CN212784801U - 一种多个电池串联供电的电源管理装置及pos机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源管理领域，公开了一种多个电池串联供电的电源管理装置及POS机，通过电源电路根据外部电压或电池电压生成直流电；直流电的电压匹配电源管理芯片；电源切换电路基于外部电压和直流电输出外部供电电压，或根据电池电压生成的直流电生成系统电压；按键组件提供按键信号；供电管理电路根据外部供电电压生成内部供电电压，或根据系统电压和按键信号生成内部供电电压，供电管理电路包括电源管理芯片；由于生成的系统电压低于供电管理电路中电源管理芯片的系统电压端的上限电压，故在提高了外围设备的驱动能力的同时，实现了对多个电池串联供电的电源管理。

Description

一种多个电池串联供电的电源管理装置及POS机

技术领域

本实用新型属于电源管理领域，尤其涉及一种多个电池串联供电的电源管理装置及POS机。

背景技术

传统的电源管理装置中，开关模块根据控制信号连通电池电压以提供系统电压，其中电池电压由单电池提供，供电管理电路分别接入外部电压和系统电压，由于系统电压为单电池的电压，故系统电压小于供电管理电路中的电源管理芯片的系统电压端的上限电压，电源管理装置可以根据外部电压自动开机，或者根据系统电压和按键信号实现手动开机。

然而，对于包含外围设备(如打印机)的装置，单电池电压无法驱动外围设备，需要使用多个电池串联供电，此时，如果开关模块根据控制信号连通电池电压以提供系统电压，则系统电压远大于供电管理电路中的电源管理芯片的系统电压端的上限电压，从而导致电源管理装置无法工作，甚至烧毁电源管理芯片。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多个电池串联供电的电源管理装置及POS机，旨在解决传统的电源管理装置存在的在系统电压远大于供电管理电路中的电源管理芯片的系统电压端的上限电压时，会导致电源管理装置无法正常工作，甚至烧毁电源管理芯片的问题。

本实用新型是这样实现的，一种多个电池串联供电的电源管理装置，包括：

配置为根据外部电压或电池电压生成直流电的电源电路；所述直流电的电压匹配电源管理芯片；

与所述电源电路连接，配置为基于所述外部电压和所述直流电输出外部供电电压，或根据所述电池电压生成的直流电生成系统电压的电源切换电路；

配置为提供按键信号的按键组件；

与所述电源切换电路和所述按键组件连接，配置为根据所述外部供电电压生成内部供电电压，或根据所述系统电压和所述按键信号生成所述内部供电电压的供电管理电路，所述供电管理电路包括所述电源管理芯片。

在其中一个实施例中，所述电源电路包括：

用于选择接入所述外部电压或所述电池电压并输出的电压选择电路；

与所述电压选择电路和所述电源切换电路连接，配置为对所述外部电压或所述电池电压进行降压以生成所述直流电的电源转换电路。

在其中一个实施例中，所述电压选择电路包括第一场效应管、第一二极管、第一电容以及第一电阻；

所述第一场效应管的栅极、所述第一电容的第一端、所述第一二极管的正极以及所述第一电阻共同构成所述电压选择电路的外部电压输入端，所述第一场效应管的漏极为所述电压选择电路的电池电压输入端，所述第一二极管的负极和所述第一场效应管的源极共同构成所述电压选择电路的输出端。

在其中一个实施例中，所述电源转换电路包括降压芯片、第一电感、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第五电阻；

所述降压芯片的输入端、所述第二电容的第一端以及所述第二电阻的第一端共同构成所述电源转换电路的输入端，所述第二电阻的第二端与所述第三电容的第一端、所述第三电阻的第一端以及所述降压芯片的使能端连接，所述降压芯片的电感端与所述第四电容的第一端和所述第一电感的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述降压芯片的自举端连接，所述第一电感的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第五电容的第一端以及所述第六电容的第一端共同构成所述电源转换电路的直流电输出端，所述降压芯片的反馈端与所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述降压芯片的接地端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第三电阻的第二端以及所述第五电阻的第二端共接于电源地。

在其中一个实施例中，所述电源切换电路包括第二场效应管、第一三极管、第二二极管、第七电容、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；

