CN105680528A - 一种双向电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电源设备技术领域，尤其涉及一种双向电源电路。在本发明实施例中，双向电源电路包括第一开关模块，第一开关模块分别与所述电源接口、充电模块、第一电压转换模块的输出端和控制模块连接，在所述控制模块的控制下，第一开关模块接通所述电源接口与充电模块，实现所述外部电源对充电模块进行充电，或者第一开关模块接通所述第一电压转换模块与电源接口，实现所述充电模块对用电器进行供电，这样只需要一个电源接口可以同时实现外部电源对充电模块进行充电，或者充电模块对用电器进行供电，接口简单，操作方便，并且可以防水防尘。

Description

一种双向电源电路

技术领域

本发明属于电源设备技术领域，尤其涉及一种双向电源电路。

背景技术

电源接口是连接充电电池与外部电源或用电器的接口，现有电源接口一般是单向供电，即只能外部电源对充电电池供电，或者是充电电池对用电器供电。

现有的便携式的产品都有内置电池，这种产品除了需要外部电源从电源输入接口输入，还需要将自身的电源输出给别的电子产品，现有的方法是增加一个电源接口，这样的缺点是产品接口复杂，消费者使用时易插错，而且接口太多，防水防尘困难。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种双向电源电路，旨在解决现在的电源接口是单向供电，存在接口复杂，消费者使用时易插错，而且接口太多，防水防尘困难的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种双向电源电路，所述双向电源电路包括：

与外部电源或用电器连接的电源接口；

依次连接的充电模块和电池模块；

输入端接所述电池模块，对所述电池模块输出的电压进行转换的第一电压转换模块；

控制模块；以及

分别与所述电源接口、充电模块、第一电压转换模块的输出端和控制模块连接，在所述控制模块的控制下，接通所述电源接口与充电模块，实现所述外部电源对充电模块进行充电，或者接通所述第一电压转换模块与电源接口，实现所述充电模块对用电器进行供电的第一开关模块。

上述结构中，所述第一电压转换模块为升压电路。

上述结构中，所述双向电源电路还包括：

输入端接所述第一开关模块、输出端接所述充电模块，当电源电压低于电池电压时进行升压的第二电压转换模块，所述第二电压转换模块为升压电路，所述所述第一电压转换模块为降压电路。

上述结构中，所述控制模块工作的触发信号分别来自所述双向电源电路内部的控制按键、所述双向电源电路外部的无线控制模块或所述电源接口。

上述结构中，所述双向电源电路还包括连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，当出现电流流向从第一开关模块向第一电压转换模块时，控制所述第一开关模块断开所述第一电压转换模块与电源接口的电流检测模块。

上述结构中，所述电流检测模块包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R17、电阻R18、二极管D1、二极管D2、三极管Q1与三极管Q2；

所述电阻R1连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述二极管D1的阳极接所述第一开关模块，所述二极管D1的阴极接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接所述第一电压转换模块，所述三极管Q1的集电极一路通过所述电阻R2接地，所述三极管Q1的集电极另一路接所述控制模块，所述二极管D2的阳极接所述第一电压转换模块，所述二极管D2的阴极接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接所述第一开关模块，所述三极管Q2的集电极一路通过所述电阻R3接地，所述三极管Q2的集电极另一路接所述控制模块，所述电阻R17连接在所述二极管D1的阴极与地之间，所述电阻R18连接在所述二极管D2的阴极与地之间。

上述结构中，所述电流检测模块包括：

电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、二极管D2、MOS管Q3、MOS管Q4、运算放大器U1与运算放大器U2；

所述电阻R4连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述电阻R5连接在所述第一开关模块与运算放大器U1的反相输入端之间，所述电阻R6连接在所述第一电压转换模块与运算放大器U1的同相输入端之间，所述运算放大器U1的输出端接所述MOS管Q3的栅极，所述运算放大器U1的同相输入端接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极一路通过电阻R9接地，所述MOS管Q3的源极另一路接所述控制模块，所述电阻R8连接在所述第一电压转换模块与运算放大器U2的反相输入端之间，所述电阻R7连接在所述第一开关模块与运算放大器U2的同相输入端之间，所述运算放大器U2的输出端接所述MOS管Q4的栅极，所述运算放大器U2的同相输入端接所述三极管Q4的漏极，所述MOS管Q4的源极一路通过电阻R10接地，所述MOS管Q4的源极另一路接所述控制模块。

