CN219420370U - 电源切换电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电源切换电路，该电源切换电路设置分别用于与外接电源、第一电池和第二电池连接的第一输入端、第二输入端以及第三输入端，当任意一路电源接入时，即可由该路电源向电源输出端供电。当任意两路电源接入时，优先从优先级高的电源取电。当三路电源全部接入时，由供电稳定性最好的外接电源供电。该电源切换电路对于实时性要求较高的系统可完美契合，随着所接入电源的不同选择最合适的电源进行供电，大大提高了供电稳定性。

Description

电源切换电路

技术领域

本申请涉及电路供电领域，尤其涉及一种电源切换电路。

背景技术

在集成电路、嵌入式设备等领域，供电是极其重要的环节，当供电异常时，将会导致相关功能受到极大影响，例如，RTC(Real Time Clock，实时时钟)时钟电路，为整个系统提供实时时间，当供电异常时，时钟工作受到影响，时间不准确，将会导致整个嵌入式系统无法精确获取当前的时间，严重影响到相关子模块的工作。传统技术中的电路供电存在着稳定性不高的问题。

实用新型内容

本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中电路供电的稳定性不高的技术缺陷。

本申请提供了一种电源切换电路，包括：

电源输出端；

第一输入端，第一端用于连接外接电源，第二端连接电源输出端；

第二输入端，第一端用于连接第一电池，第二端通过第一开关模块连接电源输出端；

第一开关模块的控制端连接第一输入端的第二端，第一开关模块用于在第一输入端的第一端连接外接电源时断开，在第一输入端的第一端未连接外接电源且第二输入端的第一端连接第一电池时导通；

第三输入端，第一端用于连接第二电池，第二端通过第二开关模块连接电源输出端；第二电池的容量小于第一电池，第二电池的电压低于外接电源；

第二开关模块的控制端连接第二输入端的第二端，第二开关模块用于在第二输入端的第一端连接第一电池时断开，在第二输入端的第一端未连接第一电池且第三输入端的第一端连接第二电池时导通。

在其中一个实施例中，电源切换电路还包括单向导通模块，单向导通模块连接在第一输入端的第二端和电源输出端之间。

在其中一个实施例中，单向导通模块为二极管。

在其中一个实施例中，第一开关模块包括第一PMOS管和第一电阻，第一电池的电压小于外接电源的电压；

第一输入端的第二端通过第一电阻接地；

第一PMOS管的栅极连接第一输入端的第二端，第一PMOS管的源极连接电源输出端，第一PMOS管的漏极连接第二输入端的第二端。

在其中一个实施例中，第一电池的电压与第二电池的电压相同。

在其中一个实施例中，第二开关模块包括第二PMOS管、第三PMOS管、分压单元、第二电阻、第一受控开关和第二受控开关；

第二PMOS管的漏极连接第三输入端的第二端，第二PMOS管的栅极连接第三PMOS管的栅极，第二PMOS管的栅极还通过第一受控开关接地，第二PMOS管的栅极、源极之间连接第二电阻，第二PMOS管的源极连接第三PMOS管的源极，第二PMOS管的源极通过分压单元接地；

第三PMOS管的漏极连接电源输出端；

第一受控开关的控制端连接分压单元的分压输出端，第一受控开关用于在分压输出端输出第一电压时导通，在分压输出端输出第二电压时断开；

分压输出端通过第二受控开关接地；

第二受控开关的控制端连接第二输入端的第二端，第二受控开关用于在第二输入端的第一端连接第一电池时导通，在第二输入端的第一端未连接第一电池时断开。

在其中一个实施例中，分压单元包括第三电阻和第四电阻；

第二PMOS管的源极依次通过第三电阻和第四电阻接地，第三电阻和第四电阻的公共端为分压输出端。

在其中一个实施例中，第一受控开关为第一NMOS管；

第一NMOS管的漏极连接第二PMOS管的栅极，第一NMOS管的栅极连接分压输出端，第一NMOS管的源极接地。

在其中一个实施例中，第二受控开关为第二NMOS管，第二NMOS管的漏极连接分压输出端，第二NMOS管的栅极连接第二输入端的第二端，第二NMOS管的源极接地。

在其中一个实施例中，电源输出端连接时钟电路。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

该电源切换电路，设置分别用于与外接电源、第一电池和第二电池连接的第一输入端、第二输入端以及第三输入端，当任意一路电源接入时，即可由该路电源向电源输出端供电。当任意两路电源接入时，优先从优先级高的电源取电。当三路电源全部接入时，由供电稳定性最好的外接电源供电。该电源切换电路对于实时性要求较高的系统可完美契合，随着所接入电源的不同选择最合适的电源进行供电，大大提高了供电稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一个实施例提供的电源切换电路的电路示意图；

