CN110943533A - 便携设备双电源供电切换系统 - Google Patents

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CN110943533A CN201911377207.XA CN201911377207A CN110943533A CN 110943533 A CN110943533 A CN 110943533A CN 201911377207 A CN201911377207 A CN 201911377207A CN 110943533 A CN110943533 A CN 110943533A
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舒晓明
宋德周
李志生
王文贺
孙明
唐颖杰
潘天宇
杜燊
杜文胜
肖权
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    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
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Abstract

本发明提供了一种便携设备双电源供电切换系统，包括负载开关U1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、钳位二极管D4、电阻R9、电阻R8、电阻R7，所述负载开关U1的引脚1、引脚2分别接主电源VBAT_M，所述负载开关U1的引脚6、引脚7分别与所述NMOS管Q2的S极连接，所述NMOS管Q2的D极接系统供电VSYS，所述NMOS管Q2的G极先后串联电阻R9、电阻R8后与所述PMOS管Q3的G极连接，所述PMOS管Q3的S极接副电源VBAT_S，所述PMOS管Q3的D极接系统供电VSYS。本发明的有益效果是：采用简化的切换方案，减少了开发周期，降低了固件成本,提升了产品通用性，为便携设备系统不间断供电提供了一种通用，快速，高效的解决方案。

Description

便携设备双电源供电切换系统
技术领域
本发明涉及供电切换系统，尤其涉及一种便携设备双电源供电切换系统。
背景技术
为实现便携设备（如车载定位器、执法仪器）长时间不间断工作,当一方电量消耗殆尽或其他因素需断电时，就需要将系统供电切换至备用电源上。传统不间断电源(UPS)设计均使用集成度很高的电源管理芯片或专用双电源切换管理芯片。这两种设计：前者开发成本高，控制及检测电路复杂。后者通用性不强，对软件依赖度高，开发及认证周期长。特别是专用双电源切换管理芯片，受自身产能限制，极易出现断供的风险，而市场上又无同类型产品进行替代。由此对产品后期量产埋下致命的隐患。
因此，如何有效减少开发周期，降低固件成本,提升产品通用性是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种便携设备双电源供电切换系统。
本发明提供了一种便携设备双电源供电切换系统，包括负载开关U1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、钳位二极管D4、电阻R9、电阻R8、电阻R7，所述负载开关U1的引脚1、引脚2分别接主电源VBAT_M，所述负载开关U1的引脚6、引脚7分别与所述NMOS管Q2的S极连接，所述NMOS管Q2的D极接系统供电VSYS，所述NMOS管Q2的G极先后串联电阻R9、电阻R8后与所述PMOS管Q3的G极连接，所述PMOS管Q3的S极接副电源VBAT_S，所述PMOS管Q3的D极接系统供电VSYS，所述负载开关U1的引脚8分别与所述钳位二极管D4的阳极、NMOS管Q2的G极连接，所述钳位二极管D4的阴极分别与所述电阻R7的一端、PMOS管Q3的G极连接，所述电阻R7的另一端接副电源VBAT_S；正常状态下，主电源VBAT_M输出，通过负载开关U1时，负载开关U1的引脚8产生持续高电平信号，使得NMOS管Q2处于导通状态，同时，GT信号使钳位二极管D4将PMOS管Q3的栅极置高，PMOS管Q3工作截止状态，系统供电VSYS此时由主电BAT_M提供；当将主电源BAT_M移除时，负载开关U1的引脚8输出控制电平消失，NMOS管Q2截止关闭,同时钳位二极管D4失去作用, 副电源VBAT_S分压后,使得PMOS管Q3处于导通状态,系统供电VSYS切换到副电源VBAT_S。
