CN217849000U - 供电电路与电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种供电电路与电子设备，供电电路包括输入端、输出端、电池检测支路与开关支路，输入电源的电压大于用电负载的工作电压。输入端分别与输出端及电池检测支路连接，开关支路分别与输入端、电池检测支路连接。输入端与输入电源连接，输出端分别与电池及用电负载连接。电池检测支路用于在输出端与电池连接时输出第一信号至开关支路，并用于在输出端与电池之间的连接断开时输出第二信号至开关支路。开关支路用于响应于第一信号而导通输入端与输出端之间的连接，以通过输入电源为电池充电。开关支路还用于响应于第二信号而断开输入端与输出端之间的连接。通过上述方式，能够降低损坏用电负载的风险，提高电子设备工作的稳定性。

Description

供电电路与电子设备

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种供电电路与电子设备。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，便携产品越来越受欢迎，可充电电池作为便携产品能量的主要来源，应用也越来越广泛，如手机、电动工具、遥控电动玩具、智能手表等。为了续航更久，可充电电池的容量越来越大，从而对充电速度的要求越来越高，快充技术就应运而生。

而目前，在成本要求高的供电系统中，往往不再设置电源管理系统以降低成本，都是直接采用可充电电池对与充电电池连接的负载供电。具体的供电系统的结构如图1所示，在充电设备1用于为可充电电池2充电，可充电电池用于为用电负载3供电。

然而，在进行生产测试或维修时，可能会不装可充电电池，在该种情况下，充电设备的输出电压就会直接加到负载上，由于快充技术通常使用大电压小电流的方式，则此时负载上的电压可能大于其所能够承受的最大电压，从而存在负载因电压过大而损坏的风险。例如，对于采用快充技术的充电设备的输出电压一般为15V或20V，则当可充电电池用于为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、低压差线性稳压器(Low DropoutRegulator，LDO)等充电时，若可充电电池被拔出，则充电设备的输出电压直接作用于MCU或LDO上，又由于MCU的供电电压为3.3V或5V，LDO的供电电压小于10V，则在该种情况导致MCU与LDO损坏的风险较高。

实用新型内容

本申请旨在提供一种供电电路与电子设备，本申请能够降低损坏用电负载的风险，提高电子设备工作的稳定性。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种供电电路，用于分别与输入电源、电池及用电负载连接，且所述输入电源的电压大于所述用电负载的工作电压，所述供电电路包括：

输入端、输出端、电池检测支路与开关支路；

所述输入端的第一端分别与所述输出端的第一端及所述电池检测支路的第二端连接，所述输入端的第二端与所述开关支路的第三端连接，所述电池检测支路的第一端分别与所述开关支路的第二端及所述输出端的第二端连接，所述电池检测支路的第三端与所述开关支路的第一端连接；

其中，所述输入端的第一端用于与所述输入电源的第一端连接，所述输入端的第二端用于与所述输入电源的第二端连接，所述输出端的第一端用于分别与所述电池的第一端及所述用电负载的第一端连接，所述输出端的第二端用于分别与所述电池的第二端及所述用电负载的第二端连接；

所述电池检测支路用于在所述输出端与所述电池连接时输出第一信号至所述开关支路，并用于在所述输出端与所述电池之间的连接断开时输出第二信号至所述开关支路；

所述开关支路用于响应于所述第一信号而导通所述输入端的第二端与所述输出端的第二端之间的连接，以通过所述输入电源为所述电池充电，以及通过所述电池为所述用电负载供电；

所述开关支路还用于响应于所述第二信号而断开所述输入端的第二端与所述输出端的第二端之间的连接。

在一种可选的方式中，所述电池检测支路包括第一开关管；

所述第一开关管的第一端分别与所述开关支路的第二端及所述输出端的第二端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述输入端的第一端及所述输出端的第一端连接，所述第一开关管的第三端与所述开关支路的第一端连接。

