CN216851404U - 双电源切换充电电路 - Google Patents

Abstract

一种双电源切换充电电路，包括切换控制单元、第一开关电路、第二开关电路、第一防倒灌电路和第二防倒灌电路；所述切换控制单元分别与所述第一开关电路、第二开关电路、第一防倒灌电路连接；所述第一开关电路与所述第一防倒灌电路连接，所述第二开关电路与所述第二防倒灌电路连接，所述第一防倒灌电路与所述第二防倒灌电路连接。切换控制单元用于输出切换控制信号；第一开关电路和第二开关电路用于根据切换控制信号选通输出第一电压或第二电压；第一和第二防倒灌电路用于防止一个电压被选通输出时向另一电压输出端倒灌电流；该电路避免切换过程中产生两个电压同时输出的风险，防止电压误输出和电流倒灌，保证充电安全性。

Description

双电源切换充电电路

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种双电源切换充电电路。

背景技术

移动电源或充电器可以为各类电子产品提供充电功能。为提高充电速度，部分电子产品的充电电压高于一般充电电压，即快充电压。充电器提供快充和普通充电两种电压值，用户可根据需求进行切换。现有的双电源切换电路通过控制信号对两种电压的供电电路进行控制时，存在双电源同时瞬间导通，电流倒灌到电压较低的一侧损坏芯片的风险。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种双电源切换充电电路，解决现有技术中的切换控制电路存在双电源同时瞬间导通风险的问题。

一种双电源切换充电电路，包括切换控制单元、第一开关电路、第二开关电路、第一防倒灌电路和第二防倒灌电路；所述切换控制单元分别与所述第一开关电路、第二开关电路、第一防倒灌电路连接；所述第一开关电路与所述第一防倒灌电路连接，所述第二开关电路与所述第二防倒灌电路连接，所述第一防倒灌电路与所述第二防倒灌电路连接；

所述切换控制单元用于输出第一切换控制信号和第二切换控制信号；所述第一开关电路用于根据所述第一切换控制信号选通输出第一电压；所述第二开关电路用于根据所述第二切换控制信号选通输出第二电压；所述第一防倒灌电路用于防止第二电压被选通输出时向所述第一开关电路倒灌；所述第二防倒灌电路用于防止第一电压被选通输出时向所述第二开关电路倒灌。

在进一步的实施例中，所述第一防倒灌电路包括第一可控开关，所述第一可控开关的第一端连接所述第一开关电路，第二端连接所述第二防倒灌电路，控制端连接所述切换控制单元。

在进一步的实施例中，所述第一防倒灌电路还包括三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；所述第一切换控制信号接入所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述电阻R4、所述第一可控开关的控制端；所述电阻R4的另一端连接第二电源端。

在进一步的实施例中，所述第一可控开关为MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极连接所述电阻R3和电阻R4的一端，源极连接所述第二防倒灌电路，漏极连接所述第一开关电路。

在进一步的实施例中，所述第二防倒灌电路包括第二可控开关，所述第二可控开关的第一端连接所述第二开关电路，第二端连接所述第一防倒灌电路，控制端连接所述第二开关电路。

在进一步的实施例中，所述第二可控开关为MOS管Q3，所述MOS管Q3的栅极连接所述第二开关电路，漏极连接所述第一防倒灌电路，源极连接所述第二开关电路。

在进一步的实施例中，所述第一开关电路包括电子负载开关U1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2；所述电子负载开关U1的IN端连接第一电源端和所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地；所述电子负载开关U1的EN端接收所述第一切换控制信号，并连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接地；所述电子负载开关U1的ISET端连接所述电容C2和所述电阻R2的一端，所述电容C2和所述电阻R2的另一端接地；所述电子负载开关U1的GND端接地；所述电子负载开关U1的OUT端连接所述第一防倒灌电路。