图2为本申请另一个实施例提供的电源切换电路的电路示意图；

图3为本申请又一个实施例提供的电源切换电路的电路示意图；

图4为本申请再一个实施例提供的电源切换电路的电路示意图；

图5为本申请另一个实施例提供的电源切换电路的电路示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种电源切换电路，请参图1，包括电源输出端100、第一输入端200、第二输入端300、第三输入端500、第一开关模块400和的第二开关模块600。其中，电源输出端100用于对外提供电能。该电能可以来自于外接电源10、第一电池20或第二电池30。图1中用虚线代表外接电源10、第一电池20或第二电池30可能接入也可能未接入。其中，外接电源10的供电可靠性最高，第一电池20的容量大于第二电池30，所以第一电池20的供电可靠性仅次于外接电源10。本实施例希望按照供电可靠性由高到低的进行优先级排序，该电源切换电路可以自动切换当前连接进电源切换电路的所有电源中优先级最高的电源进行供电。

第一输入端200的第一端用于连接外接电源10，第一输入端200的第二端连接电源输出端100。即外接电源10连接第一输入端200的第一端时，外接电源10即可通过第一输入端200、电源输出端100向外提供电能。

第二输入端300的第一端用于连接第一电池20，第二输入端300的第二端通过第一开关模块400连接电源输出端100。即当若第一开关模块400导通，则第一电池20与电源输出端100之间可形成供电通路。但是，由于外接电源10的供电稳定性最高，当外接电源10接入第一输入端200时，应当由外接电源10优先向电源输出端100供电。因此，第一开关模块400的通断由第一输入端200是否接入外接电源10决定，即第一开关模块400的通断是基于第一输入端200的电压进行控制的。

具体而言，第一开关模块400为三端口元件，第二输入端300依次通过第一开关模块400的两个受控端连接电源输出端100，第一开关模块400的控制端连接第一输入端200的第二端，第一开关模块400用于在第一输入端200的第一端连接外接电源10时断开，第一开关模块400用于在第一输入端200的第一端未连接外接电源10且第二输入端300的第一端连接第一电池20时导通。可以理解，当第一输入端200的第一端连接或不连接外接电源10时，第一输入端200的第二端的电压会相应的发生变化，从而控制第一开关模块400的断开，即只要有外接电源10接入，第一电池20的供电通路已被断开，此时，第一电池20无论是否接入，都无法由第一电池20供电。在外接电源10没接入时，第一开关模块400可以保持常闭，也可以在第一电池20的接入下受控导通，只需保证在第一电池20接入第二输入端300但外接电源10没接入第一输入端200时导通即可。基于此，即可实现外接电源10优先于第一电池20向外供电。

第三输入端500的第一端用于连接第二电池30，第二端通过第二开关模块600连接电源输出端100。即若第二开关模块600导通，则第二电池30与电源输出端100之间可形成供电通路。但是，由于第一电池20和外接电源10的供电稳定性均高于第二电池30，当外接电源10或第一电池20接入时，应当由外接电源10或第一电池20优先向电源输出端100供电。因此，第二开关模块600的通断由第二输入端300是否接入第一电池20决定，即第二开关模块600的通断是基于第二输入端300的电压进行控制的。可以理解，当第二输入端300的第一端连接或不连接第二电池30时，第二输入端300的第二端的电压会相应的发生变化，从而控制第二开关模块600的断开，即只要有第二电池30接入，第二电池30的供电通路已被断开，此时，第二电池30无论是否接入，都无法由第二电池30供电。在第一电池20没接入时，第二开关模块600可以保持常闭，也可以在第二电池30的接入下受控导通，只需保证在第二电池30接入第二输入端300但第一电池20没接入第二输入端300时导通即可。另外，若第二电池30的供电通路导通，且外接电源10的也接入时，由于外接电源10的电压高于第二电池30的电压，会直接从外接电源10取电。基于此，即可实现外接电源10和第二电源优先于第一电池20向外供电。

