CN220570337U - 一种供电切换电路、功耗调整电路以及电子设备 - Google Patents

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CN220570337U CN202321754237.XU CN202321754237U CN220570337U CN 220570337 U CN220570337 U CN 220570337U CN 202321754237 U CN202321754237 U CN 202321754237U CN 220570337 U CN220570337 U CN 220570337U
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Abstract

本申请属于供电技术领域,提供了一种供电切换电路、功耗调整电路及电子设备,采用第一开关模块连接于供电切换电路的第一供电端和供电切换电路的供电输出端之间,第二开关模块连接于供电切换电路的第二供电端和供电输出端之间,第一开关控制模块根据切换控制信号控制第一开关模块的开关状态,第二开关控制模块根据切换控制信号控制第二开关模块的开关状态。第一开关控制模块的信号输入端和第二开关控制模块的信号输入端共接于供电切换电路的切换控制信号端,且第一开关模块和第二开关模块无法同时导通,从而可以根据应用场景需求选择第一供电端或者第二供电端对外供电,解决了目前的电路无法根据供电环境的变化调整产品用电功率的问题。

Description

一种供电切换电路、功耗调整电路以及电子设备
技术领域
本申请属于供电技术领域,尤其涉及一种供电切换电路、功耗调整电路以及电子设备。
背景技术
采用电源和电池供电的智能产品(例如应急灯、处理器间通信门铃、摄像头、工矿灯等)都是采用固定的发射功率值进行信号的无线通信,始终以出厂设置的发射功率进行发射,无法根据供电环境的变化智能的调整产品输出的发射功率,断电的情况下始终以最大的发射功率不仅增加电池的负担,而且也会造成能源的浪费。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种供电切换电路、功耗调整电路以及电子设备,旨在解决目前的电路无法根据供电环境的变化调整产品用电功率的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种供电切换电路,所述供电切换电路包括:
第一开关模块,连接于所述供电切换电路的第一供电端和所述供电切换电路的供电输出端之间;
第二开关模块,连接于所述供电切换电路的第二供电端和所述供电输出端之间;
第一开关控制模块,与所述第一开关模块连接,用于接收切换控制信号,并根据所述切换控制信号控制所述第一开关模块的开关状态;
第二开关控制模块,与所述第二开关模块连接,用于接收切换控制信号,并根据所述切换控制信号控制所述第二开关模块的开关状态;
其中,所述第一开关控制模块的信号输入端和所述第二开关控制模块的信号输入端共接于所述供电切换电路的切换控制信号端,且所述第一开关模块和所述第二开关模块无法同时导通。
在一个实施例中,所述第一开关模块包括:第一电容、第一开关管、第一电阻、第二电阻;
所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端共接于所述第一供电端,所述第一电容的第二端接地,所述第一开关管的第二端、所述第一电阻的第一端共接于所述供电输出端,所述第二电阻的第二端接地,所述第一开关管的控制端连接所述第一开关控制模块。
在一个实施例中,所述第二开关模块包括:第二开关管、第一电感、第二电容;
所述第二开关管的第一端连接所述第二供电端,所述第二开关管的第二端连接所述第一电感的第一端,所述第一电感的第二端与所述第二电容的第一端共接于所述供电输出端,所述第二电容的第二端接地。
在一个实施例中,所述第一开关控制模块包括:第三开关管、第二电阻、第三电阻、第三电容;
所述第三开关管的第一端连接所述第一开关模块,所述第三开关管的控制端连接所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端连接所述第一开关控制模块的信号输入端,所述第三开关管的第二端、所述第三电阻的第一端、所述第三电容的第一端共接,所述第三电阻的第二端与所述第三电容的第二端接地。
在一个实施例中,所述第二开关控制模块包括:第四开关管、第四电阻、第五电阻、第四电容;
所述第四开关管的控制端连接所述第四电阻的第一端,所述第四电阻的第二端连接所述第二开关控制模块的信号输入端,所述第四开关管的第一端连接所述第二开关模块,所述第四开关管的第二端、所述第五电阻的第一端以及所述第四电容的第一端共接,所述第五电阻的第二端、所述第四电容的第二端接地。
本申请实施例第二方面还提供了一种功耗调整电路,所述功耗调整电路包括:
AC-DC电路,用于将交流电转换为直流电;
电池模块,用于存储电能;
电源管理电路,与所述AC-DC电路和电池模块连接,用于接收所述直流电,将所述直流电转换为供电电压信号,并根据充放电控制信号和所述供电电压信号对所述电池模块充电或者放电;
主控电路,与所述电源管理电路和所述AC-DC电路连接,用于检测所述AC-DC电路的输出状态,并根据检测结果生成所述切换控制信号和所述充放电控制信号;
