS管的漏极相连，锂电池备用电源的负极与N沟道MOS管相连。
[0035]锂电池备用电源端电压采集电路包括串联的电阻R1和电阻R2，电阻R1与锂电池备用电源的正极相连，电阻R2与锂电池备用电源的负极相连，在电阻R2上并联有电容C2。[0036]主电源端电压采集电路包括串联的电阻R11和R12，电阻R11与主电源的正极相连，电阻R12与主电源的负极相连，在电阻R12上并联有电容C6。
[0037]锂电池充电管理芯片的IN引脚与二极管V4的负极相连，二极管V4的负极通过电容C5接地，二极管V4的负极通过电阻R7与锂电池充电管理芯片的VBIAS引脚相连，锂电池充电管理芯片的VBIAS引脚还通过电阻R8接地，二极管V4的负极通过串联的电阻R6和发光二极管V3与锂电池充电管理芯片的ACOK引脚相连，二极管V4的负极通过串联的电阻R5和发光二极管V2与锂电池充电管理芯片的CHG引脚相连，发光二极管V2是充电指示灯，发光二极管V3是电源指示灯，直观的指示锂电池充电管理芯片的工作状态；
[0038]锂电池充电管理芯片的EN引脚通过电阻R10接地，通过电阻R9与直流3.3V电源相连，锂电池充电管理芯片的BATT引脚与锂电池备用电源的正极相连，还通过电容C3接地；锂电池充电管理芯片的ISET引脚通过电阻R3接地，锂电池充电管理芯片的IBF引脚通过电阻R4接地，锂电池充电管理芯片的SS引脚通过电容C4接地，锂电池充电管理芯片的GND引脚接地。
[0039]负载接入后，在负载上并联有电容C1，主控制器随时采集主电源和锂电池备用电源电压情况的，
当有主电源输入时，电源切换芯片D1控制P沟道MOS管V1关断，主电源给负载供电，即电流经过主电源正极流出，经过负载，再回到主电源负极，形成供电回路，此时主电源给负载供电；而当无主电源输入时，电源切换芯片D1控制P沟道MOS管导通，此时锂电池备
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