CN110768518A - 电源隔离电路以及智能门锁系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电源隔离电路以及智能门锁系统,涉及电子设备领域,该电源隔离电路包括MOS管开关电路,所述MOS管开关电路第一端用于电性连接第一电源,所述MOS管开关电路第二端分别用于连接第二电源和待供电设备;控制电路,所述控制电路用于电性连接所述第二电源,且所述控制电路与所述MOS管开关电路电性连接,用于根据所述第二电源的输出电压控制所述MOS管开关电路的导通或截止,以在所述第二电源对所述待供电设备供电时,将所述第一电源进行隔离。本申请可以在待供电设备切换第二电源时将第一电源有效隔离,防止了第一电源和第二电源之间出现反充,从而提高待供电设备供电的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,具体涉及一种电源隔离电路以及智能门锁系统。
背景技术
随着科技的快速发展,越来越多的电子设备进入人们的生活。目前大多数电子设备,特别是低功耗的电子设备,通常可以进行多路电源供电,从而方便用户对电子设备的使用。
然而,当使用多路电源对电子设备进行供电时,由于各路电源的供电电压不同,往往会造成低电压的电源被高电压的电源反充,从而造成低电压的电源的损坏。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电源隔离电路以及智能门锁系统,不仅能够避免由于多路电源电势不同产生电流倒灌,保证了电子设备充电的安全性,还能降低电路中的损耗。
第一方面,本申请实施例提供了一种电源隔离电路,包括:MOS管开关电路和控制电路,其中,MOS管开关电路第一端用于电性连接第一电源,MOS管开关电路第二端分别用于连接第二电源和待供电设备;控制电路用于电性连接第二电源,且控制电路与MOS管开关电路电性连接,用于根据第二电源的输出电压控制MOS管开关电路的导通或截止,以在第二电源对待供电设备供电时,将第一电源进行隔离。
进一步地,MOS管开关电路包括:第一MOS管,其中,第一MOS管的输入端用于电性连接第一电源,第一MOS管的输出端用于分别电性连接第二电源和待供电设备。另外,控制电路的第一端用于连接第二供电电源,第二端与第一MOS管的控制端电性连接,用于根据第二电源的输出电压控制第一MOS管导通或截止,以在第二电源对待供电设备供电时,将第一电源与所述第二电源进行隔离。
进一步地,控制电路包括第一控制单元和用于限流的第一电阻;第一电阻的第一端用于电性连接第二电源;第一电阻的第二端通过第一控制单元电性连接第一MOS管的控制端。
进一步地,第一控制单元包括第一三极管、第二三极管、第二电阻、第三电阻以及第四电阻;第一三极管的基极与第一电阻的第二端电性电性连接;第一三极管的集电极分别电性连接第二电阻的第一端和第三电阻的第一端,第二电阻的第二端用于电性连接第一电源,第三电阻的第二端电性连接第二三极管的基极;第一三极管的发射极接地;第二三极管的发射极分别与第一MOS管的输入端和第二电阻的第二端电性连接;第二三极管的集电极分别电性连接第一MOS管的控制端和第四电阻的第一端,第四电阻的第二端接地。
进一步地,MOS管开关电路还包括第二MOS管。其中,第二MOS管的输入端与第一MOS管的输出端电性连接,第二MOS管的输出端用于分别电性连接第二电源和待供电设备,其中,第二MOS管的寄生二极管与第一MOS管的寄生二极管的方向相反。另外,控制电路的第三端与第二MOS管的控制端电性连接,还用于根据第二电源的输出电压控制第二MOS管导通或截止,以在第二电源对待供电设备供电时,将第一电源与第二电源进行隔离。
进一步地,控制电路还包括:第二控制单元,第二控制单元包括第三三极管、第四三极管、第五电阻、第六电阻以及第七电阻;第三三极管的基极与第一电阻的第二端电性连接;第三三极管的集电极分别电性连接第五电阻的第一端和第六电阻的第一端,第五电阻的第二端用于电性连接待供电设备,第六电阻的第二端电性连接第四三极管的基极;第三三极管的发射极接地;第四三极管的发射极分别与第二MOS管的输出端和第五电阻R5第二端电性连接;第四三极管的集电极分别电性连接第二MOS管的控制端和第七电阻的第一端,第七电阻的第二端接地。