在一种可选的方式中，所述电池检测支路还包括第一电阻与第二电阻；

所述第一电阻的第一端分别与所述第一开关管的第二端、所述输入端的第一端及所述输出端的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关管的第一端及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述开关支路的第二端及所述输出端的第二端连接。

在一种可选的方式中，所述第一开关管为PNP型三极管；

所述PNP型三极管的基极为所述第一开关管的第一端，所述PNP型三极管的发射极为所述第一开关管的第二端，所述PNP型三极管的集电极为所述第一开关管的第三端。

在一种可选的方式中，所述开关支路包括第二开关管；

所述第二开关管的第一端与所述电池检测支路的第三端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述电池检测支路的第一端及所述输出端的第二端连接，所述第二开关管的第三端与所述输入端的第二端连接。

在一种可选的方式中，所述开关支路还包括第三电阻与第四电阻；

所述第三电阻的第一端与所述电池检测支路的第三端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第二开关管的第一端及所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的第二端连接。

在一种可选的方式中，所述第二开关管为NMOS管；

所述NMOS管的栅极为所述第二开关管的第一端，所述NMOS管的源极为所述第二开关管的第二端，所述NMOS管的漏极为所述第二开关管的第三端。

第二方面，本申请提供一种电子设备，包括充电设备、电池、用电负载以及如上所述的供电电路，所述供电电路分别与所述充电设备、所述电池以及所述用电负载连接；

所述供电电路用于在所述供电电路与所述电池连接时，建立所述充电设备与所述电池之间的连接；

所述供电电路还用于在所述供电电路与所述电池之间的连接断开时，断开所述充电设备与所述用电负载之间的连接。

本申请的有益效果是：本申请提供的供电电路包括输入端、输出端、电池检测支路与开关支路。其中，输入端的第一端分别与输出端的第一端及电池检测支路的第二端连接，输入端的第二端与开关支路的第三端连接，电池检测支路的第一端分别与开关支路的第二端及输出端的第二端连接，电池检测支路的第三端与开关支路的第一端连接。其中，输入端的第一端用于与输入电源的第一端连接，输入端的第二端用于与输入电源的第二端连接，输出端的第一端用于分别与电池的第一端及用电负载的第一端连接，输出端的第二端用于分别与电池的第二端及用电负载的第二端连接。在输出端接入电池时，电池检测支路能够输出第一信号至开关支路，以使开关支路响应于第一信号而导通，并导通输入端的第二端与输出端的第二端之间的连接。此时由于输入端的第一端与输出端的第一端也连接，则输入端上的输入电源能够为电池进行充电，电池也能够为用电负载进行供电。在输出端未接入电池时，电池检测支路输出第二信号至开关支路，以使开关支路响应于第二信号而断开，断开了输入端的第二端与输出端的第二端之间的连接，此时，输入电源与用电负载之间的连接被断开。因此，通过上述方式，在电池接入到该供电电路时能够正常实现输入电源为电池充电与电池为用电负载供电，且在电池未接入供电电路时，能够断开输入电源与用电负载之间的连接，则虽然输入电源的电压大于用电负载的工作电压，但也能够避免输入电源的电压直接作用于用电负载上，进而可防止用电负载因电压过高而损坏，亦即降低损坏用电负载的风险，有利于提高包括该供电电路的电子设备工作的稳定性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为相关技术中的供电系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的供电电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的供电电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的供电电路的结构示意图。如图2所示，该供电电路100用于分别与输入电源200、电池300及用电负载400连接，且输入电源200的电压大于用电负载400的工作电压，供电电路100包括电池检测支路10、开关支路20、输入端30与输出端40。

其中，输入端30的第一端VI1分别与输出端40的第一端VO1及电池检测支路10的第二端连接，输入端30的第二端VI2与开关支路20的第三端连接，电池检测支路10的第一端分别与开关支路20的第二端及输出端40的第二端VO2连接，电池检测支路10的第三端与开关支路20的第一端连接。