所述第二场效应管的源极、所述第二二极管的正极、所述第七电容的第一端以及所述第六电阻的第一端共同构成所述电源切换电路的直流电输入端，所述第二二极管的负极为所述电源切换电路的系统电压输出端，所述第二场效应管的漏极为所述电源切换电路的外部供电电压输出端，所述第二场效应管的栅极与所述第七电阻的第一端、所述第七电容的第二端以及所述第六电阻的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端为所述电源切换电路的外部电压输入端，所述第一三极管的发射极与电源地连接。

在其中一个实施例中，所述供电管理电路包括电源管理芯片、第二电感以及第七电容；

所述电源管理芯片的系统电源端和所述电源管理芯片的直流电源输入端共同构成所述供电管理电路的系统电压输入端，所述电源管理芯片的适配器电源端和所述电源管理芯片的USB电源端共同构成所述供电管理电路的外部供电电压输入端，所述电源管理芯片的开机端为所述供电管理电路的按键信号输入端，所述电源管理芯片的电感端与所述第二电感的第一端连接，所述电源管理芯片的输出电压反馈端、所述第二电感的第二端以及所述第七电容的第一端共同构成所述供电管理电路的内部供电电压输出端，所述第七电容的第二端与电源地连接。

在其中一个实施例中，所述按键组件包括按键。

本实用新型实施例还提供一种POS机，所述POS机包括如上述的多个电池串联供电的电源管理装置。

本实用新型实施例生成的系统电压低于供电管理电路中电源管理芯片的系统电压端的上限电压，故在提高了外围设备的驱动能力的同时，实现了对多个电池串联供电的电源管理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术实用新型，下面将对实施例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。

图1为本实用新型实施例提供的多个电池串联供电的电源管理装置的一种模块结构图；

图2为本实用新型实施例提供的多个电池串联供电的电源管理装置电源电路的一种模块结构图；

图3为本实用新型实施例提供的多个电池串联供电的电源管理装置的示例电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的多个电池串联供电的电源管理装置供电管理电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了本实用新型实施例提供的多个电池串联供电的电源管理装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

上述多个电池串联供电的电源管理装置包括电源电路11、电路电源切换电路12、按键组件13以及供电管理电路14。

电源电路11配置为根据外部电压或电池电压生成直流电；直流电的电压匹配电源管理芯片；电源切换电路与电源电路11连接，配置为基于外部电压和直流电输出外部供电电压，或根据电池电压生成的直流电生成系统电压；按键组件13配置为提供按键信号；供电管理电路14与电源切换电路和按键组件13连接，配置为根据外部供电电压生成内部供电电压，或根据系统电压和按键信号生成内部供电电压，供电管理电路包括电源管理芯片。

具体地，电源电路11具体配置为对外部电压或电池电压进行降压以生成电压匹配电源管理芯片的直流电。

作为示例而非限定，外部电压可由电源适配器提供或者通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接器转接。

如图2所示，电源电路11包括电压选择电路111和电源转换电路112。

电压选择电路111用于选择接入外部电压或电池电压并输出；电源转换电路112与电压选择电路111和电源切换电路连接，配置为对外部电压或电池电压进行降压以生成直流电。

图3示出了本实用新型实施例提供的多个电池串联供电的电源管理装置的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

电压选择电路111包括第一场效应管M1、第一二极管D1、第一电容C1以及第一电阻R1；

第一场效应管M1的栅极、第一电容C1的第一端、第一二极管D1的正极以及第一电阻R1共同构成电压选择电路111的外部电压输入端，第一场效应管 M1的漏极为电压选择电路111的电池电压输入端，第一二极管D1的负极和第一场效应管M1的源极共同构成电压选择电路111的输出端。

电源转换电路112包括降压芯片U1、第一电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5；

降压芯片U1的输入端IN、第二电容C2的第一端以及第二电阻R2的第一端共同构成电源转换电路112的输入端，第二电阻R2的第二端与第三电容C3 的第一端、第三电阻R3的第一端以及降压芯片U1的使能端EN连接，降压芯片U1的电感端LX与第四电容C4的第一端和第一电感L1的第一端连接，第四电容C4的第二端与降压芯片U1的自举端BS连接，第一电感L1的第二端、第四电阻R4的第一端、第五电容C5的第一端以及第六电容C6的第一端共同构成电源转换电路112的直流电输出端，降压芯片U1的反馈端FB与第四电阻R4 的第二端和第五电阻R5的第一端连接，第二电容C2的第二端、第三电容C3 的第二端、降压芯片U1的接地端GND、第五电容C5的第二端、第六电容C6 的第二端、第三电阻R3的第二端以及第五电阻R5的第二端共接于电源地。

