CN213602442U - 一种电池与电源供电切换电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池与电源供电切换电路，涉及电池供电电路技术领域，其包括切换电路和控制电路，所述控制电路输出第一信号至所述切换电路，所述切换电路根据所述第一信号切换为电池供电；所述控制电路输出第二信号至所述切换电路，所述切换电路根据所述第二信号切换为电源供电。本申请具有电源与电池供电切换时电压输出稳定以及防止电压倒灌的效果。

Description

一种电池与电源供电切换电路

技术领域

本申请涉及电池供电电路技术领域，尤其是涉及一种电池与电源供电切换电路。

背景技术

目前大多数电子技术产品中，其供电方式大致分为两种。一部分是通过直流电源供电，其特点是可持续供电，但不能随意携带，如停电情况就不能使用。另一部分是通过电池供电，其特点是携带方便，但受限于电池容量不能长时间使用，且有了电池设备体积及发热也会带来问题。但是有的场景，设备必须连续工作，且需要有紧急数据备份功能等，所以既能电源供电又能用电池供电的方式成为首选。

相关技术中包括外部电源供电和内部电池，参考图1，内部电池供电的通断控制由外部电源供电输入状态控制，当主电源和电池同时存在时，主电源通过二极管D1流到P-MOS管D2的源极，P-MOS管D2的栅极和源极的压差大于0V时，P-MOS管D2的源极和漏极不导通，由主电源VCC_DC供电。当电源供电断开时，P-MOS管D2的栅极和源极的压差小于0V，漏极和源极导通，由电池供电；在由主电源VCC_DC供电时，供电输出端VCC_OUT的电压为主电源VCC_DC减去二极管D1的压降值，使输出电压VCC_OUT降低，可能存在不能满足负载正常工作的情况，致使用电设备无法正常开机。

实用新型内容

为了克服因为压降导致的输出电压不稳定问题，本申请提供了一种电池与电源供电切换电路。

本申请提供的一种电池与电源供电切换电路采用如下的技术方案：

所述控制电路输出第一信号至所述切换电路，所述切换电路根据所述第一信号切换为电池供电；

所述控制电路输出第二信号至所述切换电路，所述切换电路根据所述第二信号切换为电源供电。

通过采用上述技术方案，切换电路的供电情况由控制电路来控制，无电源压降，能够输出稳定电压，且供电切换控制精准，响应迅速。

在本申请中，所述控制电路包括双通道开关二极管和第一控制电路；

所述双通道开关二极管在所述电源断开时接收所述电池输出的第一电压，并将所述第一电压输出至所述第一控制电路，所述第一控制电路输出所述第一信号至所述控制电路的输出端；

所述双通道开关二极管在所述电源接通时接收所述电池输出的第一电压和所述电源输出的第二电压，所述第二电压大于所述第一电压，所述双通道开关二极管将所述第二电压输出至所述第一控制电路，所述第一控制电路输出所述第二信号至所述控制电路的输出端。

通过采用上述技术方案，内部电池供电的通断情况由外部电源输入的状态来控制，控制精准且响应迅速。

在本申请中，所述第一控制电路包括第一N-MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容以及第二电容；

所述第一N-MOS管的漏极连接所述控制电路的输出端和所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述双通道开关二极管的输出端；

所述第一N-MOS管的栅极连接所述第二电容正极、所述第二电阻和所述第三电阻的一端；所述第二电阻的另一端连接所述电源的正极接入端；

所述第一N-MOS管的源极、所述第三电阻另一端、所述第一电容负极、所述第二电容负极接地；所述第一电容的正极连接所述双通道开关二极管的输出端。

通过采用上述技术方案，能够根据是否接入电源快速向切换电路输出不同的控制信号。

在本申请中，所述切换电路包括电源电路和电池电路；

所述电源电路和所述电池电路分别接收所述控制电路输出的第一信号，所述电池电路导通，所述电源电路截止；

所述电源电路和所述电池电路分别接收所述控制电路输出的第二信号，所述电源电路导通，所述电池电路截止。

通过采用上述技术方案，根据控制电路输出的不同控制信号，控制电池电路和电源电路的通断，防止出现电源电压倒灌到电池或者电池电压倒灌到电源。

在本申请中，所述电源电路包括第一P-MOS管、第二P-MOS管、第六电阻、第七电阻以及第三电容；

所述第一P-MOS管的漏极连接所述电源的正极接入端；所述第一P-MOS管的栅极连接所述第七电阻的第一端和所述第六电阻的一端以及所述第二P-MOS管的栅极，所述第六电阻的另一端连接所述控制电路的输出端；所述第一P-MOS管的源极连接所述第七电阻的第二端和所述第二P-MOS管的源极；

