电源开关电路和供电系统的制作方法与工艺

文档序号:13108637
技术领域本实用新型涉及电子技术领域,具体涉及一种电源开关电路和供电系统。

背景技术:
通常USB接口的电源开关电路是直接使用系统电路的I/O端口控制电源开关电路的打开或关闭,来实现USB接口的供电,而且为了避免USB接口供电端短路而导致电流过大,而设置电源开关电路具有限流的作用。参见图1,是现有技术提供的电源开关电路的结构示意图,该电源开关电路包括三极管Q1、MOS管Q2和熔断器;当系统电路的I/O端口输出高电平时,三极管Q1导通,此时MOS管Q2的栅极为低电平,MOS管Q2为P沟道,MOS管源漏极导通,使得系统电路的电流通过MOS管输出到USB接口;当系统电路的I/O端口输出低电平时,三极管Q1截止,此时MOS管Q2的栅极为高电平,MOS管Q2为P沟道,MOS管截止,使得系统电路的电流无法通过MOS管输出到USB接口。同时,当MOS管处于导通状态时,正常为USB接口提供电源,当与USB接口相连的外围设备短路时,则电源开关电路的电流过大,熔断器会自动断开为USB接口供电的通路,从而起到限流保护的作用。但上述电源开关电路存在以下缺陷:当与USB接口相连的外围设备是带独立供电系统时,如计算机、带供电的硬盘等,当与MOS管连接的系统电路的电源断电时,由于系统电路自带对地电容,无法快速掉电,系统正常工作,系统电路的I/O端口继续输出高电平,MOS管的导通,则连接USB接口的外围设备的电源由于压差通过MOS管反灌到系统电路,致使系统电路继续处于工作状态,则连接USB接口的外围设备的电源则会超出自身的带载能力,导致外围设备的供电不足。

技术实现要素:
本实用新型的目的是,提供一种电源开关电路和供电系统,能防止电流反灌,避免外围设备供电不足。为解决以上技术问题,本实用新型实施例提供一种电源开关电路包括:限流开关电路和电源输入接口模块;所述限流开关电路包括第一MOS管、第二MOS管、三极管和熔断器,且所述限流开关电路具有用于与系统电路的I/O端口连接的第一使能控制端、用于与所述系统电路的供电输出端连接的开关输入端以及用于与USB接口的供电端连接的开关输出端;所述电源输入接口模块具有第二使能控制端、供电输入端、用于与所述系统电路的电源输入端连接的供电输出端和接地端;所述三极管的基极与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接;所述三极管的基极与所述第一使能控制端连接,所述三极管的集电极与所述第一MOS管的栅极连接,且与所述第二MOS管的栅极连接;所述三极管的发射极接地;所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接,所述第一MOS管的源极与所述开关输入端连接;所述熔断器的一端与所述第二MOS管的源极连接,所述熔断器的另一端与所述开关输出端连接;所述电源输入接口模块的第二使能控制端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接。在一个实施方式中,所述开关器件为机械开关;所述机械开关用于当所述电源输入接口模块的供电输入端被插入电源时打开开关,以及用于当所述电源输入接口模块的供电输入端被拔掉电源时闭合开关。在另一个实施方式中,所述开关器件为电磁开关,所述电磁开关具有控制端、第一开关端和第二开关端;所述电磁开关的控制端与所述电源输入接口模块的供电输入端连接,所述电磁开关的第一开关端与所述电源输入接口模块的第二使能控制端连接,所述电磁开关的第二开关端与所述电源输入接口模块的接地端连接。进一步地,所述电源输入接口模块还包括连接器插针,所述连接器插针包括母端和子端;所述电源输入接口模块的供电输入端与所述连接器插针的母端,所述电源输入接口模块的供电输出端与所述连接器插针的子端连接。进一步地,所述电源开关电路还包括二极管;所述二极管的阳极与所述三极管的基极连接,所述二极管的阴极与所述输入接口模块的第二使能控制端连接。进一步地,所述熔断器为可恢复保险丝。进一步地,所述电源开关电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容;所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述第一使能控制端连接;所述第二电阻的一端与所述三极管的集电极连接,所述第二电阻的另一端与所述第一MOS管的源极连接;所述第三电阻的一端与所述三极管的集电极连接,所述第三电阻的另一端与所述第一MOS管的栅极连接;所述第一电容的一端与所述第一MOS管的栅极连接,另一端与所述第一MOS管的源极连接。更进一步地,所述电源开关电路还包括第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容和第四电容;所述第四电阻的一端与所述三极管的集电极连接,所述第四电阻的另一端与所述第二MOS管的栅极连接;所述第五电阻的一端与所述三极的集电极连接,所述第五电阻的另一端与所述第二MOS管的源极连接;所述第二电容的一端与所述第二MOS管的栅极连接,所述第二电容的另一端与所述第二MOS管的源极连接;所述第三电容的一端与所述开关输出端连接,所述第三电容的另一端接地;所述第四电容的一端与所述电源输入接口模块的供电输出端连接,所述第四电容的另一端与地连接。