CN216794702U

CN216794702U - 双电源控制电路和电子设备

Info

Publication number: CN216794702U
Application number: CN202220161269.8U
Authority: CN
Inventors: 郁茂旺
Original assignee: Hangzhou Tuya Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Tuya Information Technology Co Ltd
Priority date: 2022-01-21
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2032-01-21

Abstract

本申请涉及一种双电源控制电路和电子设备，包括第一电源输出端、第二电源输出端、系统电源输入端、第一二极管、第一控制电路和第二控制电路；其中：所述第一电源输出端包括第一端子、第二端子和第三端子；所述第一端子通过所述第一二极管与系统电源输入端连接，所述第二端子通过所述第二控制电路与系统电源输入端连接，所述第三端子依次通过所述第一控制电路、第二控制电路与所述系统电源输入端连接；所述第二电源输出端依次通过所述第一控制电路、所述第二控制电路与所述系统电源输入端连接，解决了相关技术中双电源电路控制成本较高的问题。

Description

双电源控制电路和电子设备

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域，特别是涉及一种双电源控制电路和电子设备。

背景技术

目前一些家用电气设备，比如宠物喂食器、宠物饮水机、净化器等等，一般采用电源适配器和电池双电源的供电方式，在电源适配器断电的情况下，也能通过电池维持一定的使用时间。对于双电源的控制方式，一般采用集成IC的形式，价格较高。

目前针对相关技术中双电源控制成本较高的问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种双电源控制电路和电子设备，以至少解决相关技术中双电源控制成本较高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种双电源控制电路，包括第一电源输出端、第二电源输出端、系统电源输入端、第一二极管、第一控制电路和第二控制电路；其中：

所述第一电源输出端包括第一端子、第二端子和第三端子；所述第一端子通过所述第一二极管与所述系统电源输入端连接，所述第二端子通过所述第二控制电路与所述系统电源输入端连接，所述第三端子依次通过所述第一控制电路、第二控制电路与所述系统电源输入端连接；

所述第二电源输出端依次通过所述第一控制电路、所述第二控制电路与所述系统电源输入端连接。

在其中一些实施例中，所述第一控制电路包括第一三极管Q4、第二三极管Q3、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R4和第三电阻R6；其中：

所述第一三极管Q4的基极与所述第一电源的输入端连接，所述第一三极管Q4的发射极接地，所述第一三极管Q4的集电极的一端通过所述第二电阻R4与所述第二三极管Q3的基极连接，所述第一三极管Q4的集电极的另一端通过所述第三电阻R6与所述第二电源输出端连接；

所述第二三极管Q3的发射极接地，所述第二三极管Q3的集电极与所述第一MOS管Q1的栅极连接；

所述第一电阻R1的一端与所述第二三极管Q3的集电极连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电源输出端连接。

在其中一些实施例中，所述第二控制电路包括第二MOS管Q2；所述第二MOS管Q2的源极与所述系统电源输入端连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一MOS管Q1的漏极连接，所述第二MOS管Q2的栅极与所述第一电源输出端的第二端子连接。

在其中一些实施例中，所述第二控制电路还包括分压电路，所述分压电路的一端与所述第一电源输出端的第二端子连接，所述分压电路的另一端与所述第二MOS管Q2的栅极连接，使得所述第二MOS管Q2的栅极的电压大于所述第二MOS管Q2的源极的电压。

在其中一些实施例中，所述分压电路包括第四电阻R2和第五电阻R3；所述第四电阻R2的一端与所述第一电源输出端的第二端子连接，所述第四电阻R2的另一端通过所述第五电阻R3接地。

在其中一些实施例中，所述第二控制电路包括第二二极管，所述第二二极管的一端与所述系统电源输入端连接，所述二极管的另一端分别与所述第一MOS管Q1的漏极、所述第一电源输出端的第二端子连接。

在其中一些实施例中，所述第一控制电路还包括第三二极管D2，所述第三二极管D2的一端与所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第三二极管D2的另一端与所述第一三极管Q4的集电极连接。

在其中一些实施例中，所述双电源控制电路还包括第一储能电路和第二储能电路；所述第一储能电路的一端接地，所述第一储能电路的另一端与所述第一二极管的输出端连接；所述第二储能电路的一端接地，所述第二储能电路的另一端与所述第二控制电路的输出端连接。

在其中一些实施例中，所述第一电源输出端为电源适配器输出端，所述第二电源输出端为电池输出端。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括上述的双电源控制电路。

相比于相关技术，本申请实施例提供的双电源控制电路，包括第一电源输出端、第二电源输出端、系统电源输入端、第一二极管、第一控制电路和第二控制电路；其中：所述第一电源输出端包括第一端子、第二端子和第三端子；所述第一端子通过所述第一二极管与所述系统电源输入端连接，所述第二端子通过所述第二控制电路与所述系统电源输入端连接，所述第三端子依次通过所述第一控制电路、第二控制电路与所述系统电源输入端连接；所述第二电源输出端依次通过所述第一控制电路、所述第二控制电路与所述系统电源输入端连接，解决了相关技术中双电源控制成本较高的问题。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例提供的双电源控制电路的硬件拓扑示意图；