进一步地,电源隔离电路还包括:延时电路。其中,延时电路的输出端分别与MOS管开关电路的第二端和待供电设备电性连接,用于当延时电路的输入端接入第二电源时,将第二电源输出的电能延迟送至待供电设备。
进一步地,延时电路包括:第三MOS管、第八电阻、第九电阻以及缓冲电容。其中,第三MOS管的输出端用于电性连接待供电设备,且第三MOS管的输出端与MOS管开关电路的第二端电性连接,第三MOS管的输入端与缓冲电容的第一端电性连接;第三MOS管的控制端与缓冲电容的第二端电性连接;缓冲电容的第一端还与第八电阻的第一端电性连接,缓冲电容的第二端还与第八电阻的第二端电性连接;第八电阻的第一端还用于电性连接第二电源,第八电阻的第二端还通过第九电阻接地。
进一步地,延时电路还包括防反二极管,防反二极管的正极与第三MOS管的第一端电性连接且防反二极管的负极与MOS管开关电路第二端电性连接,防反二极管的负极还用于电性连接待供电设备。
第二方面,本申请实施例提供了一种智能门锁系统,该系统包括智能门锁和第一方面所述的电源隔离电路,其中,智能门锁和电源隔离电路电性连接。
本申请提供的电源隔离电路以及智能门锁系统,通过设置MOS管开关电路和与MOS管开关电路电性连接的控制电路,且MOS管开关电路的第一端用于电性连接第一电源,第二端用于分别电性连接第二电源和待供电设备,从而可以利用MOS管的特性来隔离第一电源和第二电源,不仅具有较好的隔离效果,而且避免了隔离时产生较大的能耗。控制电路用于电性连接所述第二电源,从而使控制电路可以根据第二电源的输出电压控制MOS管开关电路的导通和截止,当第二电源对待供电设备进行供电时,控制电路控制控制MOS管开关电路截止,以将第一电源隔离,防止了第二电源和第一电源之间出现反充情况,保证了供电的安全性。而且通过控制MOS管开关电路来进行电源隔离,也降低了制造的成本。
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,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一种实施例提供的电源隔离电路的原理框图;
图2是本申请一种实施例提供的电源隔离电路的电路原理图;
图3是本申请另一种实施例提供的电源隔离电路的电路原理图;
图4是本申请一种实施例提供智能门锁系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
随着科技的发展,越来越多的电子产品的体积变得越来越小,以方便用户携带和实用,这些电子产品往往都是低功耗产品,为了保证低功耗产品能随时随地地进行充电,现有低功耗产品往往存在多路电源供电的应用场景,例如,目前大多数的智能门锁都使用电池供电,每次电池没电时需要更换新的电池,而出于对智能门锁的美观以及安全考虑,智能门锁的更换电池的地方通常会设置在室内,为了防止智能门锁因电池没电而无法开锁,则会在室外为智能门锁设置一个通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)充电接口以使智能门锁能够进行紧急供电开锁。
然而,当使用多路电源对电子设备进行供电时,由于各路电源的供电电压不同,往往会造成低电压的电源被高电压的电源反充,从而造成低电压的电源的损坏。例如,智能门锁在使用USB接口进行供电时,若USB接口的供电电压大于电池的电压时,则会对智能门锁的电池进行反充,从而造成电池的损坏。
发明人在研究中发现,如果在多路电源中的其中一路电源对电子设备进行供电时,将除该路电源以外的其他电源进行隔离,则可以防止多路电源中出现反充的情况。发明人发现,可以分别在各个电源的输出端设置二极管,可以有效地将多路电源进行隔离,例如在电池的输出端设置二极管,以及在USB输出端设置二极管,可以实现电池与USB电源之间的隔离。
但是,由于二极管的压降非常大,供电时会造成较大的能量损耗,并造成二极管发热严重,容易损坏二极管,影响电源供电稳定性,而且,这种隔离电源的方式无法智能门锁的系统进行重启,在系统异常或死机的情况下无法开锁,只能等电池的电量耗尽后才能再次开锁,从而导致用户较差的使用体验。
于是,发明人想到,可以通过控制单元(Microcontroller Unit,MCU)、两个DC/DC电路以及延迟模块组成一个逻辑控制电路来控制两个电源之间的隔离,由MCU通过两个DC/DC电路分别采集电池电压和USB电源电压,并根据采集到的电池电压和USB电源电压控制延迟电路来隔离两个电源,从而可以实现电源隔离和系统重启。但是该方式成本太高,不易推广。