所述第二P-MOS管的漏极连接所述第三电容的正极和所述切换电路的输出端，所述第三电容的负极接地；所述第二P-MOS管的栅极连接所述第七电阻的第一端和所述第六电阻的一端以及所述第一P-MOS管的栅极，所述第六电阻的另一端连接所述控制电路的输出端；所述第二P-MOS管源极连接所述第七电阻的第二端和第一P-MOS管的源极。

通过采用上述技术方案，在电源断开时，进行电池供电，且能够防止电池电压倒灌，在电源接入时，能够优先进行电源供电。

在本申请中，所述电池电路包括第二N-MOS管、第三P-MOS管、PNP三极管、第四电阻、第五电阻、第八电阻、第九电阻以及第四电容；

所述第三P-MOS管的漏极连接所述电池的正极、所述第四电容的正极，所述第四电容的负极接地；所述第三P-MOS管的栅极连接所述第八电阻的第一端和所述第九电阻的第二端；所述第三P-MOS管的源极连接所述第八电阻的第二端；

所述第二N-MOS管的漏极连接所述第九电阻的第一端；所述第二N-MOS管的栅极经过所述第五电阻连接所述控制电路的输出端；所述第二N-MOS管的源极接地；

所述PNP三极管的基极经过所述第四电阻连接所述控制电路的输出端；所述PNP三极管的集电极连接所述第八电阻的第一端；所述PNP三极管的发射极连接所述第八电阻的第二端和所述切换电路的输出端。

通过采用上述技术方案，在电源断开时，电池能够进行供电，在电源接入时，能够防止电源电压倒灌电池。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.切换电路的供电情况由切换电路控制电路输出的控制信号进行控制，不仅控制精准，响应迅速，而且切换电路在电源或电池供电时，没有压降器件，不存在压降，能够输出稳定的电压，保障用电设备正常工作；

2.电源和电池切换供电时，电源电压不会倒灌到电池，烧坏电池，电池电压也不会倒灌电源输入端，防止漏电。

附图说明

图1是相关技术的电池与电源切换电路图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电池与电源供电切换电路的结构框图；

图3是本实用新型实施例中控制电路的电路图；

图4是本实用新型实施例中切换电路的电路图。

附图标记说明：10、控制电路；20、切换电路；102、第一控制电路；201、电源电路；202、电池电路；D1、二极管；D2、第四P-MOS管；R1、第十电阻；R2、第十一电阻；P、电源；BAT、电池；D101、第一P-MOS管；D102、第二P-MOS管；D105、第三P-MOS管；D103、第一N-MOS管；D104、第二N-MOS管；U101、双通道开关二极管；D106、PNP三极管；R107、第一电阻；R108、第二电阻；R109、第三电阻；R104、第四电阻；R106、第五电阻；R101、第六电阻；R102、第七电阻；R103、第八电阻；R105、第九电阻；C101、第一电容；C102、第二电容；C103、第三电容；C104、第四电容。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图2-4及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种电池与电源供电切换电路。参照图2，电池与电源供电安全切换电路包括控制电路10和切换电路20，控制电路10输出第一信号至切换电路20，切换电路20根据第一信号切换为电池供电；控制电路10输出第二信号至切换电路20，切换电路20根据第二信号切换为电源供电。

本实施例切换电路的供电情况由控制电路输出的第一信号和第二信号进行控制，不仅控制精准，响应迅速，而且在切换电路中电源电压在输出时不再经过二极管，最终输出的电源电压无压降，提高电源供电的稳定性。

在本实施例中，控制电路10包括双通道开关二极管U101和第一控制电路102；切换电路包括电源电路201和电池电路202；

其中，双通道开关二极管U101在电源P1断开时接收电池BAT输出的第一电压，并将第一电压输出至第一控制电路102，第一控制电路102输出第一信号至控制电路10的输出端；双通道开关二极管U101在电源P1接通时接收电池BAT输出的第一电压和电源P1输出的第二电压，第二电压大于第一电压，双通道开关二极管U101将第二电压输出至第一控制电路102，第一控制电路102输出第二信号至控制电路10的输出端。

其中，电源电路201和电池电路202分别接收控制电路10输出的第一信号，电池电路202导通，电源电路201截止；

电源电路201和电池电路202分别接收控制电路10输出的第二信号，电源电路201导通，电池电路202截止。

本实施通过双通道开关二极管U101实现控制电路10根据电源P1的通断发送两种的信号(第一信号或第二信号)，再通过两种信号控制电池和电源P1的通断情况，电路简单，控制精准且响应迅速，而且电源电路201导通供电时，电池电路202截止，电池电压不会倒灌到电源输入口；电池电路202导通，电源电路201截止，电源电压不会倒灌到电池输入，烧坏电池。

