CN111668912A - 一种主副电池供电切换电路、供电系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主副电池供电切换电路、供电系统及电子设备，包括主供电电路、副供电电路和监控电路；主供电电路的输入端与主电池连接，副供电电路的输入端与副电池连接，主供电电路的输出端与副供电电路的输出端并联后与系统连接；监控电路的输入端与主电池连接，输出端与副供电电路；监控电路用于实时监测主电池的电压，并根据监测结果输出控制信号；副供电电路用于根据控制信号导通或断开副电池与系统之间的连接。本发明通过采用监控电路实时监测主电池的电压，可实现在主电池的电压快耗尽时切换到副电池给系统供电，保证系统正常工作不掉电，具有切换及时、安全可靠且成本低的特点，可提高用户使用的满意度。

Description

一种主副电池供电切换电路、供电系统及电子设备

技术领域

本发明实施例涉及电源管理技术领域，尤其涉及一种主副电池供电切换电路、供电系统及电子设备。

背景技术

随着电子设备的发展，电子设备在人们的生活中越来越普及。电子设备在使用过程中，往往采用主电池和副电池同时存在但切换供电的方式对系统进行供电，比如，在主电池正常给系统供电时，副电池不供电，但当主电池有更换需求时，系统会切换到副电池进行供电，以保证系统能够不间断的得电，维持工作。

目前，主电池和副电池的切换方案为通过霍尔元件或者弹簧针检测电池盖的拔出动作，当检测电池盖被拔出时，判断主电池有更换需求，然后让系统进入休眠模式，同时切换到副电池进行供电。这种切换方案由于需要应用霍尔元件或者弹簧针，因此制造成本相对较高。现有技术为了节省霍尔元件或者弹簧针，提出有另一种切换方案，即更换电池的需求检测改为人工手动去触发，然后再切换副电池供电。这种切换方案在操作上比较繁琐，体验感不好。

有鉴于此，需要提供一种新的主副电池切换方案以解决上述现有技术存在的缺陷。

发明内容

本发明提供一种主副电池供电切换电路、供电系统及电子设备，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种主副电池供电切换电路，包括主供电电路、副供电电路和监控电路；其中，

所述主供电电路的输入端与主电池连接，所述副供电电路的输入端与副电池连接，所述主供电电路的输出端与所述副供电电路的输出端并联后作为供电输出端与系统连接；

所述监控电路的输入端与所述主电池连接，所述监控电路的输出端与所述副供电电路连接；

所述监控电路用于实时监测所述主电池的电压，并根据监测结果输出相应的控制信号；

所述副供电电路用于根据所述控制信号导通或断开所述副电池与所述系统之间的连接，以实现由所述副电池给所述系统供电或由所述主电池给所述系统供电。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述监控电路包括电压监测模块和第一MOS管；

所述电压监测模块的监测端与所述主电池连接，所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极连接；

所述第一MOS管的漏极接地，所述第一MOS管的源极与所述副供电电路连接。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述电压监测模块的监测端还与一延时电路连接；

所述延时电路包括串联的第一二极管和第一电阻。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述监控电路还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第一电容；

所述第二电阻串联在所述电压监测模块的监测端与所述主电池之间；

所述第三电阻的一端连接在所述电压监测模块的监测端与所述主电池之间，所述第三电阻的另一端接地；

所述第四电阻串联在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极之间；

所述第五电阻的一端连接在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极之间，所述第五电阻的另一端接地；

所述第六电阻串联在所述第一MOS管的源极与所述副供电电路之间；

所述第一电容的一端连接在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极之间，所述第一电容的另一端接地。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述电压监测模块为复位IC；

所述复位IC包括电源脚、复位脚和接地脚；其中，

所述电源脚为所述电压监测模块的监测端，所述复位脚为所述电压监测模块的输出端，所述接地脚接地。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述副供电电路包括第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；

所述第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与所述第三MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的源极接地；

所述第三MOS管的源极与所述副电池连接，所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极连接；

所述第四MOS管的栅极连接在所述第二MOS管的漏极与所述第三MOS管的栅极之间，所述第四MOS管的漏极与系统连接。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述副供电电路还包括第二二极管和第七电阻；

所述第二二极管的正极连接在所述第三MOS管的源极与所述副电池之间，所述第二二极管的负极连接在所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极之间；

所述第七电阻的一端连接在所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极之间，所述第七电阻的另一端连接在所述第四MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极之间。

进一步地，所述主副电池供电切换电路中，所述电压监测模块的输出端还与一控制单元连接；

所述控制单元为SOC控制单元。

第二方面，本发明实施例提供一种供电系统，包括主电池、副电池和如上述第一方面所述的主副电池供电切换电路；

所述主副电池供电切换电路的输入端分别与所述主电池和所述副电池连接，输出端与系统连接，用于控制所述主电池或所述副电池给所述系统供电。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括如上述第二方面所述的供电系统。

