CN204290464U - 供电电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及供电电路及电子设备。供电电路，包括适配器接口、电池模块、电子开关及电压监测模块，适配器接口与负载的供电端连接；电池模块的正向电源端与电子开关的输入端连接，电池模块的反向电源端接地；电子开关的输出端与负载的供电端连接；电压监测模块的输入端与适配器接口连接，电压监测模块的输出端与电子开关的受控端连接；其中，电子开关在电压监测模块的控制下开启或者关断，以实现负载供电电源的切换。本实用新型还公开了一种电子设备。本实用新型解决了现有技术中供电电路在电源切换供电的瞬间，由于供电电压不足而导致电子设备复位的问题，提高了供电的稳定性。

Description

供电电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及一种供电电路及电子设备。

背景技术

现有电子设备的供电电路中，都是利用适配器接口输入的电源电压来触发开关电路工作，而实现切断通过电池输出至设备的电源，达到切换至适配器供电的目的。然而，这些电子设备中其开关电路基本都是由三极管(三极管的导通条件是基极电位大于或者等于0.7伏)及电阻元件来实现。在适配器接口通电的瞬间，电压是由0伏逐渐上升至最大电压，因此，在适配器接口输入电压大于0.7V时，三极管就会导通而将通过电池输入至电子设备的电源切断，由适配器给电子设备供电。但是，目前大多数的电子设备的正常工作电压最低都是3.3伏，那么在适配器接口输入电压由0.7伏上升至3.3伏的这个过程中，适配器接口输入至电子设备的电压明显不足，这时，就会使得设备供电电压不足而出现复位现象。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种供电电路，旨在解决电子设备在由电池供电切换至适配器供电时因电压不足而出现复位现象的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种供电电路，所述供电电路包括适配器接口、电池模块、电子开关及电压监测模块，所述适配器接口与负载的供电端连接；所述电池模块的正向电源端与所述电子开关的输入端连接，所述电池模块的反向电源端接地；所述电子开关的输出端与所述负载的供电端连接；所述电压监测模块的输入端与所述适配器接口连接，所述电压监测模块的输出端与所述电子开关的受控端连接；所述电子开关在所述适配器接口输入电源电压小于预设电压值时处于导通状态，以控制所述电池模块输出电源电压至所述负载；所述电压监测模块用于检测适配器接口输入的电源电压，并在检测到适配器接口输入电源电压大于所述预设电压值时，输出开关信号控制所述电子开关关断，以切换至适配器供电。

优选地，所述电压监测模块包括电压检测芯片、第一电阻及第二电阻，所述电压检测芯片具有电源输入脚、电源输出脚及接地脚，所述电压检测芯片的电源输入脚、第一电阻的一端、第二电阻的一端及所述适配器接口两两互连，所述电压检测芯片的电源输出脚与所述电子开关的受控端连接，所述电压检测芯片的接地脚接地，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端所述电压检测芯片的电源输出脚连接。

所述电压监测模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电压检测芯片的电源输出脚连接，所述第一电容的另一端接地。

优选地，所述电压监测模块包括比较器、第十一电阻、第十二电阻、稳压管及第十一电容，所述比较器的同向输入端与所述适配器接口连接，所述比较器的反向输入端一方面经所述第十一电阻与所述适配器接口连接，另一方面还与所述第十二电阻的一端、所述稳压管的阴极分别连接，所述比较器的正向电源端与所述适配器接口连接，所述比较器的反向电源端接地，所述比较器的输出端与所述电子开关的一端连接，所述稳压管的阳极接地，所述第十二电阻的另一端接地；所述第十一电容的一端分别与所述比较器和所述电子开关连接，所述第十一电容的另一端接地。

优选地，所述电池模块包括电池插座及第一钽电容，所述电池插座具有正极端和负极端，所述电池插座的正极端为所述电池模块的正向电源端，所述电池插座的负极端为所述电池模块的反向电源端；所述第一钽电容的正极与所述电池插座的正极端连接，所述第一钽电容的负极与所述电池插座的负极端连接。

优选地，所述电子开关包括第一开关管及第三电阻，所述第一开关管的栅极为所述电子开关的受控端，所述第一开关管的漏极为所述电子开关的输入端，所述第一开关管的源极为所述电子开关的输出端；所述第三电阻的一端与所述第一开关管的栅极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一开关管的源极连接。

优选地，所述供电电路还包括单向导通元件，所述单向导通元件的输入端与所述适配器接口连接，所述单向导通元件的输出端与所述负载的供电端连接；所述单向导通元件包括第一二极管，所述第一二极管的阳极为所述单向导通元件的输入端，所述第一二极管的阴极为所述单向导通元件的输出端。

