一种供电自动切换电路的制作方法

文档序号:7376394阅读:165来源:国知局
一种供电自动切换电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种供电自动切换电路,包括外部电源模块、内部电源模块和选择模块;选择模块包括MOS管Q1、Q2、控制单元、电阻R1和R2,控制单元的SENSE引脚接MOS管Q1、Q2的源极以及电源VCC,控制单元的GATE引脚接MOS管的栅极,控制单元的STAT引脚接MOS管Q1的栅极,STAT引脚还通过电阻R1接电源VCC,MOS管Q1的漏极接内部电源模块的输出端,MOS管Q2的漏极接外部电源模块的输出端;控制单元的CTL引脚通过电阻R2接地,控制单元的Vin引脚接外部电源模块的输出端。本实用新型的自动切换电路具有效率高,损耗低,可靠性高,提高产品的续航时间及电池寿命等特点,且具有广阔的应用前景。
【专利说明】—种供电自动切换电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及供电自动切换领域,更具体地,涉及一种高效直流的供电自动切换电路。
【背景技术】
[0002]当今有很多家电、工控、玩具、消费电子类的产品,内部装有电池,有部分电路或者全部电路可以通过内部电池供电的,当接上外部电源时由外部电源供电,当移去外部电源时由内部电池供电,需要自动的完成电源的切换,以使整个系统不间断地工作,在这种情况下,一般需要为其增加供电自动切换电路,现有的供电自动切换电路一般采用以下两种技术:
[0003]I)如图1所示,外部电源与内部电池均通过二极管后并联对系统供电,利用二极管的特性,只要外部电源电压比内部电池电压高,系统就由外部电源供电,移去外部电源就可以瞬间转为内部电池供电,再接上外部电源就重新由外部电源供电。整个电路结构简单,很方便就能实现供电自动切换,但二极管的典型压降有0.7V,随着电流的增大压降还会提高,由于二极管压降的存在,使很多系统不能完全利用内部电池的电量,内部电池不能得到充分的利用,不符合节能环保的要求。而且,由于二极管的压降较大,有相当一部分电量消耗在二极管上,随着电流的增大消耗在二极管上的能量就会越多,二极管发热影响产品的寿命,直接降低整个产品电源供电的效率,缩短产品内部电池供电的使用时间,这问题对于这类产品来说是个致命的影响,该电路不能作理想的供电自动切换电路。
[0004]2)针对上述问题,研发了另一种较为先进的供电自动切换电路,如图2所示,用三极管替代二极管,再加上适当的偏置电阻,同样能实现外部电源电压比内部电池电压高,系统就由外部电源供电,移去外部电源就可以瞬间转为内部电池供电的供电自动切换功能,三极管的典型压降为0.2-0.3V,比二极管的压降要少不少,相对使用二极管的电路在供电效率上有不少的提闻,但在大电流系统或者闻能效系统里二极管的这个损耗直接影响广品内部电池供电的使用时间,不能忽视。在日益提倡节能环保的今天,该电路显然不能作为理想的供电自动切换电路推广使用。
实用新型内容
[0005]为了克服现有供电自动切换电路的不足,本实用新型提出一种效率高,损耗低,可靠性高的供电自动切换电路。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案达到:
[0007]—种供电自动切换电路,包括外部电源模块、内部电源模块和选择模块;
[0008]所述选择模块包括MOS管Q1、Q2、控制单元、电阻Rl和R2,控制单元的SENSE引脚接MOS管Ql、Q2的源极以及电源VCC,控制单元的GATE引脚接MOS管的栅极,控制单元的STAT引脚接MOS管Ql的栅极,STAT引脚还通过电阻Rl接电源VCC,MOS管Ql的漏极接内部电源模块的输出端,MOS管Q2的漏极接外部电源模块的输出端;控制单元的CTL引脚通过电阻R2接地,控制单元的Vin引脚接外部电源模块的输出端。
[0009]在一种优选的方案中,所述外部电源模块包括并联连接的外部电源和电容Cl。
[0010]在一种优选的方案中,所述内部电源模块包括并联连接的电池和电容C2。
[0011]上述电容Cl、C2是滤波电容,电阻Rl为反馈电阻,电阻R2为使能电阻。
[0012]在一种优选的方案中,所述选择模块还包括两个二极管,其中一个二极管的阳极接MOS管Ql的漏极,阴极接MOS管Ql的源极;另一个二极管的阳极接MOS管Q2的漏极,阴极接MOS管Q2的源极。
[0013]与现有技术相比,本实用新型的有益效果:本实用新型采用MOS管作为外部电源供电和内部电池供电的切换开关,通过电压检测使用电压较高的一路电源对后面系统供电,由于采用MOS管作为开关控制,高效MOS管的典型压降只有0.02V,大大地提高了供电电路的供电效率,延长产品的电池供电使用时间,产品的发热量也能得到有效控制;控制单元实时监测电压,只要一连上电压比内部电池电压稍高(约0.1V)的外部电源时,控制单元瞬间切换为外部电源供电,当移除外部电源时,监测到外部电源电压为0V,瞬间切换为内部电池供电,实现供电自动无缝切换;同时,整个供电电路无需内部电池供电,可确保内部电池的电量能全部用于后面的系统。整个电路效率高,损耗低,可靠性高,提高产品的续航时间及电池寿命,具有广阔的应用前景。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1为现有技术中二极管供电自动切换电路原理图。
