CN113555949B - 电源切换控制电路、供电控制系统、方法与可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及供电技术领域，公开了一种电源切换控制电路、供电控制系统、方法与可读存储介质。其中，电源切换控制电路包括第一开关模块、第二开关模块、设备开关模块，第一开关模块的输入端用于连接电池模块的供电端，控制端用于连接至控制模块的第一控制端，第二开关模块的输入端用于连接至外部供电模块的供电端，第一开关模块的输出端和第二开关模块的输出端连接至设备开关模块的输入端，设备开关模块的输出端用于连接至用电设备，控制模块用于在外部供电模块断电时，通知用电设备执行断电应急处理流程并在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制设备开关模块断开，可有效提高电池模块的寿命。

Description

电源切换控制电路、供电控制系统、方法与可读存储介质

技术领域

本申请涉及供电技术领域，尤其涉及一种电源切换控制电路、供电控制系统、方法与可读存储介质。

背景技术

通信系统、工控系统等控制系统在面对突发停电时，通常要求系统内部控制器(如工控机、处理器)等延时关机，以完成对当前运行节点信息、相关运行数据保存，并将该类数据发送到上层控制端后，才能进行关机。这种情形下，则要求系统内部带有电池供电系统。由于电池的供电续航能力较差，且为了小型化，通常的电池容量仅满足关键控制系统运行几分钟即可，因此，系统正常运行时，则要求主要由外部电源系统供电，仅在断电时，才由电池供电系统进行供电。

现有技术中的电池供电系统如图1所示，其中，12V_BAT表示电池供电，12V_POWER表示外部供电(通常由市电转换得来)，VCC12V_PC代表同工控机或者其他控制器的用电电源。发明人发现，若工控机或者其他控制器无自主关机功能，则该电路无法实现自主关机，工控机或者其他控制器无法感知是否存在应急情况，当由电池供电时，只能是电池耗尽后，工控机或者其他控制器才能关机，造成耗干电池，而电池耗尽对电池的损害非常大，容易降低电池寿命。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电源切换控制电路、供电控制系统、方法与可读存储介质，以解现有技术中的供电系统会造成耗干电池，而电池耗尽对电池的损害非常大，容易降低电池寿命的问题。

本申请第一方面，提供了一种电源切换控制电路，电源切换控制电路包括第一开关模块、第二开关模块、设备开关模块，第一开关模块的输入端用于连接电池模块的供电端，第一开关模块的控制端用于连接至控制模块的第一控制端，第二开关模块的输入端用于连接至外部供电模块的供电端，第一开关模块的输出端和第二开关模块的输出端共接后连接至设备开关模块的输入端且用于连接至控制模块的供电端，设备开关模块的输出端用于连接至用电设备，设备开关模块的控制端用于连接至控制模块的第二控制端；

控制模块，用于在外部供电模块断电时，通知用电设备执行断电应急处理流程并在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制设备开关模块断开。

进一步地，电源切换控制电路包括多个设备开关模块，每个设备开关模块用于连接至对应的用电设备，控制模块，还用于在外部供电模块断电时，通知所有用电设备执行断电应急处理流程并在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制用电设备相应的设备开关模块断开，并当所有设备开关模块均断开后，控制第一开关模块断开。

进一步地，第一开关模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一功率开关单元、第一继电器；第一电阻的一端与第一继电器的第一触点共接且共接端作为第一开关模块的输入端，第一继电器的第二触点作为第一开关模块的输出端，第一电阻的另一端与第一功率开关单元的第一端连接，第一功率开关单元的第二端与第一继电器的控制端连接，第二电阻与第三电阻的一端共接且与第一功率开关单元的控制端连接，第二电阻的另一端作为第一开关模块的控制端，第三电阻的另一端与地端连接。

进一步地，第一开关模块的输入端与电池模块的供电端之间串接有充电控制模块，充电控制模块包括第四电阻和第一二极管，第四电阻的一端和第一二极管的正端共接后用于连接至电池模块的供电端，第四电阻的另一端和第一二极管的负端共接后连接至第二开关模块的输入端。

