一种供电电路的制作方法

本发明实施例涉及电子电力技术领域，更具体地，涉及一种供电电路。

背景技术：

目前，部分负载在使用过程中需要保持数据通信，其中，常用的通信接口包括usb接口等。usb接口兼顾了供电和通信功能。由于部分负载本身的功耗较大，单独采用usb接口供电不能保证负载全功能运行，因此，通常给负载增加一个外部供电电源供电端口，以采用双电源对负载供电。但是，采用双电源供电的效率和切换问题是双电源供电领域中亟待解决的问题。

技术实现要素：

由此，本发明实施例提供一种供电电路，以实现切换不同的电源对设备供电，提高供电电路的可靠性和可适用性，并且减小了电路的损耗，提高了电路的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种供电电路，所述电路包括：

第一电源输入端；

第二电源输入端；

输出端；

第一开关，耦接在所述第一电源输入端和所述输出端之间；

第二开关，耦接在所述第二电源输入端和所述输出端之间；以及

控制电路，被配置为响应于所述第一电源输入端和所述第二电源输入端的有效性选择所述第一开关或第二开关导通。

进一步地，所述控制电路被配置为响应于所述第一电源输入端存在有效输入电源时控制所述第一开关处于导通状态，所述第二开关处于关断状态。

进一步地，所述控制电路被配置为响应于所述第一电源输入端不存在有效输入电源，且所述第二电源输入端存在有效输入电源，控制所述第一开关处于关断状态，所述第二开关处于导通状态。

进一步地，所述控制电路包括第一晶体管，所述第一晶体管被配置为控制所述第一开关的开关状态。

进一步地，所述第一开关为p型mos管，所述第一晶体管为n型mos管；

所述第一晶体管耦接在所述第一开关的栅极与接地端之间，所述第一晶体管的栅极上拉至所述第一电源输入端。

进一步地，所述控制电路包括第二晶体管和第三晶体管，所述第二晶体管和第三晶体管被配置为控制所述第二开关的开关状态。

进一步地，所述第二开关为p型mos管，所述第二晶体管和第三晶体管均为n型mos管；

所述第二晶体管耦接在所述第二开关的栅极与接地端之间，所述第二晶体管的栅极上拉至所述第二电源输入端，所述第三晶体管耦接在所述第二晶体管的栅极和接地端之间，所述第三晶体管的栅极上拉至所述第一电源输入端。

进一步地，所述第一电源输入端对应的第一电源为外部供电电源，所述第二电源输入端对应的第二电源为usb供电电源。

本发明实施例的供电电路包括第一电源输入端、第二电源输入端、第一开关、第二开关和控制电路，所述控制电路根据所述第一电源输入端和所述第二电源输入端的有效性选择第一开关和第二开关导通，由此，可以切换不同的电源对设备供电，提高了供电电路的可靠性和可适用性，并且减小了电路的损耗，提高了电路的效率，同时，本发明实施例的供电电路结构简单，易于实现。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是现有技术的供电电路的电路图；

图2是现有技术的供电电路中的二极管的管压降随电流变化的示意图；

图3是本发明实施例的供电电路的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1是现有技术的供电电路的电路图。如图1所示，现有技术的供电电路包括外部供电电源输入端i1、usb供电电源输入端i2、二极管d1、二极管d2和输出端o1(也即负载的电源输入端)。二极管d1连接在外部供电电源输入端i1和输出端o1之间。二极管d2连接在usb输入端i2和输出端o1之间。

其中，二极管d1和二极管d2组成或门电路11，以使得外部供电电源输入端i1和/或usb供电电源输入端i2给输出端o1供电。也就是说，在外部供电电源输入端i1存在外部供电电源，usb供电电源输入端i2不存在usb供电电源时，或门电路11使得外部供电电源给负载供电。在外部供电电源输入端i1不存在外部供电电源，usb供电电源输入端i2存在usb供电电源时，或门电路11使得usb供电电源给负载供电。在外部供电电源输入端i1存在外部供电电源、usb供电电源输入端也存在usb供电电源时，或门电路11使得外部供电电源和usb供电电源同时给负载供电。由此，现有技术不能实现外部供电电源和usb供电电源切换供电，同时，二极管在导通时的管压降较大，并且会随着电流的增大而增大，这使得输出端o1的电压小于供电电压且会随着电流的变化出现波动，从而造成了供电电路的供电电压不稳定，且具有较大的损耗，降低了供电电路的供电效率。

