一种供电装置及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及供电技术领域，更具体地说，涉及一种供电装置及电子设备。


背景技术：

2.对于一些电子设备，例如由于36v供电的推草机，由于其使用场景为户外使用，其供电需要使用电池供电。而为提高其巡航时间，通常采用两个电池包为其供电，当一个电池包电耗完切换到另外一个电池包供电。而在电池包供电中，其通常为通过切换功率管的来切换电池包的供电电路，其在切换过程中，可能会出现链路中电流的互相倒灌。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述技术缺陷，提供一种供电装置及电子设备。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种供电装置，包括：可与第一电池包连接的第一供电输入端、可与第二电池包连接的第二供电输入端、用于提供电源输出的电源输出端和用于输出驱动供电电压的驱动供电单元；以及
5.被配置为可输出第一控制电平或第二控制电平的控制单元；
6.连接所述控制单元和所述驱动供电单元，用于在接收所述第一控制电平时输出第一驱动电平的第一驱动单元；
7.连接所述控制单元和所述驱动供电单元，用于在接收所述第二控制电平时输出第二驱动电平的第二驱动单元；
8.连接所述第一驱动单元、所述第一供电输入端和所述电源输出端，用于在接收所述第一驱动电平时导通的第一功率开关单元；
9.连接所述第二驱动单元、所述第二供电输入端和所述电源输出端，用于在接收所述第二驱动电平时导通的第二功率开关单元；
10.连接所述第一功率开关单元，用于在所述第一功率开关单元导通时输出第三驱动电平的第三驱动单元；
11.连接所述第二功率开关单元，用于在所述第二功率开关单元导通时输出第四驱动电平的第四驱动单元；
12.所述第一驱动单元连接所述第四驱动单元，用于在接收所述第四驱动电平时关断；
13.所述第二驱动单元连接所述第三驱动单元，用于在接收所述第三驱动电平时关断。
14.优选地，所述第一功率开关单元包括与所述第一供电输入端串联连接的多个第一功率开关管组，任一的所述第一功率开关管组的串联节点连接所述第三驱动单元。
15.优选地，所述第一驱动单元包括与所述多个第一功率开关管组的控制端对应连接的多个第一驱动开关；每一所述第一驱动开关均包括：第一三极管、第一mos管、第一二极
管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
16.所述第一三极管的基极分别连接所述第一二极管的阳极、所述第一电阻的第一端和所述控制单元，所述第一二极管的阴极连接所述第四驱动单元，所述第一电阻的第二端接地，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极经所述第二电阻连接所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的源极分别连接所述驱动供电单元、所述第一稳压管的阴极和所述第三电阻的第一端，所述第一稳压管的阳极和所述第三电阻的第二端连接后连接所述第一mos管的栅极，所述第一mos管的漏极连接所述第一功率开关管组的控制端。
17.优选地，所述第四驱动单元包括第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元的第一端连接所述控制单元，所述第一开关单元的第二端连接所述第二功率开关单元，所述第一开关单元的第三端连接所述第二开关单元的第一端，所述第二开关单元的第二端接地，所述第二开关单元的第三端连接所述第一二极管的阴极。
18.优选地，所述第一开关单元包括三极管q5、mos管q1、稳压管z11、电阻 r19、电阻r22和电阻r27；所述三极管q5的基极连接所述控制单元，所述三极管q5的基极经所述电阻r22接地，所述三极管q5的发射极接地，所述三极管q5的集电极经所述电阻r27分别连接所述mos管q1的栅极、所述稳压管 z11的阳极和所述电阻r19的第一端，所述mos管q1的源极分别连接所述稳压管z11的阴极、所述电阻r19的第二端和所述第二功率开关单元，所述mos 管q1的漏极连接所述第二开关单元的第一端；和/或
