一种双电源供电电路的制作方法

本实用新型涉及电压电源转换领域，更具体地说，涉及一种双电源供电电路。

背景技术：

随着科技的进步，电子锁凭借其更高的安全性和便利的使用方式已逐渐取代传统机械锁的使用，电子锁的开锁在传统钥匙的使用上，还可以通过密码或者指纹声纹人脸等生物识别方式进行开关锁。电子锁在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。

目前常见的挂锁供电方案是选用干电池单向供电，干电池因为轻便，来源广泛被普通应用，然而干电池不可以循环利用，干电池电量耗尽丢弃会污染环境。当挂锁中的干电池电量用尽，没有及时更换的话，会导致挂锁无法启动，打不开锁的现象。

中国专利申请一种双电源供电的pos机充电电路，专利号cn206341007u，公开日2017年7月18日，公开了一种双电源供电的pos机充电电路，采用一个mos管将usb的usb_5v和电源适配器的dc_5v进行隔离，当只接入usb_5v时pos机进行小电流充电，当只接入电源适配器的dc_5v时pos机进行大电流充电。使pos机充电更方便，不需要专用的电源适配器也可以进行充电。当使用电源适配器可进行快速充电，减少pos机充电时间，该发明usb_5v接口仅作为充电时候无法直接供电，该发明使用的电能都是通过电池来供应的，当电池耗干或者取下后电路无法工作。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现在常见的挂锁选用干电池供电，干电池会污染环境且不能重复使用，循环寿命低，如果电池耗干没有及时更换，会导致供电挂锁无法启动，锁打不开，影响使用；现有技术的双电源供电方案电路复杂，元件器多，有的需要使用电源控制芯片，成本高的问题，本实用新型提供了一种双电源供电电路，通过锂电池或usb接口供电，电路设计简单，使用元件普通常见，成本低。

2.技术方案

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种双电源供电电路，供电电源为外接电源和电池电源，所述电路包括控制模块、充电模块和电压转换模块，电路输入端连接控制模块和充电模块，控制模块与电压转换模块连接，充电模块使用外接电源对电池电源充电，控制模块控制选择输入电源，电压转换模块将输入电源转换为固定电压输出。控制模块选择电路使用外接电源或电池电源，控制模块选择电源后，电流流向电压转换模块转换为固定电压值对挂锁供电，当外接电源和电池电源同时连接在电路中时，外接电源通过充电模块对电池电源充电。

更进一步的，控制模块包括二极管和开关管，开关管的栅极与二极管的阳极连接外接电源，开关管的源极和二极管的阴极连接控制模块的输出端，开关管的漏极连接电池电源。控制模块通过开关管控制选择输入的电源，当电路中连接外接电源时，开关管截止，电路通过外接电源供电，当电路中连接电池电源且未连接外接电源时，开关管导通，电路通过电池电源供电；控制模块还包括二极管防止电池电流倒流。

更进一步的，所述开关管为mos管。mos管作为开关管使用，损耗小。

更进一步的，充电模块使用充电芯片，所述充电芯片是tp4056。充电芯片tp4056内置过流保护和温度保护，避免充电过程中过充情况的产生，安全性高。

更进一步的，充电芯片的引脚5连接电池电源，引脚4连接外接电源。

更进一步的，充电芯片的引脚6和引脚7均连接发光二极管。发光二极管分为红色指示灯和绿色指示灯，发光二极管提示充电过程，使电路更直观，便于使用者监控电池的电量状态。

更进一步的，电压转换模块使用电压转换芯片，所述电压转换芯片为xc6206。

更进一步的，电压转换芯片输入端连接控制模块的输出端，电压转换芯片的输出端输出3.3v电压。芯片xc6206为一个较宽输入电压的变压芯片，其输出恒定3.3v电压，对挂锁应用供电。

更进一步的，所述外接电源为usb5v电源。usb5v电源较为常见，实际使用过程中易于得到，当电池电源耗尽时也能快速获得对电池充电，保证挂锁等应用的持续使用。

更进一步的，所述电池电源为锂电池电源。锂电池体积小重量轻功率小，使用寿命高，可以充电循环使用，循环效率高，同时锂电池不含有害重金属，不会污染环境，安全性高。

本实用新型提供的一种单节锂电池与usb5v的双电源供电电路，电路中控制模块使用一个开关管选择输入电源，当电路只有usb5v电源时，电路使用usb的电能，当电路只有锂电池电源时，电路使用电池电源，当电池电源和usb5v电源都接在电路上时，电路通过控制模块选择优先选用usb5v的电能，同时通过充电模块给电池电源充电，充电时充电模块设置有充电保护电路芯片，保护充电过程中锂电池不会过充，若usb5v电源断开或故障，系统切换电池电源供电。电压转化模块使用较宽电压输入，3.3v输出的电源转换芯片。