图2是本申请实施例提供的双电源控制电路的电路示意图；

图3是本申请实施例提供的双电源控制电路的电路图。

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，对本申请进行描述和说明。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。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

如图1所示，本申请提供了一种双电源控制电路，包括第一电源110输出端、第二电源120输出端、系统电源130输入端、第一二极管D1、第一控制电路210和第二控制电路220；其中：

第一电源110输出端包括第一端子1101、第二端子1102和第三端子1103；第一端子1101通过第一二极管D1与系统电源130输入端连接，第二端子1102通过第二控制电路220与系统电源130输入端连接，第三端子1103依次通过第一控制电路210、第二控制电路220与系统电源130输入端连接；

第二电源120输出端依次通过第一控制电路210、第二控制电路220与系统电源130输入端连接。

第一电源110输出端可以为电源适配器输出端，第二电源120输出端可以为电池输出端。

现有技术中双电源控制电路的设计，基本原理都是在供电电路路径上控制P型MOSFET的通断来选通电源供电路径。但是具体到实现细节上，该种选通电路只是适用于锂电池供电，最大输入电压4.2V，但是对于不同的输入电压，尤其是高压场景，譬如4节干电池串联，最大输入电压6V，上述电路则不再适用。当输入电压为6V时，适配器插入之后，Vg≈5V，Vs＝6V，Vgs＜0，P型MOSFET却仍然导通，无法实现选通电源供电路径的功能。

本申请使用第一二极管D1、第一控制电路210和第二控制电路220组成的电路控制电池供电路径，通过两个控制电路配合可以使双电源控制电路适用于不同的输入电压，同时可以实现可靠的双电源供电切换。

在其中一些实施例中，如图2所示，第一控制电路210包括第一MOS管，第二控制电路220包括第二MOS管；第一电源110的第二端子1102与第二MOS管的栅极连接，第二MOS管的源极与系统电源130输入端连接，第二MOS管的漏极与第一MOS管的漏极连接；第一MOS管的源极与第二电源120的输出端连接，第一MOS管的栅极与第一电源110的输出端连接。该示意图中，第一电源110为适配器，第二电源120为电池。

在其中一些实施例中，如图3所示，第一控制电路210包括第一三极管Q4、第二三极管Q3、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R4和第三电阻R6；其中：

第一三极管Q4的基极与第一电源110输出端连接，第一三极管Q4的发射极接地，第一三极管Q4的集电极的一端通过第二电阻R4与第二三极管Q3的基极连接，第一三极管Q4的集电极的另一端通过第三电阻R6与第二电源120输出端连接；

第二三极管Q3的发射极接地，第二三极管Q3的集电极与第一MOS管Q1的栅极连接；

第一电阻R1的一端与第二三极管Q3的集电极连接，第一电阻R1的另一端与第二电源120输出端连接。

电源适配器通过二极管D1连接至系统电源130输入端VIN。电池通过第一MOS管Q1和第二控制电路220连接至系统电源130输入端VIN。

本实施例中，第一控制电路210由第一三极管Q4、第二三极管Q3、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R4和第三电阻R6组成，通过第一电阻R1、第二电阻R4和第三电阻R6的配合，控制第一三极管Q4、第二三极管Q3、第一MOS管Q1的通断，进而控制电池供电路径的导通和关断。

在其中一些实施例中，第二控制电路220包括第二MOS管Q2；第二MOS管Q2的源极与系统电源130输入端连接，第二MOS管Q2的漏极与第一MOS管Q1的漏极连接，第二MOS管Q2的栅极与第一电源110输出端的第二端子1102连接。

本申请提供的双电源控制电路的具体工作机制为：当电源适配器正常供电时，第一三极管Q4导通至地，第二三极管Q3的基级电压为0V，第二三极管Q3关闭，第一MOS管Q1栅极的电压通过第一电阻R1上拉至VBAT，Vg＝Vs＝VBAT，第一MOS管Q1关断，电池供电路径可靠关断，第二MOS管Q2栅极电压(V_g＝V_adapter100/101)＞(V_s＝V_adapter-V_D1)，第二MOS管Q2关断，避免电源适配器电流倒灌至电池，此时系统电源VIN电压仅由电源适配器提供。第二MOS管Q2为P型MOSFET，导通条件为Vgs＜0V。此时电源适配器掉电，VBAT首先通过Q2的体二极管导通，将g级电压抬高，由于Q2满足了Vgs＜0的导通条件，Q2导通。

当电源适配器掉电时，第一三极管Q4的基级电压为0V，Q4关闭，第二三极管Q3的基级电压通过电阻第二电阻R4、第三电阻R6上拉至VBAT，第二三极管Q3导通至地，第二MOS管Q1的栅极电压Vg＝0V，源级电压Vs＝VBAT，第一MOS管Q1导通，电池供电路径打开，此时系统电源130输入端VIN由电池提供。

