CN103545914A - 具有自动切换功能的双路供电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自动切换功能的双路供电电路，包括外接电源供电通路和内置电池供电通路；外接电源供电通路包括与外接电源相连接的电源处理单元、正极与电源处理单元的输出相连接的二极管；内置电池供电通路包括电池、电源通路控制器、开关管，电池的输出端经开关管与二极管的负极共接形成输出端；电源通路控制器具有检测电池的输出电压的第一输入端、检测二极管的负极的输出电压的第二输入端、与开关管相连接并控制开关管导通或截止的控制端，电源通路控制器根据电池的输出电压和二极管的负极的输出电压控制开关管的导通或截止。上述电路结构简单，功耗低，适合便携式设备使用，能够实现电源的自动切换，保证系统的稳定工作。

Description

具有自动切换功能的双路供电电路
技术领域
本发明涉及一种双路供电电路，尤其是一种具有自动切换功能的双路供电电路。
背景技术
便携式手持设备通常使用电池供电，同时使用外部电源输入供电，这就需要解决供电电源的自动切换问题。现有技术多采用两个肖特基二极管或使用一个MOSFET开关管进行简单隔离，在切换电源供电时，容易造成电路输出电压不稳，影响设备的稳定工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现自动切换电源并保证系统稳定工作的双路供电电路。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种具有自动切换功能的双路供电电路，其包括外接电源供电通路和内置电池供电通路；所述的外接电源供电通路包括与外接电源相连接并将外接电源转换为所需电源输出的电源处理单元、正极与所述的电源处理单元的输出相连接的二极管；所述的内置电池供电通路包括电池、电源通路控制器、开关管，所述的电池的输出端经所述的开关管后与所述的二极管的负极共接形成所述的具有自动切换功能的双路供电电路的输出端；所述的电源通路控制器具有检测所述的电池的输出电压的第一输入端、检测所述的二极管的负极的输出电压的第二输入端、与所述的开关管相连接并控制所述的开关管导通或截止的控制端，所述的电源通路控制器根据所述的电池的输出电压和所述的二极管的负极的输出电压控制所述的开关管的导通或截止。
优选的，所述的电源处理单元包括与所述的外接电源相连接的外接电源输入滤波电路、与所述的外接电源输入滤波电路的输出端相连接的开关稳压控制电路，所述的开关稳压控制电路的输出端与所述的二极管的正极相连接。
优选的，所述的电池的输出端与所述的开关管之间设置有内置电池输入滤波电路。
优选的，所述的内置电池输入滤波电路包括与所述的电池相并联的滤波电容。
优选的，所述的开关管为MOSFET开关管，其栅极与所述的电源通路控制器的控制端相连接，漏极与所述的电池的输出端相连接，源极与所述的二极管的负极共接。
优选的，所述的电源通路控制器中设定有一阈值；
当所述的外接电源正常工作时，所述的外接电源供电通路工作且所述的二极管的负极输出电压高于或等于或在所述的阈值内低于所述的电池的输出电压，所述的电源通路控制器控制所述的开关管截止，从而通过所述的外接电源供电通路进行供电；
当所述的外接电源异常时，所述的外接电源供电通路的二极管的负极输出电压低于所述的电池的输出电压并达到或超出所述的阈值，所述的电源通路控制器控制所述的开关管导通，从而通过所述的内置电池供电通路进行供电。
优选的，所述的具有自动切换功能的双路供电电路的输出端连接有输出滤波电路。
优选的，所述的输出滤波电路包括与所述的具有自动切换功能的双路供电电路的输出端相连接的电感、第一电容和第二电容，所述的第一电容的一端与所述的电感的一端相连接，另一端接地，所述的第二电容的一端与所述的电感的另一端相连接，另一端接地。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
（1）电路结构简单，功耗低，适合便携式设备使用。当外接电源正常时，自动切换到外部电源供电，可节省内部电池电量；当无外部电源或外部电源异常时，自动切换到内部电池供电。
（2） 切换电源的过程不掉电重启，能够保证系统的稳定工作。
附图说明
附图1为本发明的具有自动切换功能的双路供电电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：参见附图1所示。一种具有自动切换功能的双路供电电路，涉及电子技术领域，是一种适合便携式手持设备等供电的具有外接电源和内置电池的双路供电电路，其在工作中可根据电源状态实现电源的自动切换，保证设备的稳定工作。
该具有自动切换功能的双路供电电路包括外接电源供电通路和内置电池供电通路。这两路供电通路均可以单独实现供电。
外接电源供电通路包括与外接电源相连接的外接电源输入滤波电路、与外接电源输入滤波电路的输出端相连接的开关稳压控制电路、正极与开关稳压控制电路的输出相连接的二极管D1。其中，外接电源输入滤波电路和开关稳压控制电路均可选用现有的电路来实现，二者构成将外接电源转换为所需电源输出的电源处理单元，开关稳压控制电路的输出端即为电源处理单元的输出端。外接电源输入滤波电路对输入的干扰脉冲进行抑制，同时也可消除开关稳压控制电路的反射纹波对输入回路的影响。开关稳压控制电路将输入的外接电源转换为系统需要的电压，该电压略高于电池的输出电压。
内置电池供电通路包括电池、电源通路控制器N1、开关管V1和内置电池输入滤波电路。具体的，电池的输出端经开关管V1后与二极管D1的负极共接形成具有自动切换功能的双路供电电路的输出端。电池输入滤波电路，包括一与电池相并联的滤波电容C1设置在电池的输出端与开关管V1之间。电源通路控制器N1为低功耗控制器LTC4412HV，适合于电池供电的电源管理，其具有检测电池的输出电压的第一输入端Vin、检测二极管D1的负极的输出电压的第二输入端SENSE、与开关管V1相连接并控制开关管V1导通或截止的控制端GATE。开关管V1为MOSFET开关管，其栅极与电源通路控制器N1的控制端GATE相连接，漏极与电池的输出端相连接，源极与二极管D1的负极共接。
