电源切换电路及多路供电系统的制作方法

本实用新型涉及电源
技术领域：
，特别涉及一种电源切换电路及多路供电系统。
背景技术：
：传统的多路供电系统，小功率一般采用二极管进行隔离，大功率或者低电压采用MOS管进行切换，但采用MOS管进行电源切换时，现有的技术方案都需要复杂的外围电路进行控制，从而保证切换的可靠性，这样就会增加电源电路的复杂度，因此增大了体积，提升了整个器件的成本。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种电源切换电路，旨在减少电源电路的复杂度，缩小体积，降低整个器件的成本。为实现上述目的，本实用新型提出的电源切换电路包括电源切换模块及开关模块；其中，所述电源切换模块的输入端与外部电源连接，所述电源切换模块的输出端与所述开关模块的受控端连接，所述开关模块的输入端与内部电源及外部电源分别连接，所述开关模块的输出端与系统负载连接；所述电源切换模块，当外部电源接入时，用于将系统负载的供电由内部电源切换至由所述外部电源供电；所述开关模块，用于根据所述电源切换模块控制内部电源及外部电源的切换，并将切换后的电源输出至系统负载。优选地，所述电源切换模块包括第一二极管、第五电阻、第六电阻、第四电阻及第一三极管，此时系统供电由外部电源提供；其中，所述第一二极管的阳极与外部电源的输入端连接，所述第一二极管的阴极与所述开关模块的受控端连接；所述第五电阻的第一端与外部电源的输入端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端接地，所述第一三极管的基极与所述第六电阻的第一端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极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开关模块的受控端连接。优选地，所述开关模块包括所述第一MOS管、第一电阻、第二MOS管及第二电阻；其中，所述第一MOS管的栅极与所述第一二极管的阴极连接，所述第一MOS管的漏极与内部电源的输入端连接，所述第一MOS管的源极输出接入系统负载，所述第一电阻的第一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电阻的第二端与所述第一MOS管的源极连接，所述第二MOS管的栅极与所述第四电阻的第二端连接，所述第二MOS管的漏极与外部电源的输入端连接，所述第二MOS管的源极输出接入系统负载，所述第二电阻的第一端与所述第二MOS管的栅极连接，所述第二电阻的第二端与所述第二MOS管的源极连接。优选地，所述电源切换模块还包括第二二极管、第三二极管、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二三极管，所述开关模块还包括第三MOS管及第十电阻，此时系统供电由AC电源提供；其中，所述第二二极管的阳极与AC电源的输入端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二MOS管的栅极连接，所述第三二极管的阳极与AC电源的输入端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一MOS管的栅极连接，所述第七电阻的第一端与AC电源的输入端连接，所述第七电阻的第二端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第二三极管的基极与所述第八电阻的第一端连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端与所述第三MOS管的栅极连接；所述第三MOS管的栅极与所述第九电阻的第二端连接，所述第三MOS管的漏极与AC电源的输入端连接，所述第三MOS管的源极输出接入系统负载，所述第十电阻的第一端与所述第三MOS管的栅极连接，所述第十电阻的第二端与所述第三MOS管的源极连接。优选地，所述电源切换模块包括第四二极管，用于当外部电源接入时切断所述内部电源的供电，此时系统供电由外部电源提供；其中，所述第四二极管的阳极与外部电源的输入端连接，所述第四二极管的阴极与所述开关模块的受控端连接。优选地，所述开关模块包括所述第四MOS管及第五二极管；其中，所述第四MOS管的栅极与所述第四二极管的阴极连接，所述第四MOS管的漏极与内部电源的输入端连接，所述第四MOS管的源极输出接入系统负载，所述第五二极管的阳极与外部电源的输入端连接，所述第五二极管的阴极输出接入系统负载。优选地，所述电源切换模块还包括第六二极管，所述开关模块还包括第七二极管，此时系统供电由AC电源提供；其中，所述第六二极管的阳极与AC电源的输入端连接，所述第六二极管的阴极与所述第四MOS管的栅极连接，所述第七二极管的阳极与AC电源的输入端连接，所述第七二极管的阴极输出接入系统负载。