CN208028649U - 一种二选一供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二选一供电电路，包括用于给负载供电的外置电池电路和内置电池电路，以及用于对所述外置电池电路和内置电池电路进行选择的选择电路，所述外置电池电路的输出端、内置电池电路的输出端分别连接所述选择电路的输入端，所述选择电路的输出端连接到所述负载的电源接口。本实用新型通过逻辑方式实现双供电电路的优先级二选一，能够最大程度地降低双电源自动切换的实现成本和维护难度，确保所连接的负载能够连续正常运作。

Description

一种二选一供电电路

【技术领域】

本实用新型涉及冗余电源技术领域，尤其是涉及一种二选一供电电路。

【背景技术】

现有的冗余电源设计主要是针对服务器、磁盘列阵等应用设计，是由两个完全一样的电源组成，其芯片控制电源进行负载均衡，当其中一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换故障电源后，两个电源协同工作。

由于现有的冗余电源设计成本较高，并且主要是针对于服务器、磁盘列阵等应用设计，对于行业定义的手持或者可移动设备相容性较差，存在着大材小用的问题。因此，亟需一种针对手持或可移动设备以及能够最大程度降低实现成本和维护难度的冗余电源电路设计。

【实用新型内容】

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种二选一供电电路，其包括用于给负载供电的外置电池电路和内置电池电路，以及用于对所述外置电池电路和内置电池电路进行选择的选择电路，所述外置电池电路的输出端、内置电池电路的输出端分别连接所述选择电路的输入端，所述选择电路的输出端连接到所述负载的电源接口。

作为本实用新型的一个优选方案，所述内置电池电路包括内置电池和升压调整电路，所述升压调整电路用于连接所述内置电池和选择电路的输入端，所述外置电池电路包括外置电池和降压转换电路，所述降压转换电路用于连接所述外置电池和选择电路的输入端，所述降压转换电路还用于连接所述内置电池以给所述内置电池充电。

作为本实用新型的一个优选方案，所述选择电路包括第一控制开关电路和第二控制开关电路，所述第一控制开关电路连接所述降压转换电路和所述负载的电源接口，所述外置电池电路在第一控制开关电路导通时给负载进行供电，所述第二控制开关电路连接所述升压调整电路和所述负载的电源接口，所述内置电池电路在第二控制开关电路导通时给负载进行供电；所述外置电池电路优先级高于所述内置电池电路优先级。

作为本实用新型的一个优选方案，所述第一控制开关电路包括第一场效应管、三极管Q10、三极管Q11、电容C41以及电阻R21，所述第一场效应管漏极连接所述外置电池电路的输出端，第一场效应管源极连接三极管Q10集电极，第一场效应管栅极连接三极管Q10发射极，三极管Q10发射极连接三极管Q11发射极，三极管Q11集电极接地，电阻R21第一端连接三极管Q10发射极，电阻R21第二端同时连接三极管Q10基极和三极管Q11基极，电容C41一端连接所述外置电池电路的输出端，电容C41另一端接地。

作为本实用新型的一个优选方案，所述第一控制开关电路包括三极管Q12、三极管Q13、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25以及电阻R26，三极管Q12发射极连接所述第一场效应管源极，三极管Q12集电极连接所述电阻R21第二端；电阻R22第一端连接三极管Q12集电极，电阻R22第二端接地；电阻R23第一端连接三极管Q12基极，电阻R23第二端连接三极管Q13集电极；电阻R24第一端连接三极管Q13发射极，电阻R24第二端连接所述外置电池电路的输出端；电阻R25第一端连接电阻R23第二端，电阻R25第二端接地；电阻R26一端连接三级管Q13集电极，另一端连接三极管Q13基极。

作为本实用新型的一个优选方案，所述第一控制开关电路包括第二场效应管、三极管Q14、三极管Q15、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C42以及电容C43，第二场效应管源极连接所述第一场效应管源极，第二场效应管漏极连接所述选择电路的输出端；电容C42一端连接第二场效应管漏极，另一端接地；电阻R27第一端连接第二场效应管源极，电阻R27第二端连接电阻R28第一端，电阻R28第一端还连接第二场效应管栅极，电阻R28第二端连接三极管Q14集电极，三极管Q14发射极接地，三极管Q14基极连接三极管Q15集电极，三极管Q15发射极接地；电阻29第一端连接三极管Q15集电极，电阻R29第二端连接所述外置电池电路的输出端，三极管Q15基极同时连接电阻R30第一端、电阻R31第一端以及电容C43第一端，电阻R30第二端连接所述内置电池电路的输出端，电阻R31第二端以及电容C43第二端接地。