DC-DC电路,与所述电源管理电路、所述电池模块以及所述主控电路连接,用于接收所述供电电压信号或者所述电池模块的输出电流,并将所述供电电压信号或者所述电池模块的输出电流转换为主控供电信号对所述主控电路供电;以及
如上述任一项所述的供电切换电路,所述供电切换电路的第一供电端连接所述DC-DC电路,所述供电切换电路的第二供电端连接所述主控电路的LDO电源端,所述供电切换电路的供电输出端连接所述主控电路的功率电源端和射频电源端。
在一个实施例中,所述功耗调整电路还包括:
射频与天线匹配电路,用于接收所述主控电路提供的天线控制信号,并将所述天线控制信号转换为射频天线信号发射。
在一个实施例中,所述AC-DC电路包括:第一保险丝、压敏电阻、整流桥、第二电感、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第五开关管、第一驱动芯片、第一二极管、第二二极管、第三电感、第四电感;
所述第一保险丝的第一端连接火线端,所述第一保险丝的第二端、所述压敏电阻的第一端共接于所述整流桥的第一输入端,所述整流桥的第二输入端、所述压敏电阻的第二端共接于零线端,所述整流桥的第一输出端、所述第二电感的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第五电容的第一端共接于所述整流桥的第一输出端,所述整流桥的第二输出端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第一端共接于地,所述第二电感的第二端、所述第六电阻的第二端、所述第六电容的第二端、所述第七电阻的第一端以及所述第五开关管的第一端共接,所述第七电阻的第二端连接所述第八电阻的第一端连接,所述第八电阻的第二端、所述第七电容的第一端共接于所述第一驱动芯片的电源引脚,所述第五开关管的控制端、所述第九电阻的第一端共接于所述第一驱动芯片的驱动引脚,所述第五开关管的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第一二极管的阳极、所述第十二电阻的第一端共接于所述第一驱动芯片的采样引脚,所述第一二极管的阴极连接所述第十一电阻的第一端,所述第十一电阻的第二端、所述第八电容的第一端、所述第十电阻的第一端共接于所述第一驱动芯片的反馈引脚,所述第八电容的第二端、所述第十电阻的第二端、所述第七电容的第二端以及所述第一驱动芯片的接地引脚共接于地,所述第十二电阻的第二端、所述第二二极管的阴极、所述第三电感的第一端共接,所述第二二极管的阳极接地,所述第三电感的第二端、所述第九电容的第一端、所述第十三电阻的第一端、所述第四电感的第一端共接作为所述AC-DC电路的输出端,所述第九电容的第二端接地,所述第十三电阻的第二端接地;
所述第四电感的第二端与所述第十四电阻的第一端连接,所述第十四电阻的第二端、所述第十五电阻的第一端、所述第十电容的第一端共接作为所述AC-DC电路的采样端,所述第十五电阻的第二端与所述第十电容的第二端接地。
在一个实施例中,所述DC-DC电路包括:第六开关管、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第五电感、第二驱动芯片;
所述第六开关管的第一端连接所述电池模块的正极,所述第十六电阻的第一端连接所述电池模块的负极,所述第十六电阻的第二端接地,所述第六开关管控制端接地,所述第六开关管的第二端、所述第十七电阻的第一端、所述第十八电阻的第一端、所述第五电感的第一端、所述第十二电容的第一端、所述第十三电容的第一端、所述第二驱动芯片的输入引脚共接,所述第十二电容的第二端、所述第十三电容的第二端接地,所述第五电感的第二端连接所述第二驱动芯片的驱动引脚,所述第十八电阻的第二端、所述第十一电容的第一端共接于所述第二驱动芯片的使能引脚,所述第十一电容的第二端接地,所述第二驱动芯片的反馈引脚接地,所述第二驱动芯片的输出引脚、所述第十四电容的第一端、所述第十五电容的第一端共接作为所述DC-DC电路的输出端,所述第二驱动芯片的接地引脚、所述第十四电容的第二端、所述第十五电容的第二端接地。
本申请实施例第三方面还提供了一种电子设备,包括如上述任一项所述的供电切换电路;或者包括如上述任一项所述的功耗调整电路。
本申请实施例的有益效果:采用第一开关模块连接于供电切换电路的第一供电端和供电切换电路的供电输出端之间,第二开关模块连接于供电切换电路的第二供电端和供电输出端之间,第一开关控制模块根据切换控制信号控制第一开关模块的开关状态,第二开关控制模块根据切换控制信号控制第二开关模块的开关状态。第一开关控制模块的信号输入端和第二开关控制模块的信号输入端共接于供电切换电路的切换控制信号端,且第一开关模块和第二开关模块无法同时导通,从而可以根据应用场景需求选择第一供电端或者第二供电端对外供电,解决了目前的电路无法根据供电环境的变化调整产品用电功率的问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种供电切换电路的示意图一;
图2为本申请实施例提供的一种供电切换电路的示意图二;
图3为本申请实施例提供的功耗调整电路的示意图一;
图4为本申请实施例提供的功耗调整电路的示意图二;
图5为本申请实施例提供的AC-DC电路的示意图;
图6为本申请实施例提供的DC-DC电路的示意图;
图7为本申请实施例提供的电源管理电路的示意图;