在进一步的实施例中，所述第二开关电路包括电子负载开关U2、电容C4、电容C5、电阻R6、电阻R7、电阻R8；所述电子负载开关U2的IN端连接第二电源端和所述电容C5的一端，所述电容C5的另一端接地；所述电子负载开关U2的EN端接收所述第二切换控制信号，并连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端接地；所述电子负载开关U2的SST端连接所述电容C4的一端，所述电容C4的另一端接地；所述电子负载开关U2的GND端接地；所述电子负载开关U2的ILNT端连接所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端接地；所述电子负载开关U2的FLG端连接所述电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接第三电源端；所述电子负载开关U2的BFET端连接所述第二防倒灌电路；所述电子负载开关U2的OUT端连接所述第二防倒灌电路。

在进一步的实施例中，所述双电源切换充电电路还包括电容C3，所述电容C3的一端连接所述第一防倒灌电路和所述第二防倒灌电路，所述电容C3的另一端接地。

在进一步的实施例中，所述双电源切换充电电路为移动电源快慢充切换电路。

本实用新型的双电源切换充电电路，通过两个切换控制信号分别控制第一开关电路和第二开关电路，实现了两个电路的独立控制和电压选通输出，避免切换过程中产生两个电压同时输出的风险；通过将第一防倒灌电路与切换控制信号连接，通过切换控制信号控制电压输出通道的开启和关闭，进一步降低了电压误输出的风险；通过第一防倒灌电路与第一开关电路连接，第二防倒灌电路与第二开关电路连接，以及第一防倒灌电路与第二防倒灌电路的连接，防止当一个电压输出时向另一个电压输出端倒灌电流，保证充电的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种双电源切换充电电路结构示意图。

图2是本实用新型实施例的一种第一防倒灌电路的电路连接图。

图3是本实用新型实施例的一种第一开关电路的电路连接图。

图4是本实用新型实施例的一种第二开关电路的电路连接图。

图5是本实用新型实施例的一种双电源切换充电电路的电路连接图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。“第一”、“第二”仅为了元件名称的区分，并不表示顺序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明。其中，本实用新型实施例结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件局部结构的图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。

下面结合附图，对本实用新型的实施例提供的双电源切换充电电路作进一步的详细说明。

请参阅图1所示，为本实用新型实施例的一种双电源切换充电电路结构示意图。双电源切换充电电路包括切换控制单元11、第一开关电路12、第二开关电路13、第一防倒灌电路14和第二防倒灌电路15。切换控制单元11输出第一切换控制信号和第二切换控制信号，其中第一切换控制信号和第一开关电路12、第一防倒灌电路14相连接，控制第一开关电路的电压输出和第一防倒灌电路的输出通道的开启和关闭；第二切换控制信号和第二开关电路13相连接，控制第二开关电路的电压输出。

第一开关电路12和第一防倒灌电路14连接，第二开关电路13和第二防倒灌电路15连接，第一防倒灌电路14与第二防倒灌电路15连接，这样当第一开关电路12的电压向外输出时，第二防倒灌电路15可以确保该电压不会向第二开关电路13的电压输出端倒灌电流；当第二开关电路13的电压向外输出时，第一防倒灌电路14可以确保该电压不会向第一开关电路12的电压输出端倒灌电流。其中，第一防倒灌电路14与第二防倒灌电路15的连接处，也是整个双电源切换充电电路的输出端，两个电压输出信号经过切换控制信号的选通控制后从这里输出。

本实施例通过两个切换控制信号分别控制第一开关电路和第二开关电路，实现了两个电路的独立控制和电压选通输出，避免切换过程中产生两个电压同时输出的风险；通过将第一防倒灌电路与第一切换控制信号连接，通过切换控制信号控制电压输出通道的开启和关闭，进一步降低了电压误输出的风险；通过第一防倒灌电路与第一开关电路连接，第二防倒灌电路与第二开关电路连接，以及第一防倒灌电路与第二防倒灌电路的连接，防止当一个电压输出时向另一个电压输出端倒灌电流，保证充电的安全性。

