CN204290397U - 电池与直流电源的切换电路及装置 - Google Patents

Abstract

一种电池与直流电源的切换电路及装置，该电池与直流电源的切换电路包括电池电路单元和直流电路单元，直流电路单元的输入端与外部直流电源连接，电池电路单元的输入端与电池连接，直流电路单元与电池电路单元的共同输出端与负载相连，在电池电路单元上设有电压控制元件，当直流电路单元有外部直流电源输入，且其电压高于电池电压时，电压控制元件自动断开，由外部直流电源通过直流电路单元向负载供电；当直流电路单元无外部直流电源输入时，或外部直流电源经直流电路单元输出的输出电压低于电池的输出电压时，电压控制元件自动导通，由电池经电池电路单元向负载供电。本实用新型实现了直流电源和电池共同供电并自由切换的目的，解决了现有电池漏电严重，使用性能低等问题。

Description

电池与直流电源的切换电路及装置

【技术领域】

本实用新型涉及电源电路，特别涉及一种可在电池供电和直流电源供电之间自动进行切换的电池与直流电源的切换电路及装置。

【背景技术】

随着信息技术的发展，人们对于电子产品需求量不断增大。电子产品不仅可以方便人们的日常生活，而且可以改变人们的生活方式。而随着电子产品的普及，电子产品的用电问题逐渐突出。对于直接由直流电供电的电子产品，其在使用过程中，若突然断电，则会导致电子产品数据丢失、时间停止运行等问题。而对于由电池供电的电子产品，电池的电量则限制了电子产品的进一步应用，且电池长期使用容易导致电池漏电、电池性能下降等问题，进而影响电子产品性能的使用。因此，要保障电子产品的正常用电和安全用电，需将直流电源供电和电池供电两种供电方式有机结合起来，以解决单一供电方式的不足。

【实用新型内容】

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种简单有效、既可由直流电源提供电压输出，又可由电池提供电压输出，并可自动在两种电源输出方式之间进行切换，从而可提高供电稳定性和电池使用性能的电池与直流电源的切换电路及装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池与直流电源的切换电路，其包括电池电路单元和直流电路单元，所述直流电路单元的输入端与外部直流电源连接，所述电池电路单元的输入端与电池连接，所述直流电路单元与电池电路单元的共同输出端与待连接的负载相连，所述电池电路单元在所述直流电路单元有外部直流电源输入且该外部直流电源经直流电路单元输出的输出电压高于所述电池的输出电压时断开该电池电路单元的电路连接，所述外部直流电源经所述直流电路单元向负载供电；所述电池电路单元在所述直流电路单元无外部直流电源输入时，或所述外部直流电源经直流电路单元输出的输出电压低于所述电池的输出电压时导通该电池电路单元的电路连接，由电池经所述电池电路单元向负载供电。

所述电池电路单元设有电压控制元件，该电压控制元件的第一端与所述电池连接，该电压控制元件的第二端与所述直流电路单元的输出端连接，所述电压控制元件在所述直流电路单元的输出端电压高于所述电池输出电压时断开，该电压控制元件在所述直流电路单元的输出端电压低于所述电池输出电压时导通。

所述电压控制元件为场效应管，其漏极D与所述电池连接，其源极S与所述直流电路单元的输出端连接，其栅极G通过第三限流电阻R3接地。

该电池与直流电源的切换电路还包括可将所述电池电路单元和直流电路单元的输出电压进行稳压输出的稳压电路，该稳压电路的输入端与所述电池电路单元和直流电路单元的共同输出端连接，该稳压电路的输出端与负载连接。

所述直流电路单元包括第一限流电阻R1和二极管D1，所述第一限流电阻R1的一端与所述外部直流电源连接，该第一限流电阻R1的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极为所述直流电路单元的输出端，该二极管D1的负极与所述稳压电路的输入端连接。

所述场效应管Q的源极S与所述稳压电路的输入端连接，该稳压电路包括稳压芯片U、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2，所述稳压芯片U的输入端与所述场效应管Q源极S及二极管D1的负极连接，该稳压芯片U的输出端与负载连接，该稳压芯片U的地端接地，所述第一滤波电容C1连接于所述稳压芯片U的输入端与地端之间，所述第二滤波电容C2连接于所述稳压芯片U的输出端与地端之间。

所述直流电路单元的输入端经第二限流电阻R2与所述场效应管Q的栅极G连接。

所述第三限流电阻R3的一端与第二限流电阻R2及场效应管Q栅极G的共同端连接，该第三限流电阻R3的另一端接地。

本实用新型的目的还在于提供一种电池与直流电源的切换装置，该装置设有连接外部直流电源的输入端口及连接负载的输出端口，在该装置内设有电池及上述的电池与直流电源的切换电路，该电池与直流电源的切换装置在有外部直流电源输入时由外部直流电源经所述电池与直流电源的切换电路为负载提供电源，该电池与直流电源的切换装置在无外部直流电源输入时切换至由其内部的电池为负载提供电源。

