本实用新型涉及锂电池充放电技术领域,具体而言,涉及一种电子开关电路、切换电路及充放电装置。
背景技术：
现有开关技术中的软件开关技术需要软硬件协调实现，例如手机中的开关技术，但这种技术成本高，不易推广；现有开关技术中还包括机械开关，虽然机械开关简单易操作，但是机械开关易磨损寿命短。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种，其能够。
本实用新型的实施例是这样实现的：
本实用新型实施例提供了一种电子开关电路、切换电路及充放电装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种电子开关电路，包括： D触发器、电阻、电容和硬件开关；所述D触发器的Q端的输出信号的反相信号用于作为所述D触发器的D端的输入信号；所述电阻的一端与所述电容的一端连接，所述电阻与所述电容的公共端与所述D触发器的时钟信号输入端连接；
所述电阻的另一端用于连接至直流电源正极，所述电容的另一端用于接地，所述硬件开关与所述电容并联；或者，所述电容的另一端用于连接至直流电源正极，所述电阻的另一端用于通过保护电阻连接至所述直流电源正极，所述电阻的所述另一端还与所述硬件开关的一端连接，所述硬件开关的另一端用于接地。
本实施例中提供的电子开关电路是采用数字逻辑控制的纯硬件电子开关电路，避免繁琐的代码控制，无需采用可编程的控制芯片，从而降低成本；本电子开关电路采用数字逻辑器件进行控制，避免复杂的机械结构，降低机械磨损，从而延长开关的使用寿命。
一种可选的实施例中，所述D触发器的Q端的输出信号的反相信号用于作为所述D触发器的D端的输入信号，具体为：所述D触发器的Q端与所述D触发器的D端连接；或者，所述电子开关电路还包括反相器，所述D 触发器的Q端与所述反相器的输入端连接，所述反相器的输出端与所述D 触发器的D端连接。
根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种切换电路包括第一电子开关电路、第二电子开关电路和公共硬件开关；所述第一电子开关电路包括第一D触发器、第一电阻、第一电容；所述第二电子开关电路包括第二D 触发器、第二电阻和第二电容；所述第一D触发器的Q端的输出信号的反相信号用于作为所述第一D触发器的D端的输入信号；所述第二D触发器的Q端的输出信号的反相信号用于作为所述第二D触发器的D端的输入信号；所述第一电阻的一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电阻与所述第一电容的公共端与所述第一D触发器的时钟信号输入端连接，所述第一电阻的另一端用于连接至直流电源正极，所述第一电容的另一端用于接地，所述公共硬件开关与所述第一电容并联；所述第二电阻的一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电阻与所述第二电容的公共端与所述第二D 触发器的时钟信号输入端连接，所述第二电容的另一端用于连接至直流电源正极，所述第一电阻与所述第一电容的公共端还与所述第二电阻的另一端连接。
一种可选的实施例中，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值。
一种可选的实施例中，还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二极管与所述第二电阻并联，所述第二稳压二极管的正极连接至所述第二电阻与所述第二电容的公共端。
一种可选的实施例中，还包括第三电阻、第三电容和第三稳压二极管，所述第三电阻与所述第三稳压二极管并联，所述第三稳压二极管的负极还用于连接至直流电源正极，所述第三稳压二极管的正极还与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端用于接地；
所述第一D触发器的CLR端与所述第二D触发器的CLR共同连接至所述第三电容的所述一端。
根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种充放电装置，包括供电电路、充电电路、对外充电电路和本实用新型实施例的第一方面提供的切换电路，所述切换电路的输出端与所述供电电路的使能端连接；所述切换电路的输出端还与所述充电电路的使能端连接；所述切换电路的输出端还与所述对外充电电路的使能端连接。
一种可选的实施例中，所述供电电路的使能端还包括第一逻辑电路，所述第一逻辑电路包括非逻辑单元和与逻辑单元；所述切换电路的输出端与所述供电电路的使能端连接，具体为：
所述与逻辑单元的一端与所述切换电路的第一D触发器的Q端连接，所述与逻辑单元的另一端与所述非逻辑单元的一端连接，所述非逻辑单元的另一端与所述切换电路的第二D触发器的Q端连接，所述与逻辑单元的输出端与所述供电电路的管理芯片的使能端连接。
一种可选的实施例中，所述充电电路的使能端包括第二逻辑电路，所述第二逻辑电路为或逻辑单元；