作为本实用新型的一个优选方案，所述第二控制开关电路包括第三场效应管、三极管Q16、三极管Q17、电阻R32以及电容C44，所述第三场效应管漏极连接所述内置电池电路的输出端，第三场效应管源极连接三极管Q16集电极以及所述选择电路的输出端，第三场效应管栅极连接三极管Q16发射极，三极管Q16发射极连接三极管Q17发射极，三极管Q17集电极接地，电阻R32第一端连接三极管Q16发射极，电阻R32第二端同时连接三极管Q16基极和三极管Q17基极，电容C44一端连接第三场效应管源极，电容C44另一端接地。

作为本实用新型的一个优选方案，所述第二控制开关电路包括电阻三极管Q18、三极管Q19、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36以及电阻R37，三极管Q18发射极连接所述第三场效应管源极，三极管Q18集电极连接到所述三极管Q16基极，电阻R33第一端连接三极管Q18集电极，电阻R33第二端接地，电阻R34第一端连接三极管Q18基极，电阻R34第二端连接三极管Q19集电极，电阻R35第一端连接电阻R34第二端，电阻R35第二端接地，电阻R36一端连接三级管Q19集电极，电阻R36另一端连接三极管Q19基极；电阻R37第一端连接三极管Q19发射极，另一端连接所述内置电池电路的输出口。

本实用新型通过逻辑方式实现双供电电路的优先级二选一，能够最大程度地降低双电源自动切换的实现成本和维护难度，确保所连接的负载能够连续正常运作。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的一种二选一供电电路的工作原理图；

图2为图1所示二选一供电电路的选择电路的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合说明书附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

参考图1，本实用新型提供的一种二选一供电电路，包括外置电池电路80、内置电池电路90以及选择电路100。其中，外置电池电路80的输出端和内置电池电路90的输出端分别与选择电路100的输入端连接，选择电路100的输出端连接到负载的电源接口。外置电池电路80、内置电池电路90是两条可单独给负载供电的供电电路，选择电路100用于对外置电池电路80和内置电池电路90进行二选一选择。本实施例的外置电池电路80优先级高于内置电池电路90优先级。当外置电池电路80和内置电池电路都处于正常状态时，选择电路100优先选择外置电池电路80给负载供电；当外置电池电路80出现故障或是更换电池时，选择电路100将立即切换成内置电池电路90给负载供电，从而保证负载的连续正常运行。

本实施例中，外置电池电路80包括外置电池和降压转换电路，降压转换电路连接在外置电池和选择电路100输入端之间。外置电池为一个可对外输出6～8.4V电压的电池。可替换的，外置电池还可以是一个对外输出电压12V的交直流电源。在经过降压转换电路的转换后，外置电池电路80能够稳定地向外输出一个5V电压。内置电池电路90包括内置电池和升压调整电路，升压调整电路连接在内置电池和选择电路100输入端之间。内置电池可对外输出3～4.2V的电压，在经过升压调整电路后，内置电池电路90可稳定输出一个5V的电压。外置电池电路80的降压转换电路输出端还与内置电池连接，以给内置电池进行充电。

参考图2，选择电路100包括第一控制开关电路110和第二控制开关电路120。第一控制开关电路110连接在外置电池电路80的降压转换电路输出端和负载的电源接口之间，第二控制开关电路120连接在升压调整电路和负载的电源接口之间。正常情况下，第一控制开关电路110与第二控制开关电路120之间只有一个是导通的。第一控制开关电路的导通优先级高于第二控制开关电路的导通优先级。当第一控制开关电路110导通时，外置电池电路80可给负载进行供电；当第一控制开关电路110不导通而第二控制开关电路导通时，选择电路100将换成内置电池电路90给负载进行供电。

第一控制开关电路110的功能主要由第一场效应管111、第二场效应管112实现，第一控制开关电路110还包括多个三极管、电阻以及电容。具体的，第一场效应管111漏极与外置电池电路80的输出端连接，用于接入外置电池电路80输出端所输出的电压。第一场效应管111源极分别连接三极管Q10集电极、三极管Q12发射极以及第二场效应管112源极，第一场效应管111栅极连接三极管Q10发射极。电容C41一端连接外置电池电路的输出端，其另一端接地。

三极管Q10发射极连接三极管Q11发射极，三极管Q11集电极接地。电阻R21第一端连接三极管Q10发射极，电阻R21第二端分别连接三极管Q10基极和三极管Q11基极，为三极管Q10基极和三极管Q11基极提供一个偏置电压。三极管Q12集电极也连接电阻R21第二端。电阻R22第一端连接三极管Q12集电极，电阻R22第二端接地。电阻R23第一端连接三极管Q12基极，电阻R23第二端连接三极管Q13集电极。电阻R24第一端连接三极管Q13发射极，电阻R24第二端连接外置电池电路80的输出端。电阻R25第一端连接电阻R23第二端，电阻R25第二端接地。电阻R26一端连接三级管Q13集电极，其另一端连接三极管Q13基极，以实现三极管Q13基极偏置，同时稳定基极输出。