本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型通过设置相互连接的电池电路单元和直流电路单元，利用直流电路单元连接外部直流电源进行供电，利用电池电路单元连接电池进行供电，并通过在电池电路单元上设置电压控制元件，利用电压控制元件的导通特性，使得在有外部直流电源供电时，电压控制元件自动断开而由外部直流电源供电；在无外部直流电源供电时，电压控制元件自动导通而由电池进行供电，从而实现了直流电源供电和电池供电自由切换进行供电的目的，实现本实用新型的目的，解决本实用新型的技术问题。本实用新型的电池与直流电源的切换电路及装置具有结构简单、方便实用等特点，具有很强的实用性。

【附图说明】

图1是本实用新型的电池与直流电源的切换电路的原理示意图。

【具体实施方式】

为了解决现有技术中所存在的电子产品供电方式单一、电池使用寿命短、电池易漏电等问题，本实用新型提出了一种新型的电池与直流电源的切换电路，通过该电池与直流电源的切换电路，可实现在直流电源供电和电池4供电两种供电方式之间自动进行切换，从而可实现在有外部直流电源3供电时，由外部直流电源3对负载5进行供电，而无外部直流电源3供电时，则由电池4进行供电，从而可保证负载不会因为直流断电而出现数据丢失、时间停止运行等问题，同时也保护了电池不会一直处在工作状态，进而可有效提高电池使用寿命，并确保负载安全稳定的运行。本实用新型的直流电源供电或电池4供电通过电压控制元件执行完成，其不仅成本低，而且简单有效，使得本实用新型以更简单的技术方案解决了现有技术的问题，实现了本实用新型的目的。

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，以下结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

如图1所示，本实用新型的电池与直流电源的切换电路包括电池电路单元1和直流电路单元2。所述电池电路单元1用于通过电池4对负载5进行供电输出，该电池电路单元1的输入端与电池4连接。所述直流电路单元2用于通过外部直流电源3对负载5进行供电，该直流电路单元2的输入端与外部直流电源3连接。所述负载5泛指需要用电或充电的电子设备或数码产品。所述电池4可为锂电池4或干电池4等。所述外部直流电源3指可提供所需直流电压的电源。

所述电池电路单元1和直流电路单元2相互连接，其输出端共同与负载5连接，用于对负载5提供负载5所需的电压输出。所述电池电路单元1和直流电路单元2的输出电压与其所需连接的负载5相关，本实施例中，以负载5需3V电压为例进行描述。其他实施例中，当需要提供其他输出电压值时，所述电池4及外部直流电源3的输出电压进行适应性的修改。为实现本实用新型的目的，使所述电池电路单元1可根据有无外部直流电源3输入时自动进行切换导通，所述外部直流电源3的输出电压应高于所述电池电路单元1的输出电压。本实施例中，所述外部直流电源3选用0.5A的5V直流电源，所述电池4选用输出3V的电池4，如两节1.5V的干电池或充电电池，或输出3V的锂电池等。

为实现外部直流电源3供电和电池4供电的自动切换，在所述电池电路单元1上设有电压控制元件。该电压控制元件的一端与所述电池4连接，其另一端与所述直流电路单元2的输出端连接。当直流电路单元2输出端的电压高于电池4的输出电压时，所述电压控制元件自动断开，使得电池电路单元1断开电路连接而由外部直流电源3为负载5供电；当直流电路单元2输出端的电压低于电池4端的电压时，所述电压控制元件自动导通，使得电池电路单元1导通电路连接而由电池4为负载5供电。所述电压控制元件可选用场效应管、三极管等。本实施例中，所述电压控制元件为场效应管Q，该场效应管Q的漏极D与所述电池4连接，其源极S与所述直流电路单元2的输出端连接，其栅极G经第三限流电阻R3接地。

所述直流电路单元2包括第一限流电阻R1和二极管D1。所述第一限流电阻R1的一端与所述外部直流电源3连接，其另一端与所述二极管D1的正极连接。所述二极管D1的负极为电池电路单元1的输出端，其与所述场效应管Q的源极S连接，即与所述电池电路单元1的输出端连接。所述直流电路单元2的输入端经第二限流电阻R2与所述场效应管Q的栅极G连接，其用于限制电路电流过大。所述第二限流电阻R2的一端与直流电路单元2的输入端连接，其另一端与所述场效应管Q的栅极G及第三限流电阻R3的共同端连接。所述直流电路单元2的输出端及场效应管Q源极S的共同输出端经稳压电路6与待连接的负载5连接，其用于稳压而向负载5输出稳定的工作电压。

所述稳压电路6包括稳压芯片U、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2。所述稳压芯片U可选用公知的稳压芯片，本实施例中，其可将直流电路单元2的5V输出电压变压成3V电压进行输出。该稳压芯片U的输入端与所述直流电路单元2及电池电路单元1的共同输出端连接，该稳压芯片U的输出端与负载5连接，该稳压芯片U的地端接地。所述第一滤波电容C1连接于所述稳压芯片U的输入端与地端之间，所述第二滤波电容C2连接于所述稳压芯片U的输出端与地端之间，其用于滤波稳压，防止电路中的电压突变，如突然掉电而对负载5造成不良影响。