所述切换电路的输出端还与所述充电电路的使能端连接，具体为：所述切换电路的第一D触发器的Q端与所述或逻辑单元的一端连接，所述切换电路的第二D触发器的Q端与所述或逻辑单元的另一端连接，所述或逻辑单元的输出端与所述充电电路的管理芯片的使能端连接。
一种可选的实施例中，还包括第四电阻、第四发光二极管、第五电阻和第五发光二极管；所述第一D触发器的Q端还与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的一端与所述第四发光二极管的正极连接，所述第四发光二极管的负极用于接地；所述第二D触发器的Q端还与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第五发光二极管的正极连接，所述第五发光二极管的负极用于接地。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电子开关电路的示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种电子开关电路的示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种反相器电路的示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种切换电路的示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种第一逻辑电路的示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种第二逻辑电路的示意图；
附图标识说明：101、D触发器；102、电阻；103、电容；104、硬件开关；105、保护电阻；211、第一D触发器；212、第一电阻；213、第一电容；221、第二D触发器；222、第二电阻；223、第二电容；224、第二稳压二极管；230、公共硬件开关；241、第三电阻；242、第三稳压二极管； 243、第三电容；311、第一电子开关电路；312、第二电子开关电路；330、供电电路；331、供电电路的管理芯片；332、第八电阻；333、第八场效应晶体管；340、充电电路；341、充电电路的管理芯片；342、第九电阻；343、第九稳压二极管。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何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。本文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，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
根据图1、图3，说明本实用新型实施例的第一方面，一种电子开关电路，包括：D触发器101、电阻102、电容103和硬件开关104；D触发器 101的Q端的输出信号的反相信号用于作为D触发器101的D端的输入信号；
电阻102的一端与电容103的一端连接，电阻102与电容103的公共端与D触发器101的时钟信号输入端连接；电阻102的另一端用于连接至直流电源正极，电容103的另一端用于接地，硬件开关104与电容103并联；或者，电容103的另一端用于连接至直流电源正极，电阻102的另一端用于通过保护电阻105连接至直流电源正极，电阻102的另一端还与硬件开关104的一端连接，硬件开关104的另一端用于接地。
本实施例中提供的电子开关电路是采用数字逻辑控制的纯硬件电子开关电路，避免繁琐的代码控制，无需采用可编程的控制芯片，从而降低成本；本电子开关电路采用数字逻辑器件进行控制，避免复杂的机械结构，降低机械磨损，从而延长开关的使用寿命。
上述硬件开关104包括拨动开关、或按钮开关等，优选的，上述硬件开关104为轻触按键开关。与拨动开关或按钮开关相比，轻触按键开关体积小，更容易与D触发器101结合。
本实施例包括以下两种实施方式：
第一种实施方式如图1所示，D触发器101的Q端的输出信号的反相信号用于作为D触发器101的D端的输入信号；电阻102的一端与电容103 的一端连接，电阻102与电容103的公共端与D触发器101的时钟信号输入端连接；电阻102的另一端用于连接至直流电源正极，电容103的另一端用于接地，硬件开关104与电容103并联。
当电路处于稳态时，D触发器101的CK端的电压为直流电源电压，硬件开关104闭合，电容103放电，CK端的电压立刻变为0，硬件开关104 断开，电容103充电，CK端的电压逐渐升高，在CK端的电压升高至D触发器101额定电压的一半时，D触发器101改变Q端的输出电平，具体为：若 D触发器101动作前，Q端为高电平，则D端为低电平，D触发器101动作，则Q端的输出电平由电平改变至低电平；若D触发器101动作前，Q端为低电平，则D端为高电平，D触发器101动作，则Q端的输出电平由低电平改变至高电平。至此，本实施例的第一种实施方式实现电子开关的功能。并且，在硬件开关104闭合-断开的过程中，电容103还起到消除硬件开关104，抖动的作用。此实施方式中的电容103可实现完整的充电与放电的过程，安全性好。
