一种三电源自动切换电路的制作方法

本发明涉及电源切换供电
技术领域：
，尤其涉及一种三电源自动切换电路。
背景技术：
：目前SoC(System-on-a-Chip，片上系统)芯片广泛应用于各种智能终端，例如手机、平板电脑、智能家居设备、车载导航设备等。为防止电源突发掉电，很多智能终端都采用多种电源供电，如通过电源适配器、USB端口、备用电池进行切换供电。目前，手机可以通过手机机身电池供电，在USB端口连接外部电源后，也可切换至USB端口供电，实现了两种电源的自动切换。在越来越小型化的要求下，这些电源供电系统都要集成到SoC芯片中，这虽然增加了SoC芯片的集成度，但是也增加了设计难度。电源适配器、USB端口、备用电池，这三种电源有无电的状态有多种组合，在保证系统工作不受影响的条件下，如何调度由哪个电源来供电，如何无缝自动切换等等都是现有技术需要解决的问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种三电源自动切换电路，其可实现三种电源的无缝自动切换供电。为解决本发明的技术问题，本发明公开一种三电源自动切换电路，包括第一检测电路、第二检测电路、电源第一产生电路和选择逻辑电路；第一检测电路用于检测第一电源、第二电源和第三电源是否有电，生成第一检测信号输入至电源第一产生电路和选择逻辑电路；在只有第一电源有电时，第一检测信号为开信号，否则第一检测信号为关信号；第二检测电路用于检测第二电源和第三电源是否有电，生成第二检测信号输入至选择逻辑电路，在第三电源有电时，第二检测信号为开信号；在第二电源有电，第三电源没电时，第二检测信号为关信号；选择逻辑电路根据第一检测信号和第二检测信号，生成第二电源选择信号和第三电源选择信号，发送到电源第一产生电路；当第一检测信号和第二检测信号均为关信号时，所述第二电源选择信号为开信号，否则为关信号；当所述第一检测信号为关信号且第二检测信号为开信号时，则第三电源选择信号为开信号，否则为关信号；电源第一产生电路根据所述第一检测信号、第二电源选择信号和第三电源选择信号选择对应的电源作为第一输出电源给外部系统和选择逻辑电路供电，以及生成偏置电压给第二检测电路供电；当第一检测信号为开信号时，选择第一电源；当第二电源选择信号为开信号时，选择第二电源；当第三电源选择信号为开信号时，选择第三电源；电源第二产生电路，用于接收所述第二检测信号，根据为开信号的第二检测信号，选择第三电源作为第二输出电源给自身和外部系统供电；根据为关信号的第二检测信号，选择第二电源作为第二输出电源给自身和外部系统供电。所述电源第二产生电路还用于生成与第二检测信号反相的第一反相信号，发送到第二检测电路；所述第二检测电路接收所述第一反相信号，增强第二检测信号的输出结果。其中，所述三电源自动切换电路还包括第三检测电路和电源第三产生电路；第三检测电路由所述偏置电压供电，用于检测第一电源和第三电源是否有电，生成第三检测信号输入至电源第三产生电路；若第一电源有电，则第三检测信号为开信号；若只有第三电源有电，则第三检测信号为关信号；电源第三产生电路，根据为开信号的第三检测信号，选择第一电源给自身和外部系统供电；根据为关信号的第三检测信号，选择第三电源给自身和外部系统供电。其中，所述电源第三产生电路还用于产生与第三检测信号反相的第二反相信号，发送到第三检测电路；所述第三检测电路接收所述第二反相信号，增强第三检测信号的输出结果。其中，所述第一检测电路包括或非门NOR1、非门N1、非门N2、非门N3、电容C1和下拉管M1；或非门NOR1在第一电源供电下工作，将第二电源和第三电源的电流输入作为输入信号，产生逻辑或非信号L1；非门N1、非门N2、非门N3在所述第一输出电源的供电下工作，逻辑或非信号L1经过非门N1、非门N2、非门N3产生第一检测信号；电容C1连接在或非门NOR1输出端与非门N2输出端之间，下拉管M1连接在或非门NOR1输出端与非门N3输出端之间，组成正反馈滤波。