CN211508618U - 一种多输入直流电源切换电路、多输入电源适配器及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种多输入直流电源切换电路、多输入电源适配器及设备。所述电路包括：用于输入直流电源的标准电源输入端、用于输入直流电源的第一电源输入端、用于输出直流电源的电源输出端、用于控制电源导通的开关子电路、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第一开关转换子电路；开关子电路的输入端与标准电源输入端电连接，且输出端与电源输出端电连接；第一开关转换子电路的输入端与第一电源输入端电连接，且输出端与电源输出端电连接；标准电源输入端与第一开关转换子电路的使能信号端电连接；其中，电源输出端输出的目标电压与标准电源输入端输入的电压相同。因此，本实用新型在多输入电源时提高了电路工作的可靠性。

Description

一种多输入直流电源切换电路、多输入电源适配器及设备

技术领域

本实用新型涉及多输入直流电源切换技术领域，尤其涉及一种多输入直流电源切换电路、多输入电源适配器及设备。

背景技术

由于存在多种不同的电源电压，为了增加电子设备的应用场景，要求一台电子设备兼容不同的电源电压，例如，电源电压采用12V和5V，电子设备的工作电压采用5V。

为了减少电路种类，降低成本，在电子设备中设置电源切换子电路。目前的电源切换子电路在电源电压(5V)和电子设备的工作电压(5V)相同的电路中利用二极管实现单向导通功能，在电源电压(12V)和电子设备的工作电压(5V)不相同的电路中利用电压转换功能，从而实现同一电子设备兼容两种不同的电源电压。由于二极管单向导通有0.5V～0.7V的压降，从而使电源切换子电路输出给电子设备的工作电压与电源电压相比减少了0.5V～0.7V，比预期电压(5V)低，当电源电压因干扰低于5V时，存在导致电子设备的电路不能正常工作的风险，降低了电子设备的电路工作的可靠性。因此，开发一种在多输入电源时提高工作可靠性的多输入直流电源切换电路显得尤为重要。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提出了一种多输入直流电源切换电路、多输入电源适配器及设备。

第一方面，本实用新型提出了一种多输入直流电源切换电路，包括：用于输入直流电源的标准电源输入端、用于输入直流电源的第一电源输入端、用于输出直流电源的电源输出端、用于控制电源导通的开关子电路、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第一开关转换子电路；

所述开关子电路的输入端与所述标准电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；

所述第一开关转换子电路的输入端与所述第一电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；

所述标准电源输入端与所述第一开关转换子电路的使能信号端电连接；

其中，电源输出端输出的目标电压与所述标准电源输入端输入的电压相同。

在一个实施例中，所述开关子电路包括：单向导通部件、用于控制所述单向导通部件导通或关闭的单向导通控制部件；

所述单向导通部件与所述单向导通控制部件、所述标准电源输入端及所述电源输出端电连接，以用于在所述标准电源输入端与所述电源输出端之间进行单向导通或关闭；

所述单向导通控制部件与所述标准电源输入端及所述电源输出端电连接。

在一个实施例中，所述单向导通部件采用N通道MOSFET，所述单向导通控制部件采用理想二极管控制器；

所述N通道MOSFET的源极与所述理想二极管控制器的A引脚及所述标准电源输入端电连接，且漏极与所述理想二极管控制器的C引脚及所述电源输出端电连接，以及栅极与所述理想二极管控制器的GATE引脚电连接；

所述理想二极管控制器的A引脚与所述标准电源输入端电连接，且C引脚及VDD引脚与所述电源输出端电连接。

在一个实施例中，所述第一开关转换子电路包括反相器、直流电压转换部件；

所述反相器的两端分别与所述直流电压转换部件的使能信号端及所述标准电源输入端电连接；

所述直流电压转换部件的输入端与所述第一电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接。

在一个实施例中，当所述第一电源输入端的电压高于电源输出端输出的目标电压时，所述直流电压转换部件采用直流降压转换部件；

当所述第一电源输入端的电压低于电源输出端输出的目标电压时，所述直流电压转换部件采用直流升压转换部件。

在一个实施例中，所述电路还包括用于输入直流电源的第二电源输入端、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第二开关转换子电路；