优选地，所述供电电路还包括充电模块，所述充电模块的电源输入端与所述适配器接口连接，所述充电模块的电源输出端与所述电池模块的正向电源端连接；所述充电模块用于将所述适配接口输入的电源电压转换为所述电池模块的充电电压后，提供给所述电池模块进行充电。

优选地，所述供电电路还包括第二电容及第二钽电容，所述第二电容的一端与所述电子开关的输出端连接，所述第二电容的另一端接地；所述第二钽电容的正极与所述电子开关的输出端连接，所述第二钽电容的负极接地。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的供电电路；所述供电电路包括适配器接口、电池模块、电子开关及电压监测模块，所述适配器接口与负载的供电端连接；所述电池模块的正向电源端与所述电子开关的输入端连接，所述电池模块的反向电源端接地；所述电子开关的输出端与所述负载的供电端连接；所述电压监测模块的输入端与所述适配器接口连接，所述电压监测模块的输出端与所述电子开关的受控端连接；所述电子开关在所述适配器接口输入电源电压不大于预设电压值时处于导通状态，以控制所述电池模块输出电源电压至所述负载；所述电压监测模块用于检测适配器接口输入的电源电压，并在检测到适配器接口输入电源电压大于所述预设电压值时，输出开关信号控制所述电子开关关断，以切换至适配器供电。

本实用新型通过设置适配器接口、电池模块及电子开关，该适配器接口与负载连接，电池模块通过电子开关与负载连接，该电子开关用于控制适配器与电池给负载切换供电；其中，又通过设置一电压监测模块监测适配器接口输入电压的大小，且在适配器接口输入的电压大于负载的正常供电电压时，输出开关信号控制电子开关切断电池模块输出至负载的电源，以保证电池模块输出的电源与负载断开时，适配器输入至负载的电源电压能够保证负载正常工作，从而避免了负载在由电池供电切换至适配器供电时因电压不足而出现复位现象的问题。

附图说明

图1是本实用新型供电电路一实施例的电路结构框图；

图2是本实用新型供电电路一实施例的电路结构示意图；

图3是本实用新型供电电路另一实施例的电路结构示意图；

图4是图2及图3所示的供电电路与现有技术中三极管控制电路在适配器输入电压由0.7V～3.3V变化时测得A点波形的比较示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种供电电路，适用于各种电子设备中，例如手机、便携式音响、平板电脑、MP3、相机等，可以在电源(充电电池和适配器相互切换供电)切换供电的瞬间，保证该电子设备不会由于供电电压不足而复位。

参照图1，在一实施例中，所述供电电路包括适配器接口11、电池模块12、电子开关13及电压监测模块14，所述适配器接口11与负载10的供电端连接；所述电池模块12的正向电源端与所述电子开关13的输入端连接，所述电池模块12的反向电源端接地；所述电子开关13的输出端与所述负载10的供电端连接；所述电压监测模块14的输入端与所述适配器接口11连接，所述电压监测模块14的输出端与所述电子开关13的受控端连接。

其中，所述电子开关13在所述适配器接口11输入电源电压小于或者等于预设电压值时处于导通状态，以控制所述电池模块12输出电源电压至所述负载10，给负载10供电；所述电压监测模块14用于监测适配器接口11输入的电源电压，并在监测到适配器接口11输入电源电压大于所述预设电压值时，输出开关信号控制所述电子开关13关断，以切换至适配器供电。该预设电压值根据负载10的工作电压进行设定，例如一负载10工作电压为3.3伏，则设置该预设电压值为3.3伏，以保证电池输出的电源被切断后，适配器接口11输入至负载10的电源电压至少为3.3伏，从而保证在将电池供电切换至适配器供电的过程中，对负载10的正常供电不会中断或者降压。

本实用新型供电电路通过设置适配器接口11、电池模块12及电子开关13，该适配器接口11与负载10连接，电池模块12通过电子开关13与负载10连接，该电子开关13用于控制适配器与电池给负载10切换供电；其中，又通过设置一电压监测模块14监测适配器接口11输入电压的大小，且在适配器接口11输入的电压大于负载10的正常供电电压时，输出开关信号控制电子开关13切断电池模块12输出至负载10的电源，以保证电池模块12输出的电源与负载10断开时，适配器输入至负载10的电源电压能够保证负载10正常工作，从而避免了负载10在由电池供电切换至适配器供电时因电压不足而出现复位现象的问题。