19.所述第二开关单元包括mos管q21、电阻r116、电阻r118和电容c34；所述mos管q21的栅极经所述电阻r116连接所述第一开关单元的第三端，所述mos管q21的栅极还经并联连接的所述电阻r118和所述电容c34接地，所述mos管q21的源极接地，所述mos管q21的漏极连接所述第一二极管的阴极。
20.优选地，所述第二功率开关单元包括与所述第二供电输入端串联连接的多个第二功率开关管组，任一的所述第二功率开关管组的串联节点连接连接所述第四驱动单元。
21.优选地，所述第二驱动单元包括与所述多个第二功率开关管组的控制端对应连接的多个第二驱动开关；每一所述第二驱动开关均包括：第二三极管、第二mos管、第二二极管、第二稳压管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；
22.所述第二三极管的基极分别连接所述第二二极管的阳极、所述第四电阻的第一端和所述控制单元，所述第二二极管的阴极连接所述第三驱动单元，所述第四电阻的第二端接地，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经所述第五电阻连接所述第二mos管的栅极，所述第二mos管的源极分别连接所述驱动供电单元、所述第二稳压管的阴极和所述第六电阻的第一端，所述第二稳压管的阳极和所述第六电阻的第二端连接后连接所述第二mos管的栅极，所述第二mos管的漏极连接所述第二功率开关管组的控制端。
23.优选地，所述第三驱动单元包括第三开关单元和第四开关单元；所述第三开关单元的第一端连接所述控制单元，所述第三开关单元的第二端连接所述第二功率开关单元，所述第三开关单元的第三端连接连接所述第四开关单元的第一端，所述第四开关单元的第二端接地，所述第四开关单元的第三端连接所述第二二极管的阴极。
24.优选地，所述第三开关单元包括三极管q3、mos管q4、稳压管z10、电阻 r1、电阻r13和电阻r17；所述三极管q3的基极连接所述控制单元，所述三极管q3的基极经所述电阻r13接地，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极经所述电阻r17分别连接所述
mos管q4的栅极、所述稳压管 z10的阳极和所述电阻r1的第一端，所述mos管q4的源极分别连接所述稳压管z10的阴极、所述电阻r1的第二端和所述第一功率开关单元，所述mos管 q4的漏极连接所述第四开关单元的第一端；和/或
25.所述第四开关单元包括mos管q17、电阻r112、电阻r113和电容c33；所述mos管q17的栅极经所述电阻r112连接所述第三开关单元的第三端，所述mos管q17的栅极还经并联连接所述电阻r113和所述电容c33接地，所述 mos管q17的源极接地，所述mos管q17的漏极连接所述第二二极管的阴极。
26.优选地，所述驱动供电单元包括第五开关单元和驱动芯片u5，
27.所述第五开关单元的第一端连接所述控制单元，所述第五开关单元的第二端连接一供电电源，所述第五开关单元的第三端连接所述驱动芯片的供电管脚，所述驱动芯片u5的第六管脚和第七管脚分别连接所述控制单元，所述驱动芯片u5的第十二管脚分别连接所述第一驱动单元和所述第二驱动单元。
28.优选地，所述第五开关单元包括三极管q9、mos管q10、稳压管z12、电阻r29、电阻r30和电阻r32；所述三极管q9的基极连接所述控制单元，所述三极管q9的基极经所述电阻r30接地，所述三极管q9的发射极接地，所述三极管q9的集电极经所述电阻r32分别连接所述mos管q10的栅极、所述稳压管z12的阳极和所述电阻r29的第一端，所述mos管q10的源极分别连接所述稳压管z12的阴极、所述电阻r29的第二端和所述供电电源，所述mos管q10 的漏极连接所述驱动芯片的供电管脚。
29.本实用新型还构造一种电子设备，包括如上面任意一项所述的供电装置。
30.实施本实用新型的一种供电装置及电子设备，具有以下有益效果：能够实现电池安全可靠的切换。
附图说明