其中，所述第二检测电路包括MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、开关管K1、开关管K2和开关管K3；开关管K1和开关管K3的源极连接第二电源，开关管K2的源极连接第三电源，开关管K1栅极与开关管K2栅极和自身的漏极连接，开关管K3栅极连接开关管K2漏极；开关管K3漏极输出第二检测信号，输出到选择逻辑电路；MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的栅极连接电源第一产生电路输出的偏置电压T1；MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的漏极分别连接开关管K1、开关管K2和开关管K3的漏极；MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的源极接地。其中，所述选择逻辑电路包括非门N4、与非门NAND1和与非门NAND2，由所述第一输出电源供电；非门N4将第二检测信号进行反相，输出到与非门NAND1；与非门NAND1将第二检测信号的反相信号和第一检测信号进行逻辑与非处理后输出第三电源选择信号，输入到电源第一产生电路；与非门NAND2将第二检测信号和第一检测信号进行逻辑与非处理后输出第二电源选择信号，输入到电源第一产生电路。其中，所述电源第一产生电路包括开关管K4、开关管K5、开关管K6、电阻R1和电阻R2；开关管K4源极连接第一电源，开关管K5源极连接第二电源，开关管K6源极连接第三电源；开关管K4栅极连接第一检测信号，开关管K5栅极连接第二电源选择信号，开关管K6栅极连接第三电源选择信号；开关管K4、开关管K5和开关管K6的漏极输出第一输出电源S1，经电阻R1后输出偏置电压T1；电阻R2一端连接电阻R1，另一端接地。其中，所述电源第二产生电路包括非门N6、非门N7、开关管K7和开关管K8；非门N6将第二检测信号进行反相生成第一反相信号，控制开关管K8的导通与截止，并输出反相信号到非门N7；非门N7将所述第一反相信号再进行反相，控制开关管K7的导通和截止；开关管K7的源极连接第三电源，开关管K8的源极连接第二电源；开关管K7和开关管K8的漏极输出第二输出电源。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明可根据系统的电源连接情况，根据一定的优先级顺序，对三种电源进行自动切换，当系统连接上优先级较高的电源时，自动切换到该电源供电。当只有低优先级的电源有电时，自动切换到该电源供电。本发明电路结构简单，实现了三种电源的自动切换供电，使系统供电方式更灵活。附图说明图1是本发明实施例的三电源自动切换电路结构图；图2是本发明实施例的第一检测电路结构图；图3是本发明实施例的第二检测电路结构图；图4是本发明实施例的选择逻辑电路结构图；图5是本发明实施例的电源第一产生电路结构图；图6是本发明另一实施例的三电源自动切换电路结构图；图7是本发明另一实施例的电源第二产生电路结构图；图8是本发明另一实施例的第二检测电路结构图；图9是本发明另一实施例的选择逻辑电路结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明实施例的三电源自动切换电路，包括第一检测电路、电源第一产生电路、第二检测电路和选择逻辑电路。第一检测电路用于检测第一电源V1、第二电源V2和第三电源V3是否有电，生成第一检测信号Z1输入至电源第一产生电路和选择逻辑电路；在只有第一电源V1有电时，第一检测信号Z1为开信号，否则第一检测信号Z1为关信号。第二检测电路用于检测第二电源V2和第三电源V3是否有电，生成第二检测信号Z2输入至选择逻辑电路，在第三电源V3有电时，第二检测信号Z2为开信号；在第二电源V2有电，第三电源V3没电时，第二检测信号Z2为关信号。