本实施例中的电源切换电路，设置分别用于与外接电源10、第一电池20和第二电池30连接的第一输入端200、第二输入端300以及第三输入端500，当任意一路电源接入时，即可由该路电源向电源输出端100供电。当任意两路电源接入时，优先从优先级高的电源取电。当三路电源全部接入时，由供电稳定性最好的外接电源10供电。该电源切换电路对于实时性要求较高的系统可完美契合，随着所接入电源的不同选择最合适的电源进行供电，大大提高了供电稳定性。

在其中一个实施例中，请参阅图2，电源切换电路还包括单向导通模块700，单向导通模块700连接在第一输入端200的第二端和电源输出端100之间。可以理解，单向导通模块700只允许电信号从外接电源10流向电源输出端100，而不允许电信号从电源输出端100流向外接电源10，单向导通模块700可以起到隔离的防护作用，防止电流倒灌等出现。具体而言，单向导通模块700为二极管。

在其中一个实施例中，请参阅图3，第一开关模块400包括第一PMOS管410和第一电阻420。

第一输入端200的第二端通过第一电阻420接地。第一PMOS管410的栅极连接第一输入端200的第二端，第一PMOS管410的栅极还通过第一电阻420接地，第一PMOS管410的源极连接电源输出端100，第一PMOS管410的漏极连接第二输入端300的第二端。

可以理解，PMOS管的导通条件是栅源之间的电压差为负电压且小于负开启电压。当外接电源10接入时，无论是否接入第一电池20，第一PMOS管410的栅源电压为二极管的管压降，为正电压，第一PMOS管410只能处于关断状态。及时接入了第一电池20，第一电池20由于电压小于外接电源10，无法直接通过第一PMOS管410的体二极管供电，只能由外接电源10供电。当外接电源10没有接入但第一电池20接入时，第一PMOS管410的栅极电压由于第一电阻420的接地为0，而源极电压由于第一PMOS管410的体二极管的存在而等于第一电池20的电压，如3.8V，则此时第一PMOS管410的栅源电压为-3.8V，符合第一PMOS管410的导通条件，第一PMOS管410开通，由第一电池20通过导通的第一PMOS管410供电。

在其中一个实施例中，第一电池20的电压与第二电池30的电压相同。

在其中一个实施例中，请参阅图4，第二开关模块600包括第二PMOS管610、第三PMOS管620、分压单元630、第二电阻640、第一受控开关650和第二受控开关660。

第二PMOS管610的漏极连接第三输入端500的第二端，第二PMOS管610的栅极连接第三PMOS管620的栅极，第二PMOS管610的栅极还通过第一受控开关650接地，第二PMOS管610的栅极、源极之间连接第二电阻640，第二PMOS管610的源极连接第三PMOS管620的源极，第二PMOS管610的源极通过分压单元630接地。第三PMOS管620的漏极连接电源输出端100。即第二PMOS管610和第三PMOS管620得栅极电压相同、源极电压也相同，第二PMOS管610和第三PMOS管620将会同时开通和关断。第二PMOS管610和第三PMOS管620的栅源电压等于第二电阻640的电压降，第二电阻640的电压降将与第一受控开关650的导通和关断有关。当第一受控开关650断开时，该电压降等于零，则第二PMOS管610和第三PMOS管620断开，第二电池30的供电通路被切断。当接入第二电池30时，若第一受控开关650导通，第二PMOS管610和第三PMOS管620的栅极电压为0，源极电压由于第二PMOS管610体二极管的存在等于第二电池30的电压，如3.8V，则第二PMOS管610和第三PMOS管620的栅源电压为-3.8V，符合开通条件，第二PMOS管610和第三PMOS管620导通，形成第二电池30的供电通路。

第一受控开关650的控制端连接分压单元630的分压输出端，第一受控开关650用于在分压输出端输出第一电压时导通，在分压输出端输出第二电压时断开。分压单元630是对第二PMOS管610的源极电压进行分压后由分压输出端进行输出，当接入第二电池30时，源极电压为第二电池30的电压，分压单元630对第二电池30的电压进行分压后输出。但为了控制分压输出端有两种输出电压，以控制第一受控开关650的通断，分压输出端加通过第二受控开关660接地。第二受控开关660导通时，将分压输出端的电压强制设为零。第二受控开关660断开时，分压输出端正常输出分压。因此，这里的第一电压等于分压单元630对第二电池30的电压进行分压的结果，第二电压等于0。

