CN215267757U - 一种双电源切换电路及双电源控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双电源切换电路及双电源控制系统；所述双电源切换电路包括逻辑和电平转换电路、第一电源开关电路、第二电源开关电路；所述第一电源开关电路输入的电源电压应小于所述第二电源开关电路输入的电源电压；所述逻辑和电平转换电路用于进行逻辑和电平转换，输出两路逻辑相反并且经过电平转换的电源开关控制信号。本实用新型的双电源切换电路能够实现在两种不同电位值的电源之间进行自由切换，并且具有输入到输出压降小，两个电源始终不相干扰等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路设计技术领域，特别涉及一种双电源切换电路及双电源控制系统。
背景技术
在通常的电子电路设计中，有时会遇到需要使用两种不同电位值的电源并且能够进行自由切换的设计需求。在有些时候使用的电源切换方案有切换的前提条件，比如需要一种输入电源断开连接才能使得另外一种电源能够输出，类似于外接电源和内部电池电源的切换，无法满足实际需要。在有些电源切换方案中使用逻辑转换芯片，会使得电源输入到输出之间压降大，不能满足负载对电源供电的需求，另外还会产生电流倒灌等两个电源之间相互干扰的现象，因此，亟需改进。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种实现两种不同电位值供电的双电源，并且能够进行自由切换，且压降小、双电源之间始终不相干扰。
一种双电源切换电路，用于双电源电路的电源切换，包括逻辑和电平转换电路、第一电源开关电路和第二电源开关电路；所述第一电源开关电路输入的电源电压应小于所述第二电源开关电路输入的电源电压；所述逻辑和电平转换电路用于进行逻辑和电平转换，并输出两路逻辑相反并且经过电平转换的电源开关控制信号。
可选的，当所述逻辑和电平转换接收到的控制信号为高电平时，输出一个逻辑高电平控制所述第二电源开关电路截止，同时输出一个逻辑低电平控制所述第一电源开关电路导通并输出第一电源；当所述逻辑和电平转换接收到的控制信号为低电平时，输出一个逻辑高电平控制所述第一电源开关电路截止，同时输出一个逻辑低电平控制所述第二电源开关电路导通并输出第二电源。
可选的，所述逻辑和电平转换电路包括NPN型三极管Q1和NPN 型三极管Q2，限流电阻R1、偏置电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻 R4和上拉电阻R5；所述第一电源开关电路包括P沟道场效应管Q3 和P沟道场效应管Q4，所述第二电源开关电路包括P沟道场效应管 Q5；所述NPN型三极管Q1的基极通过所述限流电阻R1接入控制信号，所述偏置电阻R2连接于所述NPN型三极管Q1的基极与射极之间；所述上拉电阻R3连接于所述NPN三极管Q1的集电极，所述NPN三极管 Q1的射极接地；所述限流电阻R4接入所述NPN型三极管Q1的集电极并连接于所述NPN三极管Q2的基极，所述上拉电阻R5连接于所述 NPN三极管Q2的集电极，所述NPN型三极管Q2的射极接地；所述P 沟道场效应管Q3栅极连接于所述P沟道场效应管Q4的栅极，并接入所述NPN三极管Q1的集电极，所述P沟道场效应管Q3的漏极连接于所述P沟道场效应管Q4的漏极；所述P沟道场效应管Q5栅极接入所述NPN三极管Q2的集电极。
进一步可选的，所述第一电源开关电路和第二电源开关电路的输出端口设有用于滤波的电容C2。
本实用新型还提供一种双电源系统，包括第一电源、第二电源、控制模块和双电源切换电路；所述第一电源的电压小于所述第二电源的电压；所述双电源切换电路用于接收来自所述控制模块的信号并控制所述第一电源和所述第二电源的导通和截止；所述双电源切换控制电路是如前文任一项所述的电源切换控制电路。
所述双电源切换电路是如上文第二个可选项所述的双电源切换电路；所述P沟道场效应管Q3的源极接入所述第一电源，所述P沟道场效应管Q4源极输出所述第一电源；所述上拉电阻R3、所述上拉电阻R5和所述P沟道场效应管Q5的源极分别接入所述第二电源，所述P沟道场效应管Q5的漏极输出所述第二电源。
优选的，所述第一电源输入端口设有用于滤波的电容C1。
优选的，所述第二电源输入端口设有用于滤波的电容C3。
本实用新型于现有技术相比的有益效果包括：
本实用新型的双电源切换电路能够实现在两种不同电位值的电源之间进行自由切换，并且具有输入到输出压降小，两个电源始终不相干扰等优点。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的双电源切换电路的逻辑框图。
图2是本实用新型一个实施例的双电源切换电路的原理图。
图3是双电源切换电路中的逻辑和电平转换电路的电路图。
图4是双电源切换电路第一电源开关电路的电路图。