本实用新型还提出一种多路供电系统，其特征在于，所述多路供电系统包括如上所述的多个电源切换模块及开关模块的电源切换电路，其中外部电源有多路输入电源。本实用新型技术方案通过设置电源切换模块及开关模块，形成了一种电源切换电路。内部电源及外部电源为所述电源切换电路提供电源，当外部电源接入时，随着外部电源电压的上升，所述电源切换模块将系统负载的供电由内部电源切换至由所述外部电源供电，所述开关模块根据所述电源切换模块控制内部电源及外部电源的切换，将切换后的电源输出至系统负载。本实用新型技术方案能够减少电源电路的复杂度，缩小体积，降低整个器件的成本。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为本实用新型电源切换电路一实施例的功能模块图；图2为本实用新型电源切换电路中使用MOS管方案的两路供电一实施例的电路结构示意图；图3为本实用新型电源切换电路中使用MOS管方案的三路供电一实施例的电路结构示意图；图4为本实用新型电源切换电路中使用二极管方案的两路供电一实施例的电路结构示意图；图5为本实用新型电源切换电路中使用二极管方案的三路供电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100电源切换模块Q1～Q2第一三极管至第二三极管200开关模块M1～M4第一MOS管至第四MOS管Internalinput内部电源输入D1～D7第一二极管至第七二极管Externalinput外部电源输入R1～R11第一电阻至第十一电阻AC-DCinputAC电源输入Vout电源输出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。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。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人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电源切换电路。参照图1，在本实用新型实施例中，该电源切换电路电源切换模块100及开关模块200；其中，所述电源切换模块100的输入端与外部电源连接，所述电源切换模块100的输出端与所述开关模块200的受控端连接，所述开关模块200的输入端与内部电源及外部电源分别连接，所述开关模块200的输出端与系统负载连接；所述电源切换模块100，当外部电源接入时，用于将系统负载的供电由内部电源切换至由所述外部电源供电；所述开关模块200，用于根据所述电源切换模块控制内部电源及外部电源的切换，并将切换后的电源输出至系统负载。需要说明的是，可根据外部供电条件来确定所述开关模块200所选用的MOS管类型，且所述第一MOS管M1及所述第四MOS管M4均可为MOSFET、IGBT等开关管，具体的可根据后面实施例作进一步阐述。本实用新型技术方案通过设置电源切换模块100及开关模块200，形成了一种电源切换电路。内部电源及外部电源为所述电源切换电路提供电源，当外部电源接入时，随着外部电源电压的上升，所述电源切换模块100将系统负载的供电由内部电源切换至由所述外部电源供电，所述开关模块200根据所述电源切换模块100控制内部电源及外部电源的切换，将切换后的电源输出Vout至系统负载。本实用新型技术方案能够减少电源电路的复杂度，缩小体积，降低整个器件的成本。具体地，参照图2，所述电源切换模块100包括第一二极管D1、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电阻R4及第一三极管Q1，此时系统供电由外部电源提供；其中，所述第一二极管D1的阳极与外部电源的输入端连接，所述第一二极管D1的阴极与所述开关模块200的受控端连接；所述第五电阻R5的第一端与外部电源的输入端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端接地，所述第一三极管Q1的基极与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述开关模块200的受控端连接。需要说明的是，本实施例中，该电源切换电路中使用MOS管方案的两路供电，包括内部电源输入Internalinput及外部电源输入Externalinput，供电条件为外部电源电压高于内部电源电压，所述第一二极管D1用于当外部电源接入时切断所述内部电源的供电，此时系统供电由外部电源提供。值得说明的是，当外部电源接入时，第一二极管D1正向导通，通过第一MOS管M1的栅极电压随之上升，从而控制所述开关模块200第一MOS管M1的关断，此时系统供电由外部电源提供。