而第二受控开关660的控制端连接第二输入端300的第二端，第二受控开关660用于在第二输入端300的第一端连接第一电池20时导通，在第二输入端300的第一端未连接第一电池20时断开。由此可见，当第一电池20接入时，第二受控开关660导通，分压输出端被强行设置为第二电压，第一受控开关650因此断开，第二PMOS管610和第三PMOS管620也因此断开，即第一电池20的接入会强行断开第二电池30的供电通路，保证第一电池20优先于第二电池30供电。当第一电池20没接入时，第二受控开关660断开，分压输出端输出的是对第二PMOS管610源极电压分压的结果。若此时第二电池30接入，分压输出端将输出第一电压，第一受控开关650导通，第二PMOS管610和第三PMOS管620也因此导通，形成第二电池30的供电通路。即第一电池20没接入、第二电池30接入时，可以形成第二电池30的供电通路。在第二电池30的供电通路存在时，若外接电源10接入，由于外接电源10的电压大于第二电池30的电压，外接电源10将优先第二电池30供电。

结合上文中第一电池20与外接电源10之间的关系可有：

当只有外接电源10时，外接电源10通过单向导通模块700向电池输出端供电。

当只有第一电池20时，第一电池20通过导通的第一PMOS管410向电池输出端供电。

当只有第二电池30时，第二受控开关660断开，第一受控开关650因此导通，使得第二PMOS管610、第三PMOS管620导通，第二电池30通过导通的第二PMOS管610、第三PMOS管620向电池输出端供电。

当第一电池20和第二电池30均接入时，第二受控开关660由于第一电池20的接入导通，第一受控开关650因此断开，使得第二PMOS管610、第三PMOS管620断开，第二电池30不存在供电通路。而第一PMOS管410由于第一电池20的接入而导通，第一电池20通过导通的第一PMOS管410向电池输出端供电。

当第一电池20和外接电源10均接入时，第一PMOS管410由于外接电源10的接入而断开，第一电池20由于电压小于外接电源10，第一电池20也不会通过体二极管向电池输出端供电，将由外接电源10向电池输出端供电。

当第二电池30和外接电源10均接入时，第二受控开关660断开，第一受控开关650因此导通，使得第二PMOS管610、第三PMOS管620导通，形成第二电池30的供电通路，但第二电池30由于电压小于外接电源10，将由外接电源10向电池输出端供电。

当第一电池20、第二电池30和外接电源10均接入时，第二受控开关660由于第一电池20的接入导通，第一受控开关650因此断开，使得第二PMOS管610、第三PMOS管620断开，第二电池30不存在供电通路。第一PMOS管410由于外接电源10的接入而断开，第一电池20由于电压小于外接电源10，第一电池20也不会通过体二极管向电池输出端供电，将由外接电源10向电池输出端供电。

由此可见，本申请中的电路可实现按照外接电源10、第一电池20、第二电池30的优先级顺序进行供电。

在其中一个实施例中，请参阅图5分压单元630包括第三电阻631和第四电阻632。第二PMOS管610的源极依次通过第三电阻631和第四电阻632接地，第三电阻631和第四电阻632的公共端为分压输出端。即第二PMOS管610的源极电压经过第三电阻631和第四电阻632的分压，从分压输出端输出到第一受控开关650的控制端。

在其中一个实施例中，请参阅图5，第一受控开关650为第一NMOS管。第一NMOS管的漏极连接第二PMOS管610的栅极，第一NMOS管的栅极连接分压输出端，第一NMOS管的源极接地。可以理解，NMOS管的导通条件为栅源电压为正电压且大于正开启电压。由上文可知，第一电压等于分压单元630对第二电池30的电压进行分压的结果，当分压输出端输出第一电压时，将满足导通条件，第一NMOS管将导通。第二电压为0，当分压输出端输出第二电压时，将不满足导通条件，第一NMOS管将断开。