第二中实施方式如图2所示，D触发器101的Q端的输出信号的反相信号用于作为D触发器101的D端的输入信号；电阻102的一端与电容103 的一端连接，电阻102与电容103的公共端与D触发器101的时钟信号输入端连接；电容103的另一端用于连接至直流电源正极，电阻102的另一端用于通过保护电阻105连接至直流电源正极，电阻102的另一端还与硬件开关104的一端连接，硬件开关104的另一端用于接地。
当电路处于稳态时，D触发器101的CK端的电压为直流电源电压，硬件开关104闭合，电容103充电，CK端的电压缓慢下降，一段时间后，CK 端的电压低于D触发器101的额定电压的一半，此时或之后，硬件开关104 断开，电容103开始放电，CK端的电压逐渐升高，CK端的电压高于D触发器101的额定电压的一半后，Q端改变输出电平，具体为：若D触发器101 动作前，Q端为高电平，则D端为低电平，D触发器101动作，则Q端的输出电平由电平改变至低电平；若D触发器101动作前，Q端为低电平，则D 端为高电平，D触发器101动作，则Q端的输出电平由低电平改变至高电平。至此，本实施例的第二种实施方式实现电子开关的功能。此实施方式中的电容103可实现完整的充电与放电的过程，安全性好。
一种可选的实施例中，D触发器的Q端的输出信号的反相信号用于作为 D触发器的D端的输入信号，具体为：
一种可选的实施方式，如图1和图2所示，D触发器的Q端与D触发器的D端连接；
一种可选的实施方式中，电子开关电路还包括反相器，D触发器的Q端与反相器的输入端连接，反相器的输出端与D触发器的D端连接。例如反相器为非门逻辑电路，Q端与非门逻辑电路的输入端连接，非门逻辑电路的输出端与D端连接。例如反相器由场效应晶体管构成，如图3所示。
一种可选的实施例中，D触发器的型号为TC7W74F。
根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种切换电路，如图4所示，包括第一电子开关电路、第二电子开关电路和公共硬件开关230；第一电子开关电路包括第一D触发器211、第一电阻212、第一电容213；第二电子开关电路包括第二D触发器221、第二电阻222和第二电容223；第一D触发器211的Q端的输出信号的反相信号用于作为第一D触发器211的D端的输入信号；第二D触发器221的Q端的输出信号的反相信号用于作为第二D触发器221的D端的输入信号；第一电阻212的一端与第一电容213 的一端连接，第一电阻212与第一电容213的公共端与第一D触发器211 的时钟信号输入端连接，第一电阻212的另一端用于连接至直流电源正极，第一电容213的另一端用于接地，公共硬件开关230与第一电容213并联；第二电阻222的一端与第二电容223的一端连接，第二电阻222与第二电容223的公共端与第二D触发器221的时钟信号输入端连接，第二电容223 的另一端用于连接至直流电源正极，第一电阻212与第一电容213的公共端还与第二电阻222的另一端连接。
公共硬件开关230短时间闭合，再断开，第一电子开关电路的输出状态发生改变，第二电子开关电路的输出状态不发生改变。需要说明的是，关于上述“短时间”，第二电阻222的阻值为R2，第二电容223的容量为 C2，τ＝R2C2，若公共硬件闭合的时间小于τ，即认为该时间为“短时间”。短时间闭合公共硬件开关230，第二电容223两端的电压仍高于第二D触发器221额定电压的一半，断开公共硬件，第二电容223两端的电压升高，不会触发第二D触发器221。
本实施例中，通过控制公共硬件开关230闭合的时间，以区分操作第一电子开关电路或第二电子开关电路，使得第一电子开关电路与第二电子开关电路的输出具有不同的组合形式。若不同的组合形式可启动不同功能的电路，本切换电路即可在不同功能之间进行切换操作。
一种可选的实施例中，第一电阻212的阻值小于第二电阻222的阻值。例如，第一电阻212的阻值为47K欧姆，第二电阻222的阻值为1M欧姆。
一种可选的实施例中，还包括第二稳压二极管224，第二稳压二极管 224与第二电阻222并联，第二稳压二极管224的正极连接至第二电阻222 与第二电容223的公共端。第二稳压二极管224用于防止第二D触发器221 的CK端的电压超出额定电压，即保护第二D触发器221的安全。
一种可选的实施例中，还包括第三电阻241、第三电容243和第三稳压二极管242，第三电阻241与第三稳压二极管242并联，第三稳压二极管 242的负极还用于连接至直流电源正极，第三稳压二极管242的正极还与第三电容243的一端连接，第三电容243的另一端用于接地；第一D触发器 211的CLR端与第二D触发器221的CLR共同连接至第三电容243的一端。