因此,针对于上述问题,发明人提出了本申请实施例中的电源隔离电路以及智能门锁系统。
下面将结合附图具体描述本申请的各实施例。
参阅图1,图1示出了本申请实施例提供一种电源隔离电路,该电源隔离电路100可以包括:
MOS管开关电路110和控制电路120,其中,MOS管开关电路110的第一端用于电性连接第一电源140,MOS管开关电路110的第二端分别用于电性连接第二电源150和待供电设备160。控制电路120用于电性连接第二电源150,且控制电路120与MOS管开关电路110电性连接,用于根据第二电源150的输出电压控制MOS管开关电路110的导通或截止,以在第二电源150对待供电设备160供电时,将第一电源140进行隔离。
其中,MOS管开关电路110可以主要由一个或多个MOS管构成,该一个或多个MOS管的导通或截止决定了MOS管开关电路110的导通或截止。而控制电路120用于根据第二电源150的输出电压,来控制该一个或多个MOS管的控制端(MOS管的栅极)的电压,进而控制MOS管开关电路110的导通或截止。
作为一种示例,MOS管开关电路110的第一端与第一电源140电性连接,例如MOS管开关电路110为一个MOS管时,MOS管的第一端(可以是源极)与第一电源140连接,MOS管开关电路110的第二端(可以是漏极)分别与第二电源150以及待供电设备160电性连接。控制电路120分别与第二电源150和MOS管开关电路110连接,例如控制电路120分别与第二电源150和该MOS管的栅极连接。
当使用第一电源140对待供电设备160供电,且第二电源150没有供电时,控制电路120根据第二电源150的电压为0V来控制MOS管开关电路110中MOS管的栅极与源极之间的的电压VGS的大小,以使MOS管开关电路110导通,让第一电源140对待供电设备160进行正常供电。
当使用第二电源150对待供电设备160供电时,控制电路120根据第二电源150的输出的电压不为0V来控制MOS管开关电路110中MOS管的栅极与源极之间的的电压VGS的大小,以使MOS管开关电路110截止,由于MOS管开关电路110设置在第一电源140和第二电源150之间,能够实现对第一电源140的隔离,防止了第二电源150对第一电源140的反充。
可以理解的是,第二电源150的输出电压可以大于第一电源140的输出电压,也可以小于第一电源140的输出电压。当第二电源150的输出电压大于第一电源140的输出电压时,可以防止第二电源150对第一电源140的反充。当第二电源150的输出电压小于第一电源140的输出电压时,可以防止第一电源140对第二电源150的反充。
可选地,待供电设备可以是智能门锁、电机设备、音频播放设备、LED显示设备等等。
在本实施例中,通过设置MOS管开关电路110和与MOS管开关电路110电性连接的控制电路120,且MOS管开关电路110的第一端用于电性连接第一电源140,第二端用于分别电性连接第二电源150和待供电设备160,从而可以利用MOS管的特性来隔离第一电源140和第二电源150,不仅具有较好的隔离效果,而且避免了隔离时产生较大的能耗。控制电路120用于电性连接第二电源150,以根据第二电源150的输出电压控制MOS管开关电路110的导通和截止,当第二电源150对待供电设备160进行供电时,控制电路120控制控制MOS管开关电路110截止,以将第一电源140隔离,防止了第二电源150和第一电源140之间出现倒灌电流,保证了供电的安全性。而且通过控制MOS管开关电路110来进行电源隔离,也降低了制造的成本。
在一些实施例中,如图2所示,MOS管开关电路110可以包括第一MOS管Q1;第一MOS管Q1的输入端用于电性连接第一电源140,第一MOS管Q1的输出端用于分别电性连接第二电源150和待供电设备160。
其中,控制电路120的第一端用于与第二电源150电性连接,第二端与第一MOS管Q1的控制端电性连接,用于根据第二电源150的输出电压控制第一MOS管Q1导通或截止,以在第二电源150对待供电设备160供电时,将第一电源140与第二电源150进行隔离。可以理解的是,第一MOS管Q1的控制端是指第一MOS管Q1的栅极,也称G极。