进一步地，结合图1和图2，上述电压监测模块14包括电压检测芯片U1、第一电阻R1及第二电阻R2，其中，所述电压检测芯片U1具有电源输入脚Vdd、电源输出脚Vout及接地脚Vss，所述电压检测芯片U1的电源输入脚Vdd分别与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端及所述适配器接口11相连，所述电压检测芯片U1的电源输出脚Vout与所述电子开关13的受控端连接，所述电压检测芯片U1的接地脚Vss接地，所述第一电阻R1的另一端接地，所述第二电阻R2的另一端与所述电压检测芯片U1的电源输出脚Vout连接。

该电压检测芯片U1可以选用型号为S-80827CNMC的电压侦测器来实现。该电压检测芯片U1(S-80827CNMC)的侦测电压点为3.3伏，可以满足大多数电子设备的监测需求。当该电压检测芯片U1的电源输入脚Vdd输入电压为3.3伏及其以上时，其电源输出脚Vout才输出高电平信号，而当该电压检测芯片U1的电源输入脚Vdd输入电压为3.3伏以下时，其电源输出脚Vout始终输出低电平信号。可以理解的是，只有当电压检测芯片U1输出高电平信号时，电子开关13才切断，由适配器接口11供电，这样，通过该电压检测芯片U1就保证了适配器接口11输入电压小于3.3伏时，还是由电池给负载10供电，即保证了负载10正常供电。当适配器接口11输入电压等于或者大于3.3伏时，该电压检测芯片U1输出高电平信号，控制电子开关13切断电池供给负载10的电源，由适配器接口11输入的电源进行供电，而由于此时适配器接口11输入的电压已经大于3.3伏，适配器接口11输入的电压已经能够满足负载10的供电需求，就保证由电池切换至适配器供电的过程中，负载10由于供电不足而出现复位的问题。

基于该实施例，进一步地，所述电压监测模块14还包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端与所述电压检测芯片U1的电源输出脚Vout连接，所述第一电容C1的另一端接地。该第一电容C1用于调整电压检测芯片U1输出的电压上升过程和下降过程的波形，提高电子开关13开启或者关断的精度。

需要说明的是，上述电压监测模块14还可以采用以下电路结构来代替实现：具体地，结合图1和图3，所述电压监测模块14包括比较器U1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、稳压管Z1及第十一电容C11。其中，所述比较器U1的同向输入端与所述适配器接口11连接，所述比较器U1的反向输入端一方面经所述第十一电阻R11与所述适配器接口11连接，另一方面与第十二电阻R12以及稳压管Z1的阴极端相连，所述比较器U1的正向电源端与所述适配器接口11连接，所述比较器U1的反向电源端接地，所述比较器U1的输出端与所述电子开关13的一端连接；所述稳压管Z1的阳极接地；所述第十二电阻R12的另一端接地；所述第十一电容C11的一端与所述比较器U1输出端和所述电子开关13连接，所述第十一电容C11的另一端接地。

本实施例中，稳压管Z1和第十二电阻R12组成钳位电路，对输入至比较器U1的反向输入端的电压进行钳位，通过选择适当参数的稳压管Z1和第十二电阻R12，就可以将输入至比较器U1的反向输入端的电压钳位至需要的电压值，根据负载10的工作电压设定，例如3.3伏，或者是3.3伏至5伏之间的任意值。这样当适配器接口11接入电源时，比较器U1的反向输入端的电压就会变成定值。假设负载10工作电压为3.3伏，那么设定比较器U1的反向输入端的钳位电压为3.3伏，当适配器接口11输入电压由0伏至3.3伏变化的过程中，比较器U1的同向输入端的电压也由0伏至3.3伏变化，这个过程中，由于比较器U1的同向输入端的电压始终小于其反向输入端的电压，因此，比较器U1的输出端始终输出低电平信号。即在适配器接口11输入电压由0伏至3.3伏变化的过程中，还是由电池给负载10供电，直至当比较器U1的同向输入端的电压等于或者大于3.3伏时，比较器U1的输出端输出高电平信号，控制电子开关13切断电池供给负载10的电源，由适配器接口11输入的电源进行供电，而由于此时适配器接口11输入的电压已经大于3.3伏，就能够保证负载10正常工作，其中，第十一电容C11用于调整比较器U1输出的电压上升过程和下降过程的波形，提高电子开关13开启或者关断的精度。