在上电前，第三电容243两端的电压为0，即CLR端为0。在该切换电路上电时，可保证切换电路为初始状态，避免误启动，从而保障用户与设备的安全。
根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种充放电装置，包括供电电路、充电电路、对外充电电路和本实用新型实施例的第二方面提供的切换电路，切换电路的输出端与供电电路的使能端连接；切换电路的输出端还与充电电路的使能端连接；切换电路的输出端还与对外充电电路的使能端连接。
在本实用新型实施例的第二方面已说明，切换电路具有不同的输出组合，并且，通过一个公共硬件开关即可实现切换输出组合的功能。在本实施例中，一种输出组合用于启动供电电路，另一种输出组合用于启动充电电路，第三种输出组合用于启动对外充电电路。
本实施例提供的充放电装置通过单键即可控制该充放电装置分别工作于三种工作状态即开机工作状态、关机充电状态、对外充电状态，且三个工作状态之间不会有任何两个状态同时进行。
一种可选的实施例中，供电电路的使能端还包括第一逻辑电路，第一逻辑电路包括非逻辑单元和与逻辑单元；切换电路的输出端与供电电路的使能端连接，具体为：
与逻辑单元的一端与切换电路的第一D触发器的Q端连接，与逻辑单元的另一端与非逻辑单元的一端连接，非逻辑单元的另一端与切换电路的第二D触发器的Q端连接，与逻辑单元的输出端与供电电路的管理芯片的使能端连接。
即第一电子开关电路输出高电平，第二电子开关电路输出低电平，启动该供电电路。
上述第一逻辑电路，可采用数字逻辑芯片实现，也可采用模拟电路元件搭建。一种可选的实施例中，如图5所示，供电电路330包括第八电阻 331和第八场效应晶体管332，第一电子开关电路311的输出端与第八电阻 331的一端连接，第八电阻331的另一端与第八场效应晶体管332的漏极连接，第八电阻332和第八场效应晶体管333的公共端与供电电路的管理芯片331的使能端连接；第二电子开关电路312的输出端与第八场效应晶体管333的栅极连接，第八场效应晶体管333的源极用于接地。
本实施例中的第八场效应管333为N型，但此处的场效应晶体管并不仅限于N型，第八场效应晶体管还可以是P型，照P型场效应晶体管的性质进行连接即可。
一种可选的实施例中，充电电路的使能端包括第二逻辑电路，第二逻辑电路为或逻辑单元；
切换电路的输出端还与充电电路的使能端连接，具体为：切换电路的第一D触发器的Q端与或逻辑单元的一端连接，切换电路的第二D触发器的Q端与或逻辑单元的另一端连接，或逻辑单元的输出端与充电电路的管理芯片的使能端连接。
上述第二逻辑电路，可采用数字逻辑芯片实现，也可采用模拟电路元件搭建。一种可选的实施例中，如图6所示，充电电路340的使能端包括第九电阻342和第九稳压二极管343，第一电子开关电路311的输出端与第九电阻342的一端连接，第九电阻342的另一端与第九稳压二极管343的负极连接，第九电阻342与第九稳压二极管343的公共端与充电电路的管理芯片341的使能端连接；第二电子开关电路312的输出端与第九稳压二极管343的正极连接。
一种可选的实施例中，充电电路的管理芯片的使能端为负使能。即该使能端接收低电平时，充电电路的管理芯片才开始工作。
一种可选的实施例中，还包括第四电阻、第四发光二极管、第五电阻和第五发光二极管；第一D触发器的Q端还与第四电阻的一端连接，第四电阻的一端与第四发光二极管的正极连接，第四发光二极管的负极用于接地；第二D触发器的Q端还与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端与第五发光二极管的正极连接，第五发光二极管的负极用于接地。其中，第 10四发光二极管用于指示第一电子开关电路的输出状态，若第四发光二极管亮，则表示第一电子开关电路的输出为高电平；若第四发光二极管不亮，则表示第一电子开关电路的输出为低电平。第五发光二极管用于指示第二电子开关电路的输出状态。
一种可选的实施例中，充电电路采用芯片MP2602作为充电管理芯片，放电电路采用芯片FP2676作为放电管理芯片。芯片MP2602具有快速充电的优势：通过提升电压实现快速充电。并且，在芯片MP2602提升电压的过程中，其线性度好，容易控制。芯片FP6276的功耗小，具有高节能的特点，在内部软启动的过程中还可降低浪涌电流，更安全的为外部设备进行充电。
一种可选的实施例中，还包括第六发光二极管和第七发光二极管，第六发光二极管的负极与芯片MP2602的CHG端连接，第六发光二极管的正极用于连接至充电电源的正极；第七发光二极管的负极与芯片MP2602的ACOK 端连接，第七发光二极管的正极用于连接至充电电源的正极。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。