图5是双电源切换电路第二电源开关电路的电路图。
图6是本实用新型一个实施例的双电源系统逻辑框图。
具体实施方式
以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
本实施例中，电源的切换通过场效应管导通与截止来实现，场效应管的导通与截止由逻辑和电平转换电路控制实现，通过输入一个逻辑电平控制信号，即可实现控制场效应管的导通与截止，从而实现控制电源切换输出。
参考图1，是本实用新型一个实施例的电源切换电路的逻辑框图，该电路包括、逻辑和电平转换电路120、第一电源开关电路130和第二电源开关电路140，为了方便理解和描述起见，图中亦显示出控制信号110和电源输出(即所述第一电源开关电路130和第二电源开关电路140的输出端口)150。所述电平与逻辑转换电路120接收到控制信号110一个逻辑电平控制信号后，进行处理并控制所述第一电源开关电路130与所述第二电源开关电路140，进行电源切换，然后实现电源输出160。其中，所述第一电源开关电路130输入的电源电压应小于所述第二电源开关电路140输入的电源电压。
参考图2，是本实用新型一个实施例的电源切换电路的原理图, 该电源切换电路原理图包含了逻辑和电平转换电路120、第一电源开关电路130和第二电源开关电路140，所述第一电源开关电路130的电压应小于所述第二电源开关电路140的电压。
如图3所示，所述逻辑和电平转换电路120包括NPN三极管Q1、 Q2，限流电阻R1、偏置电阻R2、上拉电阻R3、限流电阻R4、上拉电阻R5。如图4所示，所述第一电源开关电路130包括P沟道场效应管Q3、Q4，滤波电容C1、C2，上拉电阻R3。如图5所示，所述第二电源开关电路140包括所述P沟道场效应管Q5,所述上拉电阻R5，滤波电容C2、C3。
当所述控制信号110为一个逻辑高电平时，能够通过所述限流电阻R1限流之后接入所述NPN三极管Q1的基极引脚，并且电流也能流向所述电阻R2为所述NPN三极管Q1提供基极与射极的偏置电压，此时，所述NPN三极管Q1处于导通状态，所述NPN三极管Q1的集电极节点输出一个逻辑低电平控制所述第一电源开关电路130导通。此时，所述NPN三极管Q1的集电极节点是一个逻辑低电平，不能通过所述限流电阻R4将所述NPN三极管Q2导通，故所述NPN三极管Q2处于截止状态。此时，所述NPN三极管Q2的集电极节点通过所述上拉电阻R5为一个逻辑高电平，控制所述第二电源开关电路140截止，使得此时只有所述第一电源开关电路130处于导通状态，从而输出第一电源160。
当所述控制信号110为一个逻辑低电平时，不能通过所述限流电阻R1将所述NPN三极管Q1导通，所述NPN三极管Q1处于截止状态。此时，所述NPN三极管Q1的集电极节点通过所述上拉电阻R3为一个逻辑高电平，控制所述第一电源开关电路130截止。此时，所述NPN 三极管Q1的集电极节点是一个逻辑高电平，能够通过所述电阻R4限流之后接入所述NPN三极管Q2的基极引脚，所述NPN三极管Q2处于导通状态。此时，所述NPN三极管Q2的集电极节点输出一个逻辑低电平控制所述第二电源开关电路140导通，使得此时只有所述第二电源开关电路140处于导通状态，从而输出第二电源170。
本实施例中，所诉逻辑和电平转换电路控制一个逻辑电平信号进行逻辑和电平转换，输出两路逻辑相反并且经过电平转换的电源开关控制信号，实现了对双电源的输出切换。
参考图6，本实施例的双电源系统包括如图1所示的电源切换电路以及第一电源160和第二电源170。所述第一电源160和第二电源 170分别通过所述第一电源开关电路130和所述第二电源开关电路 140接入。
参考图2-5，当所述逻辑和电平转换电路120输出一个逻辑低电平信号时，所述P沟道场效应管Q3的源极与栅极之间产生了电位差，使得所述P沟道场效应管Q3处于导通状态。此时，所述P沟道场效应管Q4通过自带的二极管将其源极节点电位抬高，使得所述P沟道场效应管Q4的源极与栅极之间产生电位差使，从而使得所述P沟道场效应管Q4处于导通状态。当所述逻辑和电平转换电路120输出一个逻辑高电平信号时，所述P沟道场效应管Q3与所述P沟道场效应管Q4的源极与栅极之间电位差没有达到开启电压要求，使得P沟道场效应管Q3与所述P沟道场效应管Q4处于截止状态，关闭电源的输出。
所述电容C1接入所述第一电源160输入端口进行电源滤波作用，所述电容C2接入所述电源输出150端口进行电源滤波作用。
所述第一电源开关电路130的所述P沟道场效应管Q3与所述P 沟道场效应管Q4处于截止状态时，所述第二电源170输出。由于所述第一电源160的电压小于所述第二电源170的电压，利用所述P沟道场效应管Q4自带的二极管单向导通性，防止了所述第二电源170 对所述第一电源160的电流倒灌。