电源切换电路包括第二场效应管M2、第一三极管Q1、第二二极管D2、第七电容C7、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8；

第二场效应管M2的源极、第二二极管D2的正极、第七电容C7的第一端以及第六电阻R6的第一端共同构成电源切换电路的直流电输入端，第二二极管 D2的负极为电源切换电路的系统电压输出端，第二场效应管M2的漏极为电源切换电路的外部供电电压输出端，第二场效应管M2的栅极与第七电阻R7的第一端、第七电容C7的第二端以及第六电阻R6的第二端连接，第七电阻R7的第二端与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极与第八电阻R8 的第一端连接，第八电阻R8的第二端为电源切换电路的外部电压输入端，第一三极管Q1的发射极与电源地连接。

供电管理电路14包括电源管理芯片U2、第二电感L2以及第七电容C7；

电源管理芯片U2的系统电源端IPSOUT和电源管理芯片U2的直流电源输入端VIN共同构成供电管理电路14的系统电压输入端，电源管理芯片U2的适配器电源端ACIN和电源管理芯片U2的USB电源端VBUS共同构成供电管理电路14 的外部供电电压输入端，电源管理芯片U2的开机端PWRON为供电管理电路14 的按键信号输入端，电源管理芯片U2的电感端Lx与第二电感L2的第一端连接，电源管理芯片U2的输出电压反馈端DCDC、第二电感L2的第二端以及第七电容 C7的第一端共同构成供电管理电路14的内部供电电压输出端，第七电容C7的第二端与电源地连接。

其中，图3中的供电管理电路14的电路图为简化的示例电路图。

按键组件13包括按键K1。

以下结合工作原理对图3所示的作进一步说明：

当接入外部电压VIN时，第一场效应管M1的栅极为高电平，第一场效应管 M1截止，第一二极管D1导通以连通外部电压VIN；当未接入外部电压VIN时，第一场效应管M1的栅极为低电平，第一场效应管M1导通以连通电池电压VBAT；

降压芯片U1的输入端IN接入外部电压VIN或电池电压VBAT，降压芯片 U1对外部电压VIN或电池电压VBAT进行降压以生成电压匹配电源管理芯片的直流电并经第一电感L1输出。

当接入外部电压VIN时，第一三极管Q1导通，第二场效应管M2的栅极的高电平，第二场效应管M2导通并连通直流电以生成外部供电电压，电源管理芯片U2的适配器电源端ACIN和电源管理芯片U2的USB电源端VBUS输入外部供电电压，电源管理芯片U2根据外部供电电压自动开机，并根据外部供电电压生成内部供电电压VSYS经第二电感L2输出。

具体地，如图4所示，电源管理芯片U2中的第三场效应管M3和第四场效应管M4连通外部供电电压至电源管理芯片U2的系统电源端IPSOUT，外部供电电压经电源管理芯片U2的系统电源端IPSOUT传输至电源管理芯片U2的直流电源输入端VIN，最后，通过第五场效应管M5、第六场效应管M6、第二电感L2和第七电容C7对外部供电电压进行转换以生成内部供电电压VSYS，并从第二电感 L2的第二端输出。

当未接入外部电压VIN时，第一三极管Q1截止，第二场效应管M2截止，直流电流经第二二极管D2输出以生成系统电压，系统电压流入电源管理芯片U2 的系统电源端IPSOUT和电源管理芯片U2的直流电源输入端VIN，按键K1提供按键信号，电源管理芯片U2根据系统电压和按键信号实现手动开机，并根据系统电压生成内部供电电压VSYS并经第二电感L2输出。

具体地，如图4所示，系统电压经电源管理芯片U2的系统电源端IPSOUT 传输至电源管理芯片U2的直流电源输入端VIN，然后，通过第五场效应管M5、第六场效应管M6、第二电感L2和第七电容C7对系统电压进行转换以生成内部供电电压VSYS，并从第二电感L2的第二端输出。

