供电装置和便携式电子设备的制作方法

本实用新型涉及便携式电子设备
技术领域：
，特别涉及一种供电装置和便携式电子设备。
背景技术：
：目前，便携式电子设备的供电方式有两种，一种是直接连接电源给设备供电，另一种是通过可充电电池进行供电。而现有技术中，为了实现两种供电方式的切换，一般配置有供电电路进行相应的控制。例如，在电子设备连接电源时，供电电路控制电源一边给负载供电，且同时给充电电池充电；在电子设备不连接电源时，供电电路控制充电电池给负载供电。现有的供电电路主要是通过集成度很高的芯片来实现充电控制、电源供电与电池供电切换控制等功能。这些芯片的共同特点是体积小，价格高，功能强大。对于有体积限制的电子产品，如手机、平板电脑等，采用该供电装置可以有效减小产品体积。而对于体积要求不高的电子产品，如清洁机器人、电子秤等，若采用该供电装置，则产品价格会让人难以接受。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种供电装置，旨在降低该供电装置的成本。为实现上述目的，本实用新型提出的供电装置包括电池、用于控制所述电池充电及为负载供电的充电/供电模块、用于切换所述电池与充电/供电模块为负载供电的电源切换模块；其中，所述充电/供电模块包括升压电路、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、稳压调整管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及充电电阻；所述升压电路的输入端与直流电源的输出端连接，所述升压电路的第一输出端与所述第一三极管的集电极连接，所述升压电路的第二输出端、所述第一电阻的第一端及所述第二三极管的集电极互连；所述第一三极管的发射极与所述充电电阻的第一端连接，其连接节点为所述供电/切换模块的供电输出端；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一电阻的第二端、所述第二三极管的基极、所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阳极互连；所述第一二极管的阴极、所述充电电阻的第二端及所述第二电阻的第一端互连，其连接节点为所述供电/切换模块的充电输出端；所述第二二极管的阴极与所述稳压调整管的阴极连接，所述稳压调整管的参考极、所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端互连，所述稳压调整管的阳极及所述第三电阻的第二端接地。优选地，所述第一二极管和/或所述第二二极管为发光二极管。优选地，所述第一二极管为红色发光二极管，所述第二二极管为绿色发光二极管。优选地，所述充电/供电模块还包括第二电容及第四电阻；所述第二电容的第一端与所述稳压调整管的阴极连接，所述第二电容的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述稳压调整管的参考极连接。优选地，所述电源切换模块包括第四场效应管、第五三极管、第六三极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻及第十电阻；所述第九电阻的第二端与所述直流电源的输出端连接，所述第九电阻的第一端、所述第十电阻的第一端及所述第六三极管的基极互连；所述第六三极管的集电极经所述第八电阻与所述第五三极管的基极连接，所述第五三极管的集电极、所述第四场效应管的栅极及所述第七电阻的第一端互连；所述第五三极管的发射极、所述第四场效应管的源极及所述充电/供电模块的供电输出端互连，所述第四场效应管的漏极、所述充电/供电模块的充电输出端及所述电池的正极互连；所述第六三极管的发射极、所述第十电阻的第二端及所述第七电阻的第二端接地。优选地，所述电源切换模块还包括第三场效应管、第五电阻及第六电阻；所述第六电阻的第二端与所述直流电源的输出端连接，所述第六电阻的第一端、所述第五电阻的第一端及所述第三场效应管的栅极互连，所述第五电阻的第二端接地，所述第三场效应管的漏极与所述第二电阻的第二端连接，所述第三场效应管的源极、所述稳压调整管的参考极及所述第三电阻的第一端互连。本实用新型还提出一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括如上所述的供电装置；所述供电装置包括电池、用于控制所述电池充电及为负载供电的充电/供电模块、用于切换所述电池与充电/供电模块为负载供电的电源切换模块；其中，所述充电/供电模块包括升压电路、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、稳压调整管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及充电电阻；所述升压电路的输入端与直流电源的输出端连接，所述升压电路的第一输出端与所述第一三极管的集电极连接，所述升压电路的第二输出端、所述第一电阻的第一端及所述第二三极管的集电极互连；所述第一三极管的发射极与所述充电电阻的第一端连接，其连接节点为所述供电/切换模块的供电输出端；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极连接，所述第一电阻的第二端、所述第二三极管的基极、所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阳极互连；所述第一二极管的阴极、所述充电电阻的第二端及所述第二电阻的第一端互连，其连接节点为所述供电/切换模块的充电输出端；所述第二二极管的阴极与所述稳压调整管的阴极连接，所述稳压调整管的参考极、所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端互连，所述稳压调整管的阳极及所述第三电阻的第二端接地。