CN217215997U - 电源管理电路、供电电源及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源管理电路、供电电源及电子设备。所述电源管理电路包括电源输入端、负载端、开关电路和信号放大电路；开关电路包括第一开关元件，第一开关元件具有第一电流输入端、第一电流输出端和第一受控端，第一电流输入端与电源输入端连接，第一电流输出端与负载端连接；信号放大电路具有放大信号输入端和放大信号输出端，放大信号输入端与用电负载的待机信号输出端连接，放大信号输出端与第一开关元件的第一受控端连接。电源管理电路在接收到用电负载待机状态下反馈的待机信号时，能够关断电源输出，从而使供电电源不会持续供电，降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力。

Description

电源管理电路、供电电源及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种电源管理电路、供电电源及电子设备。

背景技术

供电电源如可充电电池均设置有电源管理芯片，通过电源管理芯片对电流输出进行控制以实现供电管理。通常情况下，电源管理芯片仅能在输出电流低于预设电流时可关断输出，当用电负载处于待机状态时，供电电源会持续为其供电输出电流依旧很大，无法达到电源管理芯片设定的关断条件。因此，即使用电负载处于待机状态时，供电电源的电能消耗依旧很大，会影响到供电电源的续航能力，特别是会影响到一些便携设备的可充电电池的续航能力。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种电源管理电路、供电电源及电子设备，所述电源管理电路在接收到用电负载待机状态下反馈的待机信号时，能够关断电源输出，从而使供电电源不会持续供电，降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种电源管理电路，包括电源输入端、负载端、开关电路和信号放大电路；所述电源输入端连接至供电电池，所述负载端连接有用电负载；所述开关电路包括第一开关元件，所述第一开关元件具有第一电流输入端、第一电流输出端和第一受控端，所述第一电流输入端与所述电源输入端连接，所述第一电流输出端与所述负载端连接；所述信号放大电路具有放大信号输入端和放大信号输出端，所述放大信号输入端与用电负载的待机信号输出端连接，所述放大信号输出端与所述第一开关元件的第一受控端连接。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种供电电源，包括如上实施例所述的电源管理电路、电池和电源管理芯片；所述电源管理电路通过所述电源管理芯片与所述电池连接。

根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括如上实施例所述的供电电源和用电负载。

应用本实用新型实施例的技术方案，通过在电源管理电路中设置开关电路和信号放大电路，信号放大电路的放大信号输入端与用电负载的待机信号输出端连接，当放大信号输入端接收到用电负载发送的待机信号时，信号放大电路的放大信号输出端输出高电平信号，触发开关电路的第一开关元件关断，从而使负载端不再输出电源，进而降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的电源管理电路的原理框图；

图2为本实用新型实施例所述的开关电路的原理图；

图3为本实用新型实施例所述的信号放大电路的原理图；

图4为本实用新型实施例所述的复位电路的原理图；

图5为本实用新型实施例所述的供电电源的原理框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

一般的电源管理芯片仅能在输出电流低于预设电流时可关断输出，当用电负载处于待机状态时，供电电源会持续为其供电输出电流依旧很大，无法达到电源管理芯片设定的关断条件。因此，即使用电负载处于待机状态时，供电电源的电能消耗依旧很大，会影响到供电电源的续航能力，特别是会影响到一些便携设备的可充电电池的续航能力。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种电源管理电路，在接收到用电负载待机状态下反馈的待机信号时，能够关断电源输出，从而使供电电源不会持续供电，降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力。

以下，结合附图对本实用新型的技术方案进行说明。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种电源管理电路，请参阅图1，图1为本实用新型实施例所述的电源管理电路的原理框图。

电源管理电路包括电源输入端10、开关电路20、负载端30和信号放大电路40；所述电源输入端10连接至供电电池获得电源，所述负载端30连接有用电负载50，通过负载端30向用电负载50提供电源。所述开关电路20包括第一开关元件21，所述第一开关元件21具有第一电流输入端211、第一电流输出端212和第一受控端213，所述第一电流输入端211与所述电源输入端10连接，所述第一电流输出端212与所述负载端30连接；所述信号放大电路40具有放大信号输入端和放大信号输出端，所述放大信号输入端与用电负载50的待机信号输出端连接，所述放大信号输出端与所述第一开关元件21的第一受控端213连接。其中，所述用电负载50为具有控制器的用电负载，在控制器处于待机状态时，可以通过控制器通过信号放大电路40向开关电路20的第一开关元件21的第一受控端213反馈待机信号，以便于开关电路20做出相应的关断响应。