上述电子开关13包括第一开关管M1及第三电阻R3。该第一开关管M1优选采用P型MOS管，栅极输入低电平导通，高电平关断。

其中，所述第一开关管M1的栅极为所述电子开关13的受控端，所述第一开关管M1的漏极为所述电子开关13的输入端，所述第一开关管M1的源极为所述电子开关13的输出端；所述第三电阻R3的一端与所述第一开关管M1的栅极连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第一开关管M1的源极连接。本实施例中，比较器U1的输出端分别与第三电阻R3的一端以及第一开关管13的栅极相连。

上述电池模块12包括电池插座CON1及第一钽电容CE1，所述电池插座CON1具有正极端和负极端，所述电池插座CON1的正极端为所述电池模块12的正向电源端，所述电池模块12的负极端接地；所述第一钽电容CE1的正极与所述电池插座CON1的正极端连接，所述第一钽电容CE1的负极与所述电池插座CON1的负极端连接。

进一步地，所述供电电路还包括单向导通元件15，所述单向导通元件15的输入端与所述适配器接口11连接，所述单向导通元件15的输出端与所述负载10的供电端连接。该单向导通元件15用于防止负载10电压倒灌至适配器接口11。

具体地，所述单向导通元件15包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极为所述单向导通元件15的输入端，所述第一二极管D1的阴极为所述单向导通元件15的输出端。

进一步地，所述供电电路还包括充电模块16，所述充电模块16的电源输入端与所述适配器接口11连接，所述充电模块16的电源输出端与所述电池模块12的正向电源端连接；所述充电模块16用于将所述适配接口输入的电源电压转换为所述电池模块12的充电电压后，给所述电池模块12进行充电。

在一优选实施例中，所述充电模块16包括充电管理芯片U2、第一发光管LED1、第二发光管LED2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7。

其中，所述充电管理芯片U2具有电源输入脚ACIN、电源输出脚BATT、状态指示脚温度检测脚TS、电流设置脚ISETA，所述充电管理芯片U2的电源输入脚ACIN与所述适配器接口11连接；所述充电管理芯片U2的电源输出脚BATT与所述电源插座CON1的正极端和所述第一钽电容CE1的正极连接；所述充电管理芯片U2的状态指示脚与经所述第四电阻R4与所述第一发光管LED1的阴极连接，所述第一发光管LED1的阳极与所述适配器接口11连接；所述第二发光管LED2的阳极与所述第一发光管LED1的阳极和所述适配器接口11连接，所述第二发光管LED2的阴极与经所述第五电阻R5与地连接；所述充电管理芯片U2的温度检测脚TS经所述第六电阻R6与地连接；所述充电管理芯片U2的电流设置脚ISETA经所述第七电阻R7与地连接。本实施例中，第六电阻R6为热敏电阻，用以检测电池温度。第七电阻R7用于设置电池充电电流的大小。

进一步地，所述供电电路还包括第二电容C2及第二钽电容CE2，所述第二电容C2的一端与所述电子开关13的输出端连接，所述第二电容C2的另一端接地；所述第二钽电容CE2的正极与所述电子开关13的输出端连接，所述第二钽电容CE2的负极接地。其中，第二电容C2为旁路电容，用于滤除电路中的纹波。第二钽电容CE2为钽电容，对输出电源进行稳压。

为了更好地说明本实用新型的思想，以下结合图2至图4对本实用新型电路的具体原理进行阐述：

如附图2和图3，当电池单独供电时，适配器接口11输入的电压VDD_USB为0V(伏)，则此时电压监测模块14监测到的电压也为0V，那么电压监测模块14输出低电平，电子开关13(采用MOS管)处于导通状态，电池模块12输出的电压VBAT经电子开关13提供给负载10的供电端VDD_SYS，负载10上电启动。

当插入适配器时，适配器接口11输入的电压上升过程分三个阶段，分别是：0V～0.7V，0.7V～3.3V，3.3V～5V，这三个阶段下电路的工作状态如下：

0V～0.7V:电压监测模块14输出低电平，电子开关13处于导通状态，电池模块12输出的电源电压VBAT经电子开关13提供给负载10的供电端VDD_SYS，负载10上电启动。

0.7V～3.3V：电压监测模块14输出低电平，电子开关13处于导通状态，电池模块12输出的电源电压VBAT经电子开关13提供给负载10的供电端VDD_SYS，负载10上电启动。

3.3V～5V：电压监测模块14输出高电平，电子开关13处于关断状态，电池电压VBAT被电子开关13切断隔离，此时适配器接口11输入的电源电压供给负载10，负载10正常工作。同时，适配器接口11输入的电源电压通过充电模块16提供给电池插座CON1中的电池充电。

