CN204290475U - 电源切换电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源切换电路，该电源切换电路包括外部电源输入端、充电电池、电源输出端、第一切换模块、第二切换模块、充放电模块和切换控制模块；第一切换模块包括第一电子开关，第二切换模块包括第二电子开关。当外部电源输入端接入外部电源时，第一电子开关截止，第二电子开关导通，外部电源提供的电压通过电源输出端输出给负载供电，且通过第二电子开关向充电电池充电；当外部电源输入端未接入外部电源时，第一电子开关导通，第二电子开关导通，充电电池通过第二电子开关、第一电子开关和电源输出端输出电压给负载供电。本实用新型还公开了一种包括上述电源切换电路的电子设备。本实用新型能够降低电子设备中电源切换电路的成本。

Description

电源切换电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及产品电源切换技术领域，尤其涉及一种电源切换电路和电子设备。

背景技术

目前，带电池的电子设备中，很多都是外部电源和充电电池同时存在，需要做到充电电池和外部电源无缝切换，否则在拔掉外部电源时电子设备会断电，造成电子设备功能性缺失，现有技术中，在很多电子设备的电源切换电路中，采用一个电源切换IC来实现外部电源和充电电池之间的电源切换，由于电源切换IC成本高，这导致电源切换电路的成本高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电源切换电路和电子设备，旨在降低电子设备中电源切换电路的成本。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种电源切换电路，电源切换电路包括外部电源输入端、充电电池、电源输出端、第一切换模块、第二切换模块、充放电模块和切换控制模块；所述第一切换模块包括第一电子开关，所述第二切换模块包括第二电子开关；

所述外部电源输入端接入外部电源时，所述第一电子开关截止，所述切换控制模块控制所述第二电子开关导通，外部电源提供的电压通过电源输出端输出给负载供电，且通过所述第二电子开关向所述充电电池充电；所述外部电源输入端未接入外部电源时，所述充放电模块控制所述第一电子开关导通，所述切换控制模块控制所述第二电子开关导通，所述充电电池通过所述第二电子开关、第一电子开关和电源输出端输出电压给负载供电。

优选地，所述第一切换模块还包括第一电阻和第二电阻；所述第一电子开关的第一端与所述外部电源输入端连接，且经由第一电阻接地，所述第一电子开关的第二端经由所述第二电阻与所述外部电源输入端连接，所述第一电子开关的第三端通过所述第二电子开关与所述充电电池连接。

优选地，所述第一电子开关为第一PMOS管；所述第一PMOS管的栅极为所述第一电子开关的第一端，所述第一PMOS管的源极为所述第一电子开关的第二端，所述第一PMOS管的漏极为所述第一电子开关的第三端。

优选地，所述第一切换模块还包括第三电阻；所述第三电阻的一端与所述外部电源输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电子开关的第一端连接。

优选地，所述充放电模块包括第一二极管和电容；所述第一二极管的阳极与所述外部电源输入端，所述第一二极管的阴极与所述电容的正极连接，且与所述电源输出端连接；所述电容的正极与所述第一电子开关的第二端连接，所述电容的负极接地。

优选地，所述第二切换模块还包括第四电阻；所述第二电子开关的第一端与所述切换控制模块连接，所述第二电子开关的第二端与所述充电电池连接，且经由所述第四电阻与切换控制模块连接，所述第二电子开关的第三端与所述外部电源输入端连接，且与所述第一电子开关的第三端连接。

优选地，所述第二电子开关为第二PMOS管；所述第二PMOS管的栅极为所述第二电子开关的第一端，所述第二PMOS管的源极为所述第二电子开关的第二端，所述第二PMOS管的漏极为所述第二电子开关的第三端。

优选地，所述切换控制模块包括供电端、三极管、第二二极管和第五电阻；所述三极管的基极与所述外部电源输入端连接，且与所述第二二极管的阴极连接，所述三极管的集电极与所述第二电子开关的第一端连接，所述三极管的发射极接地；所述第二二极管的阳极经由所述第五电阻与所述供电端连接。

优选地，所述切换控制模块还包括第六电阻、第七电阻和第八电阻；所述第六电阻的一端与所述外部电源输入端连接，所述第六电阻的另一端经由所述第七电阻接地；所述第八电阻的一端与第六电阻和第七电阻的公共端连接，且与所述第二二极管的阴极连接，所述第八电阻的另一端与所述三极管的基极连接。