选择逻辑电路根据第一检测信号Z1和第二检测信号Z2，生成第二电源选择信号Z4和第三电源选择信号Z3，发送到电源第一产生电路；当第一检测信号Z1和第二检测信号Z2均为关信号时，所述第二电源选择信号Z4为开信号，否则为关信号；当所述第一检测信号Z1为关信号且第二检测信号Z2为开信号时，则第三电源选择信号Z3为开信号，否则为关信号。电源第一产生电路根据所述第一检测信号Z1、第二电源选择信号Z4和第三电源选择信号Z3选择对应的电源作为第一输出电源S1给外部系统和选择逻辑电路供电，以及生成偏置电压T1给第二检测电路供电；当第一检测信号Z1为开信号时，选择第一电源V1；当第二电源选择信号Z4为开信号时，选择第二电源；当第三电源选择信号Z3为开信号时，选择第三电源。在本发明实施例中，可以选择第一电源V1为电池，第二电源V2为USB电源，第三电源V3为电源适配器电源。供电优先级是从电池、USB电源到电源适配器电源依次递增。当电源适配器有电时，不论其他两个电源是否有电，都切换到电源适配器供电；当电源适配器没电时，USB电源有电，不论电池是否有电，都切换到USB电源供电；只有当电源适配器和USB电源都没电，只有电池有电时，才切换到电池供电。若三个电源均无电，本电路不工作。当然的，第一电源V1、第二电源V2、第三电源V3的选择也不局限于此，本领域的技术人员可以根据实际的需求进行选择，均属于本发明的保护范围。具体地，如图2所示，本发明实施例的第一检测电路包括或非门NOR1、非门N1、非门N2、非门N3、电容C1和下拉管M1。或非门NOR1在第一电源V1供电下工作，将第二电源V2和第三电源V3的电流输入作为输入信号，产生逻辑或非信号L1。非门N1、非门N2、非门N3在电源第一产生电路输出的电源S1供电下工作，逻辑或非信号L1经过非门N1、非门N2、非门N3产生第一检测信号Z1。具体地，在只有第一电源V1有电时，第一检测信号Z1为0，即为开信号；在其他情况下，第一检测信号Z1为1，即为关信号。电容C1连接在或非门NOR1输出端与非门N2输出端之间，下拉管M1连接在或非门NOR1输出端与非门N3输出端之间，组成正反馈滤波，可以加快L1信号转换速率，防止转换时产生中间信号，造成不定态。图2所示仅为所述第一检测电路的其中一种具体实现方式，所述第一检测电路不局限于该附图2所示的电路结构，其他满足同样功能的电路结构，均属于本申请的保护范围。再如图3所示，本发明实施例的第二检测电路，包括MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、开关管K1、开关管K2和开关管K3。开关管K1和开关管K3的源极连接第二电源V2，开关管K2的源极连接第三电源V3，开关管K1栅极与开关管K2栅极和开关管K1自身的漏极三端连接，开关管K3栅极连接开关管K2漏极；开关管K3漏极输出第二检测信号Z2，输入到选择逻辑电路；在第三电源V3有电时第二检测信号Z2为0，即为开信号；在第二电源V2有电，第三电源V3没电时，第二检测信号Z2为1，即为关信号；另外，当第二电源V2和第三电源V3都没电时，第二检测信号Z2输出也为0。MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的栅极连接电源第一产生电路输出的偏置电压T1；MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的漏极分别连接开关管K1、开关管K2和开关管K3的漏极；MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的源极接地。具体地，本电路的工作状态包括如下表1所示的3种情况，其中，开关管K1、开关管K2和开关管K3为低电平导通型开关管。