CN209516729U - 一种供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供电电路，包括：第一电源电路、第二电源电路、第一开关电路、第二开关电路、控制驱动电路和检测电路；第一电源电路与控制驱动电路连接；第一电源电路与检测电路连接，检测电路与控制驱动电路连接；控制驱动电路与第一开关电路连接；第一电源电路与第二电源电路连接，第二电源电路与第二开关电路连接，第二开关电路与第一开关电路连接；第二电源电路用于向外部设备供电。本申请实施例在第一电源电路无法为外部设备供电时，第二电源电路自动为外部设备供电，可以实现外部电源供电与内部电源供电两种供电方式的自动切换。

Description

一种供电电路

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其是涉及一种供电电路。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)摄像机通过插入到电子设备的USB接口端进行使用。当USB摄像机与电子设备的USB接口端连接未成功时，则电子设备无法对USB摄像机进行供电，进而USB摄像机无法正常使用。

现有USB摄像机通常会增加内部电池，通过单片机或者电源管理芯片控制USB摄像机连接到内部电池，实现内部电池对USB摄像机供电。但是上述供电电路无法实现自动切换供电方式，使用不方便。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种供电电路，以实现供电电路中外部供电方式与内部供电方式的自动转换。

第一方面，本申请实施例提供了一种供电电路，包括：第一电源电路、第二电源电路、第一开关电路、第二开关电路、控制驱动电路和检测电路；

所述第一电源电路与所述控制驱动电路连接；所述第一电源电路与所述检测电路连接，所述检测电路与所述控制驱动电路连接；所述控制驱动电路与所述第一开关电路连接；所述第一电源电路与所述第二电源电路连接，所述第二电源电路与所述第二开关电路连接，所述第二开关电路与所述第一开关电路连接；

所述检测电路用于在检测到所述第一电源电路断电时，向所述控制驱动电路发送电平信号；所述控制驱动电路用于根据接收的所述电平信号控制所述第一开关电路闭合；所述第二开关电路与所述第二电源电路连接侧的电压高于所述第二开关电路与所述第一开关电路连接侧的电压时，所述第二开关电路闭合；所述第二电源电路用于向外部设备供电。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，

所述控制驱动电路包括第一稳压二极管、第一电阻、第一二极管、第二二极管、控制板以及NPN型三极管；

所述第一稳压二极管的负极与所述第一电源电路连接，所述第一稳压二极管的正极通过所述第一电阻接地；

所述第一稳压二极管的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述NPN型三极管的基极连接；

所述控制板与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述NPN型三极管的基极连接；

所述NPN型三极管的集电极与所述第一开关电路连接。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，

所述第一开关电路包括第一P沟道MOS场效应管；

所述第一P沟道MOS场效应管的栅极与所述NPN型三极管的集电极连接；

所述第一P沟道MOS场效应管的源极与所述第二开关电路连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，

所述第二开关电路包括第二P沟道MOS场效应管；

所述第二P沟道MOS场效应管的漏极与所述第一P沟道MOS场效应管的源极连接；

所述第二P沟道MOS场效应管的源极与所述第二电源电路连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，

所述检测电路包括第一肖特基二极管、第二电阻和第二稳压二极管；

所述第一肖特基二极管的正极与所述第一电源电路连接；

所述第一肖特基二极管的负极与所述第二电阻连接；

所述第二电阻与所述控制板连接；

所述第二稳压二极管的负极与所述第二电阻连接；

所述第二稳压二极管的正极接地。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，

还包括充电电路；

所述第一肖特基二极管的负极与所述充电电路的输入电压端连接；所述第二电源电路与所述充电电路的电源端连接。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，

还包括第二肖特基二极管；

所述第二肖特基二极管的正极与所述第一电源电路连接；所述第二肖特基二极管的负极与所述第二P沟道MOS场效应管的栅极和漏极连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，

所述第一P沟道MOS场效应管的漏极与所述外部设备连接。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，

所述第一电源电路的供电电压高于所述第二电源电路的供电电压。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，