第二场效应管112漏极连接选择电路100的输出端。电容C42一端连接第二场效应管112漏极，其另一端接地。电阻R27第一端连接第二场效应管112源极，电阻R27第二端连接电阻R28第一端，电阻R28第一端还连接第二场效应管112栅极，电阻R28第二端连接三极管Q14集电极。三极管Q14发射极接地，三极管Q14基极连接三极管Q15集电极，三极管Q15发射极接地。电阻29第一端连接三极管Q15集电极，电阻R29第二端连接外置电池电路80的输出端。三极管Q15基极同时连接电阻R30第一端、电阻R31第一端以及电容C43第一端，电阻R30第二端连接内置电池电路90的输出端，电阻R31第二端以及电容C43第二端接地。

第一控制开关电路110的第一场效应管111、第二场效应管112采用的是以PMOS管作为控制开关，如果要驱动第一场效应管111则需要给第一场效应管111的栅极施加一个低于其漏极的电压。第一场效应管111漏极连接外置电池电路80的输出端。当外置电池电路80正常工作时，外置电池电路80的输出端向第一控制开关电路110输出的是高电平。第一场效应管111栅极在三级管Q11导通时所连接的是低电平，所以第一场效应管111漏极和源极是导通的。此时，第二场效应管112的源极接入的是高电平，三极管Q14的发射极接地且处于导通状态。第二场效应管112栅极通过电阻R28与三极管Q14集电极连接，第二场效应管112栅极通过电阻R27与电阻R28连接，第二场效应管112栅极的电压低于其源极的电压，第二场效应管112漏极和源极同样也处于导通状态。第一控制开关电路110的第一场效应管111和第二场效应管120都是导通的，因此外置电池电路80可给负载进行供电。

第二控制开关电路120的电路结构与第一控制电路110的电路结构局部相似。第二控制开关电路120的功能主要由第三场效应管121、多个三极管、电阻以及电容实现。第三场效应管121漏极连接内置电池电路90的输出端，第三场效应管121源极连接三极管Q16集电极、三极管Q18发射极以及选择电路的输出端，第三场效应管121栅极连接三极管Q16发射极。电容C44一端连接第三场效应管121源极，其另一端接地。

三极管Q16发射极连接三极管Q17发射极，三极管Q17集电极接地。电阻R32第一端连接三极管Q16发射极，电阻R32第二端分别连接三极管Q16基极和三极管Q17基极，从而为三极管Q10基极和三极管Q11基极提供一个偏置电压。三极管Q18集电极还连接到三极管Q16基极。电阻R33第一端连接三极管Q18集电极，电阻R33第二端接地。电阻R34第一端连接三极管Q18基极，电阻R34第二端连接三极管Q19集电极。电阻R35第一端连接电阻R34第二端，电阻R35第二端接地。电阻R36一端连接三级管Q19集电极，电阻R36另一端连接三极管Q19基极，以实现三极管Q13基极偏置，稳定基极输出。电阻R37第一端连接三极管Q19发射极，其另一端连接内置电池电路90的输出口。

由于内置电池电路90的优先级低于外置电池电路80的优先级。当外置电池电路80正常工作时，内置电池电路90中的内置电池处于充电状态或由于第二控制开关电路120不导通而不进行供电工作。

当外置电池电路80出现故障或是更换外置电池时，选择电路100的第二控制开关120能够立即导通，内置电池电路90进入到供电状态。第三场效应管121同样采用的是以PMOS管作为控制开关。内置电池电路90在工作时向第二控制开关电路120输出的是高电平，第三场效应管121漏极与内置电池电路90的输出端连接。此时，三级管Q17处于导通状态，第三场效应管121栅极接入的是低电平，第三场效应管121的漏极和源极之间导通。第二控制开关电路120处于导通状态，内置电池电路90可给负载进行供电。

本实用新型通过逻辑方式实现双供电电路的优先级二选一，能够最大程度地降低双电源自动切换的实现成本和维护难度，确保所连接的负载能够连续正常运作。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种二选一供电电路，其特征在于，包括用于给负载供电的外置电池电路和内置电池电路，以及用于对所述外置电池电路和内置电池电路进行选择的选择电路，所述外置电池电路的输出端、内置电池电路的输出端分别连接所述选择电路的输入端，所述选择电路的输出端连接到所述负载的电源接口。