进一步地，第二开关模块包括第五电阻和第二继电器；第五电阻的一端与第二继电器的第一触点连接且作为第二开关模块的输入端，第五电阻的另一端与第二继电器的控制端连接，第二继电器的第二触点作为第二开关模块的输出端。

进一步地，第五电阻的一端与第二继电器的第一触点之间还连接有第二二极管，第二二极管的负端与第二继电器的第一触点、第一开关模块的输入端相连，第二二极管的正端与第五电阻的一端相连，且第二二极管的正端与第五电阻的连接端作为第二开关模块的输入端。

本申请第二方面，提供了一种供电控制系统，包括控制模块、用电设备、外部供电模块、电池模块和前述第一方面任一项的电源切换控制电路。

本申请第三方面，提供了一种供电控制方法，基于第二方面的供电控制系统，供电控制方法包括：

实时检测外部供电模块的供电电压

根据外部供电模块的供电电压，判断当前外部供电模块是否断电；

当外部供电模块断电时，通知用电设备执行断电应急处理流程；

在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制设备开关模块断开。

进一步地，电源切换控制电路包括多个设备开关模块，每个设备开关模块用于连接至对应的用电设备，供电控制方法还包括：

在外部供电模块断电时，通知所有用电设备执行断电应急处理流程并在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制用电设备相应的设备开关模块断开；

当所有设备开关模块均断开后，控制第一开关模块断开。

本申请第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第三方面的供电控制方法的步骤。

可见，在本申请提供的方案中，当外部供电模块断电时，外部供电模块件虽然无法继续为用电设备供电，但基于本申请的电路，电池模块可继续为用电设备继续供电，从而对用电设备起到延迟关机的作用，具有关机功能，控制模块可及时通知用电设备外部供电模块已断电，使用电设备执行断电应急处理流程，让用电设备具有足够的时间断电应急处理流程，有效地减少了用电设备断电时带来的不好影响。其次，控制模块在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，则控制设备开关模块断开，这样也避免电池模块继续为已经应急处理完毕的用电设备继续供电，避免电池模块被消耗，提高了电池模块的寿命和安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的一种电池供电系统的结构示意图；

图2是本申请一种实施例提供的一种供电控制系统的结构和各模块之间的关系示意图；

图3是本申请一种实施例提供的一种电源切换控制电路的一结构示意图；

图4是本申请一种实施例提供的一种控制模块的一结构示意图；

图5是本申请一种实施例提供的第一开关模块和第二开关模块的一结构示意图；

图6是本申请一种实施例提供的设备开关模块的一结构示意图；

图7是本申请一种实施例提供的一种供电控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

请参阅图2所示，图2为本申请提供的供电控制系统的示意图，包含了供电控制系统的各模块之间的通信关系、连接关系，该供电控制系统中包括控制模块、用电设备、外部供电模块、电池模块电源切换控制电路，其中，控制模块用于与各个用户设备(如用电设备1、用电设备2、...、用电设备m)进行状态通信，且用于结合电源切换控制电路，控制各用电设备的开关机状态，从而对各用电设备进行开关机控制，其中，控制模块具体可以是微处理器，包括但不局限于ARM处理器、DSP处理器或者单片机等。电池模块，指的是临时为用电设备进行供电的电源模块；外部供电模块，指的是用电设备的常备电源模块，也即非临时应急电源，通常用于对市电进行转换而得到用电设备的供电电源，例如，用电设备的供电模块12V，那么外部供电模块为对市电200V进行转换得到12VDC的电源模块，电池模块为用于提供12VDC的电源模块。