包括：所述第二电源电路包括电池；

所述电池的正极连接所述第二P沟道MOS场效应管的源极，所述电池的负极接地；

所述电池的正极连接所述充电电路的电源端。

本申请实施例提供的一种供电电路，包括第一电源电路、第二电源电路、第一开关电路、第二开关电路、控制驱动电路和检测电路；第一电源电路与控制驱动电路连接；第一电源电路与检测电路连接，检测电路与控制驱动电路连接；控制驱动电路与第一开关电路连接；第一电源电路与第二电源电路连接，第二电源电路与第二开关电路连接，第二开关电路与第一开关电路连接；检测电路用于在检测到第一电源电路断电时，向控制驱动电路发送电平信号；控制驱动电路用于根据接收的电平信号控制第一开关电路闭合；第二开关电路与第二电源电路连接侧的电压高于第二开关电路与第一开关电路连接侧的电压时，第二开关电路闭合；第二电源电路用于向外部设备供电。本申请提供的供电电路，在第一电源电路无法为外部设备供电时，第二电源电路自动为外部设备供电，可以实现外部电源供电与内部电源供电两种供电方式的自动切换。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种供电电路的结构示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的一种供电电路的电路图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)摄像机通过插入到电子设备的USB接口端进行使用。当USB摄像机与电子设备的USB接口端连接未成功时，则电子设备无法对USB摄像机进行供电，进而USB摄像机无法正常使用。

现有USB摄像机通常会增加内部电池，通过单片机或者电源管理芯片控制USB摄像机连接到内部电池，实现内部电池对USB摄像机供电。

考虑到现有供电电路无法实现自动切换供电方式，使用不方便。基于此，本申请实施例提供了一种供电电路，下面通过实施例进行描述。

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种供电电路进行详细介绍。

该供电电路适用于USB摄像机中，当USB摄像机与电子设备的USB接口端连接未成功时，该供电电路自动切换到内部电源电路为USB摄像机进行供电，当USB摄像机与电子设备的USB接口端连接成功时，该供电电路自动切换到外部电源为USB摄像机进行供电。

本申请实施例提供的一种供电电路，如图1所示的一种供电电路的机构框图，包括第一电源电路、第二电源电路、第一开关电路、第二开关电路、控制驱动电路和检测电路；

第一电源电路与控制驱动电路连接；第一电源电路与检测电路连接，检测电路与控制驱动电路连接；控制驱动电路与第一开关电路连接；第一电源电路与第二电源电路连接，第二电源电路与第二开关电路连接，第二开关电路与第一开关电路连接。

检测电路用于在检测到第一电源电路断电时，向控制驱动电路发送高电平信号；控制驱动电路用于根据接收的高电平信号控制第一开关电路闭合；第二开关电路与第二电源电路连接侧的电压高于第二开关电路与第一开关电路连接侧的电压时，第二开关电路闭合；第二电源电路用于向外部设备供电。

检测电路在检测到第一电源电路重新供电时，向控制驱动电路发送低电平信号，控制驱动电路在第一电源电路供电的情况下控制第一开关电路闭合，第二开关电路与第二电源电路连接侧的电压低于第二开关电路与第一开关电路连接侧的电压，第二开关电路闭合；第一电源电路向外部设备供电。

基于上述供电电路，当检测电路检测到第一电源电路断电时，供电电路可以瞬间自动切换到第二电源电路向外部设备供电；当检测电路检测到第一电源电路重新供电时，供电可以瞬间自动切换到第一电源电路向外部设备供电。

具体地，如图2所示的供电电路的结构示意图中，控制驱动电路包括第一稳压二极管D5、第一电阻R1、第一二极管D1、第二二极管D2、控制板以及NPN型三极管Q3；

第一稳压二极管D5的负极与第一电源电路连接，第一稳压二极管D5的正极通过第一电阻R1接地；

第一稳压二极管D5的正极与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与NPN型三极管Q3的基极连接；

控制板与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极与NPN型三极管Q3的基极连接；

NPN型三极管Q3的集电极与第一开关电路连接。

具体地，第一开关电路包括第一P沟道MOS场效应管Q1，第二开关电路包括第二P沟道MOS场效应管Q2；

第一P沟道MOS场效应管Q1的栅极与NPN型三极管Q3的集电极连接；

第一P沟道MOS场效应管Q1的源极与第二P沟道MOS场效应管Q2的漏极连接；

第二P沟道MOS场效应管Q2的源极与第二电源电路连接。

第一P沟道MOS场效应管Q1的漏极与外部设备连接。

具体地，检测电路包括第一肖特基二极管D3、第二电阻R2和第二稳压二极管D6；

第一肖特基二极管D3的正极与第一电源电路连接；

第一肖特基二极管D3的负极与第二电阻R2连接；

第二电阻R2与控制板连接；

第二稳压二极管D6的负极与第二电阻R2连接；

第二稳压二极管D6的正极接地。

具体地，还包括充电电路；

第一肖特基二极管D3的负极与充电电路的输入电压端VIN端连接；第二电源电路与充电电路的电源端BAT端连接。当第一电源电路为外部设备供电时，充电电路可以对第二电源电路进行充电。