需要说明的是，如图4，图4是图2及图3所示的供电电路与现有技术中三极管控制电路在适配器输入电压由0.7V～3.3V变化时测得A点波形的比较示意图，其中a表示普通三极管控制下A点的电压波形，b表示采用本实用新型电压监测模块14控制下A点的电压波形。

当采用三极管监测适配器接口11电压时，由于适配器接口11输入电压大于0.7V时，就会满足三极管导通条件，而控制电子开关13关断，使电池供电被切断，此时适配器接口11输入的电压VDD_USB5经第一二极管D1提供给负载10的供电端VDD_SYS。若该负载10采用常用3.3V作为工作电压，其后级电路可能因为输入电压低于3.3V而无法正常工作，这时负载10就会出现供电异常，可能导致复位，即进入下图4中的“非安全区”，同理，在下降沿(由适配器切换至电池供电的瞬间)，3.3V～0.7V之间也有个“非安全区”。

由图4可以看出b波形比a波形的高电平持续时间短，适配器供电时间被压缩，电池供电时间被延长，避免了“非安全区”的出现，保证了电源的安全切换。

本实用新型还提供一种电子设备，该电子设备包括上述供电电路；所述供电电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在电子设备中使用了上述供电电路，因此，该电子设备的实施例包括上述供电电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括适配器接口、电池模块、电子开关及电压监测模块，所述适配器接口与负载的供电端连接；所述电池模块的正向电源端与所述电子开关的输入端连接，所述电池模块的反向电源端接地；所述电子开关的输出端与所述负载的供电端连接；所述电压监测模块的输入端与所述适配器接口连接，所述电压监测模块的输出端与所述电子开关的受控端连接；所述电子开关在所述适配器接口输入电源电压不大于预设电压值时处于导通状态，以控制所述电池模块输出电源电压至所述负载；所述电压监测模块用于检测适配器接口输入的电源电压，并在检测到适配器接口输入电源电压大于所述预设电压值时，输出开关信号控制所述电子开关关断，以切换至适配器供电。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电压监测模块包括电压检测芯片、第一电阻及第二电阻，所述电压检测芯片具有电源输入脚、电源输出脚及接地脚，所述适配器接口分别与所述电压检测芯片的电源输入脚、第一电阻的一端、第二电阻的一端连接，所述电压检测芯片的电源输出脚与所述电子开关的受控端连接，所述电压检测芯片的接地脚接地，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端所述电压检测芯片的电源输出脚连接。

3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述电压监测模块还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电压检测芯片的电源输出脚连接，所述第一电容的另一端接地。

4.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电压监测模块包括比较器、第十一电阻、第十二电阻、稳压管及第十一电容，所述比较器的同向输入端与所述适配器接口连接，所述比较器的反向输入端一方面经所述第十一电阻与所述适配器接口连接，另一方面还与所述第十二电阻的一端、所述稳压管的阴极分别连接，所述比较器的正向电源端与所述适配器接口连接，所述比较器的反向电源端接地，所述比较器的输出端与所述电子开关的一端连接，所述稳压管的阳极接地，所述第十二电阻的另一端接地；所述第十一电容的一端分别与所述比较器和所述电子开关连接，所述第十一电容的另一端接地。

5.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电池模块包括电池插座及第一钽电容，所述电池插座具有正极端和负极端，所述电池插座的正极端为所述电池模块的正向电源端，所述电池插座的负极端为所述电池模块的反向电源端；所述第一钽电容的正极与所述电池插座的正极端连接，所述第一钽电容的负极与所述电池插座的负极端连接。

6.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电子开关包括第一开关管及第三电阻，所述第一开关管的栅极为所述电子开关的受控端，所述第一开关管的漏极为所述电子开关的输入端，所述第一开关管的源极为所述电子开关的输出端；所述第三电阻的一端与所述第一开关管的栅极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一开关管的源极连接。

7.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括单向导通元件，所述单向导通元件的输入端与所述适配器接口连接，所述单向导通元件的输出端与所述负载的供电端连接；所述单向导通元件包括第一二极管，所述第一二极管的阳极为所述单向导通元件的输入端，所述第一二极管的阴极为所述单向导通元件的输出端。

8.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括充电模块，所述充电模块的电源输入端与所述适配器接口连接，所述充电模块的电源输出端与所述电池模块的正向电源端连接；所述充电模块用于将所述适配接口输入的电源电压转换为所述电池模块的充电电压后，给所述电池模块进行充电。

9.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第二电容及第二钽电容，所述第二电容的一端与所述电子开关的输出端连接，所述第二电容的另一端接地；所述第二钽电容的正极与所述电子开关的输出端连接，所述第二钽电容的负极接地。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的供电电路。