图2是现有技术的供电电路中的二极管的管压降随电流变化的示意图。如图2所示，在流过二极管的电流id达到100ma时，二极管的管压降vd大约为0.6v，在流过二极管的电流id达到1000ma时，二极管的管压降vd超过1v。因此，当系统全功能运行时，较大的电流会使得二极管的管压降较大，造成外部供电电源输入端i1和/或usb供电电源输入端i2的电压不能全部供给负载，也即供电电路的输出端o1的电压小于外部供电电源输入端i1和/或usb供电电源输入端i2的电压。并且，由于二极管的管压降随着电流变化而变化，因此在负载的功率变化时，供电电路的输出端o1的电压会出现波动，较低且不稳定的供电电压会使得负载的供电不稳定，这增大了负载的工作不稳定的概率。同时，由于流过二极管的电流较大，二极管自身损耗的功率也比较大，从而造成负载的供电效率较低，且二极管发热严重，可能会减少二极管的使用寿命。

图3是本发明实施例的供电电路的示意图。如图3所示，本实施例的供电电路3包括第一电源输入端i3、第二电源输入端i4、输出端o2、第一开关s1、第二开关s2和控制电路31。其中，第一开关s1耦接在第一电源输入端i3和输出端o2之间。第一开关s1在第一电源输入端i3存在有效输入电源时受控导通，以使得第一电源输入端i3对应的有效输入电源给负载供电。第二开关s2耦接在第二电源输入端i4和输出端o2之间。第二开关s2在第二电源输入端i4存在有效输入电源且第一电源输入端i3不存在有效输入电源时受控导通，以使得第二电源输入端i4对应的有效输入电源给负载供电。控制电路31被配置为响应于第一电源输入端i3和第二电源输入端i4的有效性(也即是否存在有效输入电源)选择第一开关s1或第二开关s2导通。

在一种可选的实现方式中，第一电源输入端i3对应的第一电源为外部供电电源。第二电源输入端i4对应的第二电源为usb供电电源。在本实施例中，系统可以通过检测当前的有效输入电源是外部供电电源还是usb供电电源，并根据当前的有效输入电源调节负载的运行功率。其中，在外部供电电源为有效输入电源时，系统可以全功能运行。在usb供电电源为有效输入电源时，由于usb供电电源所能提供的功率不足以使得系统全功能运行，因此需要限制负载的功率，以保证系统能够正常运行。容易理解，关闭usb供电电源的输入，并不影响usb的通信功能。

在本实施例中，控制电路31被配置为响应于第一电源输入端i3存在有效输入电源，控制第一开关s1处于导通状态，控制第二开关s2处于关断状态，以使得第一电源输入端i3对应的有效输入电源为负载供电。控制电路31还被配置为响应于第一电源输入端i3不存在有效输入电源，且第二电源输入端i4存在有效输入电源，控制第一开关s1处于关断状态，控制第二开关s2处于导通状态，以使得第二电源输入端i4对应的有效输入电源为负载供电。由于外部供电电源足以支持系统的全功能运行，而usb供电电源所能提供的功率不足以满足系统的供电需求，因此，在外部供电电源存在时，使得外部输入电源给负载供电以保证系统的供电需求，并且使得系统自动关闭usb供电电源的输入。

如图3所示，在本实施例中，第一开关s1为p型mos管(金属氧化物场效应晶体管)。控制电路31包括第一晶体管q1。其中，第一晶体管q1被配置为根据第一电源输入端i3的输入电压控制第一开关s1的开关状态。第一开关s1耦接在第一电源输入端i3和输出端o2之间。第一晶体管q1耦接在第一开关s1的栅极和接地端之间。第一晶体管q1的栅极上拉至第一电源输入端i3。在一种可选的实现方式中，控制电路31还包括第一电阻r1和第二电阻r2。第一电阻r1耦接在第一电源输入端i3和第一晶体管q1的栅极之间。第二电阻r2耦接在第一开关s1的栅极和输出端o2之间。本实施例以第一开关s1为p型mos管，第一晶体管q1为n型mos管为例进行描述。其中，第一开关s1的漏极耦接至第一电源输入端i3，第一开关s1的源极耦接至输出端o2。第一晶体管q1的漏极耦接至第一开关s1的栅极，第一晶体管q1的漏极耦接至接地端。

在第一电源输入端i3存在有效输入电源时，由于第一电阻r1的存在，使得第一晶体管q1的栅源电压(也即第一晶体管q1的栅极电压与源极电压的压差)满足第一晶体管q1的导通条件，从而使得第一晶体管q1导通。由于第一晶体管q1耦接在第一开关s1的栅极和接地端之间，因此，在第一晶体管q1导通时，第一开关s1的栅极电压为0。并且，在第一电源输入端i3存在有效输入电源时，产生的电流流过第一开关s1的体二极管，同时由于第二电阻r2的存在，使得第一开关s1的源极电压逐渐增大，直至使得第一开关s1的栅源电压满足其导通条件，从而使得第一开关s1导通，第一电源输入端i3对应的有效输入电源为负载供电。容易理解，在本实施例中，第一开关s1为p型mos管，第一晶体管q1为n型mos管，因此，第一开关s1的栅源电压小于0，第一晶体管q1的栅源电压大于0。由于mos管导通后的直流阻抗极小(一般为几十毫欧)，因此，在本实施例中，即使负载的功率变化很大，mos管导通的管压降依然很小，由此，保证了供电的稳定性，降低了mos管自身的损耗，提高了供电效率。