31.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
32.图1是本实用新型一种供电装置的逻辑框图；
33.图2是本实用新型一种供电装置一实施例的局部电路原理图；
34.图3是本实用新型一种供电装置另一实施例的局部电路原理图；
35.图4是本实用新型一种供电装置另一实施例的局部电路原理图。
具体实施方式
36.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
37.如图1所示，在本实用新型的一种供电装置第一实施例中，包括：可与第一电池包连接的第一供电输入端110、可与第二电池包连接的第二供电输入端 120、用于提供电源输出的电源输出端600和用于输出驱动供电电压的驱动供电单元500；以及被配置为可输出第一控制电平或第二控制电平的控制单元 400；连接控制单元400和驱动供电单元500，用于在接收第一控制电平时输出第一驱动电平的第一驱动单元310；连接控制单元400和驱动供电单元500，用于在接收第二控制电平时输出第二驱动电平的第二驱动单元320；连接第一驱动单元310、第一供电输入端110和电源输出端600，用于在接收第一驱动电平时导通的第
一功率开关单元210；连接第二驱动单元320、第二供电输入端120和电源输出端600，用于在接收第二驱动电平时导通的第二功率开关单元220；连接第一功率开关单元210，用于在第一功率开关单元210导通时输出第三驱动电平的第三驱动单元330；连接第二功率开关单元220，用于在第二功率开关单元220导通时输出第四驱动电平的第四驱动单元340；第一驱动单元310连接第四驱动单元340，用于在接收第四驱动电平时关断；第二驱动单元320连接第三驱动单元330，用于在接收第三驱动电平时关断。具体的，可以通过第一供电输入端110和第二供电输入端120分别连接不同的电池包，第一供电输入端110连接第一电池包并通过第一功率开关单元210连接电源输出端600，其在第一功率开关单元210导通时为电源输出端600提供电源输出。第二供电输入端120连接第二电池包并通过第二功率开关单元220连接电源输出端600，其在第二功率开关单元220导通时为电源输出端600提供电源输出。控制单元400被配置为可以输出第一控制电平或者第二控制电平，其可以理解控制单元400可以根据第一电池包和第二电池包的状态选择输出第一控制电平或者第二控制电平。第一驱动单元310连接控制单元400和第一功率开关单元210，其在控制单元400输出第一控制电平时，生成驱动电平驱动第一功率开关单元210导通。第二驱动单元320连接控制单元400和第二功率开关单元 220，其在控制单元400输出第二控制电平时，生成驱动电平驱动第二功率开关单元220导通。第一驱动单元310和第二驱动单元320均通过驱动供电单元 500供电。第三驱动单元330连接第一功率开关单元210，其根据第一功率开关单元210的导通或关断输出对应的驱动电平，其在第一功率开关单元210 导通时输出第三驱动电平。第二驱动单元320连接第三驱动单元330，在接收第三驱动电平时关断输出，通过关断第二驱动单元320的输出，使得第二功率开关单元220为关断状态，以防止电源输出端600的电流反灌至第二供电输入端120。第四驱动单元340连接第二功率开关单元220，其根据第二功率开关单元220的导通或关断输出对应的驱动电平，其在第二功率开关单元220导通时输出第四驱动电平。第一驱动单元310连接第四驱动单元340，当其接收到第四驱动电平时关断输出，通过关断第一驱动单元310的输出，使得第一功率开关单元210为关断状态，以防止电源输出端600的电流反灌至第一供电输入端110。
38.在一实施例中，如图2所示，第一功率开关单元210包括与第一供电输入端110串联连接的多个第一功率开关管组211，任一的第一功率开关管组211 的串联节点连接第三驱动单元330。具体的，第一功率开关单元210可以由多个功率管组串联连接组成，每个功率管组可以包括多个功率开关管，该多个功率开关管可以并联也可以串联或者串联与并联相结合。其中，第三驱动单元 330与任意两个串联连接的功率管开关组的串联节点相连接，以根据功率开关组的工作状态输出对应的驱动电平。
