CN209134063U - 用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路及电源管理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源管理技术领域，特别涉及一种用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路及电源管理器，该多选一电源电路包含输入电源及电源优先级选择电路，所述输入电源包含多路备选输入电源，该多路备选电源与电源优先级选择电路连接；所述电源优先级选择电路由若干被动元件串并联组成。本实用新型结构简单，设计新颖、合理，适用于低功耗系统的低成本的自动电源选择，占用电路板面积小；使用较小的成本和电路板开支完成了多种输入电源的切换输出，且电路选择输出的备选电源可以实现优先级设定，保证充电安全，降低成本，具有更好的可适用性，具有较好的社会推广价值和市场应用前景。

Description

用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路及电源管理器

技术领域

本实用新型属于电源管理技术领域，特别涉及一种用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路及电源管理器。

背景技术

随着技术的进步和人们对生活品质要求的不断提高，智能设备和各种手持式电子设备出现在了越来越多的应用场景中。比如智能手机、智能音箱、户外使用的便携式电子照明设备，智能家居中的各种传感器等。这些设备由于应用的需要，大多使用了“电池+充电接口”的取电方式。有些需要在户外使用的设备，如便携式的收音机或者电子照明设备，除了电池和充电接口，也用上了太阳能这一绿色可再生能源。上述设备大多有一种或者多种存储电能的单元作为设备的主要电源，且会在硬件和软件的设计过程中加入低功耗的设计，让电路在不工作时尽量不消耗电能，而在工作时尽量少消耗电能；而有了存储电能的单元，就必须要有充电的输入接口。因此，对于上述智能设备和手持式电子设备来说，不但要对多个输入电源进行管理，而且还要求管理电源的硬件或者软件同样具有低功耗的特性。

发明内容

为此，本实用新型提供一种用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路及电源管理器，结构简单，安全、可靠，使用效果好。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路，包含输入电源及电源优先级选择电路，所述输入电源包含多路备选输入电源，该多路备选电源与电源优先级选择电路连接；所述电源优先级选择电路由若干被动元件串并联组成。

上述的，所述电源优先级选择电路由若干电阻、若干二极管和若干PMOS管组成。

上述的，所述输入电源至少包含两路备选输入电源。

上述的，所述输入电源包含三路备选电源，该三路备选电源分别为第一输入电源、第二输入电源和第三输入电源。

优选的，所述电源优先级选择电路包含第一电阻、第一二极管、第一PMOS管、第二电阻、第二二极管、第二PMOS管、第三电阻、第三二极管、第三PMOS管及第四电阻，第一输入电源分别与第一电阻和第一二极管连接，第二输入电源与第二二极管连接，第三输入电源与第二PMOS管漏极连接，第一二极管与第三二极管连接，第一电阻、第二二极管分别与第一PMOS管栅极、漏极连接，第一电阻与第一PMOS管栅极之间的连接电路中还通过第二电阻接地，第一PMOS管漏极还分别与第三电阻和第三二极管连接，第三电阻与第三PMOS管栅极连接，第二PMOS管源极与第三PMOS管源极连接，第三PMOS管栅极与第三电阻之间的连接电路、及第二PMOS管栅极均通过第四电阻接地，第三PMOS管漏极及第三二极管均与用于电源输出的电路输出端连接。

一种电源管理器，包含上述的用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计新颖、合理，适用于低功耗系统的低成本的自动电源选择，占用电路板面积小；使用较小的成本和电路板开支完成了多种输入电源的切换输出，且电路选择输出的备选电源可以实现优先级设定，保证充电安全，降低成本，具有更好的可适用性，具有较好的社会推广价值和市场应用前景。

附图说明：

图1为实施例中多选一电源电路框图；

图2为实施例中三选一电源电路图。

具体实施方式：

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

本实用新型实施例，参见图1所示，提供一种用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路，包含输入电源及电源优先级选择电路，所述输入电源包含多路备选输入电源，该多路备选电源与电源优先级选择电路连接；所述电源优先级选择电路由若干被动元件串并联组成。整个电路由且仅由被动元器件组成，由于没有主动元器件，电路本身所消耗的电能非常低，电源切换速度非常快，适用于低功耗系统的低成本的自动电源选择，占用电路板面积小；使用较小的成本和电路板开支完成了多种输入电源的切换输出。

上述的，所述电源优先级选择电路由若干电阻、若干二极管和若干PMOS管组成。

上述的，所述输入电源至少包含两路备选输入电源。

上述的，所述输入电源包含三路备选电源，该三路备选电源分别为第一输入电源、第二输入电源和第三输入电源。

优选的，参见图2所示，所述电源优先级选择电路包含第一电阻、第一二极管、第一PMOS管、第二电阻、第二二极管、第二PMOS管、第三电阻、第三二极管、第三PMOS管及第四电阻，第一输入电源分别与第一电阻和第一二极管连接，第二输入电源与第二二极管连接，第三输入电源与第二PMOS管漏极连接，第一二极管与第三二极管连接，第一电阻、第二二极管分别与第一PMOS管栅极、漏极连接，第一电阻与第一PMOS管栅极之间的连接电路中还通过第二电阻接地，第一PMOS管漏极还分别与第三电阻和第三二极管连接，第三电阻与第三PMOS管栅极连接，第二PMOS管源极与第三PMOS管源极连接，第三PMOS管栅极与第三电阻之间的连接电路、及第二PMOS管栅极均通过第四电阻接地，第三PMOS管漏极及第三二极管均与用于电源输出的电路输出端连接。