此外，为了达到上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，电子设备包括电源切换电路，该电源切换电路包括外部电源输入端、充电电池、电源输出端、第一切换模块、第二切换模块、充放电模块和切换控制模块；所述第一切换模块包括第一电子开关，所述第二切换模块包括第二电子开关；

所述外部电源输入端接入外部电源时，所述第一电子开关截止，所述切换控制模块控制所述第二电子开关导通，外部电源提供的电压通过电源输出端输出给负载供电，且通过所述第二电子开关向所述充电电池充电；所述外部电源输入端未接入外部电源时，所述充放电模块控制所述第一电子开关导通，所述切换控制模块控制所述第二电子开关导通，所述充电电池通过所述第二电子开关、第一电子开关和电源输出端输出电压给负载供电。

本实用新型提供的电源切换电路和电子设备，当外部电源输入端接入外部电源时，第一电子开关截止，切换控制模块控制第二电子开关导通，外部电源提供的电压通过电源输出端输出给负载供电，且通过第二电子开关向充电电池充电；当外部电源输入端未接入外部电源时，充放电模块控制第一电子开关导通，切换控制模块控制第二电子开关导通，充电电池通过第二电子开关、第一电子开关和电源输出端输出电压给负载供电。从而通过第一电子开关和第二电子开关能够切换外部电源和充电电池的供电，实现外部电源和充电电池的无缝切换，从而相对于传统的电源切换IC的切换方式，本实用新型能够降低电子设备中电源切换电路的成本。

附图说明

图1为本实用新型电源切换电路较佳实施例的电路结构示意图。

本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。

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电源切换电路，该电源切换电路应用于电子设备，如手机、笔记本电脑等带电池的设备。

参照图1，图1为本实用新型电源切换电路较佳实施例的电路结构示意图。

本实用新型较佳实施例中，如图1所示，电源切换电路包括外部电源输入端VIN、充电电池10、电源输出端VOUT、第一切换模块20、第二切换模块30、充放电模块40和切换控制模块50；第一切换模块20包括第一电子开关M1，第二切换模块30包括第二电子开关M2。如图1所示，第一切换模块20、第二切换模块30、充放电模块40和切换控制模块50均与外部电源输入端VIN连接，外部电源输入端VIN通过充放电模块40与电源输出端VOUT连接，充电电池10通过第一切换模块20、第二切换模块30与电源输出端VOUT连接，电源输出端VOUT连接至电子设备的负载，以输出外部电源提供的电压或充电电池10的电压至电子设备的负载，给负载供电。如图1所示，通常为管理充电电池10的充电情况，在电源管理电路中设置电池充电管理模块60，该电池充电管理模块60与外部电源输入端VIN连接，电池充电管理模块60还通过第二切换模块30与充电电池10连接。

外部电源输入端VIN接入外部电源时，第一电子开关M1截止，切换控制模块50控制第二电子开关M2导通，外部电源提供的电压通过电源输出端VOUT输出给负载供电，且通过第二电子开关M2向充电电池10充电；外部电源输入端VIN未接入外部电源时，充放电模块40控制第一电子开关M1导通，切换控制模块50控制第二电子开关M2导通，充电电池10通过第二电子开关M2、第一电子开关M1和电源输出端VOUT输出电压给负载供电。

在本实施例中，外部电源输入端VIN接入的外部电源可以是直流稳压源或适配器，为确保电源切换电路能够稳定工作，外部电源提供的电压优选地大于5V。当外部电源输入端VIN接入外部电源时，外部电源提供的电压给充放电模块40充电，同时外部电源提供的电压电控制第一电子开关M1截止，且控制切换控制模块50导通，切换控制模块50导通后控制第二电子开关M2导通，此时，外部电源提供的电压通过电源输出端VOUT输出给负载供电，且通过第二电子开关M2向充电电池10充电。

当外部电源输入端VIN未接入外部电源时，充放电模块40放电，使得第一电子开关M1导通，同时切换控制模块50控制第二电子开关M2导通，此时，充电电池10通过第二电子开关M2、第一电子开关M1和电源输出端VOUT输出电压给负载供电。

本实用新型的电源切换电路，通过第一电子开关M1和第二电子开关M2切换外部电源和充电电池10的供电，实现外部电源和充电电池10的无缝切换，从而相对于传统的电源切换IC的切换方式，本实用新型能够降低电子设备中电源切换电路的成本。