当所述逻辑和电平转换电路输出一个逻辑低电平信号时，所述上拉电阻R5为所述P沟道场效应管Q5源极与栅极之间一个偏置电压，使得源极与栅极之间产生了电位差，从而使得所述P沟道场效应管 Q5处于导通状态。
当所述逻辑和电平转换电路输出一个逻辑高电平信号时，控制信号通过所述上拉电阻R5使得所述P沟道场效应管Q5的源极与栅极之间电位差没有达到开启电压要求，从而使得所述P沟道场效应管Q5 处于截止状态，关闭电源的输出。
所述第二电源开关电路140的所述P沟道场效应管Q5处于截止状态时，所述第一电源160输出，由于所述第一电源160的电压小于所述第二电源170的电压值，利用P沟道场效应管Q5自带的二极管单向导通性，防止了所述第二电源170对所述第一电源160的电流倒灌。
所述滤波电容C3接入所述第二电源170输入端口进行电源滤波作用，所述电容C2接入电源输出150端口进行电源滤波作用。
所述第一电源开关电路130和第二电源开关电路140利用了P 沟道场效应管导通时漏源极电阻极小的特性，使得输入到输出之间的压降能够控制在几十毫伏之内，从而解决了现有技术的缺陷。
Claims (8)
1.一种双电源切换电路，其特征在于：包括逻辑和电平转换电路、第一电源开关电路和第二电源开关电路；
所述第一电源开关电路输入的电源电压应小于所述第二电源开关电路输入的电源电压；
所述逻辑和电平转换电路用于进行逻辑和电平转换，并输出两路逻辑相反并且经过电平转换的电源开关控制信号。
2.根据权利要求1所述的双电源切换电路，其特征在于：当所述逻辑和电平转换接收到的控制信号为高电平时，输出一个逻辑高电平控制所述第二电源开关电路截止，同时输出一个逻辑低电平控制所述第一电源开关电路导通并输出第一电源；当所述逻辑和电平转换接收到的控制信号为低电平时，输出一个逻辑高电平控制所述第一电源开关电路截止，同时输出一个逻辑低电平控制所述第二电源开关电路导通并输出第二电源。
3.根据权利要求1所述的双电源切换电路，其特征在于：所述逻辑和电平转换电路包括NPN型三极管(Q1)和NPN型三极管(Q2)，限流电阻(R1)、偏置电阻(R2)、上拉电阻(R3)、限流电阻(R4)和上拉电阻(R5)；
所述第一电源开关电路包括P沟道场效应管(Q3)和P沟道场效应管(Q4)，所述第二电源开关电路包括P沟道场效应管(Q5)；
所述NPN型三极管(Q1)的基极通过所述限流电阻(R1)接入控制信号，所述偏置电阻(R2)连接于所述NPN型三极管(Q1)的基极与射极之间,所述上拉电阻(R3)连接于所述NPN型三极管(Q1)的集电极，所述NPN型三极管(Q1)的射极接地；
所述限流电阻(R4)接入所述NPN型三极管(Q1)的集电极并连接于所述NPN型三极管(Q2)的基极,所述上拉电阻(R5)连接于所述NPN型三极管(Q2)的集电极，所述NPN型三极管(Q2)的射极接地；
所述P沟道场效应管(Q3)的栅极连接于所述P沟道场效应管(Q4)的栅极，并接入所述NPN型三极管(Q1)的集电极，所述P沟道场效应管(Q3)的漏极连接于所述P沟道场效应管(Q4)的漏极；
所述P沟道场效应管(Q5)的栅极接入所述NPN型三极管(Q2)的集电极。
4.根据权利要求3所述的双电源切换电路，其特征在于：所述第一电源开关电路和第二电源开关电路的输出端口设有用于滤波的电容(C2)。
5.一种双电源系统，其特征在于：包括第一电源、第二电源、控制模块和双电源切换电路；
所述第一电源的电压小于所述第二电源的电压；
所述双电源切换电路用于接收来自所述控制模块的信号并控制所述第一电源和所述第二电源的导通和截止；
所述双电源切换电路是如权利要求1～4任一项所述的双电源切换电路。
6.根据权利要求5所述的双电源系统，其特征在于：所述双电源切换电路是如权利要求3所述的双电源切换电路；
所述P沟道场效应管(Q3)的源极接入所述第一电源，所述P沟道场效应管(Q4)源极输出所述第一电源；
所述上拉电阻(R3)、所述上拉电阻(R5)和所述P沟道场效应管(Q5)的源极分别接入所述第二电源，所述P沟道场效应管(Q5)的漏极输出所述第二电源。
7.根据权利要求5或6所述的双电源系统，其特征在于：所述第一电源输入端口设有用于滤波的电容(C1)。
8.根据权利要求5或6所述的双电源系统，其特征在于：所述第二电源输入端口设有用于滤波的电容(C3)。
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| CN117791846A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 西安第六镜网络科技有限公司 | 一种双电源转换装置 |
| CN118137650A (zh) * | 2024-05-06 | 2024-06-04 | 深圳市积加创新技术有限公司 | 一种放大器正负对称双电源开关控制电路 |
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