藉此，便形成了本实用新型的电池与直流电源的切换电路。当无外部直流电源3输入时，所述场效应管Q的漏极D与源极S导通，此时电流正常流过而由电池4为负载5供电；当外部直流电源3输入的电压高于所述电池4提供的电压时，场效应管Q的栅极G电压高于源极S电压，场效应管Q处于截止状态，此时无电流通过而由外部直流电源3向负载5供电，从而实现了直流电源供电和电池供电的自由转换，解决现有技术中的缺陷，有利于提高电池使用性能，保证负载安全稳定的运行。

此外，在本实用新型的电池与直流电源的切换电路基础上，可制作出相应的电池与直流电源的切换装置。所述电池与直流电源的切换装置的形状不限，其宜以美观、便于使用为主。在所述电池与直流电源的切换装置的外壳上设有输入端口和输出端口，其分别用于连接外部直流电源3和连接负载5进行供电输出。所述输入端口和输出端口可根据需要而设置成现有的接口形式，如USB接口，使得其可通过常用的数据线而连接外部直流电源3和负载5。在所述电池与直流电源的切换装置的内部设置有电池4和前述的电池与直流电源的切换电路，通过该电池与直流电源的切换电路便可实现上述功能，实现本实用新型的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池与直流电源的切换电路，其特征在于，其包括电池电路单元(1)和直流电路单元(2)，所述直流电路单元(2)的输入端与外部直流电源(3)连接，所述电池电路单元(1)的输入端与电池(4)连接，所述直流电路单元(2)与电池电路单元(1)的共同输出端与待连接的负载(5)相连，所述电池电路单元(1)在所述直流电路单元(2)有外部直流电源(3)输入且该外部直流电源(3)经直流电路单元(2)输出的输出电压高于所述电池(4)的输出电压时断开该电池电路单元(1)的电路连接，所述外部直流电源(3)经所述直流电路单元(2)向负载(5)供电；所述电池电路单元(1)在所述直流电路单元(2)无外部直流电源(3)输入时，或所述外部直流电源(3)经直流电路单元(2)输出的输出电压低于所述电池(4)的输出电压时导通该电池电路单元(1)的电路连接，所述电池(4)经所述电池电路单元(1)向负载(5)供电。

2.如权利要求1所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，所述电池电路单元(1)设有电压控制元件，该电压控制元件的第一端与所述电池(4)连接，该电压控制元件的第二端与所述直流电路单元(2)的输出端连接，所述电压控制元件在所述直流电路单元(2)的输出端电压高于所述电池(4)输出电压时断开，该电压控制元件在所述直流电路单元(2)的输出端电压低于所述电池(4)输出电压时导通。

3.如权利要求2所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，所述电压控制元件为场效应管，其漏极D与所述电池(4)连接，其源极S与所述直流电路单元(2)的输出端连接，其栅极G通过第三限流电阻R3接地。

4.如权利要求3所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，该电池与直流电源的切换电路还包括可将所述电池电路单元(1)和直流电路单元(2)的输出电压进行稳压输出的稳压电路(6)，该稳压电路(6)的输入端与所述电池电路单元(1)和直流电路单元(2)的共同输出端连接，该稳压电路(6)的输出端与负载(5)连接。

5.如权利要求4所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，所述直流电路单元(2)包括第一限流电阻R1和二极管D1，所述第一限流电阻R1的一端与所述外部直流电源(3)连接，该第一限流电阻R1的另一端与所述二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极为所述直流电路单元(2)的输出端，该二极管D1的负极与所述稳压电路(6)的输入端连接。

6.如权利要求5所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，所述场效应管Q的源极S与所述稳压电路(6)的输入端连接，该稳压电路(6)包括稳压芯片U、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2，所述稳压芯片U的输入端与所述场效应管Q源极S及二极管D1的负极连接，该稳压芯片U的输出端与负载(5)连接，该稳压芯片U的地端接地，所述第一滤波电容C1连接于所述稳压芯片U的输入端与地端之间，所述第二滤波电容C2连接于所述稳压芯片U的输出端与地端之间。

7.如权利要求6所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，所述直流电路单元(2)的输入端经第二限流电阻R2与所述场效应管Q的栅极G连接。

8.如权利要求7所述的电池与直流电源的切换电路，其特征在于，所述第三限流电阻R3的一端与第二限流电阻R2及场效应管Q栅极G的共同端连接，该第三限流电阻R3的另一端接地。

9.一种电池与直流电源的切换装置，其特征在于，该装置设有连接外部直流电源(3)的输入端口及连接负载(5)的输出端口，在该 装置内设有电池(4)及如权利要求1～8任意一条所述的电池与直流电源的切换电路，该电池与直流电源的切换装置在有外部直流电源(3)输入时由外部直流电源(3)经所述电池与直流电源的切换电路为负载(5)提供电源，该电池与直流电源的切换装置在无外部直流电源(3)输入时切换至由其内部的电池(4)为负载(5)提供电源。