应用本实用新型实施例的技术方案，通过在电源管理电路中设置开关电路和信号放大电路，信号放大电路的放大信号输入端与用电负载的待机信号输出端连接，当放大信号输入端接收到用电负载发送的待机信号时，信号放大电路的放大信号输出端输出高电平信号，触发开关电路的第一开关元件关断，从而使负载端不再输出电源，进而降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力。

本实用新型的技术方案可以通过以下电路连接方式来实现。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例所述的开关电路的原理图。

开关电路20包括第一开关元件21、第二开关元件22和第三开关元件23；所述第一开关元件21具有第一电流输入端、第一电流输出端和第一受控端；所述第二开关元件22具有第二电流输入端、第二电流输出端和第二受控端；所述第三开关元件23具有第三电流输入端、第三电流输出端和第三受控端。所述第一受控端与所述第二电流输入端、以及所述电源输入端连接，所述第二电流输出端接地，所述第二受控端与所述第三电流输入端、以及所述电源输入端连接，所述第三电流输出端接地，所述第三受控端与所述信号放大电路的放大信号输出端连接。

当用电负载50处于待机状态时，用电负载50通过其待机信号输出端输出高电平信号至信号放大电路40，信号放大电路40的放大信号输出端跟随输出高电平信号，传输至第三开关元件23的第三受控端。当第三受控端接收到高电平信号时，当该高电平信号达到第三开关元件23的的导通条件时，第三开关元件23导通，使得第二开关元件22的第二受控端通过第三开关元件23接地，第二受控端形成的电压无法满足第二开关元件22的导通条件，第二开关元件22关断，从而使第一开关元件21的第一受控端连接至电源输入端获得高电平信号。第一开关元件21为低电平触发导通的开关元件，因此，当第一受控端接收到高电平信号时，第一开关元件21会关断，从而断开电源供电输出，以保证在用电负载处于待机状态时，供电电源不会持续输出供电，减少了供电电源的能量消耗，有助于提高供电电源的续航能力。

在一个可选的实施例中，所述第一开关元件21可以为P沟道型场效应管QM1，P沟道型场效应管QM1的导通条件为低电平触发导通。所述P沟道型场效应管QM1的栅极为第一开关元件21的第一受控端213，其源极为第一开关元件21的第一电流输入端211，其漏极为所述第一开关元件21的第一电流输出端212。P沟道型场效应管QM1的栅极通过限流电阻RM2、RM1连接至电源输入端VOUT2获得电源供电，同时，还通过第二开关元件22接地；其源极连接至电源输入端VOUT2获得电源供电；其漏极为负载端PWR-OUT，连接有用电负载50。当P沟道型场效应管QM1的栅极获得的电平信号不满足导通条件时，P沟道型场效应管QM1关断，从而使供电电源不会持续输出。

在一个可选的实施例中，所述第二开关元件22可以为NPN型三极管QM2，NPN型三极管QM2的导通条件为高电平触发导通。所述NPN型三极管QM2的基极为所述第二开关元件22的第二受控端，其发射极为所述第二开关元件22的第二电流输出端，其集电极为所述第二开关元件22的第二电流输入端。NPN型三极管QM2的基极通过限流电阻RB4、RM3连接至电源输出端VOUT2获得高电平信号，同时通过第三开关元件23接地，其发射极接地，其集电极通过限流电阻RM2连接至P沟道型场效应管QM1的栅极。

所述第三开关元件23可以为NPN型三极管QM3，NPN型三极管QM3的导通条件为高电平触发导通。所述NPN型三极管QM3的基极为所述第三开关元件23的第三受控端，其发射极为所述第三开关元件23的第三电流输出端，其集电极为所述第三开关元件23的第三电流输入端。NPN型三极管QM3的基极通过限流电阻RB7连接至信号放大电路40的放大信号输出端，同时通过电阻RB8接地，其发射极接地，其集电极通过限流电阻RM3连接至电源输出端VOUT2。

当NPN型三极管QM3的基极获得高电平时，且达到NPN型三极管QM3的导通条件时，NPN型三极管QM3导通，从而使NPN型三极管QM2的基极通过NPN型三极管QM3接地，无法满足NPN型三极管QM2的导通条件关断，从而使P沟道型场效应管QM1的栅极连接至电源输出端VOUT2获得高电平，P沟道型场效应管QM1关断，从而使供电电源不会持续输出。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例所述的信号放大电路的原理图。

