CN208353060U - 一种电池及电源适配器双路供电切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池及电源适配器双路供电切换电路，包括电源适配器插入检测单元、电池插入检测单元、电池防反向输出控制单元、单片机单元及电池接口、电源适配器接口和一个电压输出端，电源适配器插入检测单元、电池插入检测单元的输入端分别和电源适配器接口、电池接口相连，电源适配器插入检测单元、电池插入检测单元的输出端分别和单片机单元相连，电压输出端既和电源适配器接口相连又经电池防反向输出控制单元和电池接口相连，电池防反向输出控制单元的控制端和单片机单元相连。本实用新型能对双路供电电源是否插接正常进行检测，有效降低工作电流，达到低功耗的目的；电压输出部分既能有效防止电压反向又减小压降，对电池起到保护作用。

Description

一种电池及电源适配器双路供电切换电路

技术领域

本实用新型涉及一种双路供电切换电路，尤其涉及一种有效防止电压反向且功耗较低的电池及电源适配器双路供电切换电路。

背景技术

双路供电指一个负载有两个电源供电，一般指市电和电池供电，两个电源之间可以切换，在其中一个电源失电的情况下可以投切到另一个电源供电。如有市电时，交流电通过电源适配器转换后给负载供电，同时切断电池供电；反之，当市电断电时，由电池给负载供电，从而确保负载一直保持通电状态而正常工作。

目前已有的双路供电切换电路有几种。一种采用共阴极双二极管，通过两路二极管实现电源切换功能，这种电路虽然极为简单，成本低，还能有效防止电压反向，但压降大，而且只能选择当前电压最大的一路进行输出，切换控制不够灵活。另一种采用三极管和单个MOS管，通过控制三极管的导通，则MOS管也会导通，从而实现电池电压的输出。但由于电压输出端同时又和电源适配器相连，若电源适配器有供电时，则电压输出端电压会通过MOS管内部寄生二极管进入到电池端，可能会引起电池发热或爆炸，引起事故。

而对于两路供电电源是否插接正常的检测，目前多采用电压比较器实现。通过分压电阻将输入电压导入电压比较器输入通道，比较两路电压大小，电压比较器输出通道输出相应信号给至控制电路，从而控制继电器或开关管的输入电压，实现双路供电切换的控制。这种检测电路成本高，且电压比较器的静态电流较高，不利于电池供电方式的检测。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种电池及电源适配器双路供电切换电路，能对双路供电电源是否插接正常进行检测，有效降低工作电流，达到低功耗的目的；电压输出部分，在减小压降的同时，防止电压输出端电流回流至电池端，能有效防止电压反向，对电池起到保护作用。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括电源适配器插入检测单元、电池插入检测单元、电池防反向输出控制单元、单片机单元及电池接口、电源适配器接口和一个电压输出端，电源适配器插入检测单元的输入端和电源适配器接口相连，电池插入检测单元的输入端和电池接口相连，电源适配器插入检测单元的输出端、电池插入检测单元的输出端分别和单片机单元的输入端相连，电压输出端既和电源适配器接口相连又经电池防反向输出控制单元和电池接口相连，电池防反向输出控制单元的控制端和单片机单元的输出端相连。电池接口安装电池，电源适配器接口插接电源适配器。电源适配器插入检测单元检测电源适配器是否正常插接，电池插入检测单元检测电池是否安装正常，检测信号分别输送给单片机单元进行处理。本技术方案中，电源适配器供电优先级高于电池。当有电源适配器时，即有市电供电时，电压输出端直连电源适配器接口，负载由电源适配器供电。反之，单片机单元输出控制信号给电池防反向输出控制单元，使其导通，连通电池接口和电压输出端，则负载由电池供电。本技术方案双路供电切换灵活，能对双路供电电源是否插接正常进行检测，有效降低工作电流，达到低功耗的目的；电压输出部分，在减小压降的同时，防止电压输出端电流回流至电池端，能有效防止电压反向，对电池起到保护作用。