上述结构中，所述电流检测模块包括：

电阻R11、电阻R12、电阻R19、二极管D3和三极管Q5；

所述电阻R11连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述二极管D3的阳极接所述第一电压转换模块，所述二极管D3的阴极接所述三极管Q5的基极，所述三极管Q5的发射极接所述第一开关模块，所述三极管Q5的集电极一路通过电阻R12接地，所述三极管Q5的集电极另一路接所述控制模块，所述电阻R19连接在所述二极管D3的阴极与地之间。

上述结构中，所述电流检测模块包括：

电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、MOS管Q6与运算放大器U3；

所述电阻R13连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述电阻R14连接在所述第一电压转换模块与运算放大器U3的反相输入端之间，所述电阻R15连接在所述第一开关模块与运算放大器U3的同相输入端之间，所述运算放大器U3的输出端接所述MOS管Q6的栅极，所述运算放大器U3的同相输入端接所述MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q6的源极一路通过电阻R16接地，所述MOS管Q6的源极另一路接所述控制模块。

上述结构中，所述双向电源电路还包括连接在所述电池模块与第一电压转换模块之间，切断所述电池模块的放电回路，防止所述电池模块漏电的第二开关模块。

在本发明实施例中，双向电源电路包括第一开关模块，第一开关模块分别与所述电源接口、充电模块、第一电压转换模块的输出端和控制模块连接，在所述控制模块的控制下，第一开关模块接通所述电源接口与充电模块，实现所述外部电源对充电模块进行充电，或者第一开关模块接通所述第一电压转换模块与电源接口，实现所述充电模块对用电器进行供电，这样只需要一个电源接口可以同时实现外部电源对充电模块进行充电，或者充电模块对用电器进行供电，接口简单，操作方便，并且可以防水防尘。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的双向电源电路的模块结构图；

图2是本发明第二实施例提供的双向电源电路的模块结构图；

图3是本发明第三实施例提供的双向电源电路的模块结构图；

图4是本发明第四实施例提供的双向电源电路的模块结构图；

图5是本发明实施例提供的电流检测模块的第一实施例的电路结构图；

图6是本发明实施例提供的电流检测模块的第二实施例的电路结构图；

图7是本发明实施例提供的电流检测模块的第三实施例的电路结构图；

图8是本发明实施例提供的电流检测模块的第四实施例的电路结构图；

图9是本发明实施例提供的第一开关模块的第一实施例的电路结构图；

图10是本发明实施例提供的第一开关模块的第二实施例的电路结构图；

图11是本发明实施例提供的第一开关模块的第三实施例的电路结构图；

图12是本发明实施例提供的第一开关模块的第四实施例的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明第一实施例提供的双向电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

一种双向电源电路，所述双向电源电路包括：

与外部电源或用电器连接的电源接口1；

依次连接的充电模块2和电池模块3；

输入端接所述电池模块3，对所述电池模块3输出的电压进行转换的第一电压转换模块4；

控制模块5；以及

分别与所述电源接口1、充电模块2、第一电压转换模块4的输出端和控制模块5连接，在所述控制模块5的控制下，接通所述电源接口1与充电模块2，实现所述外部电源对充电模块2进行充电，或者接通所述第一电压转换模块4与电源接口1，实现所述充电模块2对用电器进行供电的第一开关模块6。

作为本发明一实施例，所述第一电压转换模块4为升压电路。

图2示出了本发明第二实施例提供的双向电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述双向电源电路还包括：

输入端接所述第一开关模块6、输出端接所述充电模块2，当电源电压低于电池电压时进行升压的第二电压转换模块7，所述第二电压转换模块7为升压电路，所述所述第一电压转换模块4为降压电路。

作为本发明一实施例，所述控制模块5工作的触发信号分别来自所述双向电源电路内部的控制按键、所述双向电源电路外部的无线控制模块或所述电源接口1。

图3示出了本发明第三实施例提供的双向电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述双向电源电路还包括连接在所述第一电压转换模块4与第一开关模块6之间，当出现电流流向从第一开关模块6向第一电压转换模块4时，控制所述第一开关模块6断开所述第一电压转换模块4与电源接口1的电流检测模块8。