在其中一些实施例中，第二控制电路220还包括分压电路，分压电路的一端与第一电源110输出端的第二端子1102连接，分压电路的另一端与第二MOS管Q2的栅极连接，使得第二MOS管Q2的栅极的电压大于第二MOS管Q2的源极的电压。

在其中一些实施例中，分压电路包括第四电阻R2和第五电阻R3；第四电阻R2的一端与第一电源110输出端的第二端子1102连接，第四电阻R2的另一端通过第五电阻R3接地。

针对第四电阻R2和第五电阻R3的取值，主要需要注意R2/R3的值，要保证分压之后第二MOS管Q2的栅极级电压大于源级电压，即意味着要尽量大的分压比。假设R2＝R3，那么电压适配器插入之后，Q2的Vg＝2.5V，VIN≈4.4V，此时Vgs＜0V，Q2依旧处于导通状态，适配器电流可倒灌至VBAT，该电路失去了电源路径管理的作用。

在其中一些实施例中，第二控制电路220包括第二二极管，第二二极管的一端与系统电源输入端连接，二极管的另一端分别与第一MOS管Q1的漏极、第一电源110输出端的第二端子1102连接。

在其中一些实施例中，第一控制电路210还包括第三二极管D2，第三二极管D2的一端与第一MOS管Q1的栅极连接，第三二极管D2的另一端与第一三极管Q4的集电极连接。

通过设置第三二极管D2，可以保证第一MOS管Q1不会被过高的电压击穿而失效。

在其中一些实施例中，双电源控制电路还包括第一储能电路和第二储能电路；第一储能电路的一端接地，第一储能电路的另一端与第一二极管的输出端连接；第二储能电路的一端接地，第二储能电路的另一端与第二控制电路220的输出端连接。

为了保证电源切换过程中VIN的稳定性，本实施例在系统电源输入端VIN前端放置大容量储能电容，参见图3中的电容C1、C2、C3、C4、C5、C6等。

电容的作用主要是储能，就是为了解决电源切换过程中的电压稳定性问题。电容的数量、数值等可以根据后端的负载情况确定。实际测试的时候，是将DUT置于满载的情况下去做电源切换试验，看看此时的电压是否会出现较大的跌落，如果跌落较大导致样机重启，那就相应的增加容值。

本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述的双电源控制电路。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，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发明专利范围的限制。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，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种双电源控制电路，其特征在于，包括第一电源输出端、第二电源输出端、系统电源输入端、第一二极管、第一控制电路和第二控制电路；其中：

2.根据权利要求1所述的双电源控制电路，其特征在于，所述第一控制电路包括第一三极管Q4、第二三极管Q3、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R4和第三电阻R6；其中：

所述第一三极管Q4的基极与所述第一电源输出端连接，所述第一三极管Q4的发射极接地，所述第一三极管Q4的集电极的一端通过所述第二电阻R4与所述第二三极管Q3的基极连接，所述第一三极管Q4的集电极的另一端通过所述第三电阻R6与所述第二电源输出端连接；

3.根据权利要求2所述的双电源控制电路，其特征在于，所述第二控制电路包括第二MOS管Q2；所述第二MOS管Q2的源极与所述系统电源输入端连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一MOS管Q1的漏极连接，所述第二MOS管Q2的栅极与所述第一电源输出端的第二端子连接。

4.根据权利要求3所述的双电源控制电路，其特征在于，所述第二控制电路还包括分压电路，所述分压电路的一端与所述第一电源输出端的第二端子连接，所述分压电路的另一端与所述第二MOS管Q2的栅极连接，使得所述第二MOS管Q2的栅极的电压大于所述第二MOS管Q2的源极的电压。

5.根据权利要求4所述的双电源控制电路，其特征在于，所述分压电路包括第四电阻R2和第五电阻R3；所述第四电阻R2的一端与所述第一电源输出端的第二端子连接，所述第四电阻R2的另一端通过所述第五电阻R3接地。

6.根据权利要求2所述的双电源控制电路，其特征在于，所述第二控制电路包括第二二极管，所述第二二极管的一端与所述系统电源输入端连接，所述二极管的另一端分别与所述第一MOS管Q1的漏极、所述第一电源输出端的第二端子连接。

7.根据权利要求2所述的双电源控制电路，其特征在于，所述第一控制电路还包括第三二极管D2，所述第三二极管D2的一端与所述第一MOS管Q1的栅极连接，所述第三二极管D2的另一端与所述第一三极管Q4的集电极连接。

8.根据权利要求1所述的双电源控制电路，其特征在于，所述双电源控制电路还包括第一储能电路和第二储能电路；所述第一储能电路的一端接地，所述第一储能电路的另一端与所述第一二极管的输出端连接；所述第二储能电路的一端接地，所述第二储能电路的另一端与所述第二控制电路的输出端连接。

9.根据权利要求1所述的双电源控制电路，其特征在于，所述第一电源输出端为电源适配器输出端，所述第二电源输出端为电池输出端。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的双电源控制电路。