需要说明的是，本申请提供的供电控制系统可应用至各种各样的系统应用场景中，包括但不局限于工控系统中、通信系统、未来可能的智能化集成化系统以及其他可能的复杂系统中，以工控系统为例，各用电设备具体指的可以是工控系统中的各个工控机和管理器单元、控制器单元，可以理解，工控系统中通常是一种复杂的系统，包括多个工控机，一般还可以包括多个控制器、处理器等。同理，在通信系统、未来可能的智能化集成化系统以及其他可能的复杂系统中，其内部处理器单元、控制器单元也会可能更多，而各种处理器开关机会有优先级要求，而且，在上述系统中，对于非正常断电情形，如外部供电突然中断，此时还通常要求工控机等核心处理器不能关机，必须处理完紧急流程后才允许关机，因此，目前非常需要一种新的供电系统和方法来应对，故有本申请提供的技术方案。下面，结合图2的系统，对本申请的技术方案进行详细的描述。

如图3所示，首先，先本对申请提供的一种电源切换控制电路进行描述，该电源切换控制电路包括第一开关模块51、第二开关模块52、设备开关模块53，其中，第一开关模块51的输入端用于连接电池模块10的供电端，电池模块10的供电端指电池模块的正极端，第一开关模块51的控制端用于连接至控制模块30的第一控制端，控制模块30的第一控制端用于对第一开关模块51的通断进行控制，当控制模块30利用第一控制端控制第一开关模块51导通时，电池模块10能够与设备开关模块53连接，当控制模块30利用第一控制端控制第一开关模块51断开时，电池模块10与设备开关模块53断开连接，也即：第一开关模块51的通断受控于控制模块30的第一控制端的控制信号。

第二开关模块52的输入端用于连接至外部供电模块20的供电端，第一开关模块51的输出端和第二开关模块52的输出端共接后连接至设备开关模块53的输入端且用于连接至控制模块30的供电端，第二开关模块52被配置为当外部供电模块20上电时能触发第二开关模块52导通，从而使得外部供电模块20通过第一开关模块51为控制模块30供电，从而控制模块30能正常工作，也即：第二开关模块52的通断，以及控制模块30能否有工作电源受控于外部供电模块20断电与否。

设备开关模块53的输出端用于连接至用电设备40，设备开关模块53的控制端用于连接至控制模块30的第二控制端。也即：设备开关模块53的通断受控于控制模块30的第二控制端。

由以上连接关系可知，当外部供电模块20上电后，第二开关模块52导通，外部通电模块20为控制模块30供电，此时控制模块30正常上电。控制模块30正常上电后，控制模块30可以控制第一开关模块51和设备开关模块53导通，当第一开关模块51导通后，此时同时能有两条通路给用电设备40供电，一条通路是电池模块10→第一开关模块51→设备开关模块53→用电设备40；另一条通路是外部供电模块20→第二开关模块52→设备开关模块53→用电设备40，从而用电设备40有电源，可以正常开机。当外部供电模块20突然断电时，第二开关模块52断开，此时电池模块10可通过其通路继续给用电设备40供电，可见，在本申请中，可实现外部断电时，用电设备40可由电池模块10继续供电的功能，保持用电设备40不断电的功能。

在本申请中，控制模块30，用于在外部供电模块20断电时，通知用电设备40执行断电应急处理流程，并在接收到用电设备40的应急处理完毕指示时，控制设备开关模块53断开。需要说明的是，断电应急处理流程，指的是预先配置给用电设备40的，当用电设备40接收到控制模块30反馈的执行断电应急处理通知时用电设备40所需执行的流程。示例性的，该断电应急处理流程，包括但不局限于：用电设备40完成对当前运行节点信息、对相关运行数据保存，并将该类数据发送到上层控制端以使上层控制端等流程。

可见，在该实施例中，当外部供电模块20断电时，外部供电模块20将无法继续为用电设备供电40，但基于本申请实施例的电路，电池模块10可继续为用电设备40继续供电，从而对用电设备40起到延迟关机的作用，使得用电设备40具有足够时间进行应急处理。控制模块30可及时通知用电设备40外部供电模块20已经断电，让用电设备40执行断电应急处理流程，使得用电设备40具有足够的时间断电应急处理流程，有效地减少了用电设备40断电时带来的不好影响，其次，控制模块30在接收到用电设备40的应急处理完毕指示时，则控制设备开关模块53断开，这样也避免电池模块10继续为已经应急处理完毕的用电设备40继续供电，有效地减少了电池模块10的电池被消耗，提高了电池模块10的寿命和安全。

