CN208674951U - 一种低压差电池切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种低压差电池切换电路，其包括：4.2V锂电池输入端电路、3.0V干电池输入端电路、反相器电路、4.2V锂电池输出端控制电路和3.0V干电池输出端控制电路。本切换电路检测到存在3.0V干电池后，通过所述反相器电路、4.2V锂电池输出端控制电路和3.0V干电池输出端控制电路的配合控制，实现从高电压的电池与低电压干电池的快速灵活切换，并优先选择3.0V干电池作为VDD输出。同时可以降低输出电压与输入电压之间的压差，提升电池能量的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其是涉及一种低压差电池切换电路。
背景技术
随着消费类电子产品往低功耗、绿色节能的方向发展，电池可充电作为消费类电子产品的最基本功能之一。在实际应用中，部分产品设计时锂电池是不可拆卸的，当锂电池因为过充或者过放导致其不能正常工作甚至无法继续充电恢复其性能，这会导致整个产品的报废。为了避免此种情况的发生，方便拆卸的干电池作为锂电池的备用电池显得尤为重要。当有锂电池又有干电池接入时，优选干电池供电。目前，电池切换电路主要有三种。第一种是通过继电器来控制电池的切换。当继电器的驱动信号达到一定值时，继电器的触点发生切换，既可实现由高电压电池到低电压电池的切换，也可实现低电压电池到高电压电池的切换。但从PCB板面积，低功耗和成本考虑，继电器都无法满足部分消费类电子产品。第二种是通过二极管来控制电池的切换。根据二极管的单向导通性，当两组电池同时接入时，电压高的电池会通过二极管并形成供电回路，而低电压的电池会被截止。但二极管只能实现由高电压电池到低电压电池的切换，不能满足低电压电池到高电压电池切换的应用。第三种是通过MOS管来控制电池的切换并辅以肖特基二极管来避免两组电池之间的影响。根据MOS管的开关特性既可实现由高电压电池到低电压电池的切换，也可实现低电压电池到高电压电池的切换。但肖特基二极管的压降会随工作电流的增大而增大，不能满足供电回路电压与电池电压之间压差要求极低的应用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种低压差电池切换电路，能够实现在两组电池同时接入时，优先选择低电压电池供电，并克服传统电池切换电路压差大的缺点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供低压差电池切换电路，其包括：4.2V锂电池输入端电路、3.0V干电池输入端电路、反相器电路、4.2V锂电池输出端控制电路和3.0V干电池输出端控制电路。
其中，4.2V锂电池输入端电路包括：4.2V锂电池正负极间并联第一电容，正极接LDO的输入脚，负极接地，LDO的输出脚和地之间并联第二电容；
3.0V干电池输入端电路包括：3.0V干电池正负极间并联第一电阻，负极接地；
反相器电路包括：第一PMOS管的栅极和第一NMOS管的栅极相连，接3.0V干电池正极，第一PMOS管的源极接LDO的输出脚，第一NMOS管的源极接地，第一PMOS管的漏极和第一NMOS管的漏极相连作为反相器的输出端，分两路，分别接至4.2V锂电池输出端控制电路和3.0V干电池输出端控制电路；
4.2V锂电池输出端控制电路包括：反相器输出端的一路通过第三电阻接第一NPN管的基极，第一NPN管的基极和发射极之间并联第三电容，发射极接地，集电极接第二PMOS管的栅极，第二PMOS管的栅极和源极之间并联第二电阻，源极接LDO的输出脚，漏极作为最终电压输出端；
3.0V干电池输出端控制电路包括：反相器输出端的另一路接第三PMOS管的栅极，第三PMOS管的漏极接3.0V干电池正极，源极作为最终电压输出端。
与现有技术相比，本实用新型有以下优点：该低压差电池切换电路充分利用了MOS管的开关特性实现了4.2V锂电池和3.0V干电池同时供电时，优先选择3.0V干电池来供电。当只有4.2V锂电池供电时，第一PMOS管导通，第一NMOS管截止，第一NPN管导通，第二PMOS管导通，第三PMOS管截止，4.2V锂电池通过第二PMOS管输出进行系统供电。当只有3.0V干电池供电时，第一PMOS管截止，第一NMOS管导通，第一NPN管截止，第二PMOS管截止，第三PMOS管导通，3.0V干电池通过第三PMOS管输出进行系统供电。当4.2V锂电池和3.0V干电池同时存在时，第一PMOS管截止，第一NMOS管导通，第一NPN管截止，第二PMOS管截止，第三PMOS管导通，3.0V干电池通过第三PMOS管输出进行系统供电。该电路结构简单，有效减少PCB板的面积，而且低功耗，低成本。
附图说明
附图1是本实用新型提供的低压差电池切换电路的一种实施例结构图。
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：
如图1所示，本实用新型是一种低压差电池切换电路，其包括4.2V锂电池输入端电路201、3.0V干电池输入端电路202、反相器电路203、4.2V锂电池输出端控制电路204、3.0V干电池输出端控制电路205。
4.2V锂电池输入端电路201，由LDO U1和第一电容C1、第二电容C2构成，LDO U1的输入为4.2V锂电池，输出为3.3V，第一电容C1、第二电容C2起滤波作用。
3.0V干电池输入端电路202，由第一电阻R1构成，电源为3.0V干电池。
反相器电路203，由第一PMOS管P1和第一NMOS管N1构成，输入由3.0V干电池是否接入来确定，当3.0V干电池不接，反相器电路203的输入端通过第一电阻R1下拉到地，输入为低电平，第一PMOS管P1导通，第一NMOS管N1截止，输出为高电平；当3.0V干电池接入，反相器电路203的输入端直接与3.0V干电池正极相连，输入为高电平，第一PMOS管P1截止，第一NMOS管N1导通，输出为低电平。