图8为本申请实施例提供的射频与天线匹配电路的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。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。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
芯片内部的PAVDD引脚和RFVDD引脚的供电会影响产品的输出功率和功耗,PAVDD引脚和RFVDD引脚如果由外部电源直接供电,产品可支持更高的发射功率,通信距离也会更远,但是功耗也更大。PAVDD引脚和RFVDD引脚如果由芯片内部的LDO电路输出电压供电,休眠功耗比正常供电电压功耗低3倍左右,如果配合固件适当降低该模式下的发射功率(满足产品通信距离的情况下),同时也可以大大的降低产品的工作功耗。两种模式各有利弊,有些产品如IPC Camera,在常供电时需要保持高功率运行,以保证最好的射频性能,但在停电的时候,需要启动备用电池供电,需要降低发射功率和功耗,以保证电池使用寿命。
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种供电切换电路,参见图1所示,供电切换电路包括:第一开关模块110、第二开关模块120、第一开关控制模块130、第二开关控制模块140,第一开关模块110连接于供电切换电路的第一供电端VCC3.3V和供电切换电路的供电输出端VDCDC之间,第二开关模块120连接于供电切换电路的第二供电端VREGSW和供电输出端VDCDC之间;第一开关控制模块130与第一开关模块110连接,第二开关控制模块140与第二开关模块120连接。第一开关控制模块130用于接收切换控制信号,并根据切换控制信号控制第一开关模块110的开关状态;第二开关控制模块140用于接收切换控制信号,并根据切换控制信号控制第二开关模块120的开关状态;其中,第一开关控制模块130的信号输入端和第二开关控制模块140的信号输入端共接于供电切换电路的切换控制信号端DCDCEN,且第一开关模块110和第二开关模块120无法同时导通。
在本实施例中,第一开关控制模块130的信号输入端和第二开关控制模块140的信号输入端共接于供电切换电路的切换控制信号端DCDCEN,通过切换控制信号端DCDCEN输入切换控制信号,并由第一开关控制模块130和第二开关控制模块140分别控制第一开关模块110和第二开关模块120的开关状态,使得第一开关模块110和第二开关模块120无法同时导通,从而可以根据应用场景需求选择第一供电端VCC3.3V或者第二供电端VREGSW对外供电,解决了目前的电路无法根据供电环境的变化调整产品用电功率的问题。
在一个应用实施例中,供电切换电路应用于智能产品,供电切换电路的第一供电端VCC3.3V连接外部电源,供电切换电路的第二供电端VREGSW连接电池或者LDO电路的输出端,供电切换电路的供电输出端VDCDC连接智能产品的芯片,例如收发芯片等,在智能产品断开外部电源由电池供电时,此时考虑到电池功耗的问题,可切换成低功耗模式,开启收发芯片内部LDO输出电压给芯片的PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,此时智能产品和网关、路由器等接收端通过信号的RSSI值感知信号的强弱,并快速降低产品的发射功率,使产品满足通信距离的前提下降低休眠和工作功耗。
当智能产品再次采用外部电源供电,马上切换成外部电源直接给芯片的PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,同时通过和网关、路由器等接收端通信的RSSI值提高产品的发射功率,使发射功率达到出厂设置的水平后进行信号的通信。
在一个实施例中,参见图2所示,第一开关模块110包括:第一电容C1、第一开关管Q1、第一电阻R1;第一电容C1的第一端与第一开关管Q1的第一端共接于第一供电端VCC3.3V,第一电容C1的第二端接地,第一开关管Q1的第二端、第一电阻R1的第一端共接于供电输出端VDCDC,第二电阻R2的第二端接地,第一开关管Q1的控制端连接第一开关控制模块130。
在本实施例中,第一开关管Q1的第一端和第二端分别连接第一供电端VCC3.3V和供电输出端VDCDC,不仅可以控制第一供电端VCC3.3V和供电输出端VDCDC的连接状态,还可以防止供电输出端VDCDC的电流倒灌至第一供电端VCC3.3V,第一电容C1和第一电阻R1组成RC电路,可以用于对第一供电端VCC3.3V输入的电流进行滤波处理。
在一个实施例中,参见图2所示,第二开关模块120包括:第二开关管Q2、第一电感L1、第二电容C2;第二开关管Q2的第一端连接第二供电端VREGSW,第二开关管Q2的第二端连接第一电感L1的第一端,第一电感L1的第二端与第二电容C2的第一端共接于供电输出端VDCDC,第二电容C2的第二端接地。
在本实施例中,第二开关管Q2的第一端和第二端分别连接第二供电端VREGSW和供电输出端VDCDC,不仅可以控制第二供电端VREGSW和供电输出端VDCDC的连接状态,还可以防止供电输出端VDCDC的电流倒灌至第二供电端VREGSW,第一电感L1和第二电阻R2组成LC电路,可以用于对第二供电端VREGSW输入的电流进行滤波处理。