具体地，还包括第二肖特基二极管D4；

第二肖特基二极管D4的正极与第一电源电路连接；第二肖特基二极管D4的负极与第二P沟道MOS场效应管Q2的栅极和漏极连接。当第二电源电路向外部设备进行供电时，第二肖特基二极管D4可以防止第二电源电路的中电流流向第一电源电路，从而保护电路正常工作。

在具体实施中，第一电源电路可以包括外部电源，第二电源电路可以包括内部电源，外部电源的供电电压高于内部电源的供电电压。

第二电源电路具体包括4.2V锂电池。锂电池的正极连接第二P沟道MOS场效应管Q2的源极，锂电池的负极接地；

锂电池的正极连接充电电路的电源端。

在具体实施中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为10K欧姆。

在具体实施中，当检测电路检测到第一电源电路断电时，检测电路向控制板发送3.3V的高电平信号，控制板接收到检测电路发送的3.3V的高电平信号后，控制板向NPN型三极管Q3发送3.3V高电平信号，驱动NPN型三极管Q3工作。

下面将具体介绍外部电源断电，该供电电路的供电原理：

外部电源断电时，供电电压为0V，第二P沟道MOS场效应管Q2栅极相对于源极的电压Vgs为0V-4.2V＝-4.2V，第二P沟道MOS场效应管Q2的阈值电压Vt为-2.2V，第一P沟道MOS场效应管Q1的Vgs<Vt，此时第二P沟道MOS场效应管Q2处于饱和状态，内部电源的电流流向第二P沟道MOS场效应管Q2。由于外部电源的供电电压为0V，不能驱动第一二极管D1，第一二极管D1的电压为0V，且控制板的控制信号为0V电平，第二二极管D2的电压为0V，第一二极管D1和第二二极管D2均无法驱动NPN型三极管Q3工作，第一P沟道MOS场效应管Q1的栅极相对于源极的电压Vgs为4.2V-4.2V＝0V，第一P沟道MOS场效应管Q1的阈值电压Vt为-2.2V，第一P沟道MOS场效应管Q1的Vgs>Vt，此时第一P沟道MOS场效应管Q1处于关闭状态。

此时检测电路检测到外部电源断电，检测电路向控制板发送3.3V的高电平信号，控制板接收到检测电路发送的3.3V的高电平控制信号后，控制板向NPN型三极管Q3发送3.3V高电平控制信号，由于第一二极管D1的正向压降为0.7V，因此第一二极管D1的负极电压为3.3V-0.7V＝2.6V，可以驱动NPN型三极管Q3正常工作。此时NPN型三极管Q3的集电极为0.7V，第一P沟道MOS场效应管Q1的栅极相对于源极的电压Vgs为0.7V-4.2V＝-3.5V，第一P沟道MOS场效应管Q1的Vgs<Vt，此时第一P沟道MOS场效应管Q1处于饱和状态，内阻接近0欧姆。第一P沟道MOS场效应管Q1和第二P沟道MOS场效应管Q2同时处于饱和状态，内部电源的电流分别经过第二P沟道MOS场效应管Q2和第一P沟道MOS场效应管Q1流向外部设备，从而为外部设备供电。

这里，应当理解的是，在外部电源断电时，第二P沟道MOS场效应管Q2瞬间处于饱和状态，并且检测电路可以瞬间检测到外部电源断电，并将高电平信号发送至控制板，控制板根据高电平信号发送至NPN型三极管Q3以驱动第一P沟道MOS场效应管Q1处于饱和状态，从而保证在外部电源断电时内部电源能立即对外部设备进行供电。

下面具体介绍外部电源正常供电时，该供电电路的供电原理为：

外部电源正常供电时，供电电压为5V，第二P沟道MOS场效应管Q2栅极相对于源极的电压Vgs为5V-4.2V＝0.8V，第二P沟道MOS场效应管Q2的阈值电压Vt为-2.2V，第一P沟道MOS场效应管Q1的Vgs>Vt，此时第二P沟道MOS场效应管Q2处于关闭状态，内部电源对外不输出电流，充电电路可以对内部电源进行充电。