作为优选，所述的电池防反向输出控制单元包括场效应管Q3、场效应管Q4和场效应管Q5，场效应管Q3的漏极和电池接口的正极相连，场效应管Q3的源极和场效应管Q4的源极相连，场效应管Q4的漏极接所述的电压输出端，并且场效应管Q4的漏极经电容C2接地，场效应管Q3的栅极，一路经电阻R8接场效应管Q3的源极，另一路和场效应管Q4的栅极相连，还有一路经电阻R9和场效应管Q5的漏极相连，场效应管Q5的源极接地，场效应管Q5的栅极既经电阻R10接地又和所述的单片机单元的输出端相连。单片机单元输出控制信号使场效应管Q5导通，则场效应管Q3和场效应管Q4也导通，连通电池接口和电压输出端，负载由电池供电。由场效应管Q3实现防止电压反向性能，如果电源适配器插入，电流流过电压输出端，同时会流向场效应管Q4，由于场效应管Q4内部存在寄生二极管，电流会流过场效应管Q4再流向场效应管Q3，而由于有电源适配器时，单片机单元通过检测信号会发出控制信号使场效应管Q5截止，则场效应管Q3也截止，故电压输出端电压只能通过场效应管Q4，而无法通过场效应管Q3再进入电池端。因此具有防止电压反向性能，有效避免电池充电发热爆炸。电源适配器端由于不考虑压降性能，故采用二极管进行电压反向保护即可。电阻R10下拉电压，确保切换电路上电默认状态为场效应管Q5处于截止状态。

作为优选，所述的电池防反向输出控制单元包括自恢复保险丝F1，自恢复保险丝F1连接在场效应管Q3的漏极和电池接口的正极之间。自恢复保险丝的设置，防止万一电压输出端短路引起场效应管烧毁的现象发生，对电路起到保护作用。

作为优选，所述的电源适配器插入检测单元包括电阻R1和电阻R2，所述的电源适配器接口经电阻R2和电阻R1的串联电路接地，电阻R2和电阻R1的连接点与单片机单元的输入端相连。由于电源适配器由市电供电，故不用考虑低功耗的性能，简单采用分压电阻，通过采集两电阻连接点的电平就可检测出电源适配器的插入情况。

作为优选，所述的电池插入检测单元包括场效应管Q1和场效应管Q2，场效应管Q2的栅极和所述的单片机相连，并且场效应管Q2的栅极经电阻R3接地，场效应管Q2的源极接地，场效应管Q2的漏极经电阻R5和场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极和电池接口的正极相连，场效应管Q1的栅极和源极间连接有电阻R4，场效应管Q1的漏极经电阻R6和电阻R7的串联电路接地，电阻R7上并联有电容C1，电阻R6和电阻R7的连接点与单片机单元的输入端相连。电池安装后，电池电压通过电阻R6和电阻R7进行分压，采集两电阻连接处的电压情况，可检测出当前电池插入情况以及当前电池电量。由于是电池端供电，需要考虑低功耗性能，故采用场效应管Q1和场效应管Q2控制采样电路的通断。每当需要采集电池电压时，则单片机单元发出信号控制场效应管Q2导通，则场效应管Q1也导通，电阻R6和电阻R7的连接点处的电压反映了电池电压，故可知晓当前电池的插入情况。场效应管工作电流极低，通过场效应管控制采样电路通断，有效降低工作电流，达到低功耗目的。而且本技术方案可同时检测电池电量，防止电池腐化，节省电池电量，有效延长电池使用寿命。

本实用新型的有益效果是：能对电池及电源适配器双路供电电源是否插接正常进行检测，同时能检测电池电量，场效应管工作电流极低，通过场效应管控制电池采样电路通断，有效降低工作电流，达到低功耗的目的，防止电池腐化，节省电池电量，有效延长电池使用寿命；电压输出部分，采用双场效应管连接方案，在减小压降的同时，防止电压输出端电流回流至电池端，有效防止电压反向，避免电池充电发热爆炸，对电池起到保护作用。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。

图2是本实用新型中电源适配器插入检测单元的一种电路原理图。

图3是本实用新型中电池插入检测单元的一种电路原理图。

图4是本实用新型中电池防反向输出控制单元的一种电路原理图。

图中1.电源适配器插入检测单元，2.电池插入检测单元，3.电池防反向输出控制单元，4.单片机单元，5.电池接口，6.电源适配器接口，7.电压输出端。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种电池及电源适配器双路供电切换电路，如图1所示，包括电源适配器插入检测单元1、电池插入检测单元2、电池防反向输出控制单元3、单片机单元4及电池接口5、电源适配器接口6和一个电压输出端7，电源适配器插入检测单元的输入端和电源适配器接口相连，电池插入检测单元的输入端和电池接口相连，电源适配器插入检测单元的输出端、电池插入检测单元的输出端分别和单片机单元的输入端相连，电压输出端既和电源适配器接口相连又经电池防反向输出控制单元和电池接口相连，电池防反向输出控制单元的控制端和单片机单元的输出端相连。