表1：第二电源V2第三电源V3第二检测信号Z2第一输出电源S1没电有电0第三电源V3有电没电1第二电源V2有电有电0第三电源V3当第二电源V2没电，第三电源V3有电时，第二检测信号Z2输出为0，即为开信号，使电源第一产生电路输出的第一输出电源S1为第三电源V3；当第二电源V2有电，第三电源V3没电时，开关管K3栅极为低电平，因此，开关管K3导通，第二检测信号Z2输出为1，即为关信号，使电源第一产生电路输出的电源S1为第二电源V2；当第二电源V2和第三电源V3都有电时，开关管K1和开关管K2导通，开关管K2输出高电平，因此，开关管K3截止，第二检测信号Z2输出为0，即为开信号，使电源第一产生电路输出的电源S1为第三电源V3；另外，当第二电源V2和第三电源V3都没电时，第二检测信号Z2输出也为0。图3所示仅为所述第二检测电路的其中一种具体实现方式，所述第二检测电路不局限于该附图3所示的电路结构，其他满足同样功能的电路结构，均属于本申请的保护范围。如图4所示，本发明实施例所述选择逻辑电路的的一种具体实施电路，包括非门N4、与非门NAND1和与非门NAND2，由第一输出电源S1供电。非门N4将第二检测信号Z2进行反相，输出到与非门NAND1。与非门NAND1将第二检测信号Z2的反相信号和第一检测信号Z1进行逻辑与非处理后输出第三电源选择信号Z3，作为控制第三电源的供电开关信号，输出到电源第一产生电路。与非门NAND2将第二检测信号Z2和第一检测信号Z1进行逻辑与非处理后输出第二电源选择信号Z4，作为控制第二电源的供电开关信号，输出到电源第一产生电路。具体地，本电路的工作逻辑包括以下三种情况，如下表2所示。表2：当第一检测信号Z1为0，第二检测信号Z2为0时，第三电源选择信号Z3和第二电源选择信号Z4都为1,表示只有第一电源V1有电，第二电源V2和第三电源V3均无电，使第二电源V2和第三电源V3的供电开关均截止。当第一检测信号Z1为1，第二检测信号Z2为0时，第三电源选择信号Z3为0，第二电源选择信号Z4为1，表示第三电源V3有电，使第三电源V3的供电开关导通，第二电源V2的供电开关截止。当第一检测信号Z1为1，第二检测信号Z2也为1时，第三电源选择信号Z3为1，第二电源选择信号Z4为0，表示第三电源V3没电，第二电源V2有电，使第三电源V3的供电开关截止，第二电源V2的供电开关截止。图4所示仅为所述选择逻辑电路的其中一种具体实现方式，所述选择逻辑电路不局限于该附图4所示的电路结构，其他满足同样功能的电路结构，均属于本申请的保护范围。如图5所示，本发明实施例的电源第一产生电路，包括开关管K4、开关管K5、开关管K6、电阻R1和电阻R2；开关管K4源极连接第一电源V1，开关管K5源极连接第二电源V2，开关管K6源极连接第三电源V3；开关管K4栅极连接第一逻辑信号Z1，开关管K5栅极连接第四逻辑信号Z4，开关管K6栅极连接第三逻辑信号Z3；开关管K4、开关管K5和开关管K6的漏极输出的第一输出电源S1，再经电阻R1后输出偏置电压T1；电阻R2一端连接电阻R1，另一端接地。具体地，开关管K4、开关管K5和开关管K6都是低电平导通型开关管。当第一检测信号Z1为0时，开关管K4导通，输出第一电源V1，给外部系统和选择逻辑电路供电，以及经电阻R1后输出偏置电压T1给第二检测电路供电；当第二电源选择信号Z4为0时，开关管K5导通，输出第二电源V2，给外部系统和选择逻辑电路供电，以及经电阻R1后输出偏置电压T1给第二检测电路供电；当第三电源选择信号Z3为0时，开关管K6导通，输出第三电源V3，给外部系统和选择逻辑电路供电，以及经电阻R1后输出偏置电压T1给第二检测电路供电。图5所示仅为所述电源第一产生电路的其中一种具体实现方式，所述电源第一产生电路不局限于该附图5所示的电路结构，其他满足同样功能的电路结构，均属于本申请的保护范围。综上所述，本发明实施例的三电源自动切换电路可根据系统的电源连接情况，进行自动切换。当系统连接上电源适配器时，就采用电源适配器供电；当系统未连接电源适配器，通过USB接口连接了USB电源时，就切换到USB电源供电；若系统既示连接电源适配器又未连接USB电源，只有备用电池有电时，就切换到电池供电。并且，电路结构简单，可靠性高。