作为一种示例,例如第一MOS管Q1的输入端为第一MOS管Q1的源极(也称S极),第一MOS管Q1的输出端为第一MOS管Q1的漏极(也称D极)。第一MOS管Q1的S极与第一电源140电性连接,D极分别与第二电源150和待供电设备160电性连接。控制电路120的第一端与第二电源150连接,用于接收第二电源150的输出电压,控制电路120的第二端与第一MOS管Q1的G极连接。其中,第一MOS管Q1可以为P通道MOS管。
当第一电源140对待供电设备160进行供电,且第二电源150没有对待供电设备160进行供电时,控制电路120根据第二电源150输出的电压为0V,控制第一MOS管Q1的G极和S极的电压VGS不为0V,由于第一MOS管Q1为P通道MOS管,此时第一MOS管Q1导通,第一电源140可以对供电设备进行正常供电。
当第二电源150对待供电设备160进行供电时,控制电路120根据第二电源150输出的电压不为0V,控制第一MOS管Q1的G极和S极的电压VGS为0V,由于P通道MOS管的特性,第一MOS管Q1截止,从而将第一电源140与第二电源150隔离。
在本实施例中,通过第一MOS管Q1作为MOS管开关电路110,将第一MOS管Q1的S极和D极分别连接第一电源140和第二电源150,不仅可以保证第一电源140对待供电设备的稳定供电,而且可以通过控制第一MOS管Q1的截止来有效隔离第一电源140和第二电源150,从而简化MOS管开关电路110的结构,降低了制作成本。
在一些实施方式中,控制电路120包括第一控制单元121和用于限流的第一电阻R1;第一电阻R1的第一端用于电性连接第二电源150;第一电阻R1的第二端通过第一控制单元121电性连接第一MOS管Q1的控制端。
在实际应用中,当第一电源140对待供电设备160进行供电时,第二电源150没有电流进入,此时,第一控制单元121的输入端可以通过第一电阻R1下拉到地,以在第一控制单元121的输入端得到控制信号,根据该控制信号可以控制第一MOS管Q1的控制端电压不为0V,进而控制第一MOS管Q1导通,以保证第一电源140对待供电设备160的稳定供电。当第二电源150对待供电设备160进行供电时,第二电源150的电流一方面可以进入待供电设备160,另一方面可以通过第一电阻R1进入到第一控制单元121的输入端,以使第一控制单元121控制第一MOS管Q1截止,将第一电源140隔离。在隔离过程中,由于第一电阻R1可以对进入第一控制单元121的输入端的电流起到限制作用,从而对第一控制单元121起到保护作用,避免第一控制单元121因进入的电流过大而造成损坏。
在一些实施方式中,第一控制单元121包括第一三极管Q3、第二三极管Q4、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。
其中,第一三极管Q3的基极与第一电阻R1的第二端电性电性连接。第一三极管Q3的集电极分别电性连接第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端,第二电阻R2的第二端与第一MOS管Q1的输入端电性连接,以及用于电性连接第一电源140,第三电阻R3的第二端电性连接第二三极管Q4的基极。第一三极管Q3的发射极接地。
第二三极管Q4的发射极与第一MOS管Q1的输入端电性连接。第二三极管Q4的集电极分别电性连接第一MOS管Q1的控制端和第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端接地。
可选地,第一三极管Q3为NPN型的三极管,第二三极管Q4为PNP型的三极管。
作为一种示例,假设待供电设备160为智能门锁,第一电源140为电池,第二电源150为USB电源。当智能门锁正常工作时,由电池对智能门锁进行供电,而智能门锁的USB接口没有USB电源接入。此时,第一三级管Q3的基极通过第一电阻R1下拉到地,使第一三级管Q3的集电极和发射极之间不导通。于是第二三级管Q4的基极通过第三电阻R3和第二电阻R2上拉到第一电源140,使第二三级管Q4的集电极和发射极之间也不导通。从而让第一MOS管Q1的G极通过第四电阻R4下拉到地,导致第一MOS管Q1导通,第一电源140的电流可以正常进入到待供电设备160中,以对智能门锁进行正常供电。