图4示出了本发明第四实施例提供的双向电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述双向电源电路还包括连接在所述电池模块3与第一电压转换模块4之间，切断所述电池模块3的放电回路，防止所述电池模块3漏电的第二开关模块9。

图5示出了本发明实施例提供的电流检测模块的第一实施例的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述电流检测模块8包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R17、电阻R18、二极管D1、二极管D2、三极管Q1与三极管Q2；

所述电阻R1连接在所述第一电压转换模块4与第一开关模块6之间，所述二极管D1的阳极接所述第一开关模块6，所述二极管D1的阴极接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接所述第一电压转换模块4，所述三极管Q1的集电极一路通过所述电阻R2接地，所述三极管Q1的集电极另一路接所述控制模块5，所述二极管D2的阳极接所述第一电压转换模块4，所述二极管D2的阴极接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接所述第一开关模块6，所述三极管Q2的集电极一路通过所述电阻R3接地，所述三极管Q2的集电极另一路接所述控制模块5，所述电阻R17连接在所述二极管D1的阴极与地之间，所述电阻R18连接在所述二极管D2的阴极与地之间。

图6示出了本发明实施例提供的电流检测模块的第二实施例的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述电流检测模块8包括：

电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、二极管D2、MOS管Q3、MOS管Q4、运算放大器U1与运算放大器U2；

所述电阻R4连接在所述第一电压转换模块4与第一开关模块6之间，所述电阻R5连接在所述第一开关模块6与运算放大器U1的反相输入端之间，所述电阻R6连接在所述第一电压转换模块4与运算放大器U1的同相输入端之间，所述运算放大器U1的输出端接所述MOS管Q3的栅极，所述运算放大器U1的同相输入端接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极一路通过电阻R9接地，所述MOS管Q3的源极另一路接所述控制模块5，所述电阻R8连接在所述第一电压转换模块4与运算放大器U2的反相输入端之间，所述电阻R7连接在所述第一开关模块6与运算放大器U2的同相输入端之间，所述运算放大器U2的输出端接所述MOS管Q4的栅极，所述运算放大器U2的同相输入端接所述三极管Q4的漏极，所述MOS管Q4的源极一路通过电阻R10接地，所述MOS管Q4的源极另一路接所述控制模块5。

图7示出了本发明实施例提供的电流检测模块的第三实施例的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述电流检测模块8包括：

电阻R11、电阻R12、电阻R19、二极管D3和三极管Q5；

所述电阻R11连接在所述第一电压转换模块4与第一开关模块6之间，所述二极管D3的阳极接所述第一电压转换模块4，所述二极管D3的阴极接所述三极管Q5的基极，所述三极管Q5的发射极接所述第一开关模块6，所述三极管Q5的集电极一路通过电阻R12接地，所述三极管Q5的集电极另一路接所述控制模块5，所述电阻R19连接在所述二极管D3的阴极与地之间。

图8示出了本发明实施例提供的电流检测模块的第四实施例的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述电流检测模块8包括：

电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、MOS管Q6与运算放大器U3；

所述电阻R13连接在所述第一电压转换模块4与第一开关模块6之间，所述电阻R14连接在所述第一电压转换模块4与运算放大器U3的反相输入端之间，所述电阻R15连接在所述第一开关模块6与运算放大器U3的同相输入端之间，所述运算放大器U3的输出端接所述MOS管Q6的栅极，所述运算放大器U3的同相输入端接所述MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q6的源极一路通过电阻R16接地，所述MOS管Q6的源极另一路接所述控制模块5。

图9-12是本发明实施例提供的第一开关模块的4种电路结构图。

在本发明实施例中，双向电源电路包括第一开关模块，第一开关模块分别与所述电源接口、充电模块、第一电压转换模块的输出端和控制模块连接，在所述控制模块的控制下，第一开关模块接通所述电源接口与充电模块，实现所述外部电源对充电模块进行充电，或者第一开关模块接通所述第一电压转换模块与电源接口，实现所述充电模块对用电器进行供电，这样只需要一个电源接口可以同时实现外部电源对充电模块进行充电，或者充电模块对用电器进行供电，接口简单，操作方便，并且可以防水防尘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向电源电路，其特征在于，所述双向电源电路包括：

