王旭

摘要文章介紹了針對門禁系統(tǒng)車站級緊急按鈕模塊供電系統(tǒng)存在的不足所設計的雙24 V開關電源自動切換電路，該設計能實現雙24 V開關電源自動切換的功能，有效避免由于門禁緊急按鈕系統(tǒng)因開關電源故障導致全站門禁設備斷電的問題，提高地鐵設備運行穩(wěn)定性。

關鍵詞24 V；開關電源；自動；切換

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0059-01

1概述

目前，車站級門禁緊急按鈕是通過24 V開關電源和兩個繼電器組合，實現車站全部門禁緊急釋放功能。設計時出于車站門禁用戶使用的安全要求，為確保該緊急按鈕時刻保持正常工作，避免電路中個別元器件故障，引起車站級門禁緊急按鈕不能正常工作的情況，只要該電路任意元器件出現故障時，門禁系統(tǒng)均會斷電。而此系統(tǒng)中的24 V開關電源尤為重要，在7*24小時的工作狀態(tài)下，出現欠壓或者無輸出的情況在所難免，全站門禁設備就會斷電釋放，造成重大故障。

2需解決問題

為提高門禁緊急按鈕系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要組建一套雙開關電源切換系統(tǒng)，通過硬件判斷主開關電源與輔開關電源的電壓情況，實現當主開關電源供電電壓大于22 V時，由主開關電壓源供電繼電器，當主開關電源出現低于22 V的供電電壓時，自動切換至輔開關電源供電，繼續(xù)為繼電器供電，實現無間斷供電的作用。

3技術方案

雙電源自動切換電路如圖2所示。它由電壓檢測器MC34064、小功率開關管2N2222、P溝道功率MOSFET、N溝道功率MOSFET及備用電源V2等組成。

電路原理如下。

1）V1電壓正常（V1>22 V）。

當V1大于22 V，經TL431及電阻分壓，MC34064檢測到電壓大于4.5 V，其輸出端R輸出5 V電壓，點亮LED1（指示V1正常），并使Q3導通，12 V穩(wěn)壓二極管D1被擊穿，兩端電壓穩(wěn)定在12 V，Q1的G端經R5、R6分壓后電壓為6 V，因此，Q1的Vgs=-18 V，Q1導通，同時Q2的G端因Q3導通接地，所以Vgs=0V，Q2截止，V2無輸出，V1為供電開關電源。

2）V1電壓不正常（V1<22 V包括無輸出）。

當V1小于22 V，經TL431及電阻分壓，MC34064檢測到電壓小于4.5 V，其輸出端R輸出0 V電壓，LED1熄滅（指示V1異常），并使Q3截止，12 V穩(wěn)壓二極管D1被擊穿，兩端電壓穩(wěn)定在12 V，Q2的G端電位等于V1經過D1的電壓為12 V，因此，Q2的Vgs=12 V，Q2導通，導通后V2為Q2提供偏壓，V1無輸出，V2為供電開關電源。

3）元器件的選擇。

N管與P管選擇IRF9540和IRF540，ID最大電流19 A，Vds最大電壓100 V，Vgs最大電壓20 V，在使用過程中有足夠的電壓與電流空間，因此在使用過程中幾乎無發(fā)熱現象；電壓檢測器選擇MC34064，檢測電壓4.6 V，當I端電壓大于4.59 V時，R端輸出電壓4.6-5.0 V，當I端電壓小于4.61 V時R端電壓將為0 V；采用TL431可調輸出基準電壓源，用一個電位器RP，可根據需要調節(jié)（>2.5 V）。C1選擇47uf的電容，通過示波器觀察，47uf電容滿足在切換過程中保持輸出電壓穩(wěn)定的要求。

