CN104348251A - 外部电源与锂电池供电的切换电路 - Google Patents
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Abstract
一种外部电源与锂电池供电的切换电路，包括：外部直流电源、锂电池和分别对应于外部直流电源和锂电池的开关路径；第一开关路径中，外部直流电源经过充电管理芯片与锂电池相连接，而锂电池与系统供电之间连接设置第一开关管，外部直流电源与第一开关管的控制极相连；第二开关路径中，外部直流电源通过对管连接的第二开关管和第三开关管连接到系统供电，而同时外部直流电源通过升压电荷泵连接到第四开关管，外部直流电源与第四开关管的控制极相连接，第四开关管的输出端分别连接第二、三开关管的控制极。本发明在外部电源拔出或者异常掉电时，备用锂电池能够迅速对系统供电，从而保证系统稳定性以及供电的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及系统供电的技术领域，具体说是一种可广泛应用于平板电脑、笔记本电脑等具有备用电池的便携式设备中的外部电源与锂电池供电的切换电路。
背景技术
目前，便携式电子产品都有备用锂电池，当外部电源正常时，要使用外部电源供电；当外部电源异常或者掉电的情况下，可以马上切换到锂电池供电，一旦外部电源恢复正常，又可以自动切换到外部电源供电，在切换过程中，系统不能出现异常或者重启。有些锂电池充电管理芯片内部集成了电源切换控制功能，但是大部分低端锂电池充电管理芯片仍需设计外接切换电路。也有一些专门用于满足切换功能的芯片，但是由于价格昂贵，在多数对成本有要求的产品中并不适用。有些设计人员经常使用两个肖特基二极管并联来实现切换功能，但是由于肖特基本身有压降，而且当供电电流达到安培级别时，会有一定的损耗，所以此方法有一定的局限性。因此，一种低成本、快响应、自动化的切换电路引起了各行各界便携式电子产品的广泛需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可广泛应用于平板电脑、笔记本电脑等具有备用电池的便携式设备中的外部电源与锂电池供电的切换电路。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路，包括：外部直流电源、锂电池和开关路径，外部直流电源和锂电池通过开关路径与系统供电相连接，开关路径为两路，分别对应于外部直流电源和锂电池；第一开关路径中，外部直流电源经过充电管理芯片与锂电池相连接，而锂电池与系统供电之间连接设置第一开关管，外部直流电源与第一开关管的控制极相连；第二开关路径中，外部直流电源通过对管连接的第二开关管和第三开关管连接到系统供电，而同时外部直流电源通过升压电荷泵连接到第四开关管，外部直流电源与第四开关管的控制极相连接，第四开关管的输出端分别连接第二、三开关管的控制极。
本发明还可以采用以下技术措施：
上述第一至第四开关管都为MOS管。
所述的第一至第四开关管的控制极电阻为可调电阻。
本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路，由以MOS管作为开关管的开关电路和升压电荷泵组成，其中市售较便宜的升压电荷泵即可满足使用需求，MOS开关管的内阻非常小，能够达到毫欧级，因此解决了利用肖特基二极管作为电源切换方案时存在的功耗过大的问题，同时开关专用的MOS管还具有响应速度快，极低的Rds等特点，并且作为电压型驱动的管子，几乎没有损耗，可作为较为理想的开关管，从而满足外部电源作为主要供电路径，掉电时由备用锂电池供电的功能，整个过程动作迅速，不会对系统造成影响。本发明克服了动态负载条件下，外部电源异常掉电带来的系统不稳定等技术难题，外部电源拔出或者异常掉电时，备用锂电池能够迅速对系统供电，从而保证系统稳定性以及供电的可靠性，插上电源后主电源路径能够迅速恢复，从而实现了不用集成芯片也能实现无缝切换这个功能。
附图说明
图1是本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路的原理示意图；
图2是本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路的结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。
图1是本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路的原理示意图；图2是本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路的结构示意图。
如图1和图2所示，本发明的外部电源与锂电池供电的切换电路，包括：外部直流电源、锂电池和开关路径，外部直流电源和锂电池通过开关路径与系统供电相连接，开关路径为两路，分别对应于外部直流电源和锂电池；第一开关路径中，外部直流电源经过充电管理芯片与锂电池相连接，而锂电池与系统供电之间连接设置第一开关管，即图2中开关管1，外部直流电源与第一开关管的控制极相连；第二开关路径中，外部直流电源通过对管连接的第二开关管和第三开关管连接到系统供电，第二开关管和第三开关管分别对应图2中的开关管2和开关管3，而同时外部直流电源通过升压电荷泵连接到第四开关管，即图2中开关管4，外部直流电源与第四开关管的控制极相连接，第四开关管的输出端分别连接第二、三开关管的控制极。
为了防止开关管体二极管带来的倒灌影响，也保证外部直流电源掉电时，外部电源的通路能够完全切断，第二开关路径的第二开关管和第三开关管采用对管结构，由于锂电池电压低于外部直流电源电压，所以第一开关路径不会出现倒灌，所以在电路中使用一个开关管即可。当外部直流电源正常时，外部电源经过升压电荷泵获得高电压信号，此高电压值满足第二、三开关管的导通条件，第四开关管导通时上述高电压通过导通的第四开关管作用于第二开关管和第三开关管的控制极，使第二、三开关管导通并使外部直流电源连接至系统供电，此时由于外部直流电源通过充电管理芯片给锂电池充电，所以外部直流电源电压高于锂电池本身电压，在外部直流电源正常供电时，第一开关管关断，从而使锂电池无法向后面的系统供电，同时又不会影响锂电池的充电管理。
当外部直流电源异常掉电时，升压电荷泵停止工作，输出电压为零，第二、三开关管不再满足导通条件，上述两个开关管同时断开；同时由于外部直流电源掉电为零，使得此时第一开关管满足导通条件，第一开关路径导通，通过锂电池为后面的系统供电。
第一至第四开关管都为MOS管。开关专用的MOS管还具有响应速度快，极低的Rds等特点，并且作为电压型驱动的管子，几乎没有损耗，可作为较为理想的开关管。
所述的第一至第四开关管的控制极电阻为可调电阻。从而调节开关响应速度，达到设计的需求，从而实现真正意义的无缝切换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种外部电源与锂电池供电的切换电路，包括：外部直流电源、锂电池和开关路径，外部直流电源和锂电池通过开关路径与系统供电相连接，其特征在于：开关路径为两路，分别对应于外部直流电源和锂电池；第一开关路径中，外部直流电源经过充电管理芯片与锂电池相连接，而锂电池与系统供电之间连接设置第一开关管，外部直流电源与第一开关管的控制极相连；第二开关路径中，外部直流电源通过对管连接的第二开关管和第三开关管连接到系统供电，而同时外部直流电源通过升压电荷泵连接到第四开关管，外部直流电源与第四开关管的控制极相连接，第四开关管的输出端分别连接第二、三开关管的控制极。
2.根据权利要求1所述的外部电源与锂电池供电的切换电路，其特征在于：上述第一至第四开关管都为MOS管。
3.根据权利要求1或2所述的外部电源与锂电池供电的切换电路，其特征在于：第一至第四开关管的控制极电阻为可调电阻。
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