CN216794701U - 双电源自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双电源自动切换电路，使用少量的逻辑门器件就搭建出一个双电源自动切换电路，可以实现第一电源和第二电源的自动转换，不但实现了超低功耗，而且能实现防反向充电和防漏电的功能，且采用的都是逻辑门器件，工艺移植性强，布设面积非常小。

Description

双电源自动切换电路

技术领域

本申请涉及供电电路技术领域，特别是涉及一种双电源自动切换电路。

背景技术

主副双电源对电路系统供电时，通常需要对主电源和备用电源做一个选择来对系统供电。传统双电源供电电路中，一般是通过设置芯片，并撰写代码烧录入芯片中，以使芯片可以主动控制主副电源互相切换。

然而，如果某个电源供电不足，例如掉电，导致没有及时切换到另一个电源时，会导致整个电路系统掉电，从而导致整个电路系统工作异常。因此传统双电源供电电路为了克服这个问题，一般会采取自动控制切换主副电源的方式，当主电源上电，则主电源工作，主电源掉电，则备用电源工作，为了实现自动控制，就需要对主电源进行电压检测，因此会用复杂的电压检测模拟电路，为了防止主副电源的反向漏电和充电，也会使用复杂的保护电路，不仅消耗电路总成布设面积，同时带来功耗的增加。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统双电源供电电路电路总成布设面积大，功耗多的问题，提供一种超低功耗和小布设面积的双电源自动切换电路。

本申请提供一种双电源自动切换电路，包括：

第一电源；

第一反相器电路，与所述第一电源电连接；

第二反相器电路，与所述第一反相器电路连接；

第二电源，与所述第一反相器电路连接；所述第二电源还与所述第二反相器电路连接；

levelshift电路，连接于所述第一反相器电路与所述第二反相器电路之间的连接链路上；所述levelshift电路还与所述第一电源连接；所述levelshift电路还与所述第二电源连接；

功率管电路，与所述第一反相器电路连接；所述功率管电路还与所述第二反相器电路连接，所述功率管电路还与所述levelshift电路连接；所述功率管电路还与所述第一电源连接；所述功率管电路还与所述第二电源连接；

输出端，与所述功率管电路连接。

进一步地，所述第一反相器电路包括：

第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一电源电连接；所述第一MOS管的源极与所述第二电源电连接；

第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述第一电源电连接，所述第二MOS管的栅极还与所述第一MOS管的栅极电连接；所述第二MOS管的源极接地；所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的漏极电连接。

进一步地，所述第二反相器电路包括：

第三MOS管，所述第三MOS管的源极与所述第二电源电连接；

第四MOS管，所述第四MOS管的栅极与所述第三MOS管的栅极电连接；所述第四MOS管的源极接地；所述第四MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极电连接；

所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极之间的连接链路，与所述第三MOS管的栅极和所述第四MOS管的栅极之间的连接链路通过第一导线电连接，所述第一导线作为所述第一反相器电路与所述第二反相器电路之间的连接链路。

进一步地，所述levelshift电路包括：

第五MOS管，所述第五MOS管的源极与所述第一电源电连接；

第六MOS管，所述第六MOS管的栅极连接于所述第一导线；所述第六MOS管的源极接地；所述第六MOS管的漏极与所述第五MOS管的漏极电连接。

进一步地，所述levelshift电路还包括：

第七MOS管，所述第七MOS管的栅极与所述第五MOS管的漏极电连接；所述第七MOS管的源极与所述第一电源电连接；所述第七MOS管的漏极与所述第五MOS管的栅极电连接；

第八MOS管，所述第八MOS管的栅极与所第一电源电连接；所述第八MOS管的源极接地；所述第八MOS管的漏极与所述第七MOS管的漏极电连接。

进一步地，所述功率管电路包括：

第一功率管，所述第一功率管的栅极电连接于所述第七MOS管与所述第八MOS管之间的连接链路上；所述第一功率管的源极与所述第一电源电连接；

第二功率管，所述第二功率管的栅极与所述第一导线电连接；所述第二功率管的源极接地；所述第二功率管的漏极与所述第一功率管的漏极电连接；所述第二功率管与所述输出端通过第二导线电连接。