圖2雙電源自動切換原理圖

圖3實物圖

4） 實驗室測試情況。

測試步驟：

①將雙24 V開關電源接入切換模塊，上電開關電源，檢測模塊輸出。

②將繼電器接入切換模塊，檢測是否可以正常吸合。

③手動斷開主開關電源輸入，檢測繼電器、主電源指示燈狀態(tài)。

④恢復主電源，手動斷開輔開關電源輸入，檢測繼電器、輔電源指示燈狀態(tài)。

⑤恢復輔電源，持續(xù)工作10天，檢測繼電器溫度，檢測開關電源輸出，檢測切換模塊輸出。

測試結果：

①將雙24 V開關電源接入切換模塊，上電開關電源，檢測模塊輸出為24 V。

②將繼電器接入切換模塊，可以正常吸合。

③手動斷開主開關電源輸入，繼電器無斷電現象，主電源指示燈點亮。

④恢復主電源，手動斷開輔開關電源輸入，繼電器無斷電現象，輔電源指示燈點亮。

⑤恢復輔電源，持續(xù)工作10天，檢測繼電器溫度41.2°，檢測開關電源輸出24 V，檢測切換模塊輸出24 V。

4結論

經過反復研究論證，并通過測試和使用，證明改造是成功的。切換模塊可以接入雙24 V開關電源，并一路輸出給繼電器使用，無論主輔開關電源任何一個故障無輸出，都可自動切換另一個供電，繼電器無斷電現象，門禁設備無釋放現象，并有指示燈顯示開關電源故障，此方案提高系統(tǒng)安全性，提高了門禁系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]戴維德.備用電源自動切換電路[J].無線電，2004（504）.

[2]張衛(wèi)東.雙電源切換電路[J].科技創(chuàng)新導報，2010（20）.

[3]唐蒙，范慧卿.王繼強24 V開關電源輸出電壓低故障分析與處理[J].內燃機車，2009（12）.

endprint

摘要文章介紹了針對門禁系統(tǒng)車站級緊急按鈕模塊供電系統(tǒng)存在的不足所設計的雙24 V開關電源自動切換電路，該設計能實現雙24 V開關電源自動切換的功能，有效避免由于門禁緊急按鈕系統(tǒng)因開關電源故障導致全站門禁設備斷電的問題，提高地鐵設備運行穩(wěn)定性。

關鍵詞24 V；開關電源；自動；切換

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0059-01

1概述

目前，車站級門禁緊急按鈕是通過24 V開關電源和兩個繼電器組合，實現車站全部門禁緊急釋放功能。設計時出于車站門禁用戶使用的安全要求，為確保該緊急按鈕時刻保持正常工作，避免電路中個別元器件故障，引起車站級門禁緊急按鈕不能正常工作的情況，只要該電路任意元器件出現故障時，門禁系統(tǒng)均會斷電。而此系統(tǒng)中的24 V開關電源尤為重要，在7*24小時的工作狀態(tài)下，出現欠壓或者無輸出的情況在所難免，全站門禁設備就會斷電釋放，造成重大故障。

2需解決問題

為提高門禁緊急按鈕系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要組建一套雙開關電源切換系統(tǒng)，通過硬件判斷主開關電源與輔開關電源的電壓情況，實現當主開關電源供電電壓大于22 V時，由主開關電壓源供電繼電器，當主開關電源出現低于22 V的供電電壓時，自動切換至輔開關電源供電，繼續(xù)為繼電器供電，實現無間斷供電的作用。

3技術方案

雙電源自動切換電路如圖2所示。它由電壓檢測器MC34064、小功率開關管2N2222、P溝道功率MOSFET、N溝道功率MOSFET及備用電源V2等組成。

電路原理如下。

1）V1電壓正常（V1>22 V）。

當V1大于22 V，經TL431及電阻分壓，MC34064檢測到電壓大于4.5 V，其輸出端R輸出5 V電壓，點亮LED1（指示V1正常），并使Q3導通，12 V穩(wěn)壓二極管D1被擊穿，兩端電壓穩(wěn)定在12 V，Q1的G端經R5、R6分壓后電壓為6 V，因此，Q1的Vgs=-18 V，Q1導通，同時Q2的G端因Q3導通接地，所以Vgs=0V，Q2截止，V2無輸出，V1為供電開關電源。

2）V1電壓不正常（V1<22 V包括無輸出）。

當V1小于22 V，經TL431及電阻分壓，MC34064檢測到電壓小于4.5 V，其輸出端R輸出0 V電壓，LED1熄滅（指示V1異常），并使Q3截止，12 V穩(wěn)壓二極管D1被擊穿，兩端電壓穩(wěn)定在12 V，Q2的G端電位等于V1經過D1的電壓為12 V，因此，Q2的Vgs=12 V，Q2導通，導通后V2為Q2提供偏壓，V1無輸出，V2為供電開關電源。