在一个实施例中,参见图2所示,第一开关控制模块130包括:第三开关管Q3、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3;第三开关管Q3的第一端连接第一开关模块110,第三开关管Q3的控制端连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端连接第一开关控制模块130的信号输入端,第三开关管Q3的第二端、第三电阻R3的第一端、第三电容C3的第一端共接,第三电阻R3的第二端与第三电容C3的第二端接地。
在一个实施例中,参见图2所示,第二开关控制模块140包括:第四开关管Q4、第四电阻R4、第五电阻R5、第四电容C4;第四开关管Q4的控制端连接第四电阻R4的第一端,第四电阻R4的第二端连接第二开关控制模块140的信号输入端,第四开关管Q4的第一端连接第二开关模块120,第四开关管Q4的第二端、第五电阻R5的第一端以及第四电容C4的第一端共接,第五电阻R5的第二端、第四电容C4的第二端接地。
在本实施例中,第一开关控制模块130的信号输入端和第二开关控制模块140的信号输入端共接于供电切换电路的切换控制信号端DCDCEN,第三开关管Q3和第四开关管Q4的晶体管类型相反,第三开关管Q3的控制端和第四开关管Q4的控制端同时连接供电切换电路的切换控制信号端DCDCEN,第三开关管Q3和第四开关管Q4无法同时导通。
在一个应用实施例中,第一供电端VCC3.3V可以连接外部电源,第二供电端VREGSW可以连接电池或者LDO电路的输出端。
以LDO电路为芯片内部的LDO电路,供电输出端VDCDC连接芯片的PAVDD引脚和RFVDD引脚举例,在电池供电情况下,芯片内部LDO电路通过第二供电端VREGSW输出1.8V电压给芯片的PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,此时控制切换控制信号端DCDCEN输出高电平信号,第一开关管Q1和第三开关管Q3截止工作,第二开关管Q2和第三开关管Q3导通。
电源供电情况下,此时配置切换控制信号端DCDCEN输出低电平,第一开关管Q1和第三开关管Q3管脚导通,第二开关管Q2和第四开关管Q4处于截止状态,供电输出端VDCDC将输出3.3V左右的电压给芯片的PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,同时第二开关管Q2可以保护第二供电端VREGSW,防止3.3V电压反灌。
在一个实施例中,第一开关管Q1和第二开关管Q2可以为N型MOS管。
在一个实施例中,第三开关管Q3和第四开关管Q4的晶体管类型相反,例如,第三开关管Q3可以为PNP型三极管,第四开关管Q4可以为NPN型三极管。
本申请实施例还提供了一种功耗调整电路,参见图3所示,功耗调整电路包括:AC-DC电路200、电池模块500、电源管理电路400、主控电路600、DC-DC电路300以及如上述任一项实施例的供电切换电路100。
AC-DC电路200用于将交流电转换为直流电,电池模块500用于存储电能;电源管理电路400与AC-DC电路和电池模块500连接,电源管理电路400用于接收直流电,将直流电转换为供电电压信号,并根据充放电控制信号和供电电压信号对电池模块500充电或者放电。主控电路600与电源管理电路400和AC-DC电路200连接,主控电路600用于检测AC-DC电路200的输出状态,并根据检测结果生成切换控制信号和充放电控制信号;DC-DC电路300与电源管理电路400、电池模块500以及主控电路600连接,DC-DC电路300用于接收供电电压信号或者电池模块500的输出电流,并将供电电压信号或者电池模块500的输出电流转换为主控供电信号对主控电路600供电。供电切换电路100的第一供电端VCC3.3V连接DC-DC电路300,供电切换电路100的第二供电端VREGSW连接主控电路600的LDO电源端,供电切换电路100的供电输出端VDCDC连接主控电路600的功率电源端和射频电源端。
在本实施例中,主控电路600内可以集成Wifi/Zigbee/Lora等射频功能以及IC智能处理功能,主控电路600可以通过检测AC-DC电路200的输出状态,判断是否由电池模块500供电,并且通过检测电池模块500的两端的电压判断电池模块500是否充满,从而通过电源管理电路400调整充电电流。
在一个实施例中,参见图4所示,功耗调整电路还包括射频与天线匹配电路700,射频与天线匹配电路700用于接收主控电路600提供的天线控制信号,并将天线控制信号转换为射频天线信号发射。
在本实施例中,功耗调整电路应用于智能产品,在智能产品断开外部电源由电池供电时,此时考虑到电池功耗的问题,可切换成低功耗模式,主控电路600检测到AC-DC电路200断开后,开启收发芯片内部LDO输出电压给PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,此时智能产品和网关、路由器等接收端通过信号的RSSI值感知信号的强弱,并快速降低产品的发射功率,使产品满足通信距离的前提下降低休眠和工作功耗。
当智能产品再次采用外部电源供电,主控电路600检测到AC-DC电路200启动,马上切换成外部电源直接给PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,同时通过和网关、路由器等接收端通信的RSSI值提高产品的发射功率,使发射功率达到出厂设置的水平后进行信号的通信。