所述第二开关转换子电路的输入端与所述第二电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；

所述标准电源输入端与所述第二开关转换子电路的使能信号端电连接。

在一个实施例中，所述电路还包括逻辑控制子电路、标准电源接入端、第一电源接入端、第二电源接入端；

所述逻辑控制子电路的输入端分别与所述标准电源接入端、所述第一电源接入端、所述第二电源接入端电连接，且输出端分别与所述标准电源输入端、所述第一电源输入端、所述第二电源输入端电连接，以用于在所述标准电源接入端与所述标准电源输入端之间、所述第一电源接入端与所述第一电源输入端之间、所述第二电源接入端与所述第二电源输入端之间控制直流电源的导通或关闭。

在一个实施例中，所述第一电源输入端输入的电压与所述第二电源输入端输入的电压不相同。

第二方面，本实用新型还提出了一种多输入电源适配器，包括：第一方面任一项所述的多输入直流电源切换电路。

第三方面，本实用新型还提出了一种电子设备，包括：第一方面任一项所述的多输入直流电源切换电路，或第二方面所述的多输入电源适配器。

综上所述，本实用新型的多输入直流电源切换电路所述开关子电路的输入端与所述标准电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；所述第一开关转换子电路的输入端与所述第一电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；所述标准电源输入端与所述第一开关转换子电路的使能信号端电连接；其中，电源输出端输出的目标电压与所述标准电源输入端输入的电压相同；避免直接采用二极管实现单向导通功能，从而避免了二极管单向导通的压降，在多输入电源时提高了电路工作的可靠性。因此，本实用新型避免了二极管单向导通的压降，在多输入电源时提高了电路工作的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

其中：

图1为一个实施例中多输入直流电源切换电路的结构框图；

图2为图1的多输入直流电源切换电路的部分电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，在一个实施例中，提出了一种多输入直流电源切换电路，包括：用于输入直流电源的标准电源输入端11、用于输入直流电源的第一电源输入端21、用于输出直流电源的电源输出端80、用于控制电源导通的开关子电路12、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第一开关转换子电路22；

所述开关子电路12的输入端与所述标准电源输入端11电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；

所述第一开关转换子电路22的输入端与所述第一电源输入端21电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；

所述标准电源输入端11与所述第一开关转换子电路22的使能信号端电连接；

其中，电源输出端80输出的目标电压与所述标准电源输入端11输入的电压相同。

本实施例的多输入直流电源切换电路所述开关子电路12的输入端与所述标准电源输入端11电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；所述第一开关转换子电路22的输入端与所述第一电源输入端21电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；所述标准电源输入端11与所述第一开关转换子电路22的使能信号端电连接；其中，电源输出端80输出的目标电压与所述标准电源输入端11输入的电压相同；避免直接采用二极管实现单向导通功能，从而避免了二极管单向导通的压降，在多输入电源时提高了电路工作的可靠性。

在一个实施例中，所述开关子电路12包括：单向导通部件121、用于控制所述单向导通部件121导通或关闭的单向导通控制部件122；

所述单向导通部件121与所述单向导通控制部件122、所述标准电源输入端11及所述电源输出端80电连接，以用于在所述标准电源输入端11与所述电源输出端80之间进行单向导通或关闭；

所述单向导通控制部件122与所述标准电源输入端11及所述电源输出端80电连接。

在一个实施例中，所述单向导通部件121采用N通道MOSFET(金氧半场效晶体管)，所述单向导通控制部件122采用理想二极管控制器；

所述N通道MOSFET的源极与所述理想二极管控制器的A引脚及所述标准电源输入端11电连接，且漏极与所述理想二极管控制器的C引脚及所述电源输出端80电连接，以及栅极与所述理想二极管控制器的GATE(栅极)引脚电连接；