当电池供电出现异常时,可以接入第二电源150即USB电源到智能门锁的USB接口,此时,USB电源的电流通过第一电阻R1进入第一三级管Q3的基极,使第一三级管Q3的集电极和发射极之间导通,使第二三级管Q4的基极通过第三电阻R3下拉到地,从而实现第二三级管Q4的导通,第二三级管Q4导通后,第一MOS管Q1的S极和G极之间相当于短路,此时第一MOS管Q1截止,第一电源140与带供电设备和第二电源150隔离,由USB电源单独对待供电设备进行供电。
在本实施方式中,通过第一三极管Q3、第二三极管Q4、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4来构成第一控制单元121,利用第一三极管Q3和第二三极管Q4的导通和截止来控制第一MOS管的导通和截止,可以有效防止第二电源150紧急供电时,第一电源140产生较大的漏电电流。
在一些实施例中,如图3所示,MOS管开关电路110还包括第二MOS管Q2。
第二MOS管Q2的输入端与第一MOS管Q1的输出端电性连接,第二MOS管Q2的输出端用于分别电性连接第二电源150和待供电设备160,其中,第二MOS管Q2的寄生二极管与第一MOS管Q1的寄生二极管的方向相反。
控制电路120的第三端与第二MOS管Q2的控制端电性连接,还用于根据第二电源150的输出电压控制第二MOS管Q2导通或截止,以在第二电源150对待供电设备160供电时,将第一电源140与第二电源150进行隔离。
在实际应用中,第一MOS管Q1的输入端与第一电源140连接,第一MOS管Q1的输出端与第二MOS管Q2的输入端连接,第二MOS管Q2的输出端与待供电设备160连接。控制电路120分别与第一MOS管Q1的控制端和第二MOS管Q2的控制端连接,其中,控制电路120的第二端连接第一MOS管Q1的控制端,控制电路120的第三端连接第二MOS管Q2的控制端。因此,控制电路120可以根据第二电源150是否进行供电来同时控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的导通或截止。当第二电源150进行供电时,控制电路120控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2同时截止,从而可以增强第一电源140和第二电源150之间的隔离效果。
在本实施方式中,通过在第一MOS管Q1和第二MOS管Q2构成MOS管开关电路110,第一MOS管Q1和第二MOS管Q2同时截止时,可以有效增强第一电源140和第二电源150之间的隔离效果,进而保证待供电设备160的供电安全性。另外,通过设置第二MOS管Q2的寄生二极管与第一MOS管Q1的寄生二极管的方向相反,可以进一步防止第一电源140和第二电源150之间出现倒灌电流。
在一些实施方式中,控制电路120还包括:
第二控制单元122,第二控制单元122包括第三三极管Q5、第四三极管Q6、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7;第三三极管Q5的基极与第一电阻R1的第二端电性连接;第三三极管Q5的集电极分别电性连接第五电阻R5的第一端和第六电阻R6的第一端,第五电阻R5的第二端与第二MOS管Q2的输出端电性连接,以及用于分别电性连接第二电源150和待供电设备160,第六电阻R6的第二端电性连接第四三极管Q6的基极;第三三极管Q5的发射极接地。
第四三极管Q6的发射极与第二MOS管Q2的输出端电性连接;第四三极管Q6的集电极分别电性连接第二MOS管Q2的控制端和第七电阻R7的第一端,第七电阻R7的第二端接地。
可选地,第三极管Q5为NPN型的三极管,第四三极管Q6为PNP型的三极管。
作为一种示例,假设待供电设备160为智能门锁,第一电源140为电池,第二电源150为USB电源。当智能门锁正常工作时,由电池对智能门锁进行供电,而智能门锁的USB接口没有USB电源接入。此时,第三三级管Q5的基极通过第一电阻R1下拉到地,使第三三级管Q5的集电极和发射极之间不导通。于是第四三级管Q6的基极通过第六电阻R6和第五电阻R5上拉到第一电源140,使第四三级管Q6的集电极和发射极之间也不导通。从而让第二MOS管Q2的G极通过第七电阻R7下拉到地,导致第二MOS管Q2导通,此时,第一电源140的电流可以正常进入到待供电设备160中,以对智能门锁进行正常供电。