相应地,本实用新型还提供一种供电系统包括电源、系统电路、电源开关电路和USB接口;所述电源开关电路为上述实用新型提供的电源开关电路;所述电源与所述电源开关电路中的电源输入接口模块的供电输入端连接,所述电源输入接口模块的供电输出端与所述系统电路的电源输入端连接;所述系统电路的供电输出端与所述电源开关电路中的开关输入端连接,所述系统电路的I/O端口与所述电源开关电路中的第一使能控制端连接,所述电源开关电路中的开关输出与所述USB接口的供电端连接。进一步地,所述电源为DC电源。相比于现有技术,本实用新型的一种电源开关电路和供电系统的有益效果在于:限流开关电路的使能控制端与电源接口模块相连,而且相连端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接,由于该电源输入接口模块是系统电路的供电电源入口处,上述设置能使电源输入接口模块是否带电直接控制开关器件是否断开,进而快速地控制使能控制端的高低电平,控制限流开关电路的开关输入端与开关输出端之间是否导通;而且当系统电路没有带电时,即电源输入接口模块没有与供电电源相连,则电源输入接口模块控制限流开关电路的使能控制端为低电平,限流开关电路的开关输入端与开关输出端之间的通路断开,从而防止与USB接口连接的外围电路的电流反灌到系统电路中,避免外围设备的供电不足。附图说明图1是现有技术的一种电源开关电路的结构示意图;图2是本实用新型提供的电源开关电路的一个实施例的结构示意图;图3是本实用新型提供的电源开关电路的另一个实施例的结构示意图;图4是本实用新型提供的供电系统的一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。请参阅图2,是本实用新型提供的电源开关电路的一个实施例的结构示意图,该电源开关电路包括:限流开关电路20和电源输入接口模块10;所述限流开关电路20包括第一MOS管Q2、第二MOS管Q3、三极管Q1和熔断器F1,且所述限流开关电路20具有用于与系统电路的I/O端口连接的第一使能控制端EN、用于与所述系统电路的供电输出端连接的开关输入端IN以及用于与USB接口的供电端连接的开关输出端OUT;所述电源输入接口模块10具有第二使能控制端13、供电输入端11、用于与所述系统电路的电源输入端连接的供电输出端12和接地端14;所述三极管Q1的基极与所述电源输入接口模块10的第二使能控制端13连接;所述三极管Q1的基极与所述第一使能控制端EN连接,所述三极管Q1的集电极与所述第一MOS管Q2的栅极连接,且与所述第二MOS管Q3的栅极连接;所述三极管Q1的发射极接地;所述第一MOS管Q2的漏极与所述第二MOS管Q3的漏极连接,所述第一MOS管Q2的源极与所述开关输入端IN连接;所述熔断器F1的一端与所述第二MOS管Q3的源极连接,所述熔断器F1的另一端与所述开关输出端OUT连接。如图2所示,本实用新型电路的电源输入接口模块10是一个电源接口端子,用于插入电源,且该电源接口端子包括一个开关器件。上述电源输入接口模块10的第二使能控制端13通过该开关器件与电源输入接口模块10的接地端14连接。在本实用新型中,上述开关器件具体可以为机械开关M1或电磁开关M2,下面将对这两种形式的开关对本电源开关电路的工作原理进行详细的描述:对于上述开关器件为机械开关M1的情况,如图2所示,具体为:上述机械开关M1用于当所述电源输入接口模块10的供电输入端11被插入电源时打开开关,也就是说,电源输入接口模块10的机械开关M1的两端(13,14)被电源插头顶开,由于本实用新型的电源开关电路还包括如图2所示的二极管D1,二极管D1的阳极与三极管Q1的基极连接,二极管D1的阴极与输入接口模块的第二使能控制端13连接,此时,该二极管D1则处于反向截止状态,则USB接口的供电端(USB-5V)是否带电只受控于系统电路的I/O端口。上述机械开关M1还用于当所述电源输入接口模块10的供电输入端11被拔掉电源时闭合开关,即,电源输入接口模块10的机械开关M1的两端(13,14)自动闭合,此时,二极管D1处于导通状态,则限流开关电路20的第一使能控制端EN为低电平,控制三极管Q1截止,此时第一MOS管Q2和第二MOS管Q3的栅极为高电平,第一MOS管Q2和第二MOS管Q3均为P沟道,第一MOS管Q2和第二MOS管Q3截止,且从如图2所示的连接关系可知,第二MOS管Q3处于截止状态可作为体二极管,此时体二极管反向截止,断开电路的开关输入端IN与开关输出端OUT的通路,从而防止USB接口外接的外围设备(带独立电源)的电流通过USB接口的供电端,进而通过俩MOS管反灌到与开关输入端IN连接的系统电路,避免该外围电路的供电不足。