如图1所示，第一切换模块20还包括第一电阻R1和第二电阻R2；第一电子开关M1的第一端与外部电源输入端VIN连接，且经由第一电阻R1接地，第一电子开关M1的第二端经由第二电阻R2与外部电源输入端VIN连接，第一电子开关M1的第三端通过第二电子开关M2与充电电池10连接。

具体地，第一电子开关M1为第一PMOS管；第一PMOS管的栅极为第一电子开关M1的第一端，第一PMOS管的源极为第一电子开关M1的第二端，第一PMOS管的漏极为第一电子开关M1的第三端。

具体地，第一切换模块20还包括第三电阻R3；第三电阻R3的一端与外部电源输入端VIN连接，第三电阻R3的另一端与第一电子开关M1的第一端连接。

如图1所示，充放电模块40包括第一二极管D1和电容CE1；第一二极管D1用于隔离外部电源输入端VIN输入的电压和电容CE1上的电压。第一二极管D1的阳极与外部电源输入端VIN，第一二极管D1的阴极与电容CE1的正极连接，且与电源输出端VOUT连接；电容CE1的正极与第一电子开关M1的第二端连接，电容CE1的负极接地。

具体地，第二切换模块30还包括第四电阻R4；第二电子开关M2的第一端与切换控制模块50连接，第二电子开关M2的第二端与充电电池10连接，且经由第四电阻R4与切换控制模块50连接，第二电子开关M2的第三端与外部电源输入端VIN连接，且与第一电子开关M1的第三端连接。

具体地，第二电子开关M2为第二PMOS管；第二PMOS管的栅极为第二电子开关M2的第一端，第二PMOS管的源极为第二电子开关M2的第二端，第二PMOS管的漏极为第二电子开关M2的第三端。

如图1所示，切换控制模块50包括供电端VCC、三极管Q1、第二二极管D2和第五电阻R5；其中，三极管Q1为NPN型三极管，第二二极管D2用于隔离外部电源输入端VIN输入的电压和供电端VCC输入的电压。三极管Q1的基极与外部电源输入端VIN连接，且与第二二极管D2的阴极连接，三极管Q1的集电极与第二电子开关M2的第一端连接，三极管Q1的发射极接地；第二二极管D2的阳极经由第五电阻R5与供电端VCC连接。

具体地，切换控制模块50还包括第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；第六电阻R6的一端与外部电源输入端VIN连接，第六电阻R6的另一端经由第七电阻R7接地；第八电阻R8的一端与第六电阻R6和第七电阻R7的公共端连接，且与第二二极管D2的阴极连接，第八电阻R8的另一端与三极管Q1的基极连接。

如图1所示，本实用新型电源切换电路的工作原理具体描述如下：

当外部电源输入端VIN接入外部电源时，外部电源提供的电压经过第一二极管D1给电容CE1充电，且外部电源提供的电压经过第一二极管D1从电源输出端VOUT输出给电子设备的负载供电。同时，外部电源提供的电压经过第三电阻R3加到第一电子开关M1的第一端(即第一PMOS管的栅极)，且外部电源提供的电压经过第三电阻R3、第一电阻R1加到第一电子开关M1的第二端(即第一PMOS管的源极)，此时第一电子开关M1的第一端和第一电子开关M1的第二端均为高电平，因此，第一电子开关M1截止。同时，外部电源提供的电压经过第六电阻R6和第七电阻R7分压后，再经过第八电阻R8加到三极管Q1的基极，此时三极管Q1的基极为高电平，三极管Q1导通，三极管Q1导通后使得第二电子开关M2的第一端(即第二PMOS管的栅极)为低电平，第二电子开关M2导通，此时外部电源输入端VIN输入的电压经过电池充电管理模块60后输出充电电压BAT，该充电电压BAT经过第二电子开关M2给充电电池10充电。

当外部电源输入端VIN未接入外部电源时，第一电阻R1将第一电子开关M1的第一端(即第一PMOS管的栅极)拉低，使得第一电子开关M1的第一端为低电平，而且，电容CE1向第一电子开关M1的第二端(即第一PMOS管的源极)放电，使得第一电子开关M1的第二端为高电平，从而第一电子开关M1导通。同时，由于供电端VCC有供电电压输入，此时第五电阻R5将三极管Q1的基极拉高，使得三极管Q1的基极为高电平，从而三极管Q1导通，三极管Q1导通后使得第二电子开关M2的第一端(即第二PMOS管的栅极)为低电平，第二电子开关M2导通。此时，充电电池10的电压通过第二电子开关M2、第一电子开关M1从电源输出端VOUT输出给电子设备的负载供电。