39.在一实施例中，第一驱动单元310包括与多个第一功率开关管组211的控制端对应连接的多个第一驱动开关311；每一第一驱动开关311均包括：第一三极管、第一mos管、第一二极管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；第一三极管的基极分别连接第一二极管的阳极、第一电阻的第一端和控制单元400，第一二极管的阴极连接第四驱动单元340，第一电阻的第二端接地，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极经第二电阻连接第一mos 管的栅极，第一mos管的源极分别连接驱动供电单元500、第一稳压管的阴极和第三电阻的第一端，第一稳压管的阳极和第三电阻的第二端连接后连接第一 mos管的栅极，第一mos管的漏极连接第一功率开关管组211的控制端。具体的，第一驱动单元310包括多个
第一驱动开关311，其可以理解第一驱动开关 311的数量与第一功率开关管组211的数量对应，即每一个第一功率开关管组 211由一组第一驱动开关311驱动。第一驱动开关311均包括：第一三极管、第一二极管、第一mos管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；如图2所示，在一个具体的第一驱动开关311中，包括三极管q18、二极管d5、 mos管q19、稳压管z5、电阻r49、电阻r56和电阻r39，其中三极管q18的基极分别连接电阻r49的第一端和控制单元400以及二极管d5的阳极，电阻 r49的第二端接地，三极管q18的发射极接地，三极管q18的集电极经电阻r56 连接mos管q19的栅极，mos管q19的源极分别连接驱动供电单元500、稳压管z5的阴极和电阻r39的第一端，稳压管z5的阳极和电阻r39的第二端连接后连接mos管q19的栅极，mos管q19的漏极连接第一功率开关管组211的控制端。
40.在一实施例中，如图3所示，第四驱动单元340包括第一开关单元341 和第二开关单元342；第一开关单元341的第一端连接控制单元400，第一开关单元341的第二端连接第二功率开关单元220，第一开关单元341的第三端连接第二开关单元342的第一端，第二开关单元342的第二端接地，第二开关单元342的第三端连接第一二极管的阴极。具体的，第四驱动单元340通过两级开关单元连接组成，第一开关单元341的输入端连接第二功率开关单元220，其在第二功率开关单元220导通时，有电压输入，第一开关单元341的控制端连接控制单元400，其接收控制单元400的控制电平导通或关断，在第一开关单元341导通时，其输出端有电压输出至第二开关单元342的控制端，第二开关单元342在接收该电压输出时导通，在其输出端对应的输出驱动电平，即对应的第四驱动电平。相反的，当第二功率开关单元220关断时，第一开关单元 341的输入端无电压输入，第一开关单元341关断，其输出端无电压输出，此时，第二开关单元342的控制端无电压输入保持关断状态，此时其输出端对应的关断第四驱动电平的输出。如图2所示，在第一功率开关单元210导通时，第一二极管的阴极接收第四驱动电平对应的低电平时，其将第一三极管基极电压拉低，使得第一三极管为关断状态，保证第二驱动开关对应的关断。当第一功率开关单元210关断时，第一二极管的阴极在未接收到第四驱动电平，即对应为高电平时，其将第一三极管基极电压拉高，此时可以通过控制单元400 输出第二控制电平控制第一三极管导通以使得第二驱动开关导通，即对应使得第二功率开关单元220导通进行输出连接连接的切换。
41.在一具体实施例中，第一开关单元341包括三极管q5、mos管q1、稳压管z11、电阻r19、电阻r22和电阻r27；三极管q5的基极连接控制单元400，三极管q5的基极经电阻r22接地，三极管q5的发射极接地，三极管q5的集电极经电阻r27分别连接mos管q1的栅极、稳压管z11的阳极和电阻r19的第一端，mos管q1的源极分别连接稳压管z11的阴极、电阻r19的第二端和第二功率开关单元220，mos管q1的漏极连接第二开关单元342的第一端；具体的，三极管q5在接收到控制单元400的控制电平后导通，在三极管q5导通时，当mos管q1的漏极有电压输入时，mos管q1的栅极由于电阻r19的分压驱动mos管q1导通，mos管q1导通后其漏极输出电压至第二开关单元342以驱动第二开关单元342动作。