在一些实施例中，第一防倒灌电路14包括第一可控开关，该第一可控开关包括控制端、第一端和第二端，通过控制端信号的电压或电流控制第一端和第二端的连接或断开。该第一可控开关的第一端连接第一开关电路，第二端连接整个电路的电压输出端和第二防倒灌电路，可以通过切换控制单元输出的信号进行控制，当需要输出第一电压时，实现对第一电压输出通路的开启，当需要输出第二电压或两个电压均不需要输出时，通过切换控制信号实现对第一电压输出通道的关闭，防止第二电压的电流倒灌。本实施例通过一个切换控制信号控制第一防倒灌电路对第一电压输出通路进行开启或关闭控制，起到防止第二电压倒灌和防止第一电压误输出的双重作用。

在一些实施例中，如图2所示，第一防倒灌电路还包括三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；第一切换控制信号S1接入电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接三极管Q2的基极；三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4、第一可控开关的控制端；电阻R4的另一端连接第二电源端。

第二电源端的电压可以为12V。

默认情况下，第一切换控制信号S1为低电平，经过限流电阻R5后发送到三极管Q2的基极，由于该低电平小于三极管Q2的开启电压，且三极管Q2的集电结处于反向偏置，导致三极管Q2关断，此时第一可控开关的控制端通过上拉电阻R4维持在高电平，控制第一可控开关关断，第一电压输出通路关闭，防止第一电压误输出，同时可以防止第二电压输出端的电流倒灌到第一电压通路。当需要输出第一电压时，第一切换控制信号S1为高电平，三极管Q2的发射结和集电结均处于正向偏置，Q2导通，此时第一可控开关的控制端通过下拉电阻R3保持在低电平，控制第一可控开关打开，对外输出第一电压。

本实施例的第一防倒灌电路通过第一切换控制信号S1控制三极管Q2的导通或关断，进而控制第一可控开关和第一电压输出通路的开启或关闭。

在一些实施例中，如图2所示，第一可控开关为MOS管Q1，该MOS管Q1的栅极连接电阻R3和电阻R4的一端，源极连接第二防倒灌电路，漏极连接第一开关电路。

默认情况下，第一切换控制信号S1为低电平，经过限流电阻R5后发送到三极管Q2的基极，由于该低电平小于三极管Q2的开启电压，且三极管Q2的集电结处于反向偏置，导致三极管Q2关断，此时MOS管Q1的栅极通过上拉电阻R4维持在高电平，控制MOS管Q1关断，第一电压输出通路关闭，防止第一电压误输出，同时可以防止第二电压输出端的电流倒灌到第一电压通路。当需要输出第一电压时，第一切换控制信号S1为高电平，三极管Q2的发射结和集电结均处于正向偏置，三极管Q2导通，此时MOS管Q1的栅极通过下拉电阻R3保持在低电平，控制MOS管Q1打开，对外输出第一电压。

在一些实施例中，第二防倒灌电路包括第二可控开关，该第二可控开关包括控制端、第一端和第二端，通过控制端信号的电压或电流控制第一端和第二端的连接或断开。第二可控开关的第一端连接第二开关电路，第二端连接整个电路的电压输出端和第一防倒灌电路。与第一可控开关不同的是，第二可控开关的控制端不需要通过切换控制信号来控制，而是通过第二开关电路的输出信号来控制。当需要输出第二电压时，通过第二开关电路的输出信号实现对第二电压输出通路的开启，当需要输出第一电压或两个电压均不需要输出时，通过第二开关电路的输出信号实现对第二电压输出通道的关闭，防止第一电压的电流倒灌。本实施例的第二防倒灌电路，通过第二开关电路的输出信号控制第二防倒灌电路对第二电压输出通路进行开启或关闭控制，起到防止第一电压倒灌和防止第二电压误输出的双重作用。

在一些实施例中，第二可控开关为MOS管Q3，MOS管Q3的栅极连接第二开关电路，漏极连接第一防倒灌电路，源极连接第二开关电路。

默认情况下，第二开关电路的输出信号控制MOS管Q3关断，第二电压输出通路关闭，防止第二电压误输出，同时可以防止第一电压输出端的电流倒灌到第二电压通路。当需要输出第二电压时，第二开关电路的输出信号控制MOS管Q3导通，第二电压对外输出通道打开，输出第二电压。