在一个实施例中,参见图5所示,AC-DC电路200包括:第一保险丝F1、压敏电阻RV、整流桥BD、第二电感L2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第五开关管Q5、第一驱动芯片U1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三电感L3;第一保险丝F1的第一端连接火线端ACL,第一保险丝F1的第二端、压敏电阻RV的第一端共接于整流桥BD的第一输入端,整流桥BD的第二输入端、压敏电阻RV的第二端共接于零线端ACN,整流桥BD的第一输出端、第二电感L2的第一端、第六电阻R6的第一端、第五电容C5的第一端共接于整流桥BD的第一输出端,整流桥BD的第二输出端、第五电容C5的第二端、第六电容C6的第一端共接于地,第二电感L2的第二端、第六电阻R6的第二端、第六电容C6的第二端、第七电阻R7的第一端以及第五开关管Q5的第一端共接,第七电阻R7的第二端连接第八电阻R8的第一端连接,第八电阻R8的第二端、第七电容C7的第一端共接于第一驱动芯片U1的电源引脚VCC,第五开关管Q5的控制端、第九电阻R9的第一端共接于第一驱动芯片U1的驱动引脚GATE,第五开关管Q5的第二端、第九电阻R9的第二端、第一二极管D1的阳极、第十二电阻R12的第一端共接于第一驱动芯片U1的采样引脚CS,第一二极管D1的阴极连接第十一电阻R11的第一端,第十一电阻R11的第二端、第八电容C8的第一端、第十电阻R10的第一端共接于第一驱动芯片U1的反馈引脚FB,第八电容C8的第二端、第十电阻R10的第二端、第七电容C7的第二端以及第一驱动芯片U1的接地引脚GND共接于地,第十二电阻R12的第二端、第二二极管D2的阴极、第三电感L3的第一端共接,第二二极管D2的阳极接地,第三电感L3的第二端、第九电容C9的第一端、第十三电阻R13的第一端、第四电感的第一端共接作为AC-DC电路200的输出端VCC5V,第九电容C9的第二端接地,第十三电阻R13的第二端接地。第四电感的第二端与第十四电阻R14的第一端连接,第十四电阻R14的第二端、第十五电阻R15的第一端、第十电容C10的第一端共接作为AC-DC电路200的采样端VDCDET,第十五电阻R15的第二端与第十电容C10的第二端接地。
在本实施例中,火线端ACL和零线端ACN可以用于连接外部的220V交流电或者110V的交流电,第一保险丝F1用于对输入的交流电进行过流保护,压敏电阻RV对输入的交流电进行过压保护。
整流桥BD将输入的交流电转换为直流电,第一驱动芯片U1及其外围的器件组成电压转换电路对直流电的电压进行调节。具体的,第一驱动芯片U1通过驱动第五开关管Q5导通或者关断,并由其反馈引脚FB的电压调节第五开关管Q5的开关频率,从而对直流电的电压进行调节。
在一个实施例中,参见图6所示,DC-DC电路300包括:第六开关管Q6、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第五电感L5、第二驱动芯片U2;第六开关管Q6的第一端连接电池模块500的正极,第十六电阻R16的第一端连接电池模块500的负极,第十六电阻R16的第二端接地,第六开关管Q6控制端接地,第六开关管Q6的第二端、第十七电阻R17的第一端、第十八电阻R18的第一端、第五电感L5的第一端、第十二电容C12的第一端、第十三电容C13的第一端、第二驱动芯片U2的输入引脚VIN共接,第十二电容C12的第二端、第十三电容C13的第二端接地,第五电感L5的第二端连接第二驱动芯片U2的驱动引脚SW,第十八电阻R18的第二端、第十一电容的第一端共接于第二驱动芯片U2的使能引脚EN,第十一电容的第二端接地,第二驱动芯片U2的反馈引脚FB接地,第二驱动芯片U2的输出引脚VOUT、第十四电容C14的第一端、第十五电容C15的第一端共接作为DC-DC电路300的输出端VCC3.3V,第二驱动芯片U2的接地引脚GND、第十四电容C14的第二端、第十五电容C15的第二端接地。
在本实施例中,第二驱动芯片U2可以为LDO芯片,通过LDO芯片及其外围器件组成电压转换电路,输出稳定的3.3V的供电电压信号。
在一个实施例中,参见图7所示,电源管理电路400包括:电源管理芯片U3、第六电感L6、第七电感L7、第八电感L8、第九电感L9、按键开关SW1、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第二十八电容C28、第二十九电容C29、第三十电容C30、第三十一电容C31、第三十二电容C32、第三十三电容C33、第三十四电容C34、第三十五电容C35、第三十六电容C36、第三十七电容C37、第三十八电容C38、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30以及瞬态抑制二极管D3。
第六电感L6的第一端连接AC-DC电路200的输出端VCC5V,第六电感L6的第二端、第十六电容C16的第一端、第十七电容C17的第一端、第十八电容C18的第一端、电源管理芯片U3的VAC引脚以及VBUS引脚共接,第十六电容C16的第二端、第十七电容C17的第二端、第十八电容C18的第二端、第十九电阻R19的第一端共接于地,第十九电阻R19的第二端连接电源管理芯片U3的PSEL引脚。