42.在一具体实施例中，第二开关单元342包括mos管q21、电阻r116、电阻 r118和电容c34；mos管q21的栅极经电阻r116连接第一开关单元341的第三端，mos管q21的栅极还经并联连接的电阻r118和电容c34接地，mos管 q21的源极接地，mos管q21的漏极连接第一二极管的阴极。具体的，当第二功率开关单元220导通时，三极管q37的基极接收来自第一开关单元341的输出电压后导通，其集电极电压被拉低，输出低电平。而当第二功率开关单元 220
关断时，三极管q37的基极没有电压输入，三极管q37处于截止关断状态，其集电极的电压为直流电源电压，为高电平。第二驱动单元320其接收低电平进行关断锁死。
43.在一实施例中，第二功率开关单元220包括与第二供电输入端120串联连接的多个第二功率开关管组221，任一的第二功率开关管组221的串联节点连接连接第四驱动单元340。具体的，第二功率开关单元220可以由多个功率管组串联连接组成，每个功率管组可以包括多个功率开关管，该多个功率开关管可以并联也可以串联或者串联与并联相结合。其中，第四驱动单元340与任意两个串联连接的功率管开关组的串联节点相连接，以根据功率开关组的工作状态输出对应的驱动电平。
44.在一实施例中，第二驱动单元320包括与多个第二功率开关管组221的控制端对应连接的多个第二驱动开关321；每一第二驱动开关321均包括：第二三极管、第二mos管、第二二极管、第二稳压管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；第二三极管的基极分别连接第二二极管的阳极、第四电阻的第一端和控制单元400，第二二极管的阴极连接第三驱动单元330，第四电阻的第二端接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极经第五电阻连接第二mos 管的栅极，第二mos管的源极分别连接驱动供电单元500、第二稳压管的阴极和第六电阻的第一端，第二稳压管的阳极和第六电阻的第二端连接后连接第二 mos管的栅极，第二mos管的漏极连接第二功率开关管组的控制端。具体的，第二驱动单元320包括多个第二驱动开关321，其可以理解第二驱动开关321 的数量与第二功率开关管组221的数量对应，即每一个第二功率开关管组221 由一组第二驱动开关驱动。第二驱动开关均包括：第二三极管、第二二极管、第二mos管、第稳压管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；如图2所示，在一个具体的第一驱动开关311中，包括三极管q14、二极管d4、mos管q15、稳压管z8、电阻r41、电阻r53和电阻r38，其中三极管q14的基极分别连接电阻r41的第一端和控制单元400以及二极管d4的阳极，电阻r41的第二端接地，三极管q14的发射极接地，三极管q14的集电极经r53连接mos管q15 的栅极，mos管q15的源极分别连接驱动供电单元500、稳压管z8的阴极和电阻r38的第一端，稳压管z8的阳极和电阻r38的第二端连接后连接mos管q15 的栅极，mos管q15的漏极连接第二功率开关管组221的控制端。
45.一实施例中，第三驱动单元330包括第三开关单元331和第四开关单元 332；第三开关单元331的第一端连接控制单元400，第三开关单元331的第二端连接第二功率开关单元220，第三开关单元331的第三端连接第四开关单元332的第一端，第四开关单元332的第二端接地，第四开关单元332的第三端连接第二二极管的阴极。具体的，第三驱动单元330通过两级开关单元连接组成，第三开关单元331的输入端连接第一功率开关单元210，其在第一功率开关单元210导通时，有电压输入，第三开关单元331的控制端连接控制单元 400，其接收控制单元400的控制电平导通或关断，在第三开关单元331导通时，其输出端有电压输出至第四开关单元332的控制端，第三开关单元331 在接收该电压输出时导通，在其输出端对应的输出驱动电平，即对应的第三驱动电平。