进一步地，所述功率管电路还包括：

第三功率管，所述第三功率管的栅极电连接于所述第三MOS管与所述第四MOS管之间的连接链路上；所述第三功率管的源极与所述第二电源电连接；

第四功率管，所述第四功率管的栅极电连接于所述第五MOS管与所述第六MOS管之间的连接链路上；所述第四功率管的源极与所述第二导线电连接；所述第四功率管的漏极与所述第三功率管的漏极电连接。

进一步地，所述双电源自动切换电路还包括：

电容，包括上极板和下极板，所述上极板与所述第二功率管的源极电连接，所述下极板接地；所述第二导线的一端电连接于所述第二功率管的源极与所述电容之间的连接链路上，所述第二导线的另一端与所述输出端电连接。

进一步地，所述第一电源的输出电压值大于或等于所述第二电源的输出电压值。

进一步地，所述第一MOS管、所述第三MOS管、所述第五MOS管、所述第七MOS管、所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管和所述第四功率管为PMOS管；

所述第二MOS管、所述第四MOS管、所述第六MOS管和所述第八MOS管为NMOS管。

本申请涉及一种双电源自动切换电路，使用少量的逻辑门器件就搭建出一个双电源自动切换电路，可以实现第一电源和第二电源的自动转换，不但实现了超低功耗，而且能实现防反向充电和防漏电的功能，且采用的都是逻辑门器件，工艺移植性强，布设面积非常小。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的双电源自动切换电路的电路示意图。

图2为本申请另一实施例提供的双电源自动切换电路的电路示意图。

附图标记：

100-第一电源；200-第一反相器电路；210-第一MOS管；

211-第一MOS管的栅极；212-第一MOS管的源极；213-第一MOS管的漏极；

220-第二MOS管；221-第二MOS管的栅极；222-第二MOS管的源极；

223-第二MOS管的漏极；300-第二反相器电路；310-第三MOS管；

311-第三MOS管的栅极；312-第三MOS管的源极；313-第三MOS管的漏极；

320-第四MOS管；321-第四MOS管的栅极；322-第四MOS管的源极；

323-第四MOS管的漏极；400-第二电源；500-levelshift电路；

510-第五MOS管；511-第五MOS管的栅极；512-第五MOS管的源极；

513-第五MOS管的漏极；520-第六MOS管；521-第六MOS管的栅极；

522-第六MOS管的源极；523-第六MOS管的漏极；530-第七MOS管；

531-第七MOS管的栅极；532-第七MOS管的源极；533-第七MOS管的漏极；

540-第八MOS管；541-第八MOS管的栅极；542-第八MOS管的源极；

543-第八MOS管的漏极；600-功率管电路；610-第一功率管；

611-第一功率管的栅极；612-第一功率管的源极；613-第一功率管的漏极；

620-第二功率管；621-第二功率管的栅极；622-第二功率管的源极；

623-第二功率管的漏极；630-第三功率管；631-第三功率管的栅极；

632-第三功率管的源极；633-第三功率管的漏极；640-第四功率管；

641-第四功率管的栅极；642-第四功率管的源极；643-第四功率管的漏极；700-输出端；810-第一导线；820-第二导线；900-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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种双电源自动切换电路。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述双电源自动切换电路包括第一电源100、第一反相器电路200、第二反相器电路300、第二电源400、levelshift电路500、功率管电路600和输出端700。

所述第一反相器电路200与所述第一电源100电连接。第二反相器电路300与所述第一反相器电路200连接。第二电源400与所述第一反相器电路200连接。所述第二电源400还与所述第二反相器电路300连接。levelshift电路500连接于所述第一反相器电路200与所述第二反相器电路300之间的连接链路上。所述levelshift电路500还与所述第一电源100连接。所述levelshift电路500还与所述第二电源400连接。

所述功率管电路600与所述第一反相器电路200连接。所述功率管电路600还与所述第二反相器电路300连接。所述功率管电路600还与所述levelshift电路500连接。所述功率管电路600还与所述第一电源100连接。所述功率管电路600还与所述第二电源400连接。所述输出端700与所述功率管电路600连接。