4.2V锂电池输出端控制电路204，由第一NPN管NPN1、第二PMOS管P2、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3构成。当反相器电路203输出为高电平时，第一NPN管NPN1导通，第二PMOS管P2导通，即选通4.2V锂电池供电回路；当反相器电路203输出为低电平时，第一NPN管NPN1截止，第二PMOS管P2截止，即关闭4.2V锂电池供电回路。
3.0V干电池输出端控制电路205，由第三PMOS管P3构成。当反相器电路203输出为高电平时，第三PMOS管P3截止，即关闭3.0V干电池供电回路；当反相器电路203输出为低电平时，第三PMOS管P3导通，选通3.0V干电池供电回路。
下面结合图1说明该低压差电池切换电路的工作原理：
当只接4.2V锂电池时，反相器电路203输入端通过第一电阻R1下拉到地，第一PMOS管P1导通，第一NMOS管N1截止，反相器电路203输出为高电平，第一NPN管NPN1导通，第二PMOS管P2导通，第三PMOS管P3截止。4.2V锂电池通过LDO U1、第二PMOS管P2输出至VDD，作为后续系统电路的供电电压。
当只接3.0V干电池时，反相器电路203的输入端直接与3.0V干电池正极相连，第一PMOS管P1截止，第一NMOS管N1导通，反相器电路203输出为低电平，第一NPN管NPN1截止，第二PMOS管P2截止，第三PMOS管P3导通。3.0V干电池通过第三PMOS管P3输出至VDD，作为后续系统电路的供电电压。
当4.2V锂电池和3.0V干电池同时接入和存在时，反相器电路203的输入端直接与3.0V干电池正极相连，第一PMOS管P1截止，第一NMOS管N1导通，反相器电路203输出为低电平，第一NPN管NPN1截止，第二PMOS管P2截止，第三PMOS管P3导通。3.0V干电池通过第三PMOS管P3输出至VDD，作为后续系统电路的供电电压。
该低压差电池切换电路充分利用了MOS管的开关特性，实现了4.2V锂电池和3.0V干电池同时供电时，优先选择3.0V干电池来供电。
在本实用新型实施例中，巧妙地运用了电容充放电的原理，使第三电阻R3与第三电容C3的时间常数远大于第一电阻R1与第一PMOS管和第一NMOS管寄生电容的时间常数，从而实现了在断开3.0V干电池时电池切换的可靠性。
通过以上分析可知，利用MOS管开关特性实现的低压差电池切换电路，结构简单，有效减少了PCB板的面积，有利于实现低功耗，低成本。
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 (6)
1.一种低压差电池切换电路，其特征在于，包括：4.2V锂电池输入端电路、3.0V干电池输入端电路、反相器电路、4.2V锂电池输出端控制电路和3.0V干电池输出端控制电路；所述4.2V锂电池输入端电路包括：4.2V锂电池正负极间并联第一电容，正极接LDO的输入脚，负极接地，LDO的输出和地之间并联第二电容；所述3.0V干电池输入端电路包括：3.0V干电池正负极间并联第一电阻，负极接地；所述反相器电路包括：第一PMOS管的栅极和第一NMOS管的栅极相连，接3.0V干电池正极，第一PMOS管的源极接LDO的输出脚，第一NMOS管的源极接地，第一PMOS管的漏极和第一NMOS管的漏极相连作为反相器的输出端，分两路，分别控制4.2V锂电池输出和3.0V干电池输出；所述4.2V锂电池输出端控制电路包括：反相器输出端的一路通过第三电阻接第一NPN管的基极，第一NPN管的基极和发射极之间并联第三电容，发射极接地，集电极接第二PMOS管的栅极，第二PMOS管的栅极和源极之间并联第二电阻，源极接LDO的输出脚，漏极作为电压输出端；所述3.0V干电池输出端控制电路主要由第三PMOS管构成：其栅极接所述反相器的输出端，漏极接3.0V干电池的正极，源极作为本切换电路的电压输出端。
2.根据权利要求1所述的一种低压差电池切换电路，其特征在于，所述第一NMOS管的体二极管的方向为：源极为体二极管的正极，漏极为体二极管的负极。
3.根据权利要求1所述的一种低压差电池切换电路，其特征在于，所述第一PMOS管的体二极管的方向为：漏极为体二极管的正极，源极为体二极管的负极。
4.根据权利要求1所述的一种低压差电池切换电路，其特征在于，所述第二PMOS管的体二极管的方向为：漏极为体二极管的正极，源极为体二极管的负极。
5.根据权利要求1所述的一种低压差电池切换电路，其特征在于，所述第三PMOS管的体二极管的方向为：漏极为体二极管的正极，源极为体二极管的负极。
6.根据权利要求1所述的一种低压差电池切换电路，其特征在于，所述4.2V锂电池可充电且不方便更换，3.0V干电池不可充电且方便更换。
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| CN201820910862.1U CN208674951U (zh) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | 一种低压差电池切换电路 |
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| CN201820910862.1U Active CN208674951U (zh) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | 一种低压差电池切换电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113093849A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 上海磐启微电子有限公司 | 一种实现干扰滤除功能的电路模块和集成电路系统 |
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2018
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