本发明实施例提供的一种主副电池供电切换电路、供电系统及电子设备，通过采用监控电路实时监测主电池的电压，可实现在主电池的电压快耗尽时切换到副电池给系统供电，保证系统正常工作不掉电，具有切换及时、安全可靠且成本低的特点，可以提高用户使用的满意度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种主副电池供电切换电路的功能模块示意图；

图2是本发明实施例提供的监控电路的电路原理图；

图3是本发明实施例提供的副供电电路的电路原理图。

附图标记：

主供电电路10，副供电电路20，监控电路30。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

请参考图1，本发明实施例提供一种主副电池供电切换电路，包括主供电电路10、副供电电路20和监控电路30；其中，

所述主供电电路10的输入端与主电池连接，所述副供电电路20的输入端与副电池连接，所述主供电电路10的输出端与所述副供电电路20的输出端并联后作为供电输出端与系统连接；

所述监控电路30的输入端与所述主电池连接，所述监控电路30的输出端与所述副供电电路20连接；

所述监控电路30用于实时监测所述主电池的电压，并根据监测结果输出相应的控制信号；

所述副供电电路20用于根据所述控制信号导通或断开所述副电池与所述系统之间的连接，以实现由所述副电池给所述系统供电或由所述主电池给所述系统供电。

需要说明的是，本实施例通过监控电路30进行主电池的插拔监测，具体是通过监测主电池的电压情况，当监测到主电池的电压将耗尽时，默认主电池有更换需求，也即主电池会被拔出，因此会触发原本处于断开状态的副供电电路20导通，从而将系统的供电来源切换为副电池。

可以理解的是，当主电池被重新安装上时，监控电路30会监测到主电池的电压恢复正常，则相应的会触发当前处于导通状态的副供电电路20重新断开，从而将系统的供电来源重新切换回主电池。

在本实施例中，所述监控电路30包括电压监测模块U1和第一MOS管Q1；

所述电压监测模块U1的监测端与所述主电池连接，所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管Q1的栅极连接；

所述第一MOS管Q1的漏极接地，所述第一MOS管Q1的源极与所述副供电电路20连接。

由于电压监测模块U1的工作是需要工作电压维持的，这个工作电压大概是3.3V，因此为了保证在主电池的电压耗尽后电压监测模块U1仍能进行主副电池供电的切换，则所述监控电路30还包括一延时电路。通过该延时电路可在主电池的电压耗尽后，在一段时间内，继续为所述电压监测模块U1提供工作电压，以为所述电压监测模块U1争取到切换所需的电压和时间。

具体的，所述电压监测模块U1的监测端与所述延时电路连接；

所述延时电路包括串联的第一二极管D1和第一电阻R1。

需要说明的是，所述第一电阻R1的一端与所述电压监测模块U1的监测端连接，另一端与所述第一二极管D1的负极连接，所述第一二极管D1的正极则可与主电池或系统中的其它电路连接。

在本实施例中，所述电压监测模块U1选型为复位IC；所述复位IC包括电源脚VCC、复位脚RESET和接地脚GND；其中，

所述电源脚VCC为所述电压监测模块U1的监测端，所述复位脚RESET为所述电压监测模块U1的输出端，所述接地脚GND接地。

优选的，所述监控电路30还包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第一电容C1；

所述第二电阻R2串联在所述电压监测模块U1的监测端与所述主电池之间；

所述第三电阻R3的一端连接在所述电压监测模块U1的监测端与所述主电池之间，所述第三电阻R3的另一端接地；

所述第四电阻R4串联在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管Q1的栅极之间；

所述第五电阻R5的一端连接在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管Q1的栅极之间，所述第五电阻R5的另一端接地；

所述第六电阻R6串联在所述第一MOS管Q1的源极与所述副供电电路20之间；

所述第一电容C1的一端连接在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管Q1的栅极之间，所述第一电容C1的另一端接地。

在本实施例中，所述电压监测模块的输出端还与一控制单元连接；所述控制单元可选型为SOC控制单元。

需要说明的是，因为本实施例中的主电池为高压电池，因此需要采用所述第二电阻R2和第三电阻R3进行分压。当主电池更换时，复位IC会触发，一方面通过MAIN_SUB_SW_N信号通知SOC控制单元让系统进入休眠模式，另一方面，第一MOS管Q1的源极上的MAIN_SUB_SW信号由低变高，触发副供电电路20导通，从而由副电池给系统供电。

在本实施例中，所述副供电电路20包括第二MOS管Q2、第三MOS管Q3和第四MOS管Q4；

所述第二MOS管Q2的栅极与所述第一MOS管Q1的源极连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第三MOS管Q3的栅极连接，所述第二MOS管Q2的源极接地；

所述第三MOS管Q3的源极与所述副电池连接，所述第三MOS管Q3的漏极与所述第四MOS管Q4的源极连接；

所述第四MOS管Q4的栅极连接在所述第二MOS管Q2的漏极与所述第三MOS管Q3的栅极之间，所述第四MOS管Q4的漏极与系统连接。

优选的，所述副供电电路20还包括第二二极管D2和第七电阻R7；

所述第二二极管D2的正极连接在所述第三MOS管Q3的源极与所述副电池之间，所述第二二极管D2的负极连接在所述第三MOS管Q3的漏极与所述第四MOS管Q4的源极之间；