电源管理芯片U3的SCL引脚连接第二十电阻R20的第一端,电源管理芯片U3的SDA引脚连接第二十一电阻R21的第一端,第二十电阻R20的第二端连接主控电路600的时钟信号断CHRGSCL,第二十一电阻R21的第二端、第三十八电容C38的第一端连接主控电路600的数据信号端CHRGSDA,第三十八电容C38的第二端接地。电源管理芯片U3的SCL引脚和SDA引脚用于从主控电路600接收充放电控制信号。
电源管理芯片U3的nINT引脚连接第二十二电阻R22的第一端,第二十二电阻R22的第二端连接主控电路600的CHRGINT信号端。
电源管理芯片U3的nCE引脚连接第二十三电阻R23的第一端,电源管理芯片U3的TS引脚、第二十四电阻R24的第一端、第二十五电阻R25的第一端共接,第二十三电阻R23的第二端与第二十四电阻R24的第二端共接于地,第二十五电阻R25的第二端、电源管理芯片U3的REGN引脚、第二十电容C20的第一端共接,电源管理芯片U3的PMID引脚连接第十九电容C19的第一端,第十九电容C19的第二端与第二十电容C20的第二端共接于地。
电源管理芯片U3的nQON引脚连接第二十六电阻R26的第一端,第二十六电阻R26的第二端与第七开关管的第一端连接,第七开关管的第二端、第二十九电阻R29的第一端共接于地,第七开关管的控制端、第二十九电阻R29的第二端、第三十七电容C37的第一端、第三十电阻R30的第一端、瞬态抑制二极管D3的第一端以及按键开关SW1的第一端共接,第三十电容C30的第二端接地,按键开关SW1的第二端与瞬态抑制二极管D3的第二端接地,第三十电阻R30的第二端连接DC-DC电路300的输出端VCC3.3V。
电源管理芯片U3的BTST引脚连接第二十七电阻R27的第一端、第二十七电阻R27的第二端连接第二十一电容C21的第一端,电源管理芯片U3的SW引脚、第二十一电容C21的第二端、第七电感L7的第一端、第二十八电阻R28的第一端共接,第二十八电阻R28的第二端连接第二十二电容C22的第一端,第二十二电容C22的第二端接地,第七电感L7的第二端与第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26的第一端共接于第八电感L8的第一端,第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26的第二端接地,第八电感L8的第二端、第二十七电容C27的第一端、第二十八电容C28的第一端共接于电池模块500的充放电控制端VBAT,第二十七电容C27和第二十八电容C28的第二端接地。
电源管理芯片U3的接地引脚GND接地,电源管理芯片U3的SYS引脚、第二十九电容C29的第一端、第三十电容C30的第一端共接于电池模块500的充放电控制端VBAT,第二十九电容C29和第三十电容C30的第二端接地,电源管理芯片U3的BAT引脚、第三十一电容C31的第一端、第三十二电容C32的第一端以及第九电感L9的第一端共接,第三十一电容C31的第二端、第三十二电容C32的第二端接地,第九电感L9的第二端、第三十三电容C33、第三十四电容C34、第三十五电容C35、第三十六电容C36的第一端共接于电池模块500的充放电控制端VBAT,第三十三电容C33、第三十四电容C34、第三十五电容C35、第三十六电容C36的第二端接地。
在一个实施例中,电源管理电路400还用于检测电池模块500是否充满,并根据检测结果生成充放电控制信号,并在火线端ACL和零线端ACN上电时为电池模块500充电。
在一个实施例中,参见图8所示,射频与天线匹配电路700包括:第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第十三电感L13、第十四电感L14、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十一电容C41、第四十二电容C42、第四十三电容C43、第四十四电容C44以及天线组件Antenna,第十电感L10的第一端与第三十九电容C39的第一端共接于主控电路600的SUBGO0端连接,第十电感L10的第二端、第三十九电容C39的第二端、第十一电感L11的第一端、第四十电容C40的第一端共接,第四十电容C40的第二端接地,第十一电感L11的第二端、第十三电感L13的第一端以及第四十一电容C41的第一端共接,第四十一电容C41的第二端接地,第十三电感L13的第二端、第四十二电容C42的第一端以及第四十三电容C43的第一端共接,第四十二电容C42的第二端接地,第十二电感L12的第一端连接主控电路600的SUBGI0端,第十二电感L12的第二端、第四十三电容C43的第二端、第四十四电容C44的第一端以及第十四电感L14的第一端共接,第四十四电容C44的第二端接地,第十四电感L14的第二端、第四十五电容的第一端以及天线组件Antenna共接,第四十五电容的第二端接地。
在本实施例中,第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十一电容C41、第四十二电容C42、第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第十三电感L13用来匹配链路的发射电路,第十二电感L12、第四十四电容C44、第四十五电容用来匹配接收的发射电路,第四十三电容C43是隔直电容,C8、C9、L5用于滤波倍频谐波。
本申请实施例还提供了一种功耗调整电路,包括如上述任一项的供电切换电路。