图2所示的电路中，有三个电源输入接口和一个电源输出接口，该电路可以自动的从3个电源输入中选择1个电源作为电源输出，且电路的任何一个备选输入电源不会对其他备选输入电源产生影响。整个电路由且仅由电阻、二极管、PMOS管这三种分立被动元器件组成。由于没有主动元器件，上述电路本身所消耗的电能非常低，电源切换速度非常快。上述电路的3个备选输入电源为低压直流电源，电路所选择输出的电源具有固定的优先等级。当3个备选输入电源中较高优先级的电源存在时，电路将优先选择输出高优先级的电源，而低优先级的电源将被所描述的电路从输出端切断。POWER_IN_1、POWER_IN_2、POWER_IN_3为3路备选输入电源端，其优先级可设定为：POWER_IN_1＞POWER_IN_2＞POWER_IN_3。POWER_OUT为图示中该电路的输出端。

1，当POWER_IN_3接入电路，POWER_IN_2和POWER_IN_3不存在时，Q2和Q3的栅极被R4下拉至GND，由于Q2和Q3为PMOS， Q2和Q3导通，POWER_IN_3从POWER_OUT输出端输出。

2，当POWER_IN_2接入电路，POWER_IN_1不存在，POWER_IN_3不存在或存在时，Q1的栅极由R2下拉至GND，由于Q1是PMOS，Q1导通；Q2和Q3的栅极由R3拉高至POWER_IN_2的电压，由于Q2和Q3为PMOS，Q2和Q3截止；因此POWER_IN_2输入的电源经导通的D2、Q1、D3，从POWER_OUT输出端输出。

3，当POWER_IN_1接入电路，POWER_IN_2和POWER_IN_3存在或不存在时，Q1的栅极由R1上拉至POWER_IN_1的电源电压，由于Q1是PMOS，Q1截止；Q2和Q3的栅极由R3拉高至POWER_IN_1的电压，由于Q2和Q3为PMOS，Q2和Q3截止；因此POWER_IN_1输入的电源经导通的D1、D2，从POWER_OUT输出端输出。

即，当POWER_IN_3单独存在时，电路选择POWER_IN_3由POWER_OUT输出；当POWER_IN_2存在且POWER_IN_1不存在时，无论POWER_IN_3是否存在，电路都选择POWER_IN_2由POWER_OUT输出；当POWER_IN_1存在时，无论POWER_IN_2和OWER_IN_3是否存在，电路都选择POWER_IN_2由POWER_OUT输出。

本实施例中技术方案在实际使用过程中，根据应用场合，各个分立元器件参数可设计如下：R1、R3为10欧姆电阻；R2、R4位10K欧姆电阻；D1、D2、D3为意法半导体公司的BAT60JFILM二极管；Q1、Q2、Q3为威世公司的SI2301 PMOS管；POWER_IN_3可以为3.7V锂离子电池，POWER_IN_2可以为5V的太阳能电池，POWER_IN_1可以为USB电源输入或者12V直流电源输入。当只有锂电池存在时，电路输出锂电池的电能；当太阳能电池存在时，电路输出太阳能电池的电能；当USB电源或者12V直流电源存在时，本电路只输出USB或12V直流电源的电能。且USB或12V直流电源不会对太阳能电池或者锂电池反向充电，避免电源之间的冲突。

基于上述的电源电路，本实用新型实施例还提供一种电源管理器，包含上述的用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路，实现有多路输入电源时的低成本、低功耗电源输出的管理，通用性强，切换时间短，具有良好的实际应用价值。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路，包含输入电源及电源优先级选择电路，其特征在于，所述输入电源包含多路备选输入电源，该多路备选电源与电源优先级选择电路连接；所述电源优先级选择电路由若干被动元件串并联组成。

2.根据权利要求1所述的用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路，其特征在于，所述电源优先级选择电路由若干电阻、若干二极管和若干PMOS管组成。

3.根据权利要求1所述的用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路，其特征在于，所述输入电源至少包含两路备选输入电源。

4.根据权利要求1所述的用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路，其特征在于，所述输入电源包含三路备选电源，该三路备选电源分别为第一输入电源、第二输入电源和第三输入电源。

5.根据权利要求4所述的用于低功耗系统带优先级的多选一电源电路，其特征在于，所述电源优先级选择电路包含第一电阻、第一二极管、第一PMOS管、第二电阻、第二二极管、第二PMOS管、第三电阻、第三二极管、第三PMOS管及第四电阻，第一输入电源分别与第一电阻和第一二极管连接，第二输入电源与第二二极管连接，第三输入电源与第二PMOS管漏极连接，第一二极管与第三二极管连接，第一电阻、第二二极管分别与第一PMOS管栅极、漏极连接，第一电阻与第一PMOS管栅极之间的连接电路中还通过第二电阻接地，第一PMOS管漏极还分别与第三电阻和第三二极管连接，第三电阻与第三PMOS管栅极连接，第二PMOS管源极与第三PMOS管源极连接，第三PMOS管栅极与第三电阻之间的连接电路、及第二PMOS管栅极均通过第四电阻接地，第三PMOS管漏极及第三二极管均与用于电源输出的电路输出端连接。

6.一种电源管理器，其特征在于，包含权利要求1~5任一项所述的用于低功耗系统的带有优先级的多选一电源电路。