所述理想二极管控制器的A引脚与所述标准电源输入端11电连接，且C引脚及VDD(电源端)引脚与所述电源输出端80电连接。

所述N通道MOSFET可以根据的规格根据多输入直流电源切换电路的输出电流进行选择，在此不做赘述。

可以理解的是，所述单向导通部件121还可以从现有技术中选择可以实现相应功能的集成电路，在此举例不做具体限定。

可以理解的是，所述单向导通控制部件122可以从现有技术中选择理想二极管驱动芯片，也可以选择可以实现相应功能的集成电路，在此举例不做具体限定。

标准电源输入端11输入电源时，理想二极管控制器的GATE引脚输出高电压，使所述N通道MOSFET打开单向导通功能，因所述N通道MOSFET在单向导通时电阻很低，从而使标准电源输入端11与电源输出端80之间的压降很小，该压降远小于采用二极管的正向导通方案的压降，此时所述第一开关转换子电路22的使能信号端被拉低，所述第一开关转换子电路22被禁止工作，第一电源输入端21到电源输出端80之间的通路无效，标准电源输入端11到电源输出端80之间的通路有效，标准电源输入端11与电源输出端80之间的压降因较小基本可以被忽略，从而在标准电源输入端11输入的电压因干扰低于预期电压时，电子设备的电路还能正常的工作，提高了电路工作的可靠性。

当第一电源输入端21输入电源且标准电源输入端11不输入电源时，所述理想二极管控制器的GATE引脚输出低电平，所述N通道MOSFET处于高阻不导通状态，所述第一开关转换子电路22的使能信号端被拉高，所述第一开关转换子电路22被使能，第一电源输入端21到电源输出端80之间的通路有效，标准电源输入端11到电源输出端80之间的通路无效，第一电源输入端21经过所述第一开关转换子电路22转换后输出到电源输出端80。

比如，电源输出端80输出的目标电压与所述标准电源输入端11输入的电压都是5V时，标准电源输入端11与电源输出端80之间的压降为10mV，远低于小于采用二极管的正向导通方案0.5V～0.7V的压降，在此举例不做具体限定。

在一个实施例中，所述第一开关转换子电路22包括反相器221、直流电压转换部件222；

所述反相器221的两端分别与所述直流电压转换部件222的使能信号端及所述标准电源输入端11电连接；

所述直流电压转换部件222的输入端与所述第一电源输入端21电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接。

所述直流电压转换部件222可以从现有技术中选择直流电压转换芯片，也可以选择可以实现相应功能的集成电路，在此举例不做具体限定。

在一个实施例中，当所述第一电源输入端21的电压高于电源输出端80输出的目标电压时，所述直流电压转换部件222采用直流降压转换部件；

当所述第一电源输入端21的电压低于电源输出端80输出的目标电压时，所述直流电压转换部件222采用直流升压转换部件。从而使多输入直流电源切换电路可以选择输入多输入直流电源切换电路的任意一个电压作为标准电源输入端11，增加了多输入直流电源切换电路的应用场景。

所述直流降压转换部件选择具有降压功能的部件，根据所述第一电源输入端21的电压与电源输出端80输出的目标电压选择具体规格。

所述直流升压转换部件选择具有升压功能的部件，根据所述第一电源输入端21的电压与电源输出端80输出的目标电压选择具体规格。

在一个实施例中，所述电路还包括用于输入直流电源的第二电源输入端31、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第二开关转换子电路32；

所述第二开关转换子电路32的输入端与所述第二电源输入端31电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；

所述标准电源输入端11与所述第二开关转换子电路32的使能信号端电连接。从而使多输入直流电源切换电路可以兼容三个输入电源，增加了多输入直流电源切换电路的应用场景。

所述第二开关转换子电路32包括第一反相器321、第一直流电压转换部件322；所述第二开关转换子电路32的第一反相器321的两端分别与所述第二开关转换子电路32的第一直流电压转换部件322的使能信号端及所述标准电源输入端11电连接；所述第二开关转换子电路32的第一直流电压转换部件322的输入端与所述第一电源输入端21电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接。