具体地，本实施例提供的双电源自动切换电路是一种交叉转换电路，第一电源100为主电源。可选地，第一电源100可以采用220V的交流电电源。第二电源400为副电源。可选地，第二电源400可以采用直流电源。所述第二电源400可以为电池。

本实施例中，本申请涉及一种双电源自动切换电路，使用少量的逻辑门器件就搭建出一个双电源自动切换电路，可以实现第一电源100和第二电源400的自动转换，不但实现了超低功耗，而且能实现防反向充电和防漏电的功能，且采用的都是逻辑门器件，工艺移植性强，布设面积非常小。

如图2所示，在本申请的一实施例中，所述第一反相器电路200包括第一MOS管210和第二MOS管220。所述第一MOS管210的栅极211与所述第一电源100电连接。所述第一MOS管210的源极212与所述第二电源400电连接。所述第二MOS管220的栅极221与所述第一电源100电连接。所述第二MOS管220的栅极221还与所述第一MOS管210的栅极211电连接。所述第二MOS管220的源极222接地。所述第二MOS管220的漏极223与所述第一MOS管210的漏极213电连接。

请继续参阅图2，在本申请的一实施例中，所述第二反相器电路300包括第三MOS管310和第四MOS管320。所述第三MOS管310的源极312与所述第二电源400电连接。所述第四MOS管320的栅极321与所述第三MOS管310的栅极311电连接。所述第四MOS管320的源极322接地。所述第四MOS管320的漏极323与所述第三MOS管310的漏极313电连接。

所述第一MOS管210的漏极213和所述第二MOS管220的漏极223之间的连接链路，与所述第三MOS管310的栅极311和所述第四MOS管320的栅极321之间的连接链路通过第一导线810电连接，所述第一导线810作为所述第一反相器电路200与所述第二反相器电路300之间的连接链路。

请继续参阅图2，在本申请的一实施例中，所述levelshift电路500包括第五MOS管510和第六MOS管520。所述第五MOS管510的源极512与所述第一电源100电连接。所述第六MOS管520的栅极521连接于所述第一导线810。所述第六MOS管520的源极522接地。所述第六MOS管520的漏极523与所述第五MOS管510的漏极513电连接。

请继续参阅图2，在本申请的一实施例中，所述levelshift电路500还包括第七MOS管530和第八MOS管540。

所述第七MOS管530的栅极531与所述第五MOS管510的漏极513电连接。所述第七MOS管530的源极532与所述第一电源100电连接。所述第七MOS管530的漏极533与所述第五MOS管510的栅极511电连接。所述第八MOS管540的栅极541与所第一电源100电连接。所述第八MOS管540的源极542接地。所述第八MOS管540的漏极543与所述第七MOS管530的漏极533电连接。

请继续参阅图2，在本申请的一实施例中，所述功率管电路600包括第一功率管610和第二功率管620。所述第一功率管610的栅极611电连接于所述第七MOS管530与所述第八MOS管540之间的连接链路上。所述第一功率管610的源极612与所述第一电源100电连接。所述第二功率管620的栅极621与所述第一导线810电连接。所述第二功率管620的源极622接地。所述第二功率管620的漏极623与所述第一功率管610的漏极613电连接。所述第二功率管620与所述输出端700通过第二导线820电连接。如图2所述，第一导线810和第二导线820在图2中进行了加粗处理，这样从图2中分辨出来。

请继续参阅图2，在本申请的一实施例中，所述功率管电路600还包括第三功率管630和第三功率管630。所述第三功率管630的栅极631电连接于所述第三MOS管310的漏极313与所述第四MOS管320的漏极323之间的连接链路上。所述第三功率管630的源极632与所述第二电源400电连接。所述第四功率管640的栅极641电连接于所述第五MOS管510与所述第六MOS管520之间的连接链路上。所述第四功率管640的源极642与所述第二导线820电连接。所述第四功率管640的漏极643与所述第三功率管630的漏极633电连接。