与外部电源或用电器连接的电源接口；

依次连接的充电模块和电池模块；

输入端接所述电池模块，对所述电池模块输出的电压进行转换的第一电压转换模块；

控制模块；以及

分别与所述电源接口、充电模块、第一电压转换模块的输出端和控制模块连接，在所述控制模块的控制下，接通所述电源接口与充电模块，实现所述外部电源对充电模块进行充电，或者接通所述第一电压转换模块与电源接口，实现所述充电模块对用电器进行供电的第一开关模块。

2.如权利要求1所述的双向电源电路，其特征在于，所述第一电压转换模块为升压电路。

3.如权利要求1所述的双向电源电路，其特征在于，所述双向电源电路还包括：

输入端接所述第一开关模块、输出端接所述充电模块，当电源电压低于电池电压时进行升压的第二电压转换模块，所述第二电压转换模块为升压电路，所述所述第一电压转换模块为降压电路。

4.如权利要求1所述的双向电源电路，其特征在于，所述控制模块工作的触发信号分别来自所述双向电源电路内部的控制按键、所述双向电源电路外部的无线控制模块或所述电源接口。

5.如权利要求3所述的双向电源电路，其特征在于，所述双向电源电路还包括连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，当出现电流流向从第一开关模块向第一电压转换模块时，控制所述第一开关模块断开所述第一电压转换模块与电源接口的电流检测模块。

6.如权利要求5所述的双向电源电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R17、电阻R18、二极管D1、二极管D2、三极管Q1与三极管Q2；

所述电阻R1连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述二极管D1的阳极接所述第一开关模块，所述二极管D1的阴极接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接所述第一电压转换模块，所述三极管Q1的集电极一路通过所述电阻R2接地，所述三极管Q1的集电极另一路接所述控制模块，所述二极管D2的阳极接所述第一电压转换模块，所述二极管D2的阴极接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接所述第一开关模块，所述三极管Q2的集电极一路通过所述电阻R3接地，所述三极管Q2的集电极另一路接所述控制模块，所述电阻R17连接在所述二极管D1的阴极与地之间，所述电阻R18连接在所述二极管D2的阴极与地之间。

7.如权利要求5所述的双向电源电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：

电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、二极管D2、MOS管Q3、MOS管Q4、运算放大器U1与运算放大器U2；

所述电阻R4连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述电阻R5连接在所述第一开关模块与运算放大器U1的反相输入端之间，所述电阻R6连接在所述第一电压转换模块与运算放大器U1的同相输入端之间，所述运算放大器U1的输出端接所述MOS管Q3的栅极，所述运算放大器U1的同相输入端接所述MOS管Q3的漏极，所述MOS管Q3的源极一路通过电阻R9接地，所述MOS管Q3的源极另一路接所述控制模块，所述电阻R8连接在所述第一电压转换模块与运算放大器U2的反相输入端之间，所述电阻R7连接在所述第一开关模块与运算放大器U2的同相输入端之间，所述运算放大器U2的输出端接所述MOS管Q4的栅极，所述运算放大器U2的同相输入端接所述三极管Q4的漏极，所述MOS管Q4的源极一路通过电阻R10接地，所述MOS管Q4的源极另一路接所述控制模块。

8.如权利要求5所述的双向电源电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：

电阻R11、电阻R12、电阻R19、二极管D3和三极管Q5；

所述电阻R11连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述二极管D3的阳极接所述第一电压转换模块，所述二极管D3的阴极接所述三极管Q5的基极，所述三极管Q5的发射极接所述第一开关模块，所述三极管Q5的集电极一路通过电阻R12接地，所述三极管Q5的集电极另一路接所述控制模块，所述电阻R19连接在所述二极管D3的阴极与地之间。

9.如权利要求5所述的双向电源电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：

电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、MOS管Q6与运算放大器U3；

所述电阻R13连接在所述第一电压转换模块与第一开关模块之间，所述电阻R14连接在所述第一电压转换模块与运算放大器U3的反相输入端之间，所述电阻R15连接在所述第一开关模块与运算放大器U3的同相输入端之间，所述运算放大器U3的输出端接所述MOS管Q6的栅极，所述运算放大器U3的同相输入端接所述MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q6的源极一路通过电阻R16接地，所述MOS管Q6的源极另一路接所述控制模块。

10.如权利要求5所述的双向电源电路，其特征在于，所述双向电源电路还包括连接在所述电池模块与第一电压转换模块之间，切断所述电池模块的放电回路，防止所述电池模块漏电的第二开关模块。