CN107508373A - 一种用于pos机的后备电池切换电路 - Google Patents

一种用于pos机的后备电池切换电路 Download PDF

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Abstract

一种用于POS机的后备电池切换电路，当设备主电池存在并且电量足够的情况下，由设备主电池给DCDC电路供电，并通过DCDC电路输出4V的稳定电压VDD_4V，将这个VDD_4V作为切换电路中PMOS管、NMOS管的栅极信号输入，其中当输入为高电平，那么主电池通过降压电路直接输出给防拆检测模块，并提供工作电源；当设备主电池不存在或者电量不足的情况下，DCDC电路不会输出稳定的4V电压，切换电路中，从而控制PMOS管导通、NMOS管截止，那么由后备电池直接给防拆检测模块提供工作电源。本设计因为具有极低的通路导通阻值，不会影响到防拆检测模块的正常工作，不存在二极管导通压降的缺陷。本电路设计可以让后备电池得到充分放电，大大提高后备电池使用效率，极大提高设备的使用周期。

Description

一种用于POS机的后备电池切换电路
技术领域
本发明涉及一种切换电路，尤其涉及一种用于POS机的后备电池切换电路。
背景技术
POS机等金融支付设备作为支付交易工具，需要具备极高的支付安全性，给商家和消费者提供足够的支付保障。因此，该类产品需要具备防拆检测功能，当产品被非法拆开后，防拆检测功能自动生效，进而安全芯片控制产品不能再进行支付交易功能。产品具备这样的防拆检测功能可以防止非法分子对此类POS机等金融支付设备进行破解以及改装，杜绝了非法分子盗取他人银行卡信息的可能性。后备电池可以向产品内部的防拆检测模块的正常工作提供足够的电源，防止设备的主电池由电量耗尽的情况下，依然保证防拆检测模块正常工作，不会导致防拆触发。一般的防拆功能模块供电方案是电池通过降压电路输出稳定的3V电压输出与后备电池一同串联单向二极管再给防拆功能模块。在设备主电池存在并且电量足够的情况下，防拆检测模块由降压电路输出的3V电压提供工作电源；在设备主电池不存在或者电量不足的情况下，防拆检测模块由后备电池提供工作电源。后备电池一般为不可进行充电的锰锂电池，对锰锂电池进行充电会大大减少电池的寿命。二极管具有单向导通性，因此普遍采用的电路是可以防止3V电源向后备电池充电的。同时，此方案的可操作性高，比较容易实现。但是，由于单向二极管有正向导通压降，一般二极管导通压降是约为0.7V，肖特基二极管导通压降也有约0.3V。那么当后备电池电量较低的情况下，不足以提供足够的电源输出，此时设备主电池被取下会导致防拆触发生效，设备无法正常工作。所以，此方案的缺点也很明显，就是即使在后备电池有电量的情况下，设备依然存在触发风险，设备的使用周期大打折扣。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种用于POS机的后备电池切换电路，不会影响到防拆检测模块的正常工作，不存在目前普遍采用的后备电池切换电路中的二极管导通压降缺陷的问题。同时提高后备电池是使用效率，提高设备的使用周期。
本发明采用的技术方案是：一种用于POS机的后备电池切换电路，包括DCDC电路、切换电路、降压电路，其中主电池分别向降压电路与DCDC电路输入主电池电源电压VBAT，并通过DCDC电路向切换电路输出稳定电压VDD_4V；其中切换电路中包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、后备电池BTA1，其中PMOS管Q1和NMOS管Q2的栅极分别与稳定电压VDD_4V连接，且PMOS管Q1和NMOS管Q2之间的漏极相接；其中NMOS管Q2的栅极通过第一电阻R1与地连接，且NMOS管Q2的栅极也通过第二电容C2与地连接；所述NMOS管Q2的源极与降压电路输出端连接；其中所述后备电池BTA1的正极与PMOS管Q1的源极连接，后备电池BTA1的负极接地；其中第一电容C1与第四电容C4的一端分别通过第二电阻R2与NMOS管Q2的漏极连接，第一电容C1与第四电容C4的另一端接地，且所述NMOS管Q2的漏极通过第二电阻R2与防拆检测模块连接。