另外值得说明的是，在本申请中提供的实施例中，若用电设备40无自主关机功能，则通过本申请提供的电源切换控制电路，能够实现用电设备40的开关机控制，无需像现有技术那样由于用电设备无自主关机功能，从而需等待电池消耗掉所有电量之后，由于无供电才关机的方式，有效地减少电池被无用消耗，提高了电池的寿命和安全，也提供了一种新颖的用电设备开关机控制方式。可以看出，本申请中，利用控制模块30进行控制是一个很大的创新，实现了电源切换的有效管理，就相当于有了一个大脑可以检测到市电断电，检测结果后告诉用电设备40应急处理，用电设备40结束后可对用电设备进行关机控制，不会造成耗干电池。

在本申请的一些实施例中，电源切换控制电路包括多个设备开关模块53，每个设备开关模块53用于连接至对应的用电设备40，控制模块30，还用于在外部供电模块20断电时，通知所有用电设备40执行断电应急处理流程并在接收到用电设备40的应急处理完毕指示时，控制用电设备40相应的设备开关模块53断开，并当所有设备开关模块53均断开后，控制第一开关模块51断开。

可以理解，在通信系统、工控系统以及未来更多的智能化集成系统中，其内部处理器单元(用电设备)会更多，各种处理器开关机会有优先级要求，为了有效管理，控制模块30在外部供电模块20断电时，通知所有的用电设备40执行断电应急处理流程并在接收到用电设备40的应急处理完毕指示时，控制用电设备40相应的设备开关模块断开53，并当所有设备开关模块53均断开后，才控制第一开关模块51断开。这样，可以依次关闭各个用电设备40，实现对用电设备40的关机的有序控制，当所有用电设备40均关闭时，控制模块10才断开第一开关模块51，切断电池模块10为控制模块10供电，控制模块10实现自我关闭，完成最后的关机动作。可见，在通信系统、工控系统以及未来更多的智能化集成系统中，其内部处理器单元(用电设备)会更多的情况下，采用本申请实施例，更能有效地管理关机顺序，以及管理供电顺序，即使用电设备40无自我关机，本申请也能实现对用电设备40的关机，而无需通过消耗干电池的目的来实现关机，有效地有效保护电池的寿命和安全，也提供了一种有序的开关机控制方案，避免用电设备40的开关机混乱，从而保证用电设备40原有的优先级处理顺序得以实现。

请一并参阅图4-6，在本申请的一些实施例中，提供了一种第一开关模块51，该第一开关模块51包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一功率开关单元Q1、第一继电器K1；第一电阻R1的一端与第一继电器K1的第一触点共接且共接端作为第一开关模块51的输入端，第一继电器K1的第二触点作为第一开关模块51的输出端，第一电阻R1的另一端与第一功率开关单元Q1的第一端连接，第一功率开关单元Q1的第二端与第一继电器K1的控制端连接，第二电阻R2与第三电阻R3的一端共接且与第一功率开关单元Q1的控制端连接，第二电阻R2的另一端作为第一开关模块51的控制端，第三电阻R3的另一端与地端连接。在申请的一些实施例中，Q1可以采用NPN型三极管或者其他功率开关管，如MOS管等，具体本申请不做限定，本申请以第一功率开关单元Q1为NPN型三极管，该NPN型三极管的B极为控制端，C极与第一继电器K1的第一触点共接，E极与第一继电器K1的控制端相连。这样，当控制模块30给第二电阻R2的另一端施加高电平时，第一功率开关单元Q1导通，从而电池模块10的供电使第一继电器K1吸合，因此，电池模块10能经过第一继电器K1对外供电，作为VCC_PC_POWER端。

需要说明的是，上述第一开关模块51在此仅为其中一种实施方式，在其他实施方式中还可以有其他变换电路，例如，第一继电器K1也可以采用其他开关类型，或者第一继电器K1的驱动电路也可以采用其他的形式，具体本申请均不做限定。