在一些实施例中，如图3所示，第一开关电路包括电子负载开关U1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2；电子负载开关U1的IN端连接第一电源端和电容C1的一端，电容C1的另一端接地；电子负载开关U1的EN端接收第一切换控制信号S1，并连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地；电子负载开关U1的ISET端连接电容C2和电阻R2的一端，电容C2和电阻R2的另一端接地；电子负载开关U1的GND端接地；电子负载开关U1的OUT端连接第一防倒灌电路。

第一电源端的电压可以为5V。电子负载开关U1是用于控制电源开启或关闭的器件，相对于普通开关器件其关断电流和功耗更低，控制时序灵活，并可提供过流保护功能。其OUT端为电压输出端，耐压等级约为6V。在第二开关电路输出电压高于6V的情况下，电子负载开关U1侧的电压将超过其耐压极限，因此需要通过第一防倒灌电路对电子负载开关U1进行保护防止器件损坏。电子负载开关U1的IN端为电压输入端，EN端为使能端，高电平有效，第一切换控制信号S1接入EN端后可以控制OUT端的电压输出。

在默认状态下，第一切换控制信号S1被电阻R1拉低到低电平上，保证控制信号为低，电子负载开关U1不会对外输出电源，保证系统输出的安全性。

当需要电子负载开关U1输出5V时，第一切换控制信号S1为高电平，电子负载开关U1的OUT端输出5V电压，同时第一防倒灌电路的三极管Q2导通，MOS管Q1的栅极为低电平，触发MOS管Q1导通，系统以5V电压对外输出电源。此时第二防倒灌电路的第二可控开关为关断状态，防止向第二开关电路倒灌电流。

当不需要电子负载开关U1输出时，将第一切换控制信号S1拉低，电子负载开关U1的OUT端中断输出，同时第一防倒灌电路的三极管Q2截止，MOS管Q1的栅极为高电平，MOS管Q1截止，将第一开关电路的输出通道关闭，防止第一电压误输出和第二电压的电流倒灌。

在一些实施例中，如图4所示，第二开关电路包括电子负载开关U2、电容C4、电容C5、电阻R6、电阻R7、电阻R8；电子负载开关U2的IN端连接第二电源端和电容C5的一端，电容C5的另一端接地；电子负载开关U2的EN端接收第二切换控制信号S2，并连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地；电子负载开关U2的SST端连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地；电子负载开关U2的GND端接地；电子负载开关U2的ILNT端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地；电子负载开关U2的FLG端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接第三电源端；电子负载开关U2的BFET端连接第二防倒灌电路；电子负载开关U2的OUT端连接第二防倒灌电路。

第二电源端的电压可以为12V。电子负载开关U2的OUT端为电压输出端。如果第一开关电路输出电压高于12V的情况下，电子负载开关U2侧的电压可能超过其耐压极限，因此需要通过第二防倒灌电路对U2进行保护防止器件损坏。U2的IN端为电压输入端，EN端为使能端，第二切换控制信号S2接入EN端后可以控制OUT端的电压输出。

在默认状态下，第二切换控制信号S2被电阻R8拉低到低电平上，保证控制信号为低，电子负载开关U2不会对外输出，保证系统输出的安全性。

当需要电子负载开关U2输出12V时，第二切换控制信号S2为高电平，U2的OUT端输出12V电压，同时U2的BFET端输出控制信号使第二防倒灌电路的MOS管Q3导通，系统以12V电压对外输出电源。此时S1为低电平，控制电子负载开关U1不输出电压且第一防倒灌电路的第一可控开关为关断状态，防止向第一开关电路倒灌电流。

当不需要电子负载开关U2输出时，将第二切换控制信号S2拉低，电子负载开关U2的OUT端中断输出，同时BFET端输出控制信号使第二防倒灌电路的MOS管Q3截止。此时如果需要电子负载开关U1输出，则第一切换控制信号S1为高电平，控制电子负载开关U1输出电压且三极管Q2导通，MOS管Q1的栅极为低电平，MOS管Q1导通，将第一开关电路的输出通道打开输出第一电压。如果两种电压都不需要输出，则S1和S2均为低电平，电子负载开关U1、U2和第一防倒灌电路、第二防倒灌电路均为关断状态。