参照图3，本实施例第一控制电路102包括第一N-MOS管D103、第一电阻R107、第二电阻R108、第三电阻R109、第一电容C101以及第二电容C102；

第一N-MOS管D103的漏极连接控制电路10的输出端和第一电阻R107的一端，第一电阻R107的另一端连接双通道开关二极管U101的输出端；

第一N-MOS管D103的栅极连接第二电容C102正极、第二电阻R108和第三电阻R109的一端；第二电阻R108的另一端连接电源P1的正极接入端(电源插口)；

第一N-MOS管D103的源极、第三电阻R109另一端、第一电容C101负极、第二电容C102负极接地；第一电容C101的正极连接双通道开关二极管U101的输出端。

本实施例中当电源P1断开，电池BAT1供电时，电源P1的正极接入端电压VCC_DC为0，双通道开关二极管U101的输出端输出为电池BAT1电压VCC_BAT；第一N-MOS管D103栅极(连接电源P1输入端，此时电源P1与输入端断开，输入端电压VCC_DC为0)和源极(接地)都是低电平，第一N-MOS管D103漏极和源极不导通，控制电路10的输出端VCC_COMP输出为高电平，即控制电路10输出第一信号(高电平)；当电源接入时，电源P1电压大于电池BAT1电压，此时双通道开关二极管U101输出端输出为VCC_DC，第一N-MOS管D103栅极(连接电源P1输入端，此时电源P1与输入端连接，输入端电压VCC_DC为电源P1电压)为高电平，源极(接地)是低电平，此时第一N-MOS管D103漏极和源极导通，控制电路10的输出端VCC_COMP输出拉低为0，即控制电路10输出第二信号(低电平)。

当本实施例的第一信号为高电平，第二信号为低电平，参照图4，本实施例电源电路201包括第一P-MOS管D101、第二P-MOS管D102、第六电阻R101、第七电阻R102以及第三电容C103；电池电路202包括第二N-MOS管D104、PNP三极管D106、第三P-MOS管D105、第四电阻R104、第五电阻R106、第八电阻R103、第九电阻R105、第四电容C104；在本实施例中P-MOS：P沟道MOS管；N-MOS：N沟道MOS管。

电源P1的正极接入端与第一P-MOS管D101漏极、双通道开关二极管U101的第二输入端2、第二电阻R108的一端1相连接；电源P1的负极接入端接地。

本实施例的电源电路201的第一P-MOS管D101的漏极连接电源P1的正极接入端(电源P1正极)；第一P-MOS管D101的栅极连接第七电阻R102的第一端、第六电阻R101的一端2和第二P-MOS管D102的栅极，第六电阻R101的另一端1连接控制电路10的输出端VCC_COMP；第一P-MOS管D101的源极连接第七电阻R102的第二端和第二P-MOS管D102的源极；第二P-MOS管D102的漏极连接第三电容C103的正极和切换电路20的输出端VCC_OUT，第三电容C103的负极接地。

电池BAT1的正极与第三P-MOS管D105的漏极双通道开关二极管U101的第一输入端1、第四电容C104正极连接；电池BAT1的正极和第四电容C104负极接地。

本实施例的电池电路202的第三P-MOS管D105的漏极连接电池BAT1的正极，第三P-MOS管D105的栅极连接第八电阻R103的第一端、第九电阻R105的第二端和PNP三极管D106的集电极；第三P-MOS管D105的源极连接第八电阻R103的第二端、PNP三极管D106的发射极和切换电路20的输出端VCC_OUT；PNP三极管D106的基极经过第四电阻R104连接控制电路10的输出端VCC_COMP；第九电阻R105的第一端连接第二N-MOS管D104的漏极；第二N-MOS管D104的栅极经过第五电阻R106连接控制电路10的输出端VCC_COMP；第二N-MOS管D104的源极接地。

本实施例的工作原理为：

当PNP三极管D106通过第四电阻R104接收到第一信号(高电平)时，对于电池电路，PNP三极管D106的基极为高电平，PNP三极管D106不导通，第二N-MOS管D104通过第五电阻R106接收到第一信号时，第二N-MOS管D104的栅极为高电平，源极接地，第二N-MOS管D104的源极和漏极导通，第三P-MOS管D105的栅极为0，第三P-MOS管D105的源极和漏极导通，切换电路202输出端VCC_OUT输出电池电压，即电池电路202供电；对于电源电路，第一P-MOS管D101和第二P-MOS管D102的栅极都为高电平，第一P-MOS管D101和第二P-MOS管D102的栅极和源极压差大于0V，第一P-MOS管D101和第二P-MOS管D102的源极和漏极不导通，电池电压不会倒灌到电源接入端口。