3）元器件的選擇。

N管與P管選擇IRF9540和IRF540，ID最大電流19 A，Vds最大電壓100 V，Vgs最大電壓20 V，在使用過程中有足夠的電壓與電流空間，因此在使用過程中幾乎無發(fā)熱現象；電壓檢測器選擇MC34064，檢測電壓4.6 V，當I端電壓大于4.59 V時，R端輸出電壓4.6-5.0 V，當I端電壓小于4.61 V時R端電壓將為0 V；采用TL431可調輸出基準電壓源，用一個電位器RP，可根據需要調節(jié)（>2.5 V）。C1選擇47uf的電容，通過示波器觀察，47uf電容滿足在切換過程中保持輸出電壓穩(wěn)定的要求。

圖2雙電源自動切換原理圖

圖3實物圖

4） 實驗室測試情況。

測試步驟：

①將雙24 V開關電源接入切換模塊，上電開關電源，檢測模塊輸出。

②將繼電器接入切換模塊，檢測是否可以正常吸合。

③手動斷開主開關電源輸入，檢測繼電器、主電源指示燈狀態(tài)。

④恢復主電源，手動斷開輔開關電源輸入，檢測繼電器、輔電源指示燈狀態(tài)。

⑤恢復輔電源，持續(xù)工作10天，檢測繼電器溫度，檢測開關電源輸出，檢測切換模塊輸出。

測試結果：

①將雙24 V開關電源接入切換模塊，上電開關電源，檢測模塊輸出為24 V。

②將繼電器接入切換模塊，可以正常吸合。

③手動斷開主開關電源輸入，繼電器無斷電現象，主電源指示燈點亮。

④恢復主電源，手動斷開輔開關電源輸入，繼電器無斷電現象，輔電源指示燈點亮。

⑤恢復輔電源，持續(xù)工作10天，檢測繼電器溫度41.2°，檢測開關電源輸出24 V，檢測切換模塊輸出24 V。

4結論

經過反復研究論證，并通過測試和使用，證明改造是成功的。切換模塊可以接入雙24 V開關電源，并一路輸出給繼電器使用，無論主輔開關電源任何一個故障無輸出，都可自動切換另一個供電，繼電器無斷電現象，門禁設備無釋放現象，并有指示燈顯示開關電源故障，此方案提高系統(tǒng)安全性，提高了門禁系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]戴維德.備用電源自動切換電路[J].無線電，2004（504）.

[2]張衛(wèi)東.雙電源切換電路[J].科技創(chuàng)新導報，2010（20）.

[3]唐蒙，范慧卿.王繼強24 V開關電源輸出電壓低故障分析與處理[J].內燃機車，2009（12）.

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摘要文章介紹了針對門禁系統(tǒng)車站級緊急按鈕模塊供電系統(tǒng)存在的不足所設計的雙24 V開關電源自動切換電路，該設計能實現雙24 V開關電源自動切換的功能，有效避免由于門禁緊急按鈕系統(tǒng)因開關電源故障導致全站門禁設備斷電的問題，提高地鐵設備運行穩(wěn)定性。

關鍵詞24 V；開關電源；自動；切換

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0059-01

1概述

目前，車站級門禁緊急按鈕是通過24 V開關電源和兩個繼電器組合，實現車站全部門禁緊急釋放功能。設計時出于車站門禁用戶使用的安全要求，為確保該緊急按鈕時刻保持正常工作，避免電路中個別元器件故障，引起車站級門禁緊急按鈕不能正常工作的情況，只要該電路任意元器件出現故障時，門禁系統(tǒng)均會斷電。而此系統(tǒng)中的24 V開關電源尤為重要，在7*24小時的工作狀態(tài)下，出現欠壓或者無輸出的情況在所難免，全站門禁設備就會斷電釋放，造成重大故障。

2需解決問題

為提高門禁緊急按鈕系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要組建一套雙開關電源切換系統(tǒng)，通過硬件判斷主開關電源與輔開關電源的電壓情況，實現當主開關電源供電電壓大于22 V時，由主開關電壓源供電繼電器，當主開關電源出現低于22 V的供電電壓時，自動切換至輔開關電源供電，繼續(xù)為繼電器供電，實現無間斷供電的作用。