本实用新型技术方案通过采用充电/供电模块为负载供电，通过电源切换模块切换电池与充电/供电模块为负载供电，实现供电装置所需的基本功能。由于充电/供电模块及电源切换模块都由普通的电子元器件构成，而普通的电子元器件的价格比集成芯片的价格低，因此，相对于现有技术，本实用新型技术方案降低了供电装置的成本。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型供电装置一实施例的电路结构示意图；图2为本实用新型供电装置另一实施例的电路结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称10充电/供电模块R1第一电阻20电源切换模块R2第二电阻30电池R3第三电阻40负载R4第四电阻Q1第一三极管R5第五电阻Q2第二三极管R6第六电阻Q3第三场效应管R7第七电阻Q4第四场效应管R8第八电阻Q5第五三极管R9第九电阻Q6第六三极管R10第十电阻D1第一二极管RS充电电阻D2第二二极管C1第一电容U稳压调整管C2第二电容VI直流电源输出端C3第三电容本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种供电装置。如图1所示，在一实施例中，上述供电装置包括电池30、用于控制电池30充电及为负载40供电的充电/供电模块10、用于切换电池30与充电/供电模块10为负载供电的电源切换模块20；其中，充电/供电模块10包括升压电路100、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、稳压调整管U、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及充电电阻RS；升压电路100的输入端与直流电源的输出端VI连接，升压电路100的第一输出端与第一三极管Q1的集电极连接，升压电路100的第二输出端、第一电阻R1的第一端及第二三极管Q2的集电极互连；第一三极管Q1的发射极与充电电阻RS的第一端连接，其连接节点为供电/切换模块10的供电输出端；第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的集电极连接，第一电阻R1的第二端、第二三极管Q2的基极、第一二极管D1的阳极及第二二极管D2的阳极互连；第一二极管D1的阴极、充电电阻RS的第二端及第二电阻R2的第一端互连，其连接节点为供电/切换模块10的充电输出端；第二二极管D2的阴极与稳压调整管U的阴极连接，稳压调整管U的参考极、第二电阻R2的第二端及第三电阻R3的第一端互连，稳压调整管U的阳极及第三电阻R3的第二端接地GND。当上述直流电源的输出端VI有直流电源输出时，升压电路100将直流电源电压进行升压处理并在其第一输出端输出第一电压，在其第二输出端输出第二电压。其中，第一电压为主输出电压，用于给电池30充电和负载40供电；第二电压为辅助输出电压，用于为后续电路提供驱动电流。一般地，第二电压的值高于第一电压的值。第一三极管Q1和第二三级管Q2组成复合达林顿式结构，用于将驱动电流进行放大处理，以提高充电/供电模块10输出的电流增益。在电池30处于充电状态时，由于电池30电压比较低，稳压调整管U不导通，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1及充电电阻RS构成恒流输出电路。此时，假设第一三极管Q1的基极与发射极之间的压降为VBE1，第二三极管Q2的基极与发射极之间的压降为VBE2，第一二极管D1的阳极与阴极之间的压降为VD1，充电电阻RS两端的压降为VX，则根据电路基本原理有VD1-VX＝VBE1+VBE2。因为第一三极管Q1的基极与发射极之间的压降、第二三极管Q2基极与发射极之间的压降以及第一二极管D1的阳极与阴极之间的压降恒定。所以，充电电阻RS两端的压降恒定，流经充电电阻RS的电流恒定。这样，充电/供电模块10就实现了对电池30的恒流充电。可以理解的是，充电/供电模块10给负载40的供电电压是电池30电压与充电电阻RS两端电压之和，由于在对电路的参数进行设置时，充电电阻RS的取值通常比较小，从而使得充电电阻RS两端的压降较小，因此，充电/供电模块10给负载40的供电电压与电池30给负载40的供电电压基本相等。这样，就达到了给负载40的恒压供电的目的。值得一提的是，在电池30被卸下时，因第二电阻R2与第三电阻R3的比值固定，稳压调整管U可以维持负载40的供电电压稳定。本实施例中，稳压调整管U的优选型号为TL431，此处不对稳压调整管U的具体信号进行限制。在一较佳实施例中，上述的第一二极管D1和/或第二二极管D2为发光二极管。需要说明的是，当电池30处于充电状态时，电池30电压比较低，稳压调整管U不导通，第一三极管Q1、第二三极管Q2、充电电阻RS及第一二极管D1组成恒流回路。当电池30充电完成时，电池30电压升高，稳压调整管U导通，第二二极管D2分流原来流经第一二极管D1的驱动电流，使得第一二极管D1因两端压降过低而截止，流经充电电阻RS的电流减小到零。也就是说，当电池30处于充电状态时，第一二极管D1导通，第二二极管D2截至；当电池30充电完成时，第一二极管D1截止，第二二极管D2导通。