本实施例中，当外部电源没有接入时，所述第一MOS管M1的栅极通过第三电阻R3连接到地，第一MOS管M1完全开启导通，此时系统供电由内部电源提供。值得说明的是，第五电阻R5及第六电阻R6用于设定所述开关模块200第二MOS管M2的开启电压，为防止内部电源电流倒灌。当外部电源电压上升到第六电阻R6两端的电压达到一定幅值(如0.7V)时，所述第一三极管Q1导通，通过第四电阻R4将第二MOS管M2连接到地，第二MOS管M2由体内寄生二极管正向导通到完全开启，此时系统供电由外部电源承担。需要说明的是，上述过程因整个过程基本没有时差，输出电压掉坑(短时的电压降低)小于第一MOS管M1开通的门限电压值减去第一二极管D1的正向压降。具体地，所述开关模块200包括所述第一MOS管M1、第一电阻R1、第二MOS管M2及第二电阻；其中，所述第一MOS管M1的栅极与所述第一二极管D1的阴极连接，所述第一MOS管M1的漏极与内部电源的输入端连接，所述第一MOS管M1的源极输出接入系统负载，所述第一电阻R1的第一端与所述第一MOS管M1的栅极连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一MOS管M1的源极连接，所述第二MOS管M2的栅极与所述第四电阻R4的第二端连接，所述第二MOS管M2的漏极与外部电源的输入端连接，所述第二MOS管M2的源极输出接入系统负载，所述第二电阻R2的第一端与所述第二MOS管M2的栅极连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第二MOS管M2的源极连接。需要说明的是，本实施例中，当外部电源电压高于内部电源电压，即有供电条件时，所述开关模块200所选用的第一MOS管M1及第二MOS管M2均是MOSFET，以高电平关断、低电平导通的PMOS为例的。进一步地，所述第一电阻R1及第二电阻R2有以下两点作用：为其并联的MOS管的关断提供反偏；当MOS管的栅极及源极之间的耐压不够时，与下拉第三电阻R3及第四电阻R4配合形成分压模式。值得说明的是，根据所述第一MOS管M1的关断及第二MOS管M2的导通，以此来实现电源的切换，并将电源输出Vout至系统负载。具体地，参照图3，所述电源切换模块100还包括第二二极管D2、第三二极管D3、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二三极管Q2，所述开关模块200还包括第三MOS管M3及第十电阻R10，此时系统供电由AC电源提供；其中，所述第二二极管D2的阳极与AC电源的输入端连接，所述第二二极管D2的阴极与所述第二MOS管M2的栅极连接，所述第三二极管D3的阳极与AC电源的输入端连接，所述第三二极管D3的阴极与所述第一MOS管M1的栅极连接，所述第七电阻R7的第一端与AC电源的输入端连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第八电阻R8的第一端连接，所述第八电阻R8的第二端接地，所述第二三极管Q2的基极与所述第八电阻R8的第一端连接，所述第二三极管Q2的发射极接地，所述第二三极管Q2的集电极与所述第九电阻R9的第一端连接，所述第九电阻R9的第二端与所述第三MOS管M3的栅极连接；所述第三MOS管M3的栅极与所述第九电阻R9的第二端连接，所述第三MOS管M3的漏极与AC电源的输入端连接，所述第三MOS管M3的源极输出接入系统负载，所述第十电阻R10的第一端与所述第三MOS管M3的栅极连接，所述第十电阻R10的第二端与所述第三MOS管M3的源极连接。需要说明的是，本实施例中，该电源切换电路中使用MOS管方案的三路供电，包括内部电源输入Internalinput、外部电源输入Externalinput及AC电源输入AC-DCinput，供电条件为AC电源电压高于外部电源电压，外部电源电压高于内部电源电压。值得说明的是，第七电阻R7及第八电阻R8与第五电阻R5及第六电阻R6的作用类似，用于设定所述开关模块200第三MOS管M3的开启电压，为防止内部电源电流倒灌。当AC电源电压上升到第七电阻R7两端的电压达到一定幅值(如0.7V)时，所述第二三极管Q2导通，通过第九电阻R9将第三MOS管M3连接到地，第三MOS管M3由体内寄生二极管正向导通到完全开启，此时系统供电由AC电源承担。值得说明的是，本实施例中，当AC电源电压高于外部电源电压，即有供电条件时，所述开关模块200所选用的第三MOS管M3是MOSFET，以高电平关断、低电平导通的PMOS为例的。进一步地，所述第十电阻R10与第一电阻R1及第二电阻R2的作用类似，有以下两点作用：为其并联的MOS管的关断提供反偏；当MOS管的栅极及源极之间的耐压不够时，与下拉第九电阻R9配合形成分压模式。