如图2所示，电源适配器插入检测单元1包括电阻R1和电阻R2，电源适配器接口经电阻R2和电阻R1的串联电路接地，电阻R2和电阻R1的连接点与单片机单元的输入端Chesk-External相连。如图3所示，电池插入检测单元2包括场效应管Q1和场效应管Q2，场效应管Q2的栅极和单片机的输出端ADC-CON相连，并且场效应管Q2的栅极经电阻R3接地，场效应管Q2的源极接地，场效应管Q2的漏极经电阻R5和场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极和电池接口的正极相连，场效应管Q1的栅极和源极间连接有电阻R4，场效应管Q1的漏极经电阻R6和电阻R7的串联电路接地，电阻R7上并联有电容C1，电阻R6和电阻R7的连接点与单片机单元的输入端ADC-SAM相连。

如图4所示，电池防反向输出控制单元3包括场效应管Q3、场效应管Q4和场效应管Q5，场效应管Q3的漏极经自恢复保险丝F1和电池接口的正极相连，场效应管Q3的源极和场效应管Q4的源极相连，场效应管Q4的漏极接电压输出端，并且场效应管Q4的漏极经电容C2接地，场效应管Q3的栅极，一路经电阻R8接场效应管Q3的源极，另一路和场效应管Q4的栅极相连，还有一路经电阻R9和场效应管Q5的漏极相连，场效应管Q5的源极接地，场效应管Q5的栅极既经电阻R10接地又和单片机单元的输出端Battery ON/OFF相连。

电池接口安装电池，电源适配器接口插接电源适配器。电源适配器插入检测单元检测电源适配器是否正常插接，电池插入检测单元检测电池是否安装正常，检测信号分别输送给单片机单元进行处理。本技术方案中，电源适配器供电优先级高于电池。当有电源适配器时，即有市电供电时，电压输出端直连电源适配器接口，负载由电源适配器供电。反之，单片机单元输出控制信号给电池防反向输出控制单元，使其导通，连通电池接口和电压输出端，则负载由电池供电。本技术方案双路供电切换灵活，能对电池及电源适配器双路供电电源是否插接正常进行检测，同时能检测电池电量，场效应管工作电流极低，通过场效应管控制电池采样电路通断，有效降低工作电流，达到低功耗的目的，防止电池腐化，节省电池电量，有效延长电池使用寿命；电压输出部分，采用双场效应管连接方案，在减小压降的同时，防止电压输出端电流回流至电池端，有效防止电压反向，避免电池充电发热爆炸，对电池起到保护作用。

Claims (5)

1.一种电池及电源适配器双路供电切换电路，其特征在于包括电源适配器插入检测单元、电池插入检测单元、电池防反向输出控制单元、单片机单元及电池接口、电源适配器接口和一个电压输出端，电源适配器插入检测单元的输入端和电源适配器接口相连，电池插入检测单元的输入端和电池接口相连，电源适配器插入检测单元的输出端、电池插入检测单元的输出端分别和单片机单元的输入端相连，电压输出端既和电源适配器接口相连又经电池防反向输出控制单元和电池接口相连，电池防反向输出控制单元的控制端和单片机单元的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种电池及电源适配器双路供电切换电路，其特征在于所述的电池防反向输出控制单元包括场效应管Q3、场效应管Q4和场效应管Q5，场效应管Q3的漏极和电池接口的正极相连，场效应管Q3的源极和场效应管Q4的源极相连，场效应管Q4的漏极接所述的电压输出端，并且场效应管Q4的漏极经电容C2接地，场效应管Q3的栅极，一路经电阻R8接场效应管Q3的源极，另一路和场效应管Q4的栅极相连，还有一路经电阻R9和场效应管Q5的漏极相连，场效应管Q5的源极接地，场效应管Q5的栅极既经电阻R10接地又和所述的单片机单元的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的一种电池及电源适配器双路供电切换电路，其特征在于所述的电池防反向输出控制单元包括自恢复保险丝F1，自恢复保险丝F1连接在场效应管Q3的漏极和电池接口的正极之间。

4.根据权利要求1所述的一种电池及电源适配器双路供电切换电路，其特征在于所述的电源适配器插入检测单元包括电阻R1和电阻R2，所述的电源适配器接口经电阻R2和电阻R1的串联电路接地，电阻R2和电阻R1的连接点与单片机单元的输入端相连。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电池及电源适配器双路供电切换电路，其特征在于所述的电池插入检测单元包括场效应管Q1和场效应管Q2，场效应管Q2的栅极和所述的单片机相连，并且场效应管Q2的栅极经电阻R3接地，场效应管Q2的源极接地，场效应管Q2的漏极经电阻R5和场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极和电池接口的正极相连，场效应管Q1的栅极和源极间连接有电阻R4，场效应管Q1的漏极经电阻R6和电阻R7的串联电路接地，电阻R7上并联有电容C1，电阻R6和电阻R7的连接点与单片机单元的输入端相连。