对于上述开关器件为电磁开关M2,如图3所示,是本实用新型提供的电源开关电路的另一个实施例的结构示意图,该电磁开关M2具有控制端、第一开关端和第二开关端;具体的连接关系为:所述电磁开关M2的控制端与所述电源输入接口模块10的供电输入端11连接,所述电磁开关M2的第一开关端与所述电源输入接口模块10的第二使能控制端13连接,所述电磁开关M2的第二开关端与所述电源输入接口模块10的接地端14连接。进一步地,所述电源输入接口模块10还包括连接器插针15,所述连接器插针15包括母端151和子端152;具体的连接关系为:所述电源输入接口模块10的供电输入端11与所述连接器插针15的母端151,所述电源输入接口模块10的供电输出端12与所述连接器插针15的子端152连接。在本实施例中,当电源输入接口模块10被插入电源时,电源插头推动所述电源输入接口模块10的连接器插针15的母端151,使连接器插针15的母端151与子端152相连,子端152带电会控制电磁开关M2带磁,磁性相斥,电磁开关M2断开,此时,二极管D1则处于反向截止状态,则USB接口的5V供电端(USB-5V)是否带电只受控于系统电路的I/O端口。当电源输入接口模块10被拔掉电源时,电源插头抽离,使连接插针母端151与子端152相离,则子端152不带电,电磁开关M2不带磁,电磁开关M2闭合,使电源输入接口模块10的第二使能控制端13与接地端14相连接,二极管D1导通,则限流开关电路20的第一使能控制端EN为低电平,控制三极管Q1截止,此时第一MOS管Q2和第二MOS管Q3的栅极为高电平,第一MOS管Q2和第二MOS管Q3均为P沟道,第一MOS管Q2和第二MOS管Q3截止,且从如图2所示的连接关系可知,第二MOS管Q3处于截止状态可作为体二极管,此时体二极管D1反向截止,断开电路的开关输入端IN与开关输出端OUT的通路,从而防止USB接口外接的外围设备(带独立电源)的电流通过USB接口的供电端,进而通过俩MOS管反灌到与开关输入端IN连接的系统电路,避免该外围电路的供电不足。进一步地,所述熔断器F1为可恢复保险丝。进一步地,所述电源开关电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1;所述三极管Q1的基极通过所述第一电阻R1与所述第一使能控制端EN连接;所述第二电阻R2的一端与所述三极管Q1的集电极连接,所述第二电阻R2的另一端与所述第一MOS管Q2的源极连接;所述第三电阻R3的一端与所述三极管Q1的集电极连接,所述第三电阻R3的另一端与所述第一MOS管Q2的栅极连接;所述第一电容C1的一端与所述第一MOS管Q2的栅极连接,另一端与所述第一MOS管Q2的源极连接。更进一步地,所述电源开关电路还包括第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2和第三电容C3;所述第四电阻R4的一端与所述三极管Q1的集电极连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第二MOS管Q3的栅极连接;所述第五电阻R5的一端与所述三极的集电极连接,所述第五电阻R5的另一端与所述第二MOS管Q3的源极连接;所述第二电容C2的一端与所述第二MOS管Q3的栅极连接,所述第二电容C2的另一端与所述第二MOS管Q3的源极连接;所述第三电容C3的一端与所述开关输出端OUT连接,所述第三电容C3的另一端接地。再进一步地,所述电源开关电路还包括第四电容C4;所述第四电容C4的一端与所述电源输入接口模块10的供电输出端12连接,所述第四电容C4的另一端与地连接。本实用新型提供的电源开关电路,限流开关电路的使能控制端与电源接口模块相连,而且相连端通过开关器件与所述电源输入接口模块的接地端连接,由于该电源输入接口模块是系统电路的供电电源入口处,上述设置能使电源输入接口模块是否带电直接控制开关器件是否断开,进而快速地控制使能控制端的高低电平,控制限流开关电路的开关输入端与开关输出端之间是否导通;而且当系统电路没有带电时,即电源输入接口模块没有与供电电源相连,则电源输入接口模块控制限流开关电路的使能控制端为低电平,限流开关电路的开关输入端与开关输出端之间的通路断开,从而防止与USB接口连接的外围电路的电流反灌到系统电路中,避免外围设备的供电不足。相应地,参见图4,是本实用新型提供的供电系统的一个实施例的结构示意图,该供电系统使用了上述实施例中电源开关电路,该供电系统包括电源30、系统电路40、上述实施例中的电源开关电路和USB接口50;具体的连接关系为:所述电源30与所述电源开关电路中的电源输入接口模块10的供电输入端11连接,所述电源输入接口模块10的供电输出端12与所述系统电路的电源输入端41连接;所述系统电路的供电输出端DC-5V与所述电源开关电路中的限流开关芯片20的开关输入端IN连接,所述系统电路的I/O端口I/O-IN与所述限流开关芯片20的第一使能控制端EN连接,所述限流开关芯片20的开关输出端OUT与所述USB接口的供电端USB-5V连接。优选地,上述电源30为DC电源。以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1