下面详述本申请的电路原理。所述第一电源100经过所述第一MOS管210和所述第二MOS管220组成的所述第一反相器电路200。所述第一反相器电路200的输出点是C点。所述第三MOS管310和所述第四MOS管320组成所述第二反相器电路300。所述第二反相器电路300的输出点是D点。C点和D点的逻辑高电平为所述第二电源400的输出电压。所述第一反相器电路200和所述第二反相器电路300通过所述第一导线810连接。如图2所示，C点就是在所述第一导线810上。

C点和所述第一电源100均与所述第五MOS管510，所述第六MOS管520，第七MOS管530，以及所述第八MOS管540组成的所述levelshift电路500进行电连接。所述levelshift电路500产生了A点和B点两个输出点。A点和B点的逻辑高电平均为第一电源100的输出电压。

如图2所示，A点，B点，C点，D点分别交叉连接所述功率管电路600中的四个功率管。B点连接所述第一功率管610，C点连接所述第二功率管620，D点连接所述第三功率管630，A点连接所述第四功率管640。第二功率管620的源极622和第四功率管640的源极642相连接，引出输出端700，输出端700连接电路系统中的后续其他电路，即本申请的双电源自动切换电路用于对电路系统中的后续其他电路进行供电。

当所述第一电源100上电，所述第二电源400未上电时，C点的输出值为0，D点的输出值为0，A点的输出值为为所述第一电源100的输出电压值，B点的输出值为为0，从而导致所述第一功率管610开启，所述第二功率管620开启，所述第三功率管630开启和第四功率管640关闭，这样输出端700的输出电压值为所述第一电源100的输出电压值，同时所述第一电源100不会向所述第二电源400反向漏电，本申请的双电源自动切换电路可以起到保护作用。

当所述第一电源100上电，且所述第二电源400也上电时，C点的输出电压值为0，D点的输出电压值为第二电源400的输出电压值，A点的输出电压值为所述第一电源100的输出电压值，B点的输出电压值为0，从而导致所述第一功率管610开启，所述第二功率管620开启，所述第三功率管630关闭，所述第四功率管640关闭。这样输出端700的输出电压值为所述第一电源100的输出电压值，同时所述第一电源100不会对所述第二电源400反向充电，起到保护作用。

当所述第一电源100未上电，所述第二电源400上电时，C点的输出电压值为第二电源400的输出电压值，D点的输出电压值为0，A点的输出电压值为0，B点的输出电压值为0，从而导致所述第一功率管610所述开启，所述第二功率管620关闭，所述第三功率管630开启，所述第四功率管640开启，这样输出端700的输出电压值为第二电源400的输出电压值，同时第二电源400不会对第一电源100反向漏电，本申请的双电源自动切换电路可以起到保护作用。

请继续参阅图2，在本申请的一实施例中，所述双电源自动切换电路还包括电容900。所述电容900包括上极板和下极板。所述上极板与所述第二功率管620的源极622电连接。所述下极板接地。所述第二导线820的一端电连接于所述第二功率管620的源极622与所述电容900之间的连接链路上。所述第二导线820的另一端与所述输出端700电连接。

具体地，本实施例中的电容900的作用是在所述第一电源100和第二电源400互相切换的过程中防止电压跳变。

在本申请的一实施例中，所述第一电源100的输出电压值大于或等于所述第二电源400的输出电压值。

具体地，所述第一电源100的输出电压值大于或等于所述第二电源400的输出电压值的作用是，这样可以使得第一反相器电路200可以稳定工作。因为在某些环境下，第一反相器电路200不能正常工作。举例说明，当第一电源100小于第二电源400时，有可能出现输入逻辑为1但输出的逻辑并不为0的情况出现，第一反相器电路200不能正常工作。

在本申请的一实施例中，所述第一MOS管210、所述第三MOS管310、所述第五MOS管510、所述第七MOS管530、所述第一功率管610、所述第二功率管620、所述第三功率管630和所述第四功率管640为PMOS管。所述第二MOS管220、所述第四MOS管320、所述第六MOS管520和所述第八MOS管540为NMOS管。