当电池供电出现异常时,可以将第二电源150即USB电源接到智能门锁的USB接口,此时,USB电源的电流通过第一电阻R1进入第三三级管Q5的基极,使第三三级管Q5的集电极和发射极之间导通,进而使第四三级管Q6的基极通过第七电阻R7下拉到地,从而实现第四三级管Q6的导通,第四三级管Q6导通后,第二MOS管Q2的S极和G极之间相当于短路,此时第二MOS管Q2截止,第一电源140与带供电设备和第二电源150隔离,由USB电源单独对待供电设备进行供电。
在本实施方式中,通过第三三极管Q5、第四三极管Q6、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7来构成第二控制单元122,利用第三三极管Q5和第四三极管Q6的导通和截止来控制第二MOS管Q2的导通和截止,可以有效防止第二电源150紧急供电时,第一电源140产生较大的漏电电流。
在一些实施例中,如图3所示,电源隔离电路还包括:
延时电路130的输出端分别与MOS管开关电路110的第二端和待供电设备160电性连接,用于当延时电路130的输入端接入第二电源150时,将第二电源150输出的电能延迟送至待供电设备160。
一般的,延时电路130的输出端以及MOS管开关电路110的第二端通过DC/DC转换器连接待供电设备160,以给待供电设备160供电,该待供电设备160中设置有MCU(微控制单元)。从第二电源150接入延时电路130到待供电设备160接收到电能之间会间隔一段时间,在该段时间内,待供电设备160中的MCU会掉电,以便MCU在掉电后自动重新上电,实现掉电重启。
作为一种示例,以智能门锁为例,当智能门锁的第一电源140(如电池)供电出现异常,或者系统异常时。接入第二电源150(如USB电源)进行供电,此时,由于第二电源150的接入,第一电源140被隔离,第一电源140无法对智能门锁进行供电。智能门锁在切换到第二电源150进行供电的过程相当于对其系统的重启。而延时电路130延迟第二电源150对智能门锁的供电,在经过一定时间的延迟后,才使的智能门锁接收到第二电源150的电流。从而在智能门锁完全掉电之后才对智能门锁进行供电,防止了智能门锁在掉电的瞬间就由第二电源150对其进行供电,以导致智能门锁的损坏。
在一些实施方式中,延时电路130包括:第三MOS管Q7、第八电阻R8、第九电阻R9以及缓冲电容C1。
其中,第三MOS管Q7的输出端用于电性连接待供电设备160,且第三MOS管Q7的输出端与MOS管开关电路110的第二端电性连接,第三MOS管Q7的输入端与缓冲电容C1的第一端电性连接;第三MOS管Q7的控制端与缓冲电容C1的第二端电性连接。
缓冲电容C1的第一端还与第八电阻R8的第一端电性连接,缓冲电容C1的第二端还与第八电阻R8的第二端电性连接。
第八电阻R8的第一端还用于电性连接第二电源150,第八电阻R8的第二端还通过第九电阻R9接地。
在实际应用中,第二电源150对待供电设备160进行供电的同时,也对延时电路130进行供电,第二电源150供电的瞬间,第二电源150的电流通过第八电阻R8和第九电阻R9对地放电。由于与第八电阻R8并联的缓冲电容C1两端电压不能突变,且第三MOS管Q7的输入端和控制端分别连接缓冲电容C1的两端,所以第三MOS管Q7不能立刻导通。此时,第二电源150的电流会通过第八电阻R8给缓冲电容C1进行充电,当缓冲电容C1两端的充电电压缓慢上升达到第三MOS管Q7的门槛电压时,第三MOS管Q7导通,并对待供电设备进行供电。同时实现了对第一电源140的隔离和待供电设备160的系统重启。
当第二电源150没有供电时,第一三级管Q3和第三三极管Q5可以通过第一电阻R1、第八电阻R8以及第九电阻R9下拉到地。
可选地,缓冲电容C1可以为可调电容,通过设置缓冲电容C1为可调电容,从而能够调节缓冲电容C1的容值来决定延迟供电的时间,提高了延迟电路的使用灵活性。
在另一些实施方式中,延时电路130还包括防反二极管D1,防反二极管D1的正极与第三MOS管Q7的第一端电性连接且防反二极管D1的负极与MOS管开关电路110第二端电性连接,防反二极管D1的负极用于电性连接待供电设备160。在本实施方式中,通过在待供电设备160和第三MOS管Q7之间设置防反二极管,可以有效防止第二电源在掉电的瞬间,待供电设备160的残余电流倒流至第三MOS管Q7而造成设备的损坏,从而提高了使用的安全性。