信号放大电路40包括运算放大器U1，所述运算放大器U1具有同相输入端(U1的第1引脚)、反向输入端(U1的第3引脚)和运放输出端PWR_CTL；

所述同相输入端和所述反向输入端为所述信号放大电路40的放大信号输入端，所述运放输出端为所述信号放大电路40的放大信号输入端；所述同相输入端通过第一分压电阻RB2连接至用电负载50的所述待机信号输出端，所述反向输入端通过第二分压电阻RB3连接至参考电源5V_P，所述运放输出端连接至所述第三开关元件QM3的第一受控端，即连接至QM3的基极。当用电负载50处于待机状态时，其待机信号输出端可以输出高电平信号，通过第一分压电阻RB2分压后输入至同相输入端的电压高于反相输入端的电压时，运算放大器U1的运放输出端可以输出高电平信号，进而触发开关电路20关断，从而使供电电源不会持续输出。

在一个可选的实施例中，所述运算放大器U1的运放输出端和所述开关电路20的第一开关元件21的第一受控端之间还设置有第一二极管DB1，所述第一二极管DB1的正极与所述运放输出端连接，其负极与所述第一开关元件21的第一受控端连接。由于第一开关元件21的第一受控端和运算放大器U1的放大信号输出端之间还连接有第二开关元件22和第三开关元件23，因此，本实施例中，第一二极管DB1连接于所述运算放大器U1的运放输出端和所述开关电路20的第三开关元件23的第三受控端之间，能够防止开关电路20的中信号反向流入到运算放大器U1的放大信号输出端，从而防止运算放大器U1被电压信号冲击导致损坏。

所述运算放大器U1的运放输出端和所述同相输入端之间还连接有第二二极管DB2和反馈电阻RB1；所述第二二极管DB2的正极与所述运放输出端连接，其负极经过所述反馈电阻RB1连接至所述运算放大器U1的同相输入端。其中，反馈电阻RB1并联于反相输入端和运放输出端之间，用于设定电压信号的放大倍数，反馈电阻RB1的电阻值可以确定运算放大器U1对待机信号的放大倍数，使开关电路20获得相匹配的触发信号。同时，第二二极管DB2的反向连接设置，能够将运算放大器U1在工作期间获得的电压5V_P信号反相输送至同相输入端，持续为运算放大器U1的同相输入端提供高于参考电源的电压值，从而使得运算放大器U1持续输出高电平，进而触发开关电路20持续关断电源输出。

为使信号放大电路40能够受到控制输出低电平信号触发开关电路20再次导通，在一个可选的实施例中，所述电源管理电路还设置有复位电路。

请参阅图4，图4为本实用新型实施例所述的复位电路的原理图。

复位电路包括复位按键S1和第四开关元件QM4；所述复位按键S1具有第一端和第二端，所述复位按键S1的第一端接地；所述第四开关元件QM4具有第四电流输入端、第四电流输出端和第四受控端；所述第四电流输入端连接至所述负载端30，所述第四电流输出端连接至所述信号放大电路40的电源端5V_P，所述第四受控端连接至所述复位按键S1的第二端，并连接至第一辅助电源。所述复位电路还包括第五开关元件QM5，所述第五开关元件QM5包括第五电流输入端、第五电流输出端和第五受控端；所述第五电流输入端通过限流电阻RM4连接至所述电源输入端VOUT2，所述第五电流输出端连接至所述信号放大电路40的电源端5V_P，所述第五受控端连接至所述复位按键S1的第二端，并连接至第一辅助电源。其中，所述第一辅助电源为能够触发第五开关元件QM5导通的电源。

第五开关元件QM5的第五受控端连接至第一辅助电源持续获得导通电压信号，当复位电路的复位按键S1被按下时，使得第五开关元件QM5的第五受控端瞬间接地，从而使第五开关元件QM5关断，不会持续导通，进而使第四开关元件QM4的第四受控端连接至电源输出端VOUT2获得高电平，使第四开关元件QM4无法达到导通条件，关断电源输出端VOUT与运算放大器U1的电源端的电源输入。即可使得运算放大器U1无法获得工作电源，运算放大器U1的放大信号输出端无法持续输出高电平信号，从而使开关电路20恢复导通，用电负载50再次获得工作电源恢复工作。