其中，输入端30的第一端VI1用于与输入电源200的第一端连接，输入端30的第二端VI2用于与输入电源200的第二端连接，输出端40的第一端VO1用于分别与电池300的第一端及用电负载400的第一端连接，输出端40的第二端VO2用于分别与电池300的第二端及用电负载400的第二端连接。

具体地，电池检测支路10用于在输出端30与电池300连接时输出第一信号至开关支路20。电池检测支路10还用于在输出端30与电池300之间的连接断开时输出第二信号至开关支路20。开关支路20用于响应于第一信号而导通输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2之间的连接，以通过输入电源200为电池300充电，以及通过电池300为用电负载400供电。开关支路20还用于响应于第二信号而断开输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2之间的连接。

在该实施例中，在输出端40接入电池300时，即输出端40的第一端VO1与电池300的第一端连接，输出端40的第二端VO2与电池300的第二端连接时，电池检测支路10能够输出第一信号至开关支路20，以使开关支路20响应于第一信号而导通开关支路20的第二端与第三端，继而导通输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2之间的连接。此时，由于输入端30的第一端VI1与输出端40的第一端VO1也连接，则输入电源200与电池300形成了回路，输入电源200能够为电池300进行充电，电池300也能够为用电负载400进行供电。

在输出端40未接入电池300时，即输出端40的第一端VO1与第二端VO2中的至少一端未与电池300连接时(例如，输出端40的第一端VO1未与电池300的第一端连接，或者，输出端40的第二端VO2未与电池300的第二端连接)，电池检测支路10输出第二信号至开关支路20，以使开关支路20响应于第二信号而断开开关支路20的第二端与第三端之间的连接，继而断开了输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2之间的连接，此时，输入电源200与用电负载400之间的连接被断开，输入电源200的电压不会作用于用电负载400上。

因此，通过上述方式，在电池300接入到该供电电路100时能够正常实现输入电源200为电池充电300，以及电池300为用电负载400供电；在电池300未接入供电电路100时，能够断开输入电源200与用电负载400之间的连接，从而可避免输入电源200的电压直接作用于用电负载400上，进而可防止用电负载400因电压过高而损坏，亦即降低损坏用电负载400的风险，有利于提高包括该供电电路100的电子设备工作的稳定性。

同时，在该实施例中，由于输入电源200的电压大于用电负载400的供电电压，那么，若采用相关技术中的方案，例如图1所示的结构，在进行生产测试或维修，且不接入电池300的场景下，输入电源200的电压会直接作用于用电负载400上，则会导致用电负载400因输入电压过高而损坏。而，若采用本申请所提供的方案，则能过在不接入电池300时，自动断开输入电源200与用电负载400之间的连接，从而对用电负载400起到保护作用，有利于降低用电负载400因电压过高而被损坏的风险。

请参照图3，图3中示例性示出了电池检测电路的一种结构。如图3所示，电池检测支路10包括第一开关管Q1。

其中，第一开关管Q1的第一端分别与开关支路10的第二端及输出端40的第二端VO2连接，第一开关管Q1的第二端分别与输入端30的第一端VI1及输出端40的第一端VO1连接，第一开关管Q1的第三端与开关支路20的第一端连接。

在该实施例中，当输出端30接入电池300时，第一开关管Q1的第二端与第一端之间存在压差，且该压差大于第一开关管Q1的导通压降，则第一开关管Q1被驱动导通，电池300的第一端的电压(即为第一信号)通过第一开关管Q1的第三端与第二端后输入至开关支路20。在一实施方式中，若电池300的第一端为正极，则第一信号可对应为高电平信号。

当输出端30未接入电池300时，第一开关管Q1的第二端与第三端之间的压差为零，第一开关管Q1断开，此时第一开关管Q1的第三端输出的第二信号为低电平信号。

综上，当输出端30接入电池300时，第一开关管Q1导通，并输出高电平信号(即第一信号)至开关支路20；当输出端30未接入电池300时，第一开关管Q1断开，并输出低电平信号(即第二信号)至开关支路20。