参阅图4,图4示出了本申请实施例提供另一种智能门锁系统20,包括智能门锁20和上述任意一个实施例的电源隔离电路100,其中,智能门锁210与电源隔离电路100电性连接。
综上所述,本申请实施例提供电源隔离电路以及智能门锁系统,通过设置MOS管开关电路和与MOS管开关电路电性连接的控制电路,且MOS管开关电路的第一端用于电性连接第一电源,第二端用于分别电性连接第二电源和待供电设备,从而可以利用MOS管的特性来隔离第一电源和第二电源,不仅具有较好的隔离效果,而且避免了隔离时产生较大的能耗。本发明提供的隔离电路在第一电源正常供电时,不会产生漏电,没有过多的能量损耗,不影响第一电源的正常工作功耗。控制电路用于电性连接第二电源,从而使控制电路可以根据第二电源的输出电压控制MOS管开关电路的导通和截止,当第二电源对待供电设备进行供电时,控制电路控制MOS管开关电路截止,以将第一电源隔离,防止了第二电源和第一电源之间出现反充情况,对第一电源和第二电源进行保护,保证了供电的安全性。而且通过控制MOS管开关电路来进行电源隔离,也降低了制造的成本。且相比于使用MCU以及DC/DC电路来组建逻辑控制电路以隔离电源,本电路可以减少制造成本。另外,通过设置延时电路,可以实现待供电设备的系统能够在切换电源时可以稳定地重启,以及避免待供电设备在具有残余电流时上电,而造成的设备的损坏,进一步提高了设备使用的安全性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电源隔离电路,其特征在于,包括:
MOS管开关电路(110),所述MOS管开关电路(110)第一端用于电性连接第一电源(140),所述MOS管开关电路(110)第二端分别用于连接第二电源(150)和待供电设备(160);
控制电路(120),所述控制电路(120)用于电性连接所述第二电源(150),且所述控制电路(120)与所述MOS管开关电路(110)电性连接,用于根据所述第二电源(150)的输出电压控制所述MOS管开关电路(110)的导通或截止,以在所述第二电源(150)对所述待供电设备(160)供电时,将所述第一电源(140)进行隔离。
2.根据权利要求1所述的电源隔离电路,其特征在于,所述MOS管开关电路(110)包括:
第一MOS管(Q1);所述第一MOS管(Q1)的输入端用于电性连接所述第一电源(140),所述第一MOS管(Q1)的输出端用于分别电性连接所述第二电源(150)和所述待供电设备(160);
所述控制电路(120)的第一端用于电性连接所述第二电源(150),所述控制电路(120)的第二端与所述第一MOS管(Q1)的控制端电性连接,用于根据所述第二电源(150)的输出电压控制所述第一MOS管(Q1)导通或截止,以在所述第二电源(150)对所述待供电设备(160)供电时,将所述第一电源(140)与所述第二电源(150)进行隔离。
3.根据权利要求2所述的电源隔离电路,其特征在于,所述控制电路(120)包括第一控制单元(121)和用于限流的第一电阻(R1);
所述第一电阻(R1)的第一端用于电性连接所述第二电源(150);所述第一电阻(R1)的第二端通过第一控制单元(121)电性连接所述第一MOS管(Q1)的控制端。
4.根据权利要求3所述的电源隔离电路,其特征在于,所述第一控制单元(121)包括第一三极管(Q3)、第二三极管(Q4)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4);
所述第一三极管(Q3)的基极与所述第一电阻(R1)的第二端电性电性连接;
所述第一三极管(Q3)的集电极分别电性连接所述第二电阻(R2)的第一端和第三电阻(R3)的第一端,所述第二电阻(R2)的第二端用于电性连接所述第一电源(140),所述第三电阻(R3)的第二端电性连接所述第二三极管(Q4)的基极;
所述第一三极管(Q3)的发射极接地;
所述第二三极管(Q4)的发射极分别与所述第一MOS管(Q1)的输入端和所述第二电阻(R2)的第二端电性连接;
所述第二三极管(Q4)的集电极分别电性连接所述第一MOS管(Q1)的控制端和所述第四电阻(R4)的第一端,所述第四电阻(R4)的第二端接地。
5.根据权利要求3所述的电源隔离电路,其特征在于,所述MOS管开关电路(110)还包括第二MOS管(Q2);