当PNP三极管D106通过第四电阻R104接收到第二信号(低电平)时，对于电源电路，第一P-MOS管D101和第二P-MOS管D102的栅极都为低电平，第一P-MOS管D101和第二P-MOS管D102的栅极和源极压差小于0V，源极和漏极导通，切换电路输出端VCC_OUT输出为电源电压，即电源供电；对于电池电路，第二N-MOS管D104的栅极为低电平，源极接地，第二N-MOS管D104的源极和漏极不导通，PNP三极管D106的基极为低电平，PNP三极管D106导通，PNP三极管D106的集电极与第三P-MOS管D105的栅极和源极电压都大于0，第三P-MOS管D105的源极和漏极不导通，这样电源的电压就不会倒灌到电池，烧坏电池。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (6)

1.一种电池与电源供电切换电路，其特征在于：包括切换电路和控制电路；

所述控制电路输出第一信号至所述切换电路，所述切换电路根据所述第一信号切换为电池供电；

所述控制电路输出第二信号至所述切换电路，所述切换电路根据所述第二信号切换为电源供电。

2.根据权利要求1所述的一种电池与电源供电切换电路，其特征在于：所述控制电路包括双通道开关二极管和第一控制电路；

所述双通道开关二极管在所述电源断开时接收所述电池输出的第一电压，并将所述第一电压输出至所述第一控制电路，所述第一控制电路输出所述第一信号至所述控制电路的输出端；

所述双通道开关二极管在所述电源接通时接收所述电池输出的第一电压和所述电源输出的第二电压，所述第二电压大于所述第一电压，所述双通道开关二极管将所述第二电压输出至所述第一控制电路，所述第一控制电路输出所述第二信号至所述控制电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种电池与电源供电切换电路，其特征在于：所述第一控制电路包括第一N-MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容以及第二电容；

所述第一N-MOS管的漏极连接所述控制电路的输出端和所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述双通道开关二极管的输出端；

所述第一N-MOS管的栅极连接所述第二电容正极、所述第二电阻和所述第三电阻的一端；所述第二电阻的另一端连接所述电源的正极接入端；

所述第一N-MOS管的源极、所述第三电阻另一端、所述第一电容负极、所述第二电容负极接地；所述第一电容的正极连接所述双通道开关二极管的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种电池与电源供电切换电路，其特征在于：所述切换电路包括电源电路和电池电路；

所述电源电路和所述电池电路分别接收所述控制电路输出的第一信号，所述电池电路导通，所述电源电路截止；

所述电源电路和所述电池电路分别接收所述控制电路输出的第二信号，所述电源电路导通，所述电池电路截止。

5.根据权利要求4所述的一种电池与电源供电切换电路，其特征在于：所述电源电路包括第一P-MOS管、第二P-MOS管、第六电阻、第七电阻以及第三电容；

所述第一P-MOS管的漏极连接所述电源的正极接入端；所述第一P-MOS管的栅极连接所述第七电阻的第一端和所述第六电阻的一端以及所述第二P-MOS管的栅极，所述第六电阻的另一端连接所述控制电路的输出端；所述第一P-MOS管的源极连接所述第七电阻的第二端和所述第二P-MOS管的源极；

所述第二P-MOS管的漏极连接所述第三电容的正极和所述切换电路的输出端，所述第三电容的负极接地；所述第二P-MOS管的栅极连接所述第七电阻的第一端和所述第六电阻的一端以及所述第一P-MOS管的栅极，所述第六电阻的另一端连接所述控制电路的输出端；所述第二P-MOS管源极连接所述第七电阻的第二端和所述第一P-MOS管的源极。

6.根据权利要求4所述的一种电池与电源供电切换电路，其特征在于：所述电池电路包括第二N-MOS管、第三P-MOS管、PNP三极管、第四电阻、第五电阻、第八电阻、第九电阻以及第四电容；

所述第三P-MOS管的漏极连接所述电池的正极、所述第四电容的正极，所述第四电容的负极接地；所述第三P-MOS管的栅极连接所述第八电阻的第一端和所述第九电阻的第二端；所述第三P-MOS管的源极连接所述第八电阻的第二端；

所述第二N-MOS管的漏极连接所述第九电阻的第一端；所述第二N-MOS管的栅极经过所述第五电阻连接所述控制电路的输出端；所述第二N-MOS管的源极接地；

所述PNP三极管的基极经过所述第四电阻连接所述控制电路的输出端；所述PNP三极管的集电极连接所述第八电阻的第一端；所述PNP三极管的发射极连接所述第八电阻的第二端和所述切换电路的输出端。

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