可理解，在该实施例中，以第一开关管Q1为PNP型三极管为例。PNP型三极管的基极为第一开关管Q1的第一端，PNP型三极管的发射极为第一开关管Q1的第二端，PNP型三极管的集电极为第一开关管Q1的第三端。

除此之外，第一开关管Q1可以是任何可控开关，比如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、门极关断晶闸管(GTO)器件、可控硅整流器(SCR)器件、结栅场效应晶体管(JFET)器件、MOS控制晶闸管(MCT)器件等。此外，图3中示出的第一开关管Q1可作为并联连接的多个开关实现。

在一实施例中，请继续参照图3，电池检测支路10还包括第一电阻R1与第二电阻R2。

其中，第一电阻R1的第一端分别与第一开关管Q1的第二端、输入端30的第一端VI1及输出端40的第一端VO1连接，第一电阻R1的第二端分别与第一开关管Q1的第一端及第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端分别与开关支路20的第二端及输出端40的第二端VO2连接。

具体地，在输出端40接入电池300时，第一电阻R1与第二电阻R2能够对电池300的电压进行分压，以获得能够驱动第一开关管Q1导通的电压。

图3中还示例性示出的开关支路20的一种结构。如图3所示，开关支路包括第二开关管Q2。

其中，第二开关管Q2的第一端与电池检测支路10的第三端连接，第二开关管Q2的第二端分别与电池检测支路10的第一端及输出端40的第二端VO2连接，第二开关管Q2的第三端与输入端30的第二端VI2连接。

具体地，当第二开关管Q2的第二端接收到第一信号(即高电平信号)时，第二开关管Q2导通，第二开关管Q2的第二端与第三端连通。输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2连通，并且输入端30的第一端VI1与输出端40的第一端VO1也连接，则输入电源200通过输入端30与输出端40后与电池300形成回路，输入电源200能够正常为电池300充电。

当第二开关管Q2的第二端接收到第二信号(即低电平信号)时，第二开关管Q2断开，第二开关管Q2的第二端与第三端之间的连接断开，输入电源200与用电负载400之间的连接也被断开。

可理解，在该实施例中，以第二开关管Q2为NMOS管为例。NMOS管的栅极为第二开关管Q2的第一端，NMOS管的源极为第二开关管Q2的第二端，NMOS管的漏极为第二开关管Q2的第三端。

除此之外，第二开关管Q2可以是任何可控开关，比如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、门极关断晶闸管(GTO)器件、可控硅整流器(SCR)器件、结栅场效应晶体管(JFET)器件、MOS控制晶闸管(MCT)器件等。此外，图3中示出的第二开关管Q2可作为并联连接的多个开关实现。

在一实施例中，请继续参照图3，开关支路20还包括第三电阻R3与第四电阻R4。

其中，第三电阻R3的第一端与电池检测支路10的第三端连接，第三电阻R3的第二端分别与第二开关管Q2的第一端及第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第二开关管Q2的第二端连接。

具体地，当第二开关管Q2的第二端接收到第一信号(即高电平信号)时，第三电阻R3与第四电阻R4能够对第一信号的电压进行分压，以获得能够驱动第二开关管Q2导通的电压。

以下对图3所示的电路结构的原理进行说明。其中，在该实施中，以电池300的第一端为正极，电池300的第二端为负极为例。

当输出端40接入电池300时，对应该供电电路100接入电池300时，第一开关管Q1导通，基于电池300的正极输出第一信号，即高电平信号至第二开关管Q2的第一端，以使第二开关管Q2导通。继而，输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2连通，输入电源200、输入端30、输出端40与电池300形成回路，输入电源200为电池300充电。此时，虽然输入电源200也与用电负载400连接，但输入电源200的电压主要用于为电池300进行充电，则输入电源200直接作用于用电负载400的电压较小，用电负载400因电压过大而损坏的风险较小。