其中，所述DCDC电路包括第一芯片U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第十一电阻R11、第十电容C10、第十七电容C17、第三电容C3；第一芯片U1的IN引脚与主电池电源电压VBAT连接，其中第一芯片U1的GND引脚与地连接，且GND引脚通过第十电容C10与第一芯片U1的IN引脚连接，第一芯片U1的EN引脚通过第六电阻R6接地，且EN引脚通过第四电阻R4与IN引脚连接，所述第一芯片U1的G引脚接地，第一芯片U1的BP/NC引脚通过第三电容C3接地，第一芯片U1的FB/NC引脚通过第十一电阻R11接地，所述FB/NC引脚通过第六电阻R6与第一芯片U1的OUT引脚连接，所述OUT引脚通过第十七电容C17引脚与地连接，且所述OUT引脚输出稳定电压VDD_4V。
所述降压电路包括第二芯片U2、第八电阻R8、第九电阻R9、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9，其中主电池电源电压VBAT与第二芯片U2的VIN引脚连接，第二芯片U2的VIN引脚通过第九电容C9与地连接，所述VIN引脚通过第九电阻R9与GE引脚连接，所述第二芯片U2的GE引脚通过第八电阻R8与地连接；第二芯片U2的VSS引脚接地，第二芯片U2的VOUT引脚通过第六电容C6接地，第二芯片U2的VOUT引脚还通过第七电容C7接地，所述第二芯片U2的VOUT引脚与切换电路中的NMOS管Q2的源极连接。
本发明的有益效果是：本发明主要利用了MOS管具有极低的导通阻值的特性。当设备主电池存在并且电量足够的情况下，由设备主电池给DCDC电路供电，并通过DCDC电路输出4V的稳定电压VDD_4V，将这个VDD_4V作为切换电路中PMOS管、NMOS管的栅极信号输入，其中当输入为高电平，即控制PMOS管截止、NMOS管导通，那么主电池通过降压电路直接输出给防拆检测模块，并提供工作电源；当设备主电池不存在或者电量不足的情况下，DCDC电路不会输出稳定的4V电压，切换电路中，输入PMOS管、NMOS管的栅极信号为低电平，从而控制PMOS管导通、NMOS管截止，那么由后备电池直接给防拆检测模块提供工作电源。本设计因为具有极低的通路导通阻值，不会影响到防拆检测模块的正常工作，不存在二极管导通压降的缺陷。本电路设计可以让后备电池得到充分放电，大大提高后备电池使用效率，极大提高设备的使用周期。
附图说明
图1是本发明后备电池切换电路示意图；
图2是本发明切换电路示意图；
图3是本发明DCDC电路示意图；
图4是本发明降压电路示意图；
附图标号说明：1-切换电路；2-DCDC电路；3-降压电路；
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
如图1-2所示，一种用于POS机的后备电池切换电路，包括DCDC电路2、切换电路1、降压电路3，其中主电池分别向降压电路3与DCDC电路2输入主电池电源电压VBAT，并通过DCDC电路2向切换电路输出稳定电压VDD_4V；其中切换电路1中包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、后备电池BTA1，其中PMOS管Q1和NMOS管Q2的栅极分别与稳定电压VDD_4V连接，且PMOS管Q1和NMOS管Q2之间的漏极相接；其中NMOS管Q2的栅极通过第一电阻R1与地连接，且NMOS管Q2的栅极也通过第二电容C2与地连接；所述NMOS管Q2的源极与降压电路3输出端连接；其中所述后备电池BTA1的正极与PMOS管Q1的源极连接，后备电池BTA1的负极接地；其中第一电容C1与第四电容C4的一端分别通过第二电阻R2与NMOS管Q2的漏极连接，第一电容C1与第四电容C4的另一端接地，且所述NMOS管Q2的漏极通过第二电阻R2与防拆检测模块连接。其中
如图3所示其中，所述DCDC电路2包括第一芯片U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第十一电阻R11、第十电容C10、第十七电容C17、第三电容C3；第一芯片U1的IN引脚与主电池电源电压VBAT连接，其中第一芯片U1的GND引脚与地连接，且GND引脚通过第十电容C10与第一芯片U1的IN引脚连接，第一芯片U1的EN引脚通过第六电阻R6接地，且EN引脚通过第四电阻R4与IN引脚连接，所述第一芯片U1的G引脚接地，第一芯片U1的BP/NC引脚通过第三电容C3接地，第一芯片U1的FB/NC引脚通过第十一电阻R11接地，所述FB/NC引脚通过第六电阻R6与第一芯片U1的OUT引脚连接，所述OUT引脚通过第十七电容C17引脚与地连接，且所述OUT引脚输出稳定电压VDD_4V。