在一些实施例中，如图5所示，该双电源切换充电电路还包括电容C3，电容C3的一端连接第一防倒灌电路和第二防倒灌电路，另一端接地。电容C3位于防倒灌电路的输出端，用于对输出电压信号进行滤波，使输出的电压信号更平稳。

在一些实施例中，该双电源切换充电电路为移动电源快慢充切换电路。为提高充电速度，部分电子产品可使用高于普通充电电压的快充电压进行充电。为满足快充要求，移动电源可以提供快充和普通充电两种电压值，用户可根据需求进行切换。

Claims (10)

1.一种双电源切换充电电路，其特征在于，包括切换控制单元、第一开关电路、第二开关电路、第一防倒灌电路和第二防倒灌电路；所述切换控制单元分别与所述第一开关电路、第二开关电路、第一防倒灌电路连接；所述第一开关电路与所述第一防倒灌电路连接，所述第二开关电路与所述第二防倒灌电路连接，所述第一防倒灌电路与所述第二防倒灌电路连接；

所述切换控制单元用于输出第一切换控制信号和第二切换控制信号；所述第一开关电路用于根据所述第一切换控制信号选通输出第一电压；所述第二开关电路用于根据所述第二切换控制信号选通输出第二电压；所述第一防倒灌电路用于防止第二电压被选通输出时向所述第一开关电路倒灌；所述第二防倒灌电路用于防止第一电压被选通输出时向所述第二开关电路倒灌。

2.根据权利要求1所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第一防倒灌电路包括第一可控开关，所述第一可控开关的第一端连接所述第一开关电路，第二端连接所述第二防倒灌电路，控制端连接所述切换控制单元。

3.根据权利要求2所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第一防倒灌电路还包括三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；所述第一切换控制信号接入所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的发射极接地；所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述电阻R4、所述第一可控开关的控制端；所述电阻R4的另一端连接第二电源端。

4.根据权利要求3所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第一可控开关为MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极连接所述电阻R3和电阻R4的一端，源极连接所述第二防倒灌电路，漏极连接所述第一开关电路。

5.根据权利要求1所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第二防倒灌电路包括第二可控开关，所述第二可控开关的第一端连接所述第二开关电路，第二端连接所述第一防倒灌电路，控制端连接所述第二开关电路。

6.根据权利要求5所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第二可控开关为MOS管Q3，所述MOS管Q3的栅极连接所述第二开关电路，漏极连接所述第一防倒灌电路，源极连接所述第二开关电路。

7.根据权利要求1所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第一开关电路包括电子负载开关U1、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2；所述电子负载开关U1的IN端连接第一电源端和所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地；所述电子负载开关U1的EN端接收所述第一切换控制信号，并连接所述电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端接地；所述电子负载开关U1的ISET端连接所述电容C2和所述电阻R2的一端，所述电容C2和所述电阻R2的另一端接地；所述电子负载开关U1的GND端接地；所述电子负载开关U1的OUT端连接所述第一防倒灌电路。

8.根据权利要求1所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述第二开关电路包括电子负载开关U2、电容C4、电容C5、电阻R6、电阻R7、电阻R8；所述电子负载开关U2的IN端连接第二电源端和所述电容C5的一端，所述电容C5的另一端接地；所述电子负载开关U2的EN端接收所述第二切换控制信号，并连接所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端接地；所述电子负载开关U2的SST端连接所述电容C4的一端，所述电容C4的另一端接地；所述电子负载开关U2的GND端接地；所述电子负载开关U2的ILNT端连接所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端接地；所述电子负载开关U2的FLG端连接所述电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接第三电源端；所述电子负载开关U2的BFET端连接所述第二防倒灌电路；所述电子负载开关U2的OUT端连接所述第二防倒灌电路。

9.根据权利要求1所述的双电源切换充电电路，其特征在于还包括电容C3，所述电容C3的一端连接所述第一防倒灌电路和所述第二防倒灌电路，所述电容C3的另一端接地。

10.根据权利要求1所述的双电源切换充电电路，其特征在于，所述双电源切换充电电路为移动电源快慢充切换电路。

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