作为本发明的进一步改进，所述便携设备双电源供电切换系统还包括电容C5和电容C11，所述电容C5的一端接主电源VBAT_M，另一端接地，所述电容C11的一端接系统供电VSYS，另一端接地。
作为本发明的进一步改进，所述便携设备双电源供电切换系统还包括电阻R6、电阻R10，所述电阻R6的一端接主电源VBAT_M，另一端接负载开关U1的引脚9，所述电阻R10的一端接负载开关U1的引脚4，另一端接地。
作为本发明的进一步改进，所述便携设备双电源供电切换系统还包括内部充电电路，所述内部充电电路包括电池充电芯片U15，所述电池充电芯片U15的引脚4接主电源VBAT_M，所述电池充电芯片U15的引脚5接副电源VBAT_S。
本发明的有益效果是：通过上述方案，采用简化的切换方案，减少了开发周期，降低了固件成本,提升了产品通用性，为便携设备系统不间断供电提供了一种通用，快速，高效的解决方案。
附图说明
图1是本发明一种便携设备双电源供电切换系统的电路图。
图2是本发明一种便携设备双电源供电切换系统的主电源VBAT_M供电示意图。
图3是本发明一种便携设备双电源供电切换系统的副电源VBAT_S供电示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种便携设备双电源供电切换系统，包括负载开关U1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、钳位二极管D4、电阻R9、电阻R8、电阻R7，所述负载开关U1的引脚1、引脚2分别接主电源VBAT_M，所述负载开关U1的引脚6、引脚7分别与所述NMOS管Q2的S极连接，所述NMOS管Q2的D极接系统供电VSYS，所述NMOS管Q2的G极先后串联电阻R9、电阻R8后与所述PMOS管Q3的G极连接，所述PMOS管Q3的S极接副电源VBAT_S，所述PMOS管Q3的D极接系统供电VSYS，所述负载开关U1的引脚8（即GT脚）分别与所述钳位二极管D4的阳极、NMOS管Q2的G极连接，所述钳位二极管D4的阴极分别与所述电阻R7的一端、PMOS管Q3的G极连接，所述电阻R7的另一端接副电源VBAT_S；正常状态下，主电源VBAT_M输出，通过负载开关U1时，负载开关U1的引脚8产生持续高电平信号，使得NMOS管Q2处于导通状态，同时，GT信号使钳位二极管D4将PMOS管Q3的栅极置高，PMOS管Q3工作截止状态，系统供电VSYS此时由主电BAT_M提供；当将主电源BAT_M移除时，负载开关U1的引脚8输出控制电平消失，NMOS管Q2截止关闭,同时钳位二极管D4失去作用, 副电源VBAT_S分压后,使得PMOS管Q3处于导通状态,系统供电VSYS切换到副电源VBAT_S。
如图1至图3所示，所述便携设备双电源供电切换系统还包括电容C5和电容C11，所述电容C5的一端接主电源VBAT_M，另一端接地，所述电容C11的一端接系统供电VSYS，另一端接地。
如图1至图3所示，所述便携设备双电源供电切换系统还包括电阻R6、电阻R10，所述电阻R6的一端接主电源VBAT_M，另一端接负载开关U1的引脚9，所述电阻R10的一端接负载开关U1的引脚4，另一端接地。
如图1至图3所示，所述便携设备双电源供电切换系统还包括内部充电电路101，所述内部充电电路101包括电池充电芯片U15，电阻R12，电阻R13，电阻R14，所述电池充电芯片U15的引脚4接主电源VBAT_M，所述电池充电芯片U15的引脚5接副电源VBAT_S，在副电源VBAT_S放电完成后对其进行充电，确保下次切换时，副电源VBAT_S电量充足。充电电路101可根据电路需求更改或删除。
本发明提供的一种便携设备双电源供电切换系统，通过控制电路中NMOS和PMOS的导通与截止状态，完成对系统电源VSYS切换供电工作,确保整体不断电的持续工作。
本发明提供的一种便携设备双电源供电切换系统，具体工作原理如下：
1、如图2所示，正常状态下，主电源VBAT_M输出，该电源通过负载开关U1管时，该管8脚（GT）产生持续高电平信号。该信号使得Q2管处于导通状态；同时GT信号使钳位二极管D4将Q3管栅极置高，Q3管工作截止状态。系统供电VSYS此时由主电BAT_M提供。