在本申请的一些实施例中，第一开关模块51的输入端与电池模块10的供电端VCC_BAT之间串接有充电控制模块，充电控制模块包括第四电阻R4和第一二极管D1，第四电阻R4的一端和第一二极管D1的正端共接后用于连接至电池模块10的供电端VCC_BAT，第四电阻R4的另一端和第一二极管D1的负端共接后连接至第二开关模块52的输入端，结合上述实施例，也就是第四电阻R4的另一端和第一二极管D1的负端共接后，与第一电阻R1的一端、第一继电器K1的第一触点相连。

在本申请的一些实施例中，第二开关模块52包括第五电阻R5和第二继电器K2；第五电阻R5的一端与第二继电器K2的第一触点连接且作为第二开关模块52的输入端，第五电阻R5的另一端与第二继电器K2的控制端连接，第二继电器K2的第二触点作为第二开关模块52的输出端，第二开关模块52的输出端和第一开关模块51的输出端共接作为对外供电端，也即：VCC_PC_POWER端。这样，当外部供电模块20的供电端VCC_12V上电时，会驱动第二继电器K2吸合，从而外部供电模块20能流经第二继电器K2对外供电，作为VCC_PC_POWER端。

需要说明的是，上述第二开关模块52在此仅为其中一种实施方式，在其他实施方式中还可以有其他变换电路，例如，第二继电器K2也可以采用其他开关类型，或者第二继电器K2的驱动电路也可以采用其他的形式，具体本申请均不做限定。

在本申请的一些实施例中，第五电阻R5的一端与第二继电器K2的第一触点之间还连接有第二二极管D2，第二二极管D2的负端与第二继电器K2的第一触点、第一开关模块51的输入端相连，第二二极管的正端D2与第五电阻R5的一端相连，且第二二极管D2的正端与第五电阻R5的连接端作为第二开关模块52的输入端。结合上述实施例，也就是说，第二二极管的正端D2与第五电阻R5的一端共接后连接至外部供电模块20的供电端VCC_12V，第二二极管D2的负端与第二继电器K2的第一触点共接后，连接至第四电阻R4的另一端和第一二极管D1的负端。

通过上述实施例，本申请还可以实现电池模块的充放电管理功能，原理如下：

电池模块充电过程：

当外部供电模块20的供电端VCC_12V上电时，如果电池模块10处于亏电状态，则外部供电模块的供电端VCC_12V通过第二二极管D2和第四电阻R4给电池模块10充电。其中第四电阻R4为充电限流电阻，用于有效地避免当电池模块10亏电严重时，充电电流过快而损坏该电池模块10。基于上述电路结构关系还可以看出，电池模块10的供电电压VCC_BAT最大可以达到外部供电模块的供电电压VCC_12V减去第二二极管D2的压降，第二二极管D2还同时起到阻止电池模块20的供电端VCC_BAT的供电电压，流向外部供电模块20的供电端VCC_12V的目的，具有较高的实用性。

电池模块放电过程：

当外部供电模块20的供电端VCC_12V上电，控制模块30控制第二继电器K2吸合，此时第一继电器K1和第二继电器K2的两条通路，会同时给对外供电端VCC_PC_POWER供电，基于本申请的电路结构关系，供电电压仅为外部供电模块20所提供的VCC_12V，而没有电池模块10的供电(VCC_BAT)，因为VCC_BAT≤COM点电压，若要想VCC_BAT输出供电，则必须VCC_BAT＞(COM+D1压降)。因此当外部供电模块20供电时，只有外部供电模块20的供电端VCC_12V进行供电，而电池模块10将处于充电或者充满状态。当外部供电模块20的供电电源消失时，电池模块的供电电压VCC_BAT会流经第一二极管D1和第一继电器K1进行供电，实现供电无缝切换，从而使得后续的用电设备能够正常工作，不会出现供电混乱的情形。