[0015]图2为现有技术中三极管供电自动切换电路原理图。
[0016]图3为本实用新型具体实施例1的电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]参照图3,一种供电自动切换电路,包括外部电源模块1、内部电源模块2和选择模块3 ;
[0018]所述选择模块3包括MOS管Ql、Q2、控制单元、反馈电阻Rl和使能R2,控制芯片Ul的SENSE引脚接MOS管Ql、Q2的源极以及电源VCC,控制芯片Ul的GATE引脚接MOS管的栅极,控制芯片Ul的STAT引脚接MOS管Ql的栅极,STAT引脚还通过使能电阻Rl接电源VCC并连接后面系统对后面系统供电,MOS管Ql的漏极接内部电源模块2的输出端,MOS管Q2的漏极接外部电源模块I的输出端;控制芯片Ul的CTL引脚通过反馈电阻R2接地,控制芯片Ul的Vin引脚接外部电源模块I的输出端。
[0019]外部电源模块I包括并联连接的外部电源和滤波电容Cl ;内部电源模块2包括并联连接的电池和滤波电容C2。
[0020]在本实施例中,滤波电容Cl的一端、控制芯片Ul的第I脚Vin以及MOS管Q2的漏极接外部电源正极。滤波电容C2的一端、MOS管Ql的漏极接内部电池正极。外部电源负极,内部的电池负极,滤波电容Cl、C2的另一端,使能电阻R2的一端以及控制芯片Ul的第2脚GND接地,使能电阻R2的另一端接控制芯片Ul的第3脚CTL。使能电阻R2用于一开始就打开控制芯片Ul的第4脚使MOS管Ql导通;反馈电阻Rl用于切换到外部电源供电时关断MOS管Ql ;M0S管Ql、Q2用于通过控制芯片Ul选择外部电源供电还是内部电池供电。[0021]本实施例的工作原理:参照图3,当外部电源Pl还没接上,只有内部电池BTl时,内部电池BTl首先通过MOS管Ql内的体二极管对外供电,控制芯片Ul检测到第6脚SENSE的电压比第I脚Vin高,第4脚STAT马上输出低电平使MOS管Ql导通,第5脚GATE维持高阻态,由于MOS管比体二极管的压降低很多,此时内部电池BTl全部通过MOS管Ql对外供电;当接上电压比内部电池电压稍高(约0.1V)的外部电源Pl时,控制芯片Ul检测到第I脚Vin的电压比第6脚STAT高,第5脚GATE马上输出低电平使MOS管Q2导通,第4脚STAT马上变为高阻态使MOS管Ql截止,此时外部电源Pl全部通过MOS管Q2对外供电,由于MOS管Ql处于截止状态,内部电池BTl不能通过MOS管Ql供电,又由于外部电源Pl比内部电池BTl的电压稍高,内部电池BTl也不能通过MOS管Ql的体二极管供电;当移去外部电源Pl时重新恢复为MOS管Ql导通、MOS管Q2截止的状态,通过这两种状态实现高效供电自动切换。
[0022]以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施例,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种供电自动切换电路,其特征在于,包括外部电源模块、内部电源模块和选择模块; 所述选择模块包括MOS管Ql、Q2、控制单元、电阻Rl和R2,控制单元的SENSE引脚接MOS管Q1、Q2的源极以及电源VCC,控制单元的GATE引脚接MOS管的栅极,控制单元的STAT弓丨脚接MOS管Ql的栅极,STAT引脚还通过电阻Rl接电源VCC,MOS管Ql的漏极接内部电源模块的输出端,MOS管Q2的漏极接外部电源模块的输出端;控制单元的CTL引脚通过电阻R2接地,控制单元的Vin引脚接外部电源模块的输出端。
2.根据权利要求1所述的供电自动切换电路,其特征在于,所述外部电源模块包括并联连接的外部电源和电容Cl。
3.根据权利要求1或2所述的供电自动切换电路,其特征在于,所述内部电源模块包括并联连接的电池和电容C2。
4.根据权利要求3所述的供电自动切换电路,其特征在于,所述选择模块还包括两个二极管,其中一个二极管的阳极接MOS管Ql的漏极,阴极接MOS管Ql的源极;另一个二极管的阳极接MOS管Q2的漏极,阴极接MOS管Q2的源极。
【文档编号】H02J9/06GK203617785SQ201320880107
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】汪军, 廖中原 申请人:广东瑞德智能科技股份有限公司
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