本实用新型设计的电路结构简单，使用的元器件数量少，进而电路的体积变小；选用元器件易获得且价格便宜，制作成本低。相较于现有技术通过系统程序控制电源芯片的工作，在没有软件系统运行的电子设备上无法实现控制，本实用新型无需程序控制，能快速实现电源的选择切换使用。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型使用双电源供电，可以实现即使电池没电了，外接电源输入依然能够正常对挂锁供电，启动挂锁系统，外接电源输入使用常见的usb5v电源输入。本实用新型电路设计简单，电路体积小；所述电路不用程序控制，也不需要专门的电源管理芯片，功耗低，不需要执行专门的软件系统进行供电的选择，电源选择快速；本实用新型使用的电子元器件数量少，且较为常用，元器件价格便宜易于获得，生产制造成本低，适合广泛应用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构框图；

图2为本实用新型控制模块电路图；

图3为本实用新型的充电芯片连接图；

图4为本实用新型电压转换模块连接图；

图5为本实用新型电源输入端连接示意图；

图6为本实用新型电池输入端和电压输出端连接示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。

实施例

一种双电源供电电路，如图1所示为所述电路的结构图，所述电路包括电源输入端、输出端、充电模块、控制模块和电压转换模块；所述电路有两个电源输入端，其中一个电源输入端为usb5v电源输入，另一个为锂电池电源输入，usb5v电源输入供电同时通过充电模块给锂电池充电，充电模块使用芯片进行充电保护，保护电池不会过冲；控制模块控制电路在两个电源输入端之间选择，当只有usb5v电源输入时，电路使用usb5v电能，当只有锂电池电源输入时，电路使用锂电池，当usb5v电源和锂电池都连接在电路输入时候，控制模块控制选择usb5v电源输入，并使用usb5v电源输入给锂电池充电；电压转化模块使用芯片对电压转换为3.3v输出。

如图2所示为控制模块电路图，控制模块包括二极管d1、pmos管q1、电阻r3和电阻r5，pmos管q1的栅极连接电阻r5的一端，pmos管q1的漏极连接锂电池电源输入端，pmos管q1的源极连接二极管d1的阴极和控制模块的输出，电阻r5的另一端连接usb5v电源输入端、二极管d1的阳极和电阻r3的一端，电阻r3的另一端接地。本实施例二极管d1为整流二极管1n5817，pmos管q1为2301mos管，pmos管起开关作用，当电路仅有usb5v电源输入时，pmos管不导通，usb5v电源输入经过整流二极管流到控制模块输出vin端；当电路仅有锂电池电源输入时，pmos管q1导通，锂电池电源输入流到控制模块输出vin端；当usb5v电源输入端和锂电池电源输入端同时接入电路时，usb5v电源输入控制pmos管不导通，电源只使用usb5v电源输入，同时usb5v电源输入给锂电池充电。

如图3所示，充电模块使用tp4056单节锂电池充电芯片，所述芯片有温度以及充电电流电压保护，当电路出现异常则会切断充电，防止电池损坏。所述充电芯片引脚5连接锂电池电源输入端，引脚4连接usb5v电源输入端，引脚6和引脚7各连接有一个发光二极管，usb5v电源输入通过充电芯片给锂电池充电，充电时有充电指示，正常充电的时候亮红灯，快充满的时候进入涓流充电，亮绿灯给用户提示。

如图4所示，电压转换模块使用xc6206芯片进行电压转换，xc6206芯片输入电压范围较大，输出电压固定为3.3v；控制模块的电压输出端连接电压转换模块的输入端，电压转换模块输出3.3v电压，xc6206芯片具有高纹波抑制率、低功耗和低压差的特点，是有过流和短路保护的cmos降压型电压稳压器。xc6206芯片具有低静态偏置电流，其静态偏置电流为6.0μatyp，能在输入、输出电压差极小的情况下提供250ma的输出电流，且仍能保持良好的调整率。由于输入输出间的电压差很小和静态偏置电流很小，此方案特别适用于希望延长电池寿命的电池供电类产品，如挂锁等应用场景。

如图5和图6所示，为本实施例在挂锁供电应用时usb5v电源输入端、锂电池电源输入端和电压输出端连接示意图，电路仅引出三个连接端分别连接usb5v电源，锂电池电源和输出电源，其中usb5v电源和锂电池电源连接输入端，3.3v电压连接输出端。

本实施例使用双电源供电，电路内控制模块对双电源供电进行管理，当电路仅连接usb5v电源输入时，usb5v电源供电，供电时电流通过整流二极管进行整流防止电池电流倒流；当电路仅连接锂电池电源输入时，锂电池电流会经过电路控制模块pmos管q1内的寄生二极管流到q1的源极，栅极源极间电压ugs＝-4.2v，pmos管q1满足导通条件，q1导通，锂电池电源输入的电流经过q1流到输出vin端，进而流到电压转换模块的输入端；当电路同时连接usb5v电源和锂电池电源时，usb5v电源的电流会通过整流二极管流向pmos管q1的源极，q1的栅极源极间电压ugs＝0.1v左右，q1不满足导通条件，电路不会使用到锂电池的电，同时有q1内的寄生二极管隔离，电路选择使用usb5v电源输入，同时usb5v电源输入给锂电池通过充电模块充电，充电模块设有充电保护防止过充，充电过程中电路亮红色指示灯提示，充电结束亮绿色指示灯提示。控制模块选择后的电源输入经过电压转换模块，转换为稳定的3.3v电压给挂锁供电。本实施例电路简单，使用电子元件常见，易于获得，成本低；无需程序控制，无需专门的电源管理芯片，功耗低。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。