3技術方案

雙電源自動切換電路如圖2所示。它由電壓檢測器MC34064、小功率開關管2N2222、P溝道功率MOSFET、N溝道功率MOSFET及備用電源V2等組成。

電路原理如下。

1）V1電壓正常（V1>22 V）。

當V1大于22 V，經TL431及電阻分壓，MC34064檢測到電壓大于4.5 V，其輸出端R輸出5 V電壓，點亮LED1（指示V1正常），并使Q3導通，12 V穩(wěn)壓二極管D1被擊穿，兩端電壓穩(wěn)定在12 V，Q1的G端經R5、R6分壓后電壓為6 V，因此，Q1的Vgs=-18 V，Q1導通，同時Q2的G端因Q3導通接地，所以Vgs=0V，Q2截止，V2無輸出，V1為供電開關電源。

2）V1電壓不正常（V1<22 V包括無輸出）。

當V1小于22 V，經TL431及電阻分壓，MC34064檢測到電壓小于4.5 V，其輸出端R輸出0 V電壓，LED1熄滅（指示V1異常），并使Q3截止，12 V穩(wěn)壓二極管D1被擊穿，兩端電壓穩(wěn)定在12 V，Q2的G端電位等于V1經過D1的電壓為12 V，因此，Q2的Vgs=12 V，Q2導通，導通后V2為Q2提供偏壓，V1無輸出，V2為供電開關電源。

3）元器件的選擇。

N管與P管選擇IRF9540和IRF540，ID最大電流19 A，Vds最大電壓100 V，Vgs最大電壓20 V，在使用過程中有足夠的電壓與電流空間，因此在使用過程中幾乎無發(fā)熱現象；電壓檢測器選擇MC34064，檢測電壓4.6 V，當I端電壓大于4.59 V時，R端輸出電壓4.6-5.0 V，當I端電壓小于4.61 V時R端電壓將為0 V；采用TL431可調輸出基準電壓源，用一個電位器RP，可根據需要調節(jié)（>2.5 V）。C1選擇47uf的電容，通過示波器觀察，47uf電容滿足在切換過程中保持輸出電壓穩(wěn)定的要求。

圖2雙電源自動切換原理圖

圖3實物圖

4） 實驗室測試情況。

測試步驟：

①將雙24 V開關電源接入切換模塊，上電開關電源，檢測模塊輸出。

②將繼電器接入切換模塊，檢測是否可以正常吸合。

③手動斷開主開關電源輸入，檢測繼電器、主電源指示燈狀態(tài)。

④恢復主電源，手動斷開輔開關電源輸入，檢測繼電器、輔電源指示燈狀態(tài)。

⑤恢復輔電源，持續(xù)工作10天，檢測繼電器溫度，檢測開關電源輸出，檢測切換模塊輸出。

測試結果：

①將雙24 V開關電源接入切換模塊，上電開關電源，檢測模塊輸出為24 V。

②將繼電器接入切換模塊，可以正常吸合。

③手動斷開主開關電源輸入，繼電器無斷電現象，主電源指示燈點亮。

④恢復主電源，手動斷開輔開關電源輸入，繼電器無斷電現象，輔電源指示燈點亮。

⑤恢復輔電源，持續(xù)工作10天，檢測繼電器溫度41.2°，檢測開關電源輸出24 V，檢測切換模塊輸出24 V。

4結論

經過反復研究論證，并通過測試和使用，證明改造是成功的。切換模塊可以接入雙24 V開關電源，并一路輸出給繼電器使用，無論主輔開關電源任何一個故障無輸出，都可自動切換另一個供電，繼電器無斷電現象，門禁設備無釋放現象，并有指示燈顯示開關電源故障，此方案提高系統(tǒng)安全性，提高了門禁系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]戴維德.備用電源自動切換電路[J].無線電，2004（504）.

[2]張衛(wèi)東.雙電源切換電路[J].科技創(chuàng)新導報，2010（20）.

[3]唐蒙，范慧卿.王繼強24 V開關電源輸出電壓低故障分析與處理[J].內燃機車，2009（12）.

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