2.根据权利要求1所述的二选一供电电路，其特征在于，所述内置电池电路包括内置电池和升压调整电路，所述升压调整电路用于连接所述内置电池和选择电路的输入端，所述外置电池电路包括外置电池和降压转换电路，所述降压转换电路用于连接所述外置电池和选择电路的输入端，所述降压转换电路还用于连接所述内置电池以给所述内置电池充电。

3.根据权利要求2所述的二选一供电电路，其特征在于，所述选择电路包括第一控制开关电路和第二控制开关电路，所述第一控制开关电路连接所述降压转换电路和所述负载的电源接口，所述外置电池电路在第一控制开关电路导通时给负载进行供电，所述第二控制开关电路连接所述升压调整电路和所述负载的电源接口，所述内置电池电路在第二控制开关电路导通时给负载进行供电；所述外置电池电路优先级高于所述内置电池电路优先级。

4.根据权利要求3所述的二选一供电电路，其特征在于，所述第一控制开关电路包括第一场效应管、三极管Q10、三极管Q11、电容C41以及电阻R21，所述第一场效应管漏极连接所述外置电池电路的输出端，第一场效应管源极连接三极管Q10集电极，第一场效应管栅极连接三极管Q10发射极，三极管Q10发射极连接三极管Q11发射极，三极管Q11集电极接地，电阻R21第一端连接三极管Q10发射极，电阻R21第二端同时连接三极管Q10基极和三极管Q11基极，电容C41一端连接所述外置电池电路的输出端，电容C41另一端接地。

5.根据权利要求4所述的二选一供电电路，其特征在于，所述第一控制开关电路包括三极管Q12、三极管Q13、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25以及电阻R26，三极管Q12发射极连接所述第一场效应管源极，三极管Q12集电极连接所述电阻R21第二端；电阻R22第一端连接三极管Q12集电极，电阻R22第二端接地；电阻R23第一端连接三极管Q12基极，电阻R23第二端连接三极管Q13集电极；电阻R24第一端连接三极管Q13发射极，电阻R24第二端连接所述外置电池电路的输出端；电阻R25第一端连接电阻R23第二端，电阻R25第二端接地；电阻R26一端连接三级管Q13集电极，另一端连接三极管Q13基极。

6.根据权利要求5所述的二选一供电电路，其特征在于，所述第一控制开关电路包括第二场效应管、三极管Q14、三极管Q15、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C42以及电容C43，第二场效应管源极连接所述第一场效应管源极，第二场效应管漏极连接所述选择电路的输出端；电容C42一端连接第二场效应管漏极，另一端接地；电阻R27第一端连接第二场效应管源极，电阻R27第二端连接电阻R28第一端，电阻R28第一端还连接第二场效应管栅极，电阻R28第二端连接三极管Q14集电极，三极管Q14发射极接地，三极管Q14基极连接三极管Q15集电极，三极管Q15发射极接地；电阻29第一端连接三极管Q15集电极，电阻R29第二端连接所述外置电池电路的输出端，三极管Q15基极同时连接电阻R30第一端、电阻R31第一端以及电容C43第一端，电阻R30第二端连接所述内置电池电路的输出端，电阻R31第二端以及电容C43第二端接地。

7.根据权利要求3所述的二选一供电电路，其特征在于，所述第二控制开关电路包括第三场效应管、三极管Q16、三极管Q17、电阻R32以及电容C44，所述第三场效应管漏极连接所述内置电池电路的输出端，第三场效应管源极连接三极管Q16集电极以及所述选择电路的输出端，第三场效应管栅极连接三极管Q16发射极，三极管Q16发射极连接三极管Q17发射极，三极管Q17集电极接地，电阻R32第一端连接三极管Q16发射极，电阻R32第二端同时连接三极管Q16基极和三极管Q17基极，电容C44一端连接第三场效应管源极，电容C44另一端接地。

8.根据权利要求7所述的二选一供电电路，其特征在于，所述第二控制开关电路包括电阻三极管Q18、三极管Q19、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36以及电阻R37，三极管Q18发射极连接所述第三场效应管源极，三极管Q18集电极连接到所述三极管Q16基极，电阻R33第一端连接三极管Q18集电极，电阻R33第二端接地，电阻R34第一端连接三极管Q18基极，电阻R34第二端连接三极管Q19集电极，电阻R35第一端连接电阻R34第二端，电阻R35第二端接地，电阻R36一端连接三级管Q19集电极，电阻R36另一端连接三极管Q19基极；电阻R37第一端连接三极管Q19发射极，另一端连接所述内置电池电路的输出口。