所述第二MOS管(Q2)的输入端与所述第一MOS管(Q1)的输出端电性连接,所述第二MOS管(Q2)的输出端用于分别电性连接所述第二电源(150)和所述待供电设备(160),其中,所述第二MOS管(Q2)的寄生二极管与所述第一MOS管(Q1)的寄生二极管的方向相反;
所述控制电路(120)的第三端与所述第二MOS管(Q2)的控制端电性连接,还用于根据所述第二电源(150)的输出电压控制所述第二MOS管(Q2)导通或截止,以在所述第二电源(150)对所述待供电设备(160)供电时,将所述第一电源(140)与所述第二电源(150)进行隔离。
6.根据权利要求5所述的电源隔离电路,其特征在于,所述控制电路(120)还包括:
第二控制单元(122),所述第二控制单元(122)包括第三三极管(Q5)、第四三极管(Q6)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)以及第七电阻(R7);
所述第三三极管(Q5)的基极与所述第一电阻(R1)的第二端电性连接;
所述第三三极管(Q5)的集电极分别电性连接所述第五电阻(R5)的第一端和第六电阻(R6)的第一端,所述第五电阻(R5)的第二端用于电性连接所述待供电设备(160),所述第六电阻(R6)的第二端电性连接所述第四三极管(Q6)的基极;
所述第三三极管(Q5)的发射极接地;
所述第四三极管(Q6)的发射极分别与所述第二MOS管(Q2)的输出端和所述第五电阻R5第二端电性连接;
所述第四三极管(Q6)的集电极分别电性连接所述第二MOS管(Q2)的控制端和所述第七电阻(R7)的第一端,所述第七电阻(R7)的第二端接地。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电源隔离电路,其特征在于,所述电源隔离电路还包括:
延时电路(130),所述延时电路(130)的输出端分别与所述MOS管开关电路(110)的第二端和所述待供电设备(160)电性连接,用于当所述延时电路(130)的输入端接入所述第二电源(150)时,将所述第二电源(150)输出的电能延迟送至所述待供电设备(160)。
8.根据权利要求7所述的电源隔离电路,其特征在于,所述延时电路(130)包括:第三MOS管(Q7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)以及缓冲电容(C1);
所述第三MOS管(Q7)的输出端用于电性连接所述待供电设备(160),且所述第三MOS管(Q7)的输出端与所述MOS管开关电路(110)的第二端电性连接,所述第三MOS管(Q7)的输入端与所述缓冲电容(C1)的第一端电性连接;所述第三MOS管(Q7)的控制端与所述缓冲电容(C1)的第二端电性连接;
所述缓冲电容(C1)的第一端还与所述第八电阻(R8)的第一端电性连接,所述缓冲电容(C1)的第二端还与所述第八电阻(R8)的第二端电性连接;
所述第八电阻(R8)的第一端还用于电性连接所述第二电源(150),所述第八电阻(R8)的第二端还通过第九电阻(R9)接地。
9.根据权利要求8所述的电源隔离电路,其特征在于,所述延时电路(130)还包括防反二极管(D1),所述防反二极管(D1)的正极与所述第三MOS管(Q7)的输出端电性连接且所述防反二极管(D1)的负极与所述MOS管开关电路(110)第二端电性连接,所述防反二极管(D1)的负极还用于电性连接所述待供电设备(160)。
10.一种智能门锁系统,其特征在于,该智能门锁系统(200)包括智能门锁(210)和如权利要求1-9任一项所述的电源隔离电路(100),所述智能门锁(210)与所述电源隔离电路(100)电性连接。
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CN111900792A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-06 | 深圳市优锁科技有限公司 | 一种替代物理按键的智能锁复位电路及方法 |
CN113067563A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-02 | 重庆智行者信息科技有限公司 | 一种pwm信号输出和诊断电路 |
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