需要说明的是，当AC电源电压高于外部电源电压，即有供电条件时，第二二极管D2及第三二极管D3的作用与第一二极管D1的作用类似，当AC电源接入时，第二二极管D2及第三二极管D3正向导通，通过第二MOS管M2及第一MOS管M1的栅极电压随之上升，从而控制所述开关模块200第二MOS管M2及第一MOS管M1的关断，此时系统供电由AC电源提供。具体地，参照图4，所述电源切换模块100包括第四二极管D4，用于当外部电源接入时切断所述内部电源的供电，此时系统供电由外部电源提供；其中，所述第四二极管D4的阳极与外部电源的输入端连接，所述第四二极管D4的阴极与所述开关模块200的受控端连接。需要说明的是，本实施例中，当外部电源电压较高时，该电源切换电路中使用二极管方案的两路供电，包括内部电源输入Internalinput及外部电源输入Externalinput。值得说明的是，当外部电源接入时，第四二极管D4正向导通，通过第四MOS管M4的栅极电压随之上升，从而控制所述开关模块200第四MOS管M4的关断，此时系统供电由外部电源提供。本实施例中，当外部电源没有接入时，所述第四MOS管M4的栅极通过第十一电阻R11连接到地，第四MOS管M4完全开启导通，此时系统供电由内部电源提供。具体地，所述开关模块200包括所述第四MOS管M4及第五二极管D5；其中，所述第四MOS管M4的栅极与所述第四二极管D4的阴极连接，所述第四MOS管M4的漏极与内部电源的输入端连接，所述第四MOS管M4的源极输出接入系统负载，所述第五二极管D5的阳极与外部电源的输入端连接，所述第五二极管D5的阴极输出接入系统负载。需要说明的是，本实施例中，当外部电源电压高于内部电源电压，即有供电条件时，所述开关模块200所选用的第四MOS管M4是MOSFET，以高电平关断、低电平导通的PMOS为例的，第五二极管D5可以是肖特基二极管，易于理解的是，也可以为其他类型的二极管，此处不再一一赘述。值得说明的是，根据所述第四MOS管M4的关断，以此来实现电源的切换，并将电源输出Vout至系统负载。具体地，参照图5，所述电源切换模块100还包括第六二极管D6，所述开关模块200还包括第七二极管D7，此时系统供电由AC电源提供；其中，所述第六二极管D6的阳极与AC电源的输入端连接，所述第六二极管D6的阴极与所述第四MOS管M4的栅极连接，所述第七二极管D7的阳极与AC电源的输入端连接，所述第七二极管D7的阴极输出接入系统负载。需要说明的是，本实施例中，当外部电源电压较高时，该电源切换电路中使用二极管方案的三路供电，包括内部电源输入Internalinput、外部电源输入Externalinput及AC电源输入AC-DCinput，值得说明的是，所述开关模块200所选用的二极管与第五二极管D5一样，是肖特基二极管。进一步地，当外部电源及AC电源电压接入时，通过第四MOS管M4的栅极电压随之上升，从而控制所述开关模块200第四MOS管M4的关断，此时系统供电由外部电源及AC电源提供，以高电压优先输出Vout。值得说明的是，所述第四二极管D4及所述第六二极管D6可以是单颗二极管或者两颗二极管串联或者三颗二极管串联，具体根据系统电压在切换时的掉坑(短时的电压降低)状态来决定。先结合具体电路图，对本实用新型技术方案做进一步阐述：参照图3，当外部电源没有接入时，所述第一MOS管M1的栅极通过第三电阻R3连接到地，第一MOS管M1完全开启导通，此时系统供电由内部电源提供。当第三路AC电源电压高于外部电源电压接入时，第二二极管D2及第三二极管D3正向导通，通过第二MOS管M2及第一MOS管M1的栅极电压随之上升，从而控制所述开关模块200第二MOS管M2及第一MOS管M1的关断；当AC电源电压上升到第七电阻R7两端的电压达到一定幅值(如0.7V)时，所述第二三极管Q2导通，通过第九电阻R9将第三MOS管M3连接到地，第三MOS管M3由体内寄生二极管正向导通到完全开启，此时系统供电由AC电源提供。参照图5，当外部电源没有接入时，所述第四MOS管M4的栅极通过第十一电阻R11连接到地，第四MOS管M4完全开启导通，此时系统供电由内部电源提供。当输入电压较高，即当第三路AC电源电压及外部电源电压接入时，第四二极管D4及第六二极管D6正向导通，通过第四MOS管M4的栅极电压随之上升，从而控制所述开关模块200第四MOS管M4的关断，此时系统供电由外部电源及AC电源提供，以高电压输出来供电。本实用新型还提出一种多路供电系统，其特征在于，所述多路供电系统包括如上所述的多个电源切换模块及开关模块的电源切换电路，其中外部电源有多路输入电源。该多路供电系统包括上述电源切换电路，该电源切换电路的具体结构参照上述实施例，由于本多路供电系统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。该多路供电系统可应用于有多路外部电源输入的供电系统中。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