当输出端40未接入电池300时，对应该供电电路100未接入电池300时，第一开关管Q1与第二开关管Q2均断开。继而，输入端30的第二端VI2与输出端40的第二端VO2之间的连接被断开，即输入电源200与电池300之间的回路被断开，输入电源200的电压不再作用于用电负载400，从而可降低用电负载400损坏的风险。

本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括充电设备、电池、用电负载以及本申请任一实施例中的供电电路100。其中，供电电路100分别与充电设备、电池以及用电负载连接。

具体地，供电电路100用于在供电电路100与电池连接时，建立充电设备与电池之间的连接。供电电路100还用于在供电电路与电池之间的连接断开时，断开充电设备与用电负载之间的连接，以防止充电设备所提供的电压直接作用于用电负载而导致用电负载损坏，有利于对用电负载起到保护作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种供电电路，其特征在于，用于分别与输入电源、电池及用电负载连接，且所述输入电源的电压大于所述用电负载的工作电压，所述供电电路包括：

输入端、输出端、电池检测支路与开关支路；

所述输入端的第一端分别与所述输出端的第一端及所述电池检测支路的第二端连接，所述输入端的第二端与所述开关支路的第三端连接，所述电池检测支路的第一端分别与所述开关支路的第二端及所述输出端的第二端连接，所述电池检测支路的第三端与所述开关支路的第一端连接；

其中，所述输入端的第一端用于与所述输入电源的第一端连接，所述输入端的第二端用于与所述输入电源的第二端连接，所述输出端的第一端用于分别与所述电池的第一端及所述用电负载的第一端连接，所述输出端的第二端用于分别与所述电池的第二端及所述用电负载的第二端连接；

所述电池检测支路用于在所述输出端与所述电池连接时输出第一信号至所述开关支路，并用于在所述输出端与所述电池之间的连接断开时输出第二信号至所述开关支路；

所述开关支路用于响应于所述第一信号而导通所述输入端的第二端与所述输出端的第二端之间的连接，以通过所述输入电源为所述电池充电，以及通过所述电池为所述用电负载供电；

所述开关支路还用于响应于所述第二信号而断开所述输入端的第二端与所述输出端的第二端之间的连接。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电池检测支路包括第一开关管；

所述第一开关管的第一端分别与所述开关支路的第二端及所述输出端的第二端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述输入端的第一端及所述输出端的第一端连接，所述第一开关管的第三端与所述开关支路的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述电池检测支路还包括第一电阻与第二电阻；

所述第一电阻的第一端分别与所述第一开关管的第二端、所述输入端的第一端及所述输出端的第一端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一开关管的第一端及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端分别与所述开关支路的第二端及所述输出端的第二端连接。

4.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关管为PNP型三极管；

所述PNP型三极管的基极为所述第一开关管的第一端，所述PNP型三极管的发射极为所述第一开关管的第二端，所述PNP型三极管的集电极为所述第一开关管的第三端。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述开关支路包括第二开关管；

所述第二开关管的第一端与所述电池检测支路的第三端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述电池检测支路的第一端及所述输出端的第二端连接，所述第二开关管的第三端与所述输入端的第二端连接。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述开关支路还包括第三电阻与第四电阻；

所述第三电阻的第一端与所述电池检测支路的第三端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第二开关管的第一端及所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的第二端连接。

7.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述第二开关管为NMOS管；

所述NMOS管的栅极为所述第二开关管的第一端，所述NMOS管的源极为所述第二开关管的第二端，所述NMOS管的漏极为所述第二开关管的第三端。

8.一种电子设备，其特征在于，包括充电设备、电池、用电负载以及如权利要求1-7任意一项所述的供电电路，所述供电电路分别与所述充电设备、所述电池以及所述用电负载连接；

所述供电电路用于在所述供电电路与所述电池连接时，建立所述充电设备与所述电池之间的连接；

所述供电电路还用于在所述供电电路与所述电池之间的连接断开时，断开所述充电设备与所述用电负载之间的连接。

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