可以看出，基于本申请提供的电源切换控制电路，能够解决现有技术的电路中，到底是电池供电还是外部供电的混淆问题，也可以有效地解决电池充电或是放电的时序混乱的问题，通过本申请，可以有效地实现电池的充放电管理，电池的充电和放电逻辑清楚，有效地避免了电池充放电时序混乱的现象，具有较高的实用性。

在本申请的一些实施例中，提供了一种设备开关模块53，该设备开关模块53包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第二功率开关单元Q2、第三继电器K3；第六电阻R6的一端与第三继电器K3的第一触点共接且共接端作为设备开关模块53的输入端，第三继电器K3的第二触点作为设备开关模块53的输出端，第六电阻R6的另一端与第二功率开关单元Q2的第一端连接，第二功率开关单元Q2的第二端与第三继电器K3的控制端连接，第七电阻R7与第八电阻R8的一端共接且与第二功率开关单元Q2的控制端连接，第七电阻R7的另一端作为设备开关模块53的控制端，第八电阻R8的另一端与地端连接。结合上述实施例，也就是说，第六电阻R6的一端与第三继电器K3的第一触点与VCC_PC_POWER端相连，第三继电器K3的第二触点作为一供电端VCC_PC1_POWER，用于连接至对应的用电设备PC1(如工控机1)，第七电阻R7的另一端用于连接至控制模块的控制端PC1_CTRL。

在本申请的一些实施例中，当供电控制系统中有多个用电设备时，对应的可以有多个设备开关模块53，每个设备开关模块53可以采用相同的电路结构，具体本申请不作限定。在本申请中，以包括两个设备开关模块53为例，进行描述。如图6所示，本申请还包括另一设备开关模块53，该另一设备开关模块53包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11和第三功率开关单元Q2、第四继电器K4；第九电阻R9的一端与第四继电器K4的第一触点共接且共接端作为该另一设备开关模块53的输入端，第四继电器K4的第二触点作为该另一设备开关模块53的输出端，第九电阻R9的另一端与第三功率开关单元Q3的第一端连接，第三功率开关单元Q3的第二端与第四继电器K4的控制端连接，第十电阻R10与第十一电阻R11的一端共接且与第三功率开关单元Q3的控制端连接，第十电阻R10的另一端作为该另一设备开关模块53的控制端，第十一电阻R1的另一端与地端连接。

结合上述实施例，也就是说，第9电阻R9的一端与第四继电器K4的第一触点与VCC_PC_POWER端相连，第四继电器K4的第二触点作为一供电端VCC_PC2_POWER，用于连接至对应的用电设备PC2(如工控机2)，第10电阻R10的另一端用于连接至控制模块的控制端PC2_CTRL。

需要说明的是，在申请的一些实施例中，Q2和Q3均可以采用NPN型三极管或者其他功率开关管，如MOS管等，具体本申请不做限定，本申请以第二功率开关单元Q2、第三功率开关单元Q3为NPN型三极管为例进行说明而已。另外需要说明的是，上述设备开关模块53在此仅为其中一种实施方式，在其他实施方式中还可以有其他变换电路，例如，设备开关模块53内的继电器也可以采用其他开关类型，或者其驱动电路也可以采用其他的形式，具体本申请均不做限定。

结合上述电路结构，如图4所示，本申请中的控制模块具体可以采用微处理器(MCU)实现，微处理器(MCU)可以通过其内部的通用输入/输出接口(General-purposeinput/output，GPIO)，与外部的用电设备进行状态通信，也可以发出相关控制信号。如通过GPIO_1与工控机1进行通信、通过GPIO_2发出PC1_CTRL控制信号(如高或低电平)；通过GPIO_5与工控机2进行通信、通过GPIO_6发出PC2_CTRL控制信号(如高或低电平)，通过GPIO_3向电源切换控制电路发出MCU_CTRL控制信号(如高或低电平)，通过GPIO_N与其他处理器进行状态通信或发出控制信号，具体不做限定。