在本实施例中，第二开关s1为p型mos管。控制电路31还包括第二晶体管q2。其中，第二晶体管q2被配置为根据第二电源输入端i4的输入电压控制第二开关s2的开关状态。第二开关s2耦接在第二电源输入端i4和输出端o2之间。第二晶体管q2耦接在第二开关s2的栅极和接地端之间。第二晶体管q2的栅极上拉至第二电源输入端i4。在一种可选的实现方式中，控制电路31还包括第三电阻r3和第四电阻r4。第三电阻r3耦接在第二电源输入端i4和第二晶体管q2的栅极之间。第四电阻r4耦接在第二开关s2的栅极和输出端o2之间。本实施例以第二开关s2为p型mos管，第二晶体管q2为n型mos管为例进行描述。其中，第二开关s2的漏极耦接至第二电源输入端i4，第二开关s2的源极耦接至输出端o2。第二晶体管q2的漏极耦接至第二开关s2的栅极，第二晶体管q2的漏极耦接至接地端。

控制电路31还包括第三晶体管q3和第五电阻r5。其中，第三晶体管q3耦接在第二晶体管q2的栅极与接地端之间，第三晶体管q3的栅极通过电阻r5上拉至第一电源输入端i3。在本实施例中，第三晶体管q3为n型mos管。如图3所示，假设此时开关s1处于关断状态，开关s2处于导通状态(也即此时第一电源输入端i3不存在有效输入电源，第二电源输入端i4存在有效输入电源)，在之后的某一时刻，第一电源输入端i3对应的第一电源开始有效，也即第一电源输入端i3存在有效输入电源，则由于电阻r5的存在，第三晶体管q3的栅源电压逐渐达到其导通条件而导通。在第三晶体管q3导通时，使得第二晶体管q2的栅极电压为0，第二晶体管q2受控关断，进而使得第二开关s2关断。同时，控制电路31响应于第一电源输入端i3存在有效输入电源控制第一开关s1导通。由此，在第一电源输入端i3存在有效输入电源时，第一电源输入端i3对应的有效输入电源给负载供电，并使得第二开关s2关断，以关闭第二电源输入端i4的电源输入。

响应于第一电源输入端i3不存在有效输入电源，控制电路31中的第三晶体管q3受控关断，使得第三晶体管q3不再对第二晶体管q2的开关进行钳制。此时，若第二电源输入端i4存在有效输入电源，则第二晶体管q2受控导通，从而控制第二开关s2导通，以使得第二电源输入端i4对应的有效输入电源给负载供电。

具体地，在第一电源输入端i3不存在有效输入电源，也即第三晶体管q3受控关断时，若第二电源输入端i4存在有效输入电源，由于第三电阻r3的存在，使得第二晶体管q2的栅源电压(也即第二晶体管q2的栅极电压与源极电压的压差)满足第二晶体管q2的导通条件，从而使得第二晶体管q2导通。由于第二晶体管q2耦接在第二开关s2的栅极和接地端之间，因此，在第二晶体管q2导通时，第二开关s2的栅极电压为0。并且，在第二电源输入端i4存在有效输入电源时，产生的电流流过第二开关s2的体二极管，同时由于第四电阻r4的存在，使得第二开关s2的源极电压逐渐增大，直至使得第二开关s2的栅源电压满足其导通条件，从而可以使得第二开关s2导通，第二电源输入端i4对应的有效输入电源开始给负载供电。容易理解，在本实施例中，第二开关s2为p型mos管，第二晶体管q2为n型mos管，因此，第二开关s2的栅源电压小于0，第二晶体管q2的栅源电压大于0。由于mos管导通后的直流阻抗极小(一般为几十毫欧)，因此，在本实施例中，即使负载的功率变化很大，mos管导通的管压降依然很小，由此，保证了供电的稳定性，降低了mos管自身的损耗，提高了供电效率。

本实施例根据第一电源输入端和第二电源输入端的有效性选择第一开关和第二开关导通，由此，可以切换不同的电源对负载供电，提高了供电电路的可靠性和可适用性，并且减小了电路的损耗，提高了电路的效率，同时，本发明实施例的供电电路结构简单，易于实现。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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。