具体地，可以看出，本实施例中，所有管子采用的都是NMOS管或者PMOS管，工艺移植性强，布设面积开销非常小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，各方法步骤也并不做执行顺序的限制，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双电源自动切换电路，其特征在于，包括：

第一电源；

第一反相器电路，与所述第一电源电连接；

第二反相器电路，与所述第一反相器电路连接；

第二电源，与所述第一反相器电路连接；所述第二电源还与所述第二反相器电路连接；

levelshift电路，连接于所述第一反相器电路与所述第二反相器电路之间的连接链路上；所述levelshift电路还与所述第一电源连接；所述levelshift电路还与所述第二电源连接；

功率管电路，与所述第一反相器电路连接；所述功率管电路还与所述第二反相器电路连接，所述功率管电路还与所述levelshift电路连接；所述功率管电路还与所述第一电源连接；所述功率管电路还与所述第二电源连接；

输出端，与所述功率管电路连接。

2.根据权利要求1所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第一反相器电路包括：

第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一电源电连接；所述第一MOS管的源极与所述第二电源电连接；

第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述第一电源电连接，所述第二MOS管的栅极还与所述第一MOS管的栅极电连接；所述第二MOS管的源极接地；所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的漏极电连接。

3.根据权利要求2所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第二反相器电路包括：

第三MOS管，所述第三MOS管的源极与所述第二电源电连接；

第四MOS管，所述第四MOS管的栅极与所述第三MOS管的栅极电连接；所述第四MOS管的源极接地；所述第四MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极电连接；

所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极之间的连接链路，与所述第三MOS管的栅极和所述第四MOS管的栅极之间的连接链路通过第一导线电连接，所述第一导线作为所述第一反相器电路与所述第二反相器电路之间的连接链路。

4.根据权利要求3所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述levelshift电路包括：

第五MOS管，所述第五MOS管的源极与所述第一电源电连接；

第六MOS管，所述第六MOS管的栅极连接于所述第一导线；所述第六MOS管的源极接地；所述第六MOS管的漏极与所述第五MOS管的漏极电连接。

5.根据权利要求4所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述levelshift电路还包括：

第七MOS管，所述第七MOS管的栅极与所述第五MOS管的漏极电连接；所述第七MOS管的源极与所述第一电源电连接；所述第七MOS管的漏极与所述第五MOS管的栅极电连接；

第八MOS管，所述第八MOS管的栅极与所第一电源电连接；所述第八MOS管的源极接地；所述第八MOS管的漏极与所述第七MOS管的漏极电连接。

6.根据权利要求5所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述功率管电路包括：

第一功率管，所述第一功率管的栅极电连接于所述第七MOS管与所述第八MOS管之间的连接链路上；所述第一功率管的源极与所述第一电源电连接；

第二功率管，所述第二功率管的栅极与所述第一导线电连接；所述第二功率管的源极接地；所述第二功率管的漏极与所述第一功率管的漏极电连接；所述第二功率管与所述输出端通过第二导线电连接。

7.根据权利要求6所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述功率管电路还包括：

第三功率管，所述第三功率管的栅极电连接于所述第三MOS管与所述第四MOS管之间的连接链路上；所述第三功率管的源极与所述第二电源电连接；

第四功率管，所述第四功率管的栅极电连接于所述第五MOS管与所述第六MOS管之间的连接链路上；所述第四功率管的源极与所述第二导线电连接；所述第四功率管的漏极与所述第三功率管的漏极电连接。

8.根据权利要求7所述的双电源自动切换电路，其特征在于，还包括：

电容，包括上极板和下极板，所述上极板与所述第二功率管的源极电连接，所述下极板接地；所述第二导线的一端电连接于所述第二功率管的源极与所述电容之间的连接链路上，所述第二导线的另一端与所述输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第一电源的输出电压值大于或等于所述第二电源的输出电压值。

10.根据权利要求9所述的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第一MOS管、所述第三MOS管、所述第五MOS管、所述第七MOS管、所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管和所述第四功率管为PMOS管；

所述第二MOS管、所述第四MOS管、所述第六MOS管和所述第八MOS管为NMOS管。

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