在本实施例中,该功耗调整电路为信号收发电路,信号收发电路可以由收发芯片、AC-DC电路200、DC-DC电路300以及上述实施例中的供电切换电路组成,由于收发芯片的发射功率会影响到产品的通信距离和使用寿命,因此如果能根据实际的供电环境调整产品的发射功率,可以大大的改善产品的使用性能。
本申请实施例中的功耗调整电路适用于既有电源又有电池供电的应急类智能产品,通过判断电源的供电情况,智能的调整产品的发射功率,提高产品电池的使用寿命,提高产品在市场中的竞争力。
本申请实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括如上述任一项实施例的供电切换电路。
在一个实施例中,电子设备包括如上述任一项实施例的功耗调整电路。在本实施例中,电子设备可以为包括收发芯片的智能产品,第一供电端VCC3.3V可以为外接供电端口,用于接入外部的电能,第二供电端VREGSW连接LDO电路的输出端,或者第二供电端VREGSW连接收发芯片的内部电源引脚,用于在外部供电端口断电,由电池为收发芯片供电的情况下对收发芯片供电。
在一个实施例中,智能产品(例如Camera)采用外部电源供电时,主控电路600检测到AC-DC电路200启动,再由DC-DC电路300输出电压直接给主控电路600中的收发芯片的PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,功率不做调整,按照出厂设置的发射功率进行信号的通信。
智能产品断开外部电源由电池供电时,此时考虑到电池功耗的问题,可切换成低功耗模式,主控电路600检测到AC-DC电路200断开后,开启收发芯片内部LDO输出电压给PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,此时智能产品和网关、路由器等接收端通过信号的RSSI值感知信号的强弱,并快速降低产品的发射功率,使产品满足通信距离的前提下降低休眠和工作功耗。
当智能产品再次采用外部电源供电,主控电路600检测到AC-DC电路200启动,马上切换成外部电源直接给PAVDD引脚和RFVDD引脚供电,同时通过和网关、路由器等接收端通信的RSSI值提高产品的发射功率,使发射功率达到出厂设置的水平后进行信号的通信。
本申请实施例的有益效果:采用第一开关模块连接于供电切换电路的第一供电端和供电切换电路的供电输出端之间,第二开关模块连接于供电切换电路的第二供电端和供电输出端之间,第一开关控制模块根据切换控制信号控制第一开关模块的开关状态,第二开关控制模块根据切换控制信号控制第二开关模块的开关状态。第一开关控制模块的信号输入端和第二开关控制模块的信号输入端共接于供电切换电路的切换控制信号端,且第一开关模块和第二开关模块无法同时导通,从而可以根据应用场景需求选择第一供电端或者第二供电端对外供电,解决了目前的电路无法根据供电环境的变化调整产品用电功率的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;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精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供电切换电路,其特征在于,所述供电切换电路包括:
第一开关模块,连接于所述供电切换电路的第一供电端和所述供电切换电路的供电输出端之间;
第二开关模块,连接于所述供电切换电路的第二供电端和所述供电输出端之间;
第一开关控制模块,与所述第一开关模块连接,用于接收切换控制信号,并根据所述切换控制信号控制所述第一开关模块的开关状态;
第二开关控制模块,与所述第二开关模块连接,用于接收切换控制信号,并根据所述切换控制信号控制所述第二开关模块的开关状态;
其中,所述第一开关控制模块的信号输入端和所述第二开关控制模块的信号输入端共接于所述供电切换电路的切换控制信号端,且所述第一开关模块和所述第二开关模块无法同时导通。
2.如权利要求1所述的供电切换电路,其特征在于,所述第一开关模块包括:第一电容、第一开关管、第一电阻、第二电阻;
所述第一电容的第一端与所述第一开关管的第一端共接于所述第一供电端,所述第一电容的第二端接地,所述第一开关管的第二端、所述第一电阻的第一端共接于所述供电输出端,所述第二电阻的第二端接地,所述第一开关管的控制端连接所述第一开关控制模块。
3.如权利要求1所述的供电切换电路,其特征在于,所述第二开关模块包括:第二开关管、第一电感、第二电容;
所述第二开关管的第一端连接所述第二供电端,所述第二开关管的第二端连接所述第一电感的第一端,所述第一电感的第二端与所述第二电容的第一端共接于所述供电输出端,所述第二电容的第二端接地。
4.如权利要求1-3任一项所述的供电切换电路,其特征在于,所述第一开关控制模块包括:第三开关管、第二电阻、第三电阻、第三电容;
所述第三开关管的第一端连接所述第一开关模块,所述第三开关管的控制端连接所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端连接所述第一开关控制模块的信号输入端,所述第三开关管的第二端、所述第三电阻的第一端、所述第三电容的第一端共接,所述第三电阻的第二端与所述第三电容的第二端接地。
5.如权利要求1-3任一项所述的供电切换电路,其特征在于,所述第二开关控制模块包括:第四开关管、第四电阻、第五电阻、第四电容;