本实用新型实施例还提供一种销售终端(Point of Sale，POS机)，所述 POS机包括上述的多个电池串联供电的电源管理装置。

本实用新型实施例通过电源电路根据外部电压或电池电压生成直流电；直流电的电压匹配电源管理芯片；电源切换电路基于外部电压和直流电输出外部供电电压，或根据电池电压生成的直流电生成系统电压；按键组件提供按键信号；供电管理电路根据外部供电电压生成内部供电电压，或根据系统电压和按键信号生成内部供电电压，供电管理电路包括电源管理芯片；由于生成的系统电压低于供电管理电路中电源管理芯片的系统电压端的上限电压，故在提高了外围设备的驱动能力的同时，实现了对多个电池串联供电的电源管理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，包括：

配置为根据外部电压或电池电压生成直流电的电源电路；所述直流电的电压匹配电源管理芯片；

与所述电源电路连接，配置为基于所述外部电压和所述直流电输出外部供电电压，或根据所述电池电压生成的直流电生成系统电压的电源切换电路；

配置为提供按键信号的按键组件；

与所述电源切换电路和所述按键组件连接，配置为根据所述外部供电电压生成内部供电电压，或根据所述系统电压和所述按键信号生成所述内部供电电压的供电管理电路，所述供电管理电路包括所述电源管理芯片。

2.如权利要求1所述的多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，所述电源电路包括：

用于选择接入所述外部电压或所述电池电压并输出的电压选择电路；

与所述电压选择电路和所述电源切换电路连接，配置为对所述外部电压或所述电池电压进行降压以生成所述直流电的电源转换电路。

3.如权利要求2所述的多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，所述电压选择电路包括第一场效应管、第一二极管、第一电容以及第一电阻；

所述第一场效应管的栅极、所述第一电容的第一端、所述第一二极管的正极以及所述第一电阻共同构成所述电压选择电路的外部电压输入端，所述第一场效应管的漏极为所述电压选择电路的电池电压输入端，所述第一二极管的负极和所述第一场效应管的源极共同构成所述电压选择电路的输出端。

4.如权利要求2所述的多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，所述电源转换电路包括降压芯片、第一电感、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第五电阻；

所述降压芯片的输入端、所述第二电容的第一端以及所述第二电阻的第一端共同构成所述电源转换电路的输入端，所述第二电阻的第二端与所述第三电容的第一端、所述第三电阻的第一端以及所述降压芯片的使能端连接，所述降压芯片的电感端与所述第四电容的第一端和所述第一电感的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述降压芯片的自举端连接，所述第一电感的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第五电容的第一端以及所述第六电容的第一端共同构成所述电源转换电路的直流电输出端，所述降压芯片的反馈端与所述第四电阻的第二端和所述第五电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述降压芯片的接地端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第三电阻的第二端以及所述第五电阻的第二端共接于电源地。

5.如权利要求1所述的多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，所述电源切换电路包括第二场效应管、第一三极管、第二二极管、第七电容、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；

所述第二场效应管的源极、所述第二二极管的正极、所述第七电容的第一端以及所述第六电阻的第一端共同构成所述电源切换电路的直流电输入端，所述第二二极管的负极为所述电源切换电路的系统电压输出端，所述第二场效应管的漏极为所述电源切换电路的外部供电电压输出端，所述第二场效应管的栅极与所述第七电阻的第一端、所述第七电容的第二端以及所述第六电阻的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端为所述电源切换电路的外部电压输入端，所述第一三极管的发射极与电源地连接。

6.如权利要求1所述的多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，所述供电管理电路包括电源管理芯片、第二电感以及第七电容；

所述电源管理芯片的系统电源端和所述电源管理芯片的直流电源输入端共同构成所述供电管理电路的系统电压输入端，所述电源管理芯片的适配器电源端和所述电源管理芯片的USB电源端共同构成所述供电管理电路的外部供电电压输入端，所述电源管理芯片的开机端为所述供电管理电路的按键信号输入端，所述电源管理芯片的电感端与所述第二电感的第一端连接，所述电源管理芯片的输出电压反馈端、所述第二电感的第二端以及所述第七电容的第一端共同构成所述供电管理电路的内部供电电压输出端，所述第七电容的第二端与电源地连接。

7.如权利要求1所述的多个电池串联供电的电源管理装置，其特征在于，所述按键组件包括按键。

8.一种POS机，其特征在于，所述POS机包括如权利要求1至7任意一项所述的多个电池串联供电的电源管理装置。

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