2、如图3所示，当将主电源BAT_M移除时，负载开关U1的GT脚输出控制电平消失。Q2管截止关闭；同时钳位二极管D4失去作用。VBAT_S分压后,使得Q3管处于导通状态。系统供电VSYS切换到VBAT_S。
3、再次将主电源VBAT_M供电提供后，负载开关U1（GT脚）产生高电平。Q2管导通；Q3管截止。系统供电VSYS切回到主供电VBAT_M，过程如图2示。整个系统切换供电工作完成。
本发明提供的一种便携设备双电源供电切换系统，合理控制U1管工作时产生高电平控制信号，完成对工作状态截然相反NMOS和PMOS管进行控制，确保任何时刻只有一路MOS管导通，完成对系统的不间断供电。整个切换过程，无需软件控制。对平台及主控芯片无任何需求。附件充电电路101可根据实际电路设计需求进行更换或者删除。本发明可以广泛应用于手持终端设备双锂电池切换电路，车机模块OVP电路，共享单车不间断供电电路等产品上。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种便携设备双电源供电切换系统，其特征在于：包括负载开关U1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、钳位二极管D4、电阻R9、电阻R8、电阻R7，所述负载开关U1的引脚1、引脚2分别接主电源VBAT_M，所述负载开关U1的引脚6、引脚7分别与所述NMOS管Q2的S极连接，所述NMOS管Q2的D极接系统供电VSYS，所述NMOS管Q2的G极先后串联电阻R9、电阻R8后与所述PMOS管Q3的G极连接，所述PMOS管Q3的S极接副电源VBAT_S，所述PMOS管Q3的D极接系统供电VSYS，所述负载开关U1的引脚8分别与所述钳位二极管D4的阳极、NMOS管Q2的G极连接，所述钳位二极管D4的阴极分别与所述电阻R7的一端、PMOS管Q3的G极连接，所述电阻R7的另一端接副电源VBAT_S；正常状态下，主电源VBAT_M输出，通过负载开关U1时，负载开关U1的引脚8产生持续高电平信号，使得NMOS管Q2处于导通状态，同时，GT信号使钳位二极管D4将PMOS管Q3的栅极置高，PMOS管Q3工作截止状态，系统供电VSYS此时由主电BAT_M提供；当将主电源BAT_M移除时，负载开关U1的引脚8输出控制电平消失，NMOS管Q2截止关闭,同时钳位二极管D4失去作用, 副电源VBAT_S分压后,使得PMOS管Q3处于导通状态,系统供电VSYS切换到副电源VBAT_S。
2.根据权利要求1所述的便携设备双电源供电切换系统，其特征在于：所述便携设备双电源供电切换系统还包括电容C5和电容C11，所述电容C5的一端接主电源VBAT_M，另一端接地，所述电容C11的一端接系统供电VSYS，另一端接地。
3.根据权利要求1所述的便携设备双电源供电切换系统，其特征在于：所述便携设备双电源供电切换系统还包括电阻R6、电阻R10，所述电阻R6的一端接主电源VBAT_M，另一端接负载开关U1的引脚9，所述电阻R10的一端接负载开关U1的引脚4，另一端接地。
4.根据权利要求1所述的便携设备双电源供电切换系统，其特征在于：所述便携设备双电源供电切换系统还包括内部充电电路，所述内部充电电路包括电池充电芯片U15，所述电池充电芯片U15的引脚4接主电源VBAT_M，所述电池充电芯片U15的引脚5接副电源VBAT_S。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111688491A (zh) * 2020-06-23 2020-09-22 东风汽车集团有限公司 一种供电自动切换系统及电动汽车
CN111864887A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 美唐科技(江苏)有限公司 一种执法仪双电池电路
CN112165153A (zh) * 2020-08-21 2021-01-01 幻境虚拟现实(广州)智能科技研究院有限公司 一种供电方法和供电装置

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