可以理解的是，还可以参照第一电源输入端21与第一开关转换子电路22之间的配合子电路、第二电源输入端31与第二开关转换子电路32之间的配合子电路，可以增加更多配合子电路，从而使多输入直流电源切换电路可以兼容至少四个输入电源，从而进一步增加了多输入直流电源切换电路的应用场景。

在一个实施例中，所述电路还包括逻辑控制子电路81、标准电源接入端10、第一电源接入端20、第二电源接入端30；

所述逻辑控制子电路81的输入端分别与所述标准电源接入端10、所述第一电源接入端20、所述第二电源接入端30电连接，且输出端分别与所述标准电源输入端11、所述第一电源输入端21、所述第二电源输入端31电连接，以用于在所述标准电源接入端10与所述标准电源输入端11之间、所述第一电源接入端20与所述第一电源输入端21之间、所述第二电源接入端30与所述第二电源输入端31之间控制直流电源的导通或关闭。

可以理解的是，通过逻辑控制子电路81可以在标准电源接入端10、第一电源接入端20、第二电源接入端30中至少一个接通外接电源时，确保每次只有一个外接电源用于多输入直流电源切换电路进行电源切换后输入电子设备的电路，从而避免多输入直流电源切换电路的多通路的元件同时工作，延长了多输入直流电源切换电路的使用寿命。

逻辑控制子电路81选择接通的外接电源，可以通过按钮触发，也可以是逻辑控制子电路81控制实现自动选择。自动选择的规则可以是标准电源接入端10、第一电源接入端20、第二电源接入端30的优先级从高到低，在此举例不做具体限定。

所述逻辑控制子电路81可以从现有技术中选择可以实现相应功能的集成电路，在此不做赘述。

标准电源接入端10、第一电源接入端20、第二电源接入端30可以从现有技术中选择插座、插头，在此举例不做具体限定。

在一个实施例中，所述第一电源输入端21输入的电压与所述第二电源输入端31输入的电压不相同。所述第一开关转换子电路22与所述第二开关转换子电路32的采用不同规格的直流电压转换部件222。

在一个实施例中，所述第一电源输入端21输入的电压与所述第二电源输入端31输入的电压相同。所述第一开关转换子电路22的直流电压转换部件222与所述第二开关转换子电路32的采用相同规格的第一直流电压转换部件322。此时多输入直流电源切换电路具有备份电源的功能，提高了多输入直流电源切换电路工作的稳定性。

在一个实施例中，提出了一种多输入电源适配器，包括：上述任一项所述的多输入直流电源切换电路。

本实施例的多输入直流电源切换电路所述开关子电路12的输入端与所述标准电源输入端11电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；所述第一开关转换子电路22的输入端与所述第一电源输入端21电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；所述标准电源输入端11与所述第一开关转换子电路22的使能信号端电连接；其中，电源输出端80输出的目标电压与所述标准电源输入端11输入的电压相同；避免直接采用二极管实现单向导通功能，从而避免了二极管单向导通的压降，在多输入电源时提高了电路工作的可靠性。

所述多输入电源适配器用于对至少两种不同电压的输入电源适配后向其他电路输出相同电压的电源，按连接方式可分为插墙式和桌面式。

在一个实施例中，提出了一种电子设备，包括：上述任一项所述的多输入直流电源切换电路，或上述所述的多输入电源适配器。

本实施例的电子设备的多输入直流电源切换电路所述开关子电路12的输入端与所述标准电源输入端11电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；所述第一开关转换子电路22的输入端与所述第一电源输入端21电连接，且输出端与所述电源输出端80电连接；所述标准电源输入端11与所述第一开关转换子电路22的使能信号端电连接；其中，电源输出端80输出的目标电压与所述标准电源输入端11输入的电压相同；避免直接采用二极管实现单向导通功能，从而避免了二极管单向导通的压降，在多输入电源时提高了电路工作的可靠性。