本申请实施例还提供了一种供电控制系统，该供电控制系统包括控制模块30、用电设备40、外部供电模块20、电池模块10和前述实施例所描述的电源切换控制电路。

实施例二

如图7所示，基于上述实施例一提供的供电控制系统，本申请还提供了一种供电控制方法，包括如下步骤：

S10：实时检测外部供电模块的供电电压；

S20：根据外部供电模块的供电电压，判断当前外部供电模块是否断电；

S30：当外部供电模块断电时，通知用电设备执行断电应急处理流程；

S40：在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制设备开关模块53断开。

在一实施例中，电源切换控制电路包括多个设备开关模块53，每个设备开关模块53用于连接至对应的用电设备，供电控制方法还包括如下步骤：

S50：在外部供电模块断电时，通知所有用电设备执行断电应急处理流程并在接收到用电设备的应急处理完毕指示时，控制用电设备相应的设备开关模块断开；

S60：当所有设备开关模块均断开后，控制第一开关模块断开。

另外，在本申请的一些实施例中，控制模块30还实时电池模块10的供电电压，即通过ADC2读取电池模块10的供电电压，控制模块30可以根据电池模块10的供电电压、仍在工作的用电设备数量，评估剩余工作时间，并不断告知各个运行的用电设备，催促用电设备加速运行应急处理流程。

结合图4，以用电设备为多个工控机为例对控制过程进行描述；例如，外部供电模块20上电后，控制模块30控制工控机电源的GPIO至高电平，也即需设置设GPIO_2/3/6为高电平，然后通过ADC1和ADC2实时测量外部供电模块20供电电压VCC_12V和电池模块10的供电电压VCC_BAT。当控制模块30通过ADC1检测到外部供电模块20供电电压VCC_12V小于或等于预设电压(例如10V)，则认为外部供电消失，此时控制模块30通过与工控机相连的状态通信GPIO，通知工控机，告知该工控机外部断电，需要执行应急断电处理流程。如通过GPIO_1/5等通知工控机1和工控机2执行断电应急处理流程，通过工控机在处理应急断电处理流程中，读ADC2，即电池模块10的供电电压，控制模块30可以根据电池模块10的电压、仍在工作的工控机数量，评估剩余工作时间，并不断告知各个运行的工控机，催促工控机加速运行急断电处理流程。当接收到工控机反馈的任务完成信息后，依据任务完成信息判断工控机是否执行完应急断电处理流程，当执行完应急断电处理流程，则将对应控制该工控机电源的GPIO至低。如设GPIO_2为低电平以关闭工控机1，设置GPIO_6为低电平以关闭工控机2，当所有工控机(工控机1-工控机n)均应急处理完毕后，再判断是否所有工控机均已关闭，所有工控机均已关闭控制模块30控制GPIO_3至低，也即将第一继电器K1断开，断开电池模块10为控制模块供电，流程结束。

需要说明的是，控制模块30的更多功能或者执行的步骤可对应参阅前述实施例一的相应描述，为避免重复，这里不再叙述。而且，该供电控制方法所带来的技术效果，也可以一并参阅前述实施例一的对应描述，这里也不再重复描述。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

需要说明的是，上述控制模块30可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于处理器中，也可以以软件形式存储于处理器中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种控制模块30，其中，该控制模块30可以是微处理器、ARM处理器或者DSP处理器等，该控制模块30的网络接口用于与外部的用电设备通过网络连接通信。该计算机程序被控制模块30执行时以实现上述基于供电控制方法中控制模块30的步骤，或者实现上述基于供电控制系统中控制模块的功能，具体可详见上述实施例，这里不重复描述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述基于供电控制方法中控制模块的步骤，或者实现上述基于供电控制系统中控制模块的功能，具体可详见上述实施例，这里不重复描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源切换控制电路，其特征在于，所述电源切换控制电路包括第一开关模块、第二开关模块、设备开关模块，所述第一开关模块的输入端用于连接电池模块的供电端，所述第一开关模块的控制端用于连接至控制模块的第一控制端，所述第二开关模块的输入端用于连接至外部供电模块的供电端，所述第一开关模块的输出端和所述第二开关模块的输出端共接后连接至所述设备开关模块的输入端且用于连接至所述控制模块的供电端，所述设备开关模块的输出端用于连接至用电设备，所述设备开关模块的控制端用于连接至所述控制模块的第二控制端；