应用本实用新型实施例的技术方案，通过在电源管理电路中设置开关电路和信号放大电路，信号放大电路的放大信号输入端与用电负载的待机信号输出端连接，当放大信号输入端接收到用电负载发送的待机信号时，信号放大电路的放大信号输出端输出高电平信号，触发开关电路的第一开关元件关断，从而使负载端不再输出电源，进而降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力。同时，还设置有复位电路，能够通过复位电路使电源管理电路的开关再次导通，恢复工作，控制方便。

根据本实用新型的第二方面，还提供一种供电电源，请参阅图5，图5为本实用新型实施例所述的供电电源的原理框图。

供电电源包括电源管理电路、电池70和电源管理芯片60；所述电源管理电路通过所述电源管理芯片60与所述电池70连接获得电源，并连接有用电负载50，可以对后端用电负载50或者其他的后端电路的供电进行管理。

根据本实用新型的第二方面，还提供一种电子设备，包括供电电源和用电负载50。

应用本实用新型实施例的上述技术方案，能够使电源管理电路在接收到用电负载待机状态下反馈的待机信号时，能够关断电源输出，从而使供电电源不会持续供电，降低了供电电源的电能消耗，有助于提高供电电源的续航能力；同时，还可以通过复位电路对用电负载的供电进行控制，使用较为方便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源管理电路，其特征在于，包括电源输入端、负载端、开关电路和信号放大电路；

所述电源输入端连接至供电电池，所述负载端连接有用电负载；

所述开关电路包括第一开关元件，所述第一开关元件具有第一电流输入端、第一电流输出端和第一受控端，所述第一电流输入端与所述电源输入端连接，所述第一电流输出端与所述负载端连接；

所述信号放大电路具有放大信号输入端和放大信号输出端，所述放大信号输入端与用电负载的待机信号输出端连接，所述放大信号输出端与所述第一开关元件的第一受控端连接。

2.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述信号放大电路包括运算放大器，所述运算放大器具有同相输入端、反向输入端和运放输出端；

所述同相输入端和所述反向输入端为所述信号放大电路的放大信号输入端，所述运放输出端为所述信号放大电路的放大信号输入端；

所述同相输入端连接至用电负载的所述待机信号输出端，所述反向输入端连接至参考电源，所述运放输出端连接至所述第一开关元件的第一受控端。

3.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述同相输入端通过第一分压电阻连接至用电负载的所述待机信号输出端。

4.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述运算放大器的运放输出端和所述第一开关元件的第一受控端之间还设置有第一二极管，所述第一二极管的正极与所述运放输出端连接，其负极与所述第一开关元件的第一受控端连接。

5.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述运算放大器的运放输出端和所述同相输入端之间还连接有第二二极管和反馈电阻；所述第二二极管的正极与所述运放输出端连接，其负极经过所述反馈电阻连接至所述运算放大器的同相输入端。

6.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述开关电路还包括第二开关元件和第三开关元件；

所述第二开关元件具有第二电流输入端、第二电流输出端和第二受控端；

所述第三开关元件具有第三电流输入端、第三电流输出端和第三受控端；

所述第一受控端与所述第二电流输入端、以及所述电源输入端连接，所述第二电流输出端接地，所述第二受控端与所述第三电流输入端、以及所述电源输入端连接，所述第三电流输出端接地，所述第三受控端与所述信号放大电路的放大信号输出端连接。

7.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，还包括复位电路；所述复位电路包括复位按键和第四开关元件；

所述复位按键具有第一端和第二端，所述复位按键的第一端接地；

所述第四开关元件具有第四电流输入端、第四电流输出端和第四受控端；

所述第四电流输入端连接至所述负载端，所述第四电流输出端连接至所述信号放大电路的电源端，所述第四受控端连接至所述复位按键的第二端，并连接至第一辅助电源。

8.根据权利要求7所述的电源管理电路，其特征在于，所述复位电路还包括第五开关元件，所述第五开关元件包括第五电流输入端、第五电流输出端和第五受控端；

所述第五电流输入端连接至所述电源输入端，所述第五电流输出端连接至所述信号放大电路的电源端，所述第五受控端连接至所述复位按键的第二端，并连接至第一辅助电源。

9.一种供电电源，其特征在于，包括电池，电源管理芯片，以及如权利要求1至8任意一项所述的电源管理电路；所述电源管理电路通过所述电源管理芯片与所述电池连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的供电电源和用电负载。

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