所述电子设备包括手机、笔记本电脑、便携式穿戴设备、PC机、液晶显示器、机器人等，在此举例不做具体限定。

用于电子设备中的多输入电源适配器可以做成外置电源，也可以集成在电子设备中，在此不做具体限定。

需要说明的是，上述一种多输入直流电源切换电路、一种多输入电源适配器、一种电子设备属于一个总的发明构思，一种多输入直流电源切换电路、一种多输入电源适配器、一种电子设备实施例中的内容可相互适用。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多输入直流电源切换电路，其特征在于，包括：用于输入直流电源的标准电源输入端、用于输入直流电源的第一电源输入端、用于输出直流电源的电源输出端、用于控制电源导通的开关子电路、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第一开关转换子电路；

所述开关子电路的输入端与所述标准电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；

所述第一开关转换子电路的输入端与所述第一电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；

所述标准电源输入端与所述第一开关转换子电路的使能信号端电连接；

其中，电源输出端输出的目标电压与所述标准电源输入端输入的电压相同。

2.如权利要求1所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，所述开关子电路包括：单向导通部件、用于控制所述单向导通部件导通或关闭的单向导通控制部件；

所述单向导通部件与所述单向导通控制部件、所述标准电源输入端及所述电源输出端电连接，以用于在所述标准电源输入端与所述电源输出端之间进行单向导通或关闭；

所述单向导通控制部件与所述标准电源输入端及所述电源输出端电连接。

3.如权利要求2所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，所述单向导通部件采用N通道MOSFET，所述单向导通控制部件采用理想二极管控制器；

所述N通道MOSFET的源极与所述理想二极管控制器的A引脚及所述标准电源输入端电连接，且漏极与所述理想二极管控制器的C引脚及所述电源输出端电连接，以及栅极与所述理想二极管控制器的GATE引脚电连接；

所述理想二极管控制器的A引脚与所述标准电源输入端电连接，且C引脚及VDD引脚与所述电源输出端电连接。

4.如权利要求1所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，所述第一开关转换子电路包括反相器、直流电压转换部件；

所述反相器的两端分别与所述直流电压转换部件的使能信号端及所述标准电源输入端电连接；

所述直流电压转换部件的输入端与所述第一电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接。

5.如权利要求4所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，当所述第一电源输入端的电压高于电源输出端输出的目标电压时，所述直流电压转换部件采用直流降压转换部件；

当所述第一电源输入端的电压低于电源输出端输出的目标电压时，所述直流电压转换部件采用直流升压转换部件。

6.如权利要求1至5任一项所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，所述电路还包括用于输入直流电源的第二电源输入端、用于控制电源导通或关闭及进行电压转换的第二开关转换子电路；

所述第二开关转换子电路的输入端与所述第二电源输入端电连接，且输出端与所述电源输出端电连接；

所述标准电源输入端与所述第二开关转换子电路的使能信号端电连接。

7.如权利要求6所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，所述电路还包括逻辑控制子电路、标准电源接入端、第一电源接入端、第二电源接入端；

所述逻辑控制子电路的输入端分别与所述标准电源接入端、所述第一电源接入端、所述第二电源接入端电连接，且输出端分别与所述标准电源输入端、所述第一电源输入端、所述第二电源输入端电连接，以用于在所述标准电源接入端与所述标准电源输入端之间、所述第一电源接入端与所述第一电源输入端之间、所述第二电源接入端与所述第二电源输入端之间控制直流电源的导通或关闭。

8.如权利要求6所述的多输入直流电源切换电路，其特征在于，所述第一电源输入端输入的电压与所述第二电源输入端输入的电压不相同。

9.一种多输入电源适配器，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的多输入直流电源切换电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的多输入直流电源切换电路，或如权利要求9所述的多输入电源适配器。

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