由上述可知，当外部电源输入端VIN接入外部电源时，由外部电源给电子设备的负载供电；当外部电源输入端VIN未接入外部电源时，由充电电池10给电子设备的负载供电，实现外部电源供电与充电电池10供电的无缝切换，且本发明的电源切换电路是通过第一电子开关M1和第二电子开关M2进行外部电源与充电电池10的电源切换，使得电源管理电路的电路结构简单，易于实现，成本低。

本实用新型还提供一种电子设备，该电子设备包括上述电源切换电路，该电源切换电路的电路结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例，此处不再赘述。

以上所述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)

1.一种电源切换电路，包括外部电源输入端、充电电池和电源输出端，其特征在于，所述电源切换电路还包括第一切换模块、第二切换模块、充放电模块和切换控制模块；所述第一切换模块包括第一电子开关，所述第二切换模块包括第二电子开关；

所述外部电源输入端接入外部电源时，所述第一电子开关截止，所述切换控制模块控制所述第二电子开关导通，外部电源提供的电压通过电源输出端输出给负载供电，且通过所述第二电子开关向所述充电电池充电；所述外部电源输入端未接入外部电源时，所述充放电模块控制所述第一电子开关导通，所述切换控制模块控制所述第二电子开关导通，所述充电电池通过所述第二电子开关、第一电子开关和电源输出端输出电压给负载供电。

2.如权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述第一切换模块还包括第一电阻和第二电阻；所述第一电子开关的第一端与所述外部电源输入端连接，且经由第一电阻接地，所述第一电子开关的第二端经由所述第二电阻与所述外部电源输入端连接，所述第一电子开关的第三端通过所述第二电子开关与所述充电电池连接。

3.如权利要求2所述的电源切换电路，其特征在于，所述第一电子开关为第一PMOS管；所述第一PMOS管的栅极为所述第一电子开关的第一端，所述第一PMOS管的源极为所述第一电子开关的第二端，所述第一PMOS管的漏极为所述第一电子开关的第三端。

4.如权利要求2所述的电源切换电路，其特征在于，所述第一切换模块还包括第三电阻；所述第三电阻的一端与所述外部电源输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电子开关的第一端连接。

5.如权利要求2所述的电源切换电路，其特征在于，所述充放电模块包括第一二极管和电容；所述第一二极管的阳极与所述外部电源输入端，所述第一二极管的阴极与所述电容的正极连接，且与所述电源输出端连接；所述电容的正极与所述第一电子开关的第二端连接，所述电容的负极接地。

6.如权利要求2所述的电源切换电路，其特征在于，所述第二切换模块还包括第四电阻；所述第二电子开关的第一端与所述切换控制模块连接，所述第二电子开关的第二端与所述充电电池连接，且经由所述第四电阻与切换控制模块连接，所述第二电子开关的第三端与所述外部电源输入端连接，且与所述第一电子开关的第三端连接。

7.如权利要求6所述的电源切换电路，其特征在于，所述第二电子开关为第二PMOS管；所述第二PMOS管的栅极为所述第二电子开关的第一端，所述第二PMOS管的源极为所述第二电子开关的第二端，所述第二PMOS管的漏极为所述第二电子开关的第三端。

8.如权利要求6所述的电源切换电路，其特征在于，所述切换控制模块包括供电端、三极管、第二二极管和第五电阻；所述三极管的基极与所述外部电源输入端连接，且与所述第二二极管的阴极连接，所述三极管的集电极与所述第二电子开关的第一端连接，所述三极管的发射极接地；所述第二二极管的阳极经由所述第五电阻与所述供电端连接。

9.如权利要求8所述的电源切换电路，其特征在于，所述切换控制模块还包括第六电阻、第七电阻和第八电阻；所述第六电阻的一端与所述外部电源输入端连接，所述第六电阻的另一端经由所述第七电阻接地；所述第八电阻的一端与第六电阻和第七电阻的公共端连接，且与所述第二二极管的阴极连接，所述第八电阻的另一端与所述三极管的基极连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至9中任意一项所述的电源切换电路。