所述控制模块，用于在所述外部供电模块断电时，通知所述用电设备执行断电应急处理流程并在接收到所述用电设备的应急处理完毕指示时，控制所述设备开关模块断开；

当所述外部供电模块的供电端上电时，如果电池模块处于亏电状态，所述外部供电模块的供电端通过第二二极管和第四电阻给所述电池模块充电；

当外部供电模块供电时，所述外部供电模块的供电端进行供电，所述电池模块将处于充电或者充满状态；当所述外部供电模块的供电电源消失时，所述电池模块的供电电压会流经所述第一开关模块进行供电。

2.如权利要求1所述的电源切换控制电路，其特征在于，所述电源切换控制电路包括多个设备开关模块，每个所述设备开关模块用于连接至对应的用电设备，所述控制模块，还用于在所述外部供电模块断电时，通知所有所述用电设备执行断电应急处理流程并在接收到所述用电设备的应急处理完毕指示时，控制所述用电设备相应的设备开关模块断开，并当所有所述设备开关模块均断开后，控制所述第一开关模块断开。

3.如权利要求1所述的电源切换控制电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一功率开关单元、第一继电器；所述第一电阻的一端与所述第一继电器的第一触点共接且共接端作为所述第一开关模块的输入端，所述第一继电器的第二触点作为所述第一开关模块的输出端，所述第一电阻的另一端与所述第一功率开关单元的第一端连接，所述第一功率开关单元的第二端与所述第一继电器的控制端连接，所述第二电阻与第三电阻的一端共接且与所述第一功率开关单元的控制端连接，所述第二电阻的另一端作为所述第一开关模块的控制端，所述第三电阻的另一端与地端连接。

4.如权利要求3所述的电源切换控制电路，其特征在于，所述第一开关模块的输入端与所述电池模块的供电端之间串接有充电控制模块，所述充电控制模块包括第四电阻和第一二极管，所述第四电阻的一端和所述第一二极管的正端共接后用于连接至所述电池模块的供电端，所述第四电阻的另一端和所述第一二极管的负端共接后连接至所述第二开关模块的输入端。

5.如权利要求1-4任一项所述的电源切换控制电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第五电阻和第二继电器；所述第五电阻的一端与所述第二继电器的第一触点连接且作为所述第二开关模块的输入端，所述第五电阻的另一端与所述第二继电器的控制端连接，所述第二继电器的第二触点作为所述第二开关模块的输出端。

6.如权利要求5所述的电源切换控制电路，其特征在于，所述第五电阻的一端与所述第二继电器的第一触点之间还连接有第二二极管，所述第二二极管的负端与所述第二继电器的第一触点、所述第一开关模块的输入端相连，所述第二二极管的正端与所述第五电阻的一端相连，且所述第二二极管的正端与所述第五电阻的连接端作为所述第二开关模块的输入端。

7.一种供电控制系统，其特征在于，包括控制模块、用电设备、外部供电模块、电池模块和如权利要求1-6任一项所述的电源切换控制电路。

8.一种供电控制方法，基于权利要求7所述的供电控制系统，其特征在于，所述供电控制方法包括：

实时检测所述外部供电模块的供电电压；

根据所述外部供电模块的供电电压，判断当前所述外部供电模块是否断电；

当所述外部供电模块断电时，通知所述用电设备执行断电应急处理流程；

在接收到所述用电设备的应急处理完毕指示时，控制所述设备开关模块断开。

9.如权利要求8所述的供电控制方法，其特征在于，所述电源切换控制电路包括多个设备开关模块，每个所述设备开关模块用于连接至对应的用电设备，所述供电控制方法还包括：

在所述外部供电模块断电时，通知所有所述用电设备执行断电应急处理流程并在接收到所述用电设备的应急处理完毕指示时，控制所述用电设备相应的设备开关模块断开；

当所有所述设备开关模块均断开后，控制所述第一开关模块断开。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8或9所述的供电控制方法的步骤。