所述第七电阻R7的一端连接在所述第三MOS管Q3的漏极与所述第四MOS管Q4的源极之间，所述第七电阻R7的另一端连接在所述第四MOS管Q4的栅极与所述第二MOS管Q2的漏极之间。

本发明实施例提供的一种主副电池供电切换电路，通过采用监控电路实时监测主电池的电压，可实现在主电池的电压快耗尽时切换到副电池给系统供电，保证系统正常工作不掉电，具有切换及时、安全可靠且成本低的特点，可以提高用户使用的满意度。

实施例二

本发明实施例提供一种供电系统，包括主电池、副电池和如实施例一所述的主副电池供电切换电路；

所述主副电池供电切换电路的输入端分别与所述主电池和所述副电池连接，输出端与系统连接，用于控制所述主电池或所述副电池给所述系统供电。

需要说明的是，主电池一般为大容量电池，而副电池则为小容量电池。使用过程中，主电池可更换，当副电池欠压时，可通过主电池对副电池充电，以保证每次副电池的供电切换都是有效的。

本发明实施例提供的一种供电系统，通过采用监控电路实时监测主电池的电压，可实现在主电池的电压快耗尽时切换到副电池给系统供电，保证系统正常工作不掉电，具有切换及时、安全可靠且成本低的特点，可以提高用户使用的满意度。

实施例三

本发明实施例三提供一种电子设备，包括如实施例二所述的供电系统。

其中，所述电子设备可为电子设POS机、学习机、手机、平板电脑等。

本发明实施例提供的一种电子设备，通过采用监控电路实时监测主电池的电压，可实现在主电池的电压快耗尽时切换到副电池给系统供电，保证系统正常工作不掉电，具有切换及时、安全可靠且成本低的特点，可以提高用户使用的满意度。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (10)

1.一种主副电池供电切换电路，其特征在于，包括主供电电路、副供电电路和监控电路；其中，

所述主供电电路的输入端与主电池连接，所述副供电电路的输入端与副电池连接，所述主供电电路的输出端与所述副供电电路的输出端并联后作为供电输出端与系统连接；

所述监控电路的输入端与所述主电池连接，所述监控电路的输出端与所述副供电电路连接；

所述监控电路用于实时监测所述主电池的电压，并根据监测结果输出相应的控制信号；

所述副供电电路用于根据所述控制信号导通或断开所述副电池与所述系统之间的连接，以实现由所述副电池给所述系统供电或由所述主电池给所述系统供电。

2.根据权利要求1所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述监控电路包括电压监测模块和第一MOS管；

所述电压监测模块的监测端与所述主电池连接，所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极连接；

所述第一MOS管的漏极接地，所述第一MOS管的源极与所述副供电电路连接。

3.根据权利要求2所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述电压监测模块的监测端还与一延时电路连接；

所述延时电路包括串联的第一二极管和第一电阻。

4.根据权利要求2所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述监控电路还包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第一电容；

所述第二电阻串联在所述电压监测模块的监测端与所述主电池之间；

所述第三电阻的一端连接在所述电压监测模块的监测端与所述主电池之间，所述第三电阻的另一端接地；

所述第四电阻串联在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极之间；

所述第五电阻的一端连接在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极之间，所述第五电阻的另一端接地；

所述第六电阻串联在所述第一MOS管的源极与所述副供电电路之间；

所述第一电容的一端连接在所述电压监测模块的输出端与所述第一MOS管的栅极之间，所述第一电容的另一端接地。

5.根据权利要求2所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述电压监测模块为复位IC；

所述复位IC包括电源脚、复位脚和接地脚；其中，

所述电源脚为所述电压监测模块的监测端，所述复位脚为所述电压监测模块的输出端，所述接地脚接地。

6.根据权利要求2所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述副供电电路包括第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；

所述第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与所述第三MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的源极接地；

所述第三MOS管的源极与所述副电池连接，所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极连接；

所述第四MOS管的栅极连接在所述第二MOS管的漏极与所述第三MOS管的栅极之间，所述第四MOS管的漏极与系统连接。

7.根据权利要求6所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述副供电电路还包括第二二极管和第七电阻；

所述第二二极管的正极连接在所述第三MOS管的源极与所述副电池之间，所述第二二极管的负极连接在所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极之间；

所述第七电阻的一端连接在所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的源极之间，所述第七电阻的另一端连接在所述第四MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极之间。

8.根据权利要求2所述的主副电池供电切换电路，其特征在于，所述电压监测模块的输出端还与一控制单元连接；

所述控制单元为SOC控制单元。

9.一种供电系统，其特征在于，包括主电池、副电池和如权利要求1～8中任一项所述的主副电池供电切换电路；

所述主副电池供电切换电路的输入端分别与所述主电池和所述副电池连接，输出端与系统连接，用于控制所述主电池或所述副电池给所述系统供电。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的供电系统。

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