如图6所示，本发明另一实施例的三电源自动切换电路，在上述实施例的基础上还包括电源第二产生电路、第三检测电路和电源第三产生电路，从而可以输出更多的电源，给外部系统供电。其中，电源第二产生电路，用于接收第二检测信号Z2，根据为开信号的第二检测信号Z2，选择第三电源V3作为第二输出电源S2给自身和外部系统供电；根据为关信号的第二检测信号Z2，选择第二电源V2作为第二输出电源S2给自身和外部系统供电。另外，电源第二产生电源还生成与第二检测信号反相的第一反相信号Z2B，发送到第二检测电路。第二检测电路通过第一反相信号Z2B增强第二检测信号Z2的输出结果，使信号更稳定。另外，第三检测电路由偏置电压T1供电，用于检测第一电源V1和第三电源V3是否有电，生成第三检测信号Z5输入至第三产生电路；若第一电源V1有电，则第三检测信号Z5为开信号；若只有第三电源V3有电，则第三检测信号Z5为关信号。电源第三产生电路，根据为开信号的第三检测信号Z5，选择第一电源V1给自身和外部系统供电；根据为关信号的第三检测信号Z5，选择第三电源V3给自身和外部系统供电。另外，电源第三产生电路还产生与第三检测信号Z5反相的第二反相信号Z5B，发送到第三检测电路。在此处，第一电源V1的优先级要高于第三电源V3。第三检测电路通过第二反相信号Z5B增强第三检测信号Z5的输出结果，使信号更稳定。如图7所示，本实施例的电源第二产生电路包括非门N6、非门N7、开关管K7和开关管K8。其中，开关管K7和开关管K8是低电平导通型开关管。非门N6将第二检测信号Z2进行反相，通过该第一反相信号Z2B控制开关管K8的导通与截止，并输出第一反相信号Z2B到非门N7。同时，第一反相信号Z2B也输出到第二检测电路，控制第一检测信号Z1输出结果增强。非门N7将第二检测信号Z2的反相信号再进行反相，以控制开关管K7的导通和截止。开关管K7的源极连接第三电源，开关管K8的源极连接第二电源；开关管K7和开关管K8的漏极输出第二输出电源S2。具体地，当第二检测信号Z2为0时，开关管K7导通，开关管K8截止，第二输出电源S2为第三电源V3；当第二检测信号Z2为1时，开关管K7截止，开关管K8导通，第二输出电源S2为第二电源V2。图7所示仅为所述电源第二产生电路的其中一种具体实现方式，所述电源第二产生电路不局限于该附图7所示的电路结构，其他满足同样功能的电路结构，均属于本申请的保护范围。另外，本实施例的电源第三产生电路的电路结构和工作原理与上述电源第二产生电路的相同，只是，电源第三产生电路的两个开关管分别连接第一电源V1和第三电源V3。再如图8所示，本实施例的第二检测电路在上述实施例的基础上，还包括MOS管M5和MOS管M6。MOS管M5的源极连接开关管K1的漏极，MOS管M5的漏极连接MOS管M6的源极，栅极与MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4的栅极相连，受偏置电压T1供电。MOS管M6的漏极接地，栅极受第一反相信号Z2B的控制。另外，本实施例的第三检测电路的电路结构和工作原理，与上述第二检测电路相同，只是两个开关管分别连接第一电源V1和第三电源V3。再如图9所示，本实施例的选择逻辑电路根据第一检测信号Z1和第一反相信号Z2B的逻辑组合，产生第三电源选择信号Z3和第二电源选择信号Z4。具体地，电路结构是在上述实施例的基础上增加了非门N5，用于将第一反相信号Z2B进行反相，再将反相后的信号输出到非门N4和与非门NAND2。工作原理与上述实施例相同，在此处不再赘述。综上所述，本实施例提供了三路输出电源，方便外部系统选择电源，同时，增强了电路可靠性。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明所主张的权利范围应以发明申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。当前第1页1 2 3