上述具有自动切换功能的双路供电电路通过二极管D1和电源通路控制器N1来实现其自动切换功能，即自动选择由外接电源供电通路供电，还是由内置电池供电通路供电。
具体为，电源通路控制器N1根据电池的输出电压和二极管D1的负极的输出电压控制开关管V1的导通或截止。在电源通路控制器N1中设定有一阈值，例如该阈值为20mV。
当外接电源正常工作时，外接电源供电通路工作且二极管D1的负极输出电压高于或等于或在阈值内低于电池的输出电压，电源通路控制器N1的控制端GATE控制开关管V1截止，此时二极管D1导通，从而通过外接电源供电通路进行供电。即当外接电源供电通路通过二极管D1的负极输出的电压高于电池的输出电压、等于电池的输出电压、低于电池的输出电压且未超过20mV这三种情况下，开关管V1截止而通过外接电源供电通路进行供电，而内置电池供电通路则关断。
而外接电源异常（如出现故障或断电）时，外接电源的输入电压较低，二极管D1的负极连接至电源通路控制器N1的第二输入端SENSE处的电压降低。当外接电源供电通路的二极管D1的负极输出电压（即电源通路控制器N1的第二输入端SENSE的电压）低于电池的输出电压（即电源通路控制器N1的第一输入端Vin的电压）并达到或超出阈值所限定的20mV，甚至外接电源供电通路无输出电压时，电源通路控制器N1的控制端GATE控制开关管V1导通，从而通过内置电池供电通路进行供电。此时，二极管D1截止，防止电池的输出为开关稳压控制电路反向供电，实现反向保护功能。
另外，上述具有自动切换功能的双路供电电路的输出端还连接有输出滤波电路，即LC滤波电路。输出滤波电路包括与具有自动切换功能的双路供电电路的输出端相连接的电感L1、第一电容C2和第二电容C3，第一电容C2的一端与电感L1的一端相连接，另一端接地，第二电容C3的一端与电感L1的另一端相连接，另一端接地。该输出滤波电路能够消除电源的噪声，第一电容C2的容值较大，同时完成滤波和储能功能，保证在电源回路切换时不出现掉电现象。
上述具有自动切换功能的双路供电电路所采用的技术方案，成功地实现了智能节电的无间断供电方式，保证了设备的不掉电重启和正常工作。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：其包括外接电源供电通路和内置电池供电通路；所述的外接电源供电通路包括与外接电源相连接并将外接电源转换为所需电源输出的电源处理单元、正极与所述的电源处理单元的输出相连接的二极管；所述的内置电池供电通路包括电池、电源通路控制器、开关管，所述的电池的输出端经所述的开关管后与所述的二极管的负极共接形成所述的具有自动切换功能的双路供电电路的输出端；所述的电源通路控制器具有检测所述的电池的输出电压的第一输入端、检测所述的二极管的负极的输出电压的第二输入端、与所述的开关管相连接并控制所述的开关管导通或截止的控制端，所述的电源通路控制器根据所述的电池的输出电压和所述的二极管的负极的输出电压控制所述的开关管的导通或截止。
2.根据权利要求1所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的电源处理单元包括与所述的外接电源相连接的外接电源输入滤波电路、与所述的外接电源输入滤波电路的输出端相连接的开关稳压控制电路，所述的开关稳压控制电路的输出端与所述的二极管的正极相连接。
3.根据权利要求1所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的电池的输出端与所述的开关管之间设置有内置电池输入滤波电路。
4.根据权利要求3所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的内置电池输入滤波电路包括与所述的电池相并联的滤波电容。
5.根据权利要求1所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的开关管为MOSFET开关管，其栅极与所述的电源通路控制器的控制端相连接，漏极与所述的电池的输出端相连接，源极与所述的二极管的负极共接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的电源通路控制器中设定有一阈值；
当所述的外接电源正常工作时，所述的外接电源供电通路工作且所述的二极管的负极输出电压高于或等于或在所述的阈值内低于所述的电池的输出电压，所述的电源通路控制器控制所述的开关管截止，从而通过所述的外接电源供电通路进行供电；
当所述的外接电源异常时，所述的外接电源供电通路的二极管的负极输出电压低于所述的电池的输出电压并达到或超出所述的阈值，所述的电源通路控制器控制所述的开关管导通，从而通过所述的内置电池供电通路进行供电。
7.根据权利要求6所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的具有自动切换功能的双路供电电路的输出端连接有输出滤波电路。
8.根据权利要求7所述的具有自动切换功能的双路供电电路，其特征在于：所述的输出滤波电路包括与所述的具有自动切换功能的双路供电电路的输出端相连接的电感、第一电容和第二电容，所述的第一电容的一端与所述的电感的一端相连接，另一端接地，所述的第二电容的一端与所述的电感的另一端相连接，另一端接地。
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