此时，将第一二极管D1和/或第二二极管D2设置为发光二极管，可以指示电池30是否充电完成。比如，若第一二极管D1亮，则说明电池30正处于充电状态，若第二二极管D2亮，则说明电池30充电完成。考虑到多数用户的习惯，优选上述的第一二极管D1为红色发光二极管，第二二极管D2为绿色发光二极管。特别地，当第一二极管D1和第二二极管D2的发光颜色相同时，可以通过发光二极管设置的不同位置判断出电池30是处于充电状态还是已经充电完成。进一步地，为使稳压调整管U更稳定地工作，上述充电/供电模块10还包括第二电容C2及第四电阻R4；第二电容C2的第一端与稳压调整管U的阴极连接，第二电容C2的第二端与第四电阻R41的第一端连接，第四电阻R41的第二端与稳压调整管U的参考极连接。在一较佳实施例中，上述电源切换模块20包括第四场效应管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9及第十电阻R10；第九电阻R9的第二端与直流电源的输出端VI连接，第九电阻R9的第一端、第十电阻R10的第一端及第六三极管Q6的基极互连；第六三极管Q6的集电极经第八电阻R8与第五三极管Q5的基极连接，第五三极管Q5的集电极、第四场效应管Q4的栅极及第七电阻R7的第一端互连；第五三极管Q5的发射极、第四场效应管Q4的源极及充电/供电模块10的供电输出端互连，第四场效应管Q4的漏极、充电/供电模块10的充电输出端及电池30的正极互连；第六三极管Q6的发射极、第十电阻R10的第二端及第七电阻R7的第二端接地GND。本实施例中，第九电阻R9与第十电阻R10构成分压电路，当第十电阻R10所分得的电压大于第六三极管Q6的开启电压时，第六三极管Q6导通，第五三极管Q5的基极电压被拉低，第五三极管Q5导通，第四场效应管Q4的栅极电压被拉高，第四场效应管Q4截止，电源切换模块20关断电池30与负载10之间的电流通路，由充电/供电模块10为负载40供电。当第十电阻R10所分得的电压小于第六三极管Q6的开启电压时，第六三极管Q6截止，第五三极管Q5的基极电压被拉高，第五三极管Q5截止，第四场效应管Q4的栅极电压被拉低，第四场效应管Q4导通，电源切换模块20导通电池30与负载40之间的电流通路，由电池30为负载40供电。进一步地，上述电源切换模块20还包括第三场效应管Q3、第五电阻R5及第六电阻R6；第六电阻R6的第二端与直流电源的输出端VI连接，第六电阻R6的第一端、第五电阻R5的第一端及第三场效应管Q3的栅极互连，第五电阻R5的第二端接地GND，第三场效应管Q3的漏极与第二电阻R2的第二端连接，第三场效应管Q3的源极、稳压调整管U的参考极及第三电阻R3的第一端互连。本实施例中，第五电阻R5和第六电阻R6构成分压电路，当第五电阻R5所分得的电压大于第三场效应管Q3的开启电压时，第三场效应管Q3导通，第二电阻R2、第三场效应管Q3及第三电阻R3形成的电流支路导通。当第五电阻R5所分得的电压小于第三场效应管Q3的开启电压时，第三场效应管Q3截止，第二电阻R2、第三场效应管Q3及第三电阻R3形成的电流支路截止。以下，结合图1和图2，说明本实用新型供电装置的工作原理：当直流电源的输出端VI有直流电源输出时，第五电阻R5所分得的电压大于第三场效应管Q3的开启电压，第三场效应管Q3导通，第二电阻R2和第三电阻R3构成分压电路，稳压调整管U处于待启动状态。第十电阻R10所分得的电压大于第六三极管Q6的开启电压，第六三极管Q6开启，第五三极管Q5的基极电压被拉低，第五三极管Q5导通，第四场效应管Q4的栅极电压被拉高，第四场效应管Q4截止；电池80与负载50之间的电流通路被切断，由充电/供电模块10给负载30供电。当电池30处于充电状态中时，因电池30电压比较低，稳压调整管U截止，第一二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2及充电电阻RS构成恒流回路，流经充电电阻RS的恒定电流用于给电池30充电，第一二极管D1发出红色光以显示电池30正处于充电状态。当电池30充电完成时，因电池30电压升高，稳压调整管U导通，第二二极管D2分流原来流经第一二极管D1的驱动电流，第一二极管D1因驱动电流过小而截止，流经充电电阻RS的电流减小到零，第二二极管D2发出绿色光以显示电池30充电完成。当供电装置中的电池30被卸下时，因第二电阻R2与第三电阻R3的比值固定，稳压调整管U能够控制负载30的供电电压维持恒定。当直流电源输出端VI没有直流电源输出时，第五电阻R5所分得的电压小于第三场效应管Q3的开启电压，第三场效应管Q3截止；第十电阻R10所分得的电压小于第六三极管Q6的开启电压，第四场效应管Q4导通，电池BAT通过第四场效应管Q4给负载50供电。与此同时，由于第三场效应管Q3截止，电池30、充电电阻RS、第二电阻R2、第三场效应管Q3及第三电阻R3所形成的电流回路被切断，电池30无法通过恒流电阻RS对地GND放电。值得一提的是，本供电装置中还设置了用于滤波的第一电容C1及第三电容C3。本实用新型还提出一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括如上所述的供电装置，该供电装置的具体结构参照上述实施例，由于本便携式电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，该便携式电子设备可以是智能机器人、电子秤、手机等等。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3