在其中一个实施例中，请参阅图5，第二受控开关660为第二NMOS管，第二NMOS管的漏极连接分压输出端，第二NMOS管的栅极连接第二输入端300的第二端，第二NMOS管的源极接地。可以理解，NMOS管的导通条件为栅源电压为正电压且大于正开启电压，当第一电池20接入时，第二输入端300的第二端将输出正电压，使得栅源电压符合导通条件，第二NMOS管将导通。当第一电池20未接入时，第二输入端300的第二端将悬空，使得栅源电压不符合导通条件，第二NMOS管将断开。

在其中一个实施例中，电源输出端100连接时钟电路。即本申请中的电源切换电路很符合时钟电路对供电可靠性的要求，应用在时钟电路上可取得较好的效果。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电源切换电路，其特征在于，包括：

电源输出端；

第一输入端，第一端用于连接外接电源，第二端连接所述电源输出端；

第二输入端，第一端用于连接第一电池，第二端通过第一开关模块连接所述电源输出端；

所述第一开关模块的控制端连接所述第一输入端的第二端，所述第一开关模块用于在所述第一输入端的第一端连接所述外接电源时断开，在所述第一输入端的第一端未连接所述外接电源且所述第二输入端的第一端连接所述第一电池时导通；

第三输入端，第一端用于连接第二电池，第二端通过第二开关模块连接所述电源输出端；所述第二电池的容量小于所述第一电池，所述第二电池的电压低于所述外接电源；

所述第二开关模块的控制端连接所述第二输入端的第二端，所述第二开关模块用于在所述第二输入端的第一端连接所述第一电池时断开，在所述第二输入端的第一端未连接所述第一电池且所述第三输入端的第一端连接所述第二电池时导通。

2.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述电源切换电路还包括单向导通模块，所述单向导通模块连接在所述第一输入端的第二端和所述电源输出端之间。

3.根据权利要求2所述的电源切换电路，其特征在于，所述单向导通模块为二极管。

4.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第一PMOS管和第一电阻，第一电池的电压小于外接电源的电压；

所述第一输入端的第二端通过所述第一电阻接地；

所述第一PMOS管的栅极连接所述第一输入端的第二端，所述第一PMOS管的源极连接所述电源输出端，所述第一PMOS管的漏极连接所述第二输入端的第二端。

5.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述第一电池的电压与所述第二电池的电压相同。

6.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第二PMOS管、第三PMOS管、分压单元、第二电阻、第一受控开关和第二受控开关；

所述第二PMOS管的漏极连接所述第三输入端的第二端，所述第二PMOS管的栅极连接所述第三PMOS管的栅极，所述第二PMOS管的栅极还通过所述第一受控开关接地，所述第二PMOS管的栅极、源极之间连接所述第二电阻，所述第二PMOS管的源极连接所述第三PMOS管的源极，所述第二PMOS管的源极通过所述分压单元接地；

所述第三PMOS管的漏极连接所述电源输出端；

所述第一受控开关的控制端连接所述分压单元的分压输出端，所述第一受控开关用于在所述分压输出端输出第一电压时导通，在所述分压输出端输出第二电压时断开；

所述分压输出端通过所述第二受控开关接地；

所述第二受控开关的控制端连接所述第二输入端的第二端，所述第二受控开关用于在所述第二输入端的第一端连接所述第一电池时导通，在所述第二输入端的第一端未连接所述第一电池时断开。

7.根据权利要求6所述的电源切换电路，其特征在于，所述分压单元包括第三电阻和第四电阻；

所述第二PMOS管的源极依次通过所述第三电阻和所述第四电阻接地，所述第三电阻和所述第四电阻的公共端为所述分压输出端。

8.根据权利要求6所述的电源切换电路，其特征在于，所述第一受控开关为第一NMOS管；

所述第一NMOS管的漏极连接所述第二PMOS管的栅极，所述第一NMOS管的栅极连接所述分压输出端，所述第一NMOS管的源极接地。

9.根据权利要求6所述的电源切换电路，其特征在于，所述第二受控开关为第二NMOS管，所述第二NMOS管的漏极连接所述分压输出端，所述第二NMOS管的栅极连接所述第二输入端的第二端，所述第二NMOS管的源极接地。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电源切换电路，其特征在于，所述电源输出端连接时钟电路。