同时检测电路检测到外部电源正常供电，则向控制板发送发送0V的高电平信号，控制板接收到检测电路发送的0V的低电平控制信号后，第二二极管D2的电压为0V，第二二极管D2不驱动NPN型三极管Q3工作。而由于供电电压为5V，驱动第一肖特基二极管D3工作，第一肖特基二极管D3的负向压降为2.2V，此时第一电阻R1两端的电压为2.8V，也就是第一二极管D1正极的电压为2.8V，第一二极管D1的正向压降为0.7V，因此第一二极管D1负极的电压为2.1V，第一二极管D1可以正常驱动NPN型三极管Q3工作，此时NPN型三极管Q3集电极的电压为0.7V，则第一P沟道MOS场效应管Q1栅极相对于源极的电压Vgs为0.7-5＝-4.3V，第一P沟道MOS场效应管Q1的阈值电压Vt为-2.2V，第一P沟道MOS场效应管Q1的Vgs<Vt，此时第一P沟道MOS场效应管Q1处于饱和状态，第一P沟道MOS场效应管Q1的内阻接近0欧姆，外部电源的电流经过第一P沟道MOS场效应管Q1流向外部设备，从而为外部设备进行充电。

这里，应当理解的是，外部电源重新正常供电时，第二P沟道MOS场效应管Q2瞬间处于关闭状态，并且检测电路可以瞬间检测到外部电源供电，并将低电平信号发送至控制板，控制板无法驱动NPN型三极管Q3工作，同时第一二极管D1驱动NPN型三极管Q3以使第一P沟道MOS场效应管Q1处于饱和状态，从而保证在外部电源重新供电时能立即对外部设备进行供电。

利用上述供电电路，在外部电源断电的情况下，可以自动实现内部电源供电，相比于采用现有供电电路，本申请提供的供电电路，不仅可以瞬间实现外部电源供电方式与内部电源供电方式的自动切换，而且供电电路采用分立元件实现供电方式的切换，提高了硬件的稳定性。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：第一电源电路、第二电源电路、第一开关电路、第二开关电路、控制驱动电路和检测电路；

所述第一电源电路与所述控制驱动电路连接；所述第一电源电路与所述检测电路连接，所述检测电路与所述控制驱动电路连接；所述控制驱动电路与所述第一开关电路连接；所述第一电源电路与所述第二电源电路连接，所述第二电源电路与所述第二开关电路连接，所述第二开关电路与所述第一开关电路连接；

所述检测电路用于在检测到所述第一电源电路断电时，向所述控制驱动电路发送电平信号；所述控制驱动电路用于根据接收的所述电平信号控制所述第一开关电路闭合；所述第二开关电路与所述第二电源电路连接侧的电压高于所述第二开关电路与所述第一开关电路连接侧的电压时，所述第二开关电路闭合；所述第二电源电路用于向外部设备供电。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制驱动电路包括第一稳压二极管、第一电阻、第一二极管、第二二极管、控制板以及NPN型三极管；

所述第一稳压二极管的负极与所述第一电源电路连接，所述第一稳压二极管的正极通过所述第一电阻接地；

所述第一稳压二极管的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述NPN型三极管的基极连接；

所述控制板与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述NPN型三极管的基极连接；

所述NPN型三极管的集电极与所述第一开关电路连接。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一P沟道MOS场效应管；

所述第一P沟道MOS场效应管的栅极与所述NPN型三极管的集电极连接；

所述第一P沟道MOS场效应管的源极与所述第二开关电路连接。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第二开关电路包括第二P沟道MOS场效应管；

所述第二P沟道MOS场效应管的漏极与所述第一P沟道MOS场效应管的源极连接；

所述第二P沟道MOS场效应管的源极与所述第二电源电路连接。

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述检测电路包括第一肖特基二极管、第二电阻和第二稳压二极管；

所述第一肖特基二极管的正极与所述第一电源电路连接；

所述第一肖特基二极管的负极与所述第二电阻连接；

所述第二电阻与所述控制板连接；

所述第二稳压二极管的负极与所述第二电阻连接；

所述第二稳压二极管的正极接地。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，还包括充电电路；

所述第一肖特基二极管的负极与所述充电电路的输入电压端连接；所述第二电源电路与所述充电电路的电源端连接。

7.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，还包括第二肖特基二极管；

所述第二肖特基二极管的正极与所述第一电源电路连接；所述第二肖特基二极管的负极与所述第二P沟道MOS场效应管的栅极和漏极连接。

8.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，包括：所述第一P 沟道MOS场效应管的漏极与所述外部设备连接。

9.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，包括：所述第一电源电路的供电电压高于所述第二电源电路的供电电压。

10.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，包括：所述第二电源电路包括电池；

所述电池的正极连接所述第二P沟道MOS场效应管的源极，所述电池的负极接地；

所述电池的正极连接所述充电电路的电源端。