相反的，当第一功率开关单元210关断时，第三开关单元331的输入端无电压输入，第三开关单元331关断，其输出端无电压输出，此时，第四开关单元332的控制端无电压输入保持关断状态，此时其输出端对应的关断第三驱动电平的输出。如图2所示，在第二功率开关单元220导通时，第二二极管的阴极接收第三驱动电平对应的低电平时，其将第二三极管基极电压拉低，使得第二三极管为关断状态，保证第一驱动开关311对应的关断。当第二功率开关单元220关断时，第二二极管的阴极在未接收
到第三驱动电平，即对应为高电平时，其将第二三极管基极电压拉高，此时可以通过控制单元400输出第一控制电平控制第二三极管导通以使得第一驱动开关311导通，即对应使得第一功率开关单元210导通进行输出连接连接的切换。
46.在一具体实施例中，第三开关单元331包括三极管q3、mos管q4、稳压管z10、电阻r1、电阻r13和电阻r17；三极管q3的基极连接控制单元400，三极管q3的基极经电阻r13接地，三极管q3的发射极接地，三极管q3的集电极经电阻r17分别连接mos管q4的栅极、稳压管z10的阳极和电阻r1的第一端，mos管q4的源极分别连接稳压管z10的阴极、电阻r1的第二端和第一功率开关单元210，mos管q4的漏极连接第四开关单元332的第一端；具体的，三极管q3在接收到控制单元400的控制电平后导通，在三极管q3导通时，当 mos管q4的漏极有电压输入时，mos管q4的栅极由于电阻r17的分压驱动mos 管q4导通，mos管q4导通后其漏极输出电压至第四开关单元332以驱动第四开关单元332动作。
47.在一具体实施例中，第四开关单元332包括mos管q17、电阻r112、电阻 r113和电容c33；mos管q17的栅极经电阻r112连接第三开关单元331的第三端，mos管q17的栅极还经并联连接电阻r113和电容c33接地，mos管q17 的源极接地，mos管q17的漏极连接第二二极管的阴极。具体的，当第一功率开关单元210导通时，三极管q35的基极接收来自第三开关单元331的输出电压后导通，其集电极电压被拉低，输出低电平。而当第一功率开关单元210 关断时，三极管q35的基极没有电压输入，三极管q35处于截止关断状态，其集电极的电压为直流电源电压，为高电平。第二驱动单元320在接收低电平进行关断锁死。
48.如图4所示，一实施例中，驱动供电单元500包括第五开关单元510和驱动芯片u5，第五开关单元510的第一端连接控制单元400，第五开关单元510 的第二端连接一供电电源，第五开关单元510的第三端连接驱动芯片的供电管脚，驱动芯片u5的第六管脚和第七管脚分别连接控制单元400，驱动芯片u5 的第十二管脚分别连接第一驱动单元310和第二驱动单元320。具体的，控制单元400输出控制信号驱动第五开关单元510导通或关断，以对驱动芯片上电使得驱动芯片上电工作，并在接收到来之控制单元400的信号时输出驱动电源，以使第一驱动单元310和第二驱动单元320接收控制信号时输出对应的驱动电平。
49.可选的，第五开关单元510包括三极管q9、mos管q10、稳压管z12、电阻r29、电阻r30和电阻r32；三极管q9的基极连接控制单元400，三极管q9 的基极经电阻r30接地，三极管q9的发射极接地，三极管q9的集电极经电阻 r32分别连接mos管q10的栅极、稳压管z12的阳极和电阻r29的第一端，mos 管q10的源极分别连接稳压管z12的阴极、电阻r29的第二端和供电电源，mos 管q10的漏极连接驱动芯片的供电管脚。具体的，第五开关单元510通过三极管q9和mos管q10形成的级联开关在接收控制单元的控制电平时导通或关断。
50.另，本实用新型的一种电子设备，包括如上面任意一项的供电装置。其通过该供电装置连接电池包和工作电路，实现对工作电路的供电。
51.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。