所述第四开关管的控制端连接所述第四电阻的第一端,所述第四电阻的第二端连接所述第二开关控制模块的信号输入端,所述第四开关管的第一端连接所述第二开关模块,所述第四开关管的第二端、所述第五电阻的第一端以及所述第四电容的第一端共接,所述第五电阻的第二端、所述第四电容的第二端接地。
6.一种功耗调整电路,其特征在于,所述功耗调整电路包括:
AC-DC电路,用于将交流电转换为直流电;
电池模块,用于存储电能;
电源管理电路,与所述AC-DC电路和电池模块连接,用于接收所述直流电,将所述直流电转换为供电电压信号,并根据充放电控制信号和所述供电电压信号对所述电池模块充电或者放电;
主控电路,与所述电源管理电路和所述AC-DC电路连接,用于检测所述AC-DC电路的输出状态,并根据检测结果生成所述切换控制信号和所述充放电控制信号;
DC-DC电路,与所述电源管理电路、所述电池模块以及所述主控电路连接,用于接收所述供电电压信号或者所述电池模块的输出电流,并将所述供电电压信号或者所述电池模块的输出电流转换为主控供电信号对所述主控电路供电;以及
如权利要求1-5任一项所述的供电切换电路,所述供电切换电路的第一供电端连接所述DC-DC电路,所述供电切换电路的第二供电端连接所述主控电路的LDO电源端,所述供电切换电路的供电输出端连接所述主控电路的功率电源端和射频电源端。
7.如权利要求6所述的功耗调整电路,其特征在于,所述功耗调整电路还包括:
射频与天线匹配电路,用于接收所述主控电路提供的天线控制信号,并将所述天线控制信号转换为射频天线信号发射。
8.如权利要求6或7所述的功耗调整电路,其特征在于,所述AC-DC电路包括:第一保险丝、压敏电阻、整流桥、第二电感、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第五开关管、第一驱动芯片、第一二极管、第二二极管、第三电感、第四电感;
所述第一保险丝的第一端连接火线端,所述第一保险丝的第二端、所述压敏电阻的第一端共接于所述整流桥的第一输入端,所述整流桥的第二输入端、所述压敏电阻的第二端共接于零线端,所述整流桥的第一输出端、所述第二电感的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第五电容的第一端共接于所述整流桥的第一输出端,所述整流桥的第二输出端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第一端共接于地,所述第二电感的第二端、所述第六电阻的第二端、所述第六电容的第二端、所述第七电阻的第一端以及所述第五开关管的第一端共接,所述第七电阻的第二端连接所述第八电阻的第一端连接,所述第八电阻的第二端、所述第七电容的第一端共接于所述第一驱动芯片的电源引脚,所述第五开关管的控制端、所述第九电阻的第一端共接于所述第一驱动芯片的驱动引脚,所述第五开关管的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第一二极管的阳极、所述第十二电阻的第一端共接于所述第一驱动芯片的采样引脚,所述第一二极管的阴极连接所述第十一电阻的第一端,所述第十一电阻的第二端、所述第八电容的第一端、所述第十电阻的第一端共接于所述第一驱动芯片的反馈引脚,所述第八电容的第二端、所述第十电阻的第二端、所述第七电容的第二端以及所述第一驱动芯片的接地引脚共接于地,所述第十二电阻的第二端、所述第二二极管的阴极、所述第三电感的第一端共接,所述第二二极管的阳极接地,所述第三电感的第二端、所述第九电容的第一端、所述第十三电阻的第一端、所述第四电感的第一端共接作为所述AC-DC电路的输出端,所述第九电容的第二端接地,所述第十三电阻的第二端接地;
所述第四电感的第二端与所述第十四电阻的第一端连接,所述第十四电阻的第二端、所述第十五电阻的第一端、所述第十电容的第一端共接作为所述AC-DC电路的采样端,所述第十五电阻的第二端与所述第十电容的第二端接地。
9.如权利要求6或7所述的功耗调整电路,其特征在于,所述DC-DC电路包括:第六开关管、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第五电感、第二驱动芯片;
所述第六开关管的第一端连接所述电池模块的正极,所述第十六电阻的第一端连接所述电池模块的负极,所述第十六电阻的第二端接地,所述第六开关管控制端接地,所述第六开关管的第二端、所述第十七电阻的第一端、所述第十八电阻的第一端、所述第五电感的第一端、所述第十二电容的第一端、所述第十三电容的第一端、所述第二驱动芯片的输入引脚共接,所述第十二电容的第二端、所述第十三电容的第二端接地,所述第五电感的第二端连接所述第二驱动芯片的驱动引脚,所述第十八电阻的第二端、所述第十一电容的第一端共接于所述第二驱动芯片的使能引脚,所述第十一电容的第二端接地,所述第二驱动芯片的反馈引脚接地,所述第二驱动芯片的输出引脚、所述第十四电容的第一端、所述第十五电容的第一端共接作为所述DC-DC电路的输出端,所述第二驱动芯片的接地引脚、所述第十四电容的第二端、所述第十五电容的第二端接地。
10.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-5任一项所述的供电切换电路;或者包括如权利要求6-9任一项所述的功耗调整电路。
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