如图4所示，所述降压电路3包括第二芯片U2、第八电阻R8、第九电阻R9、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9，其中主电池电源电压VBAT与第二芯片U2的VIN引脚连接，第二芯片U2的VIN引脚通过第九电容C9与地连接，所述VIN引脚通过第九电阻R9与GE引脚连接，所述第二芯片U2的GE引脚通过第八电阻R8与地连接；第二芯片U2的VSS引脚接地，第二芯片U2的VOUT引脚通过第六电容C6接地，第二芯片U2的VOUT引脚还通过第七电容C7接地，所述第二芯片U2的VOUT引脚与切换电路1中的NMOS管Q2的源极连接。由于一般的防拆功能模块供电方案要求输出稳定的3V电压输出到防拆功能模块，由于在主电池输出的主电池电源电压VBAT为3.45V-4.35V，故利用降压电路3可以将主电池电源电压VBAT转化为稳定3V电压并输出到防拆功能模块。
本发明主要利用了MOS管具有极低的导通阻值的特性。当设备主电池存在并且电量足够的情况下，由设备主电池给DCDC电路2供电，并通过DCDC电路2输出4V的稳定电压VDD_4V，将这个VDD_4V作为切换电路1中PMOS管、NMOS管的栅极信号输入，其中当输入为高电平，即控制PMOS管截止、NMOS管导通，那么主电池通过降压电路3输出给防拆检测模块提供工作电源；当设备主电池不存在或者电量不足的情况下，DCDC电路2不会输出稳定的4V电压，PMOS管、NMOS管的栅极信号输入为低电平，从而控制PMOS管导通、NMOS管截止，那么由后备电池直接给防拆检测模块提供工作电源。本设计因为具有极低的通路导通阻值，不会影响到防拆检测模块的正常工作，不存在二极管导通压降的缺陷。本电路设计可以让后备电池得到充分放电，大大提高后备电池使用效率，极大提高设备的使用周期。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于POS机的后备电池切换电路，其特征在于，包括DCDC电路、切换电路、降压电路，其中主电池分别向降压电路与DCDC电路输入主电池电源电压VBAT，并通过DCDC电路向切换电路输出稳定电压VDD_4V；其中切换电路中包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、后备电池BTA1，其中PMOS管Q1和NMOS管Q2的栅极分别与稳定电压VDD_4V连接，且PMOS管Q1和NMOS管Q2之间的漏极相接；其中NMOS管Q2的栅极通过第一电阻R1与地连接，且NMOS管Q2的栅极也通过第二电容C2与地连接；所述NMOS管Q2的源极与降压电路输出端连接；其中所述后备电池BTA1的正极与PMOS管Q1的源极连接，后备电池BTA1的负极接地；其中第一电容C1与第四电容C4的一端分别通过第二电阻R2与NMOS管Q2的漏极连接，第一电容C1与第四电容C4的另一端接地，且所述NMOS管Q2的漏极通过第二电阻R2与防拆检测模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于POS机的后备电池切换电路，其特征在于，所述DCDC电路包括第一芯片U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第十一电阻R11、第十电容C10、第十七电容C17、第三电容C3；第一芯片U1的IN引脚与主电池电源电压VBAT连接，其中第一芯片U1的GND引脚与地连接，且GND引脚通过第十电容C10与第一芯片U1的IN引脚连接，第一芯片U1的EN引脚通过第六电阻R6接地，且EN引脚通过第四电阻R4与IN引脚连接，所述第一芯片U1的G引脚接地，第一芯片U1的BP/NC引脚通过第三电容C3接地，第一芯片U1的FB/NC引脚通过第十一电阻R11接地，所述FB/NC引脚通过第六电阻R6与第一芯片U1的OUT引脚连接，所述OUT引脚通过第十七电容C17引脚与地连接，且所述OUT引脚输出稳定电压VDD_4V。
3.根据权利要求1所述的一种用于POS机的后备电池切换电路，其特征在于，所述降压电路包括第二芯片U2、第八电阻R8、第九电阻R9、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9，其中主电池电源电压VBAT与第二芯片U2的VIN引脚连接，第二芯片U2的VIN引脚通过第九电容C9与地连接，所述VIN引脚通过第九电阻R9与GE引脚连接，所述第二芯片U2的GE引脚通过第八电阻R8与地连接；第二芯片U2的VSS引脚接地，第二芯片U2的VOUT引脚通过第六电容C6接地，第二芯片U2的VOUT引脚还通过第七电容C7接地，所述第二芯片U2的VOUT引脚与切换电路中的NMOS管Q2的源极连接。
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