电源切换电路和电子设备的制作方法

本实用新型涉及电路保护领域，具体而言，涉及一种电源切换电路和电子设备。

背景技术：

目前，显示器的供电方式分为内置电源供电或外置电源供电两种。图1示出了现有技术中的内置电源供电的显示器，220v市电3通过显示器上的内置电源接口接入显示器内，由内置电源转换器11转换为直流电后，为主板2供电。然而，专业级别的显示器使用寿命通常在5年以上，内置电源转换器11可能面临过早坏掉的风险，一旦内置电源转换器11故障，整个显示器都需要进行维修。图2示出了现有技术中外置电源供电的显示器，220v市电3由外置电源适配器41转换为直流电后，通过显示器上的外置电源接口接入显示器内，为主板2供电。显然，附带了外置电源适配器41的显示器不仅设计赘余，还占用办公桌面，降低用户体验。可见，仅仅支持一种供电方式的显示器要么维修成本高，要么使用起来不够简洁。

针对相关技术中的负载，例如显示器只支持一种供电方式供电，导致负载的维修成本过高或实际使用不够简洁的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种电源切换电路和电子设备，以至少解决相关技术中的负载，例如显示器只支持一种供电方式供电，导致负载的维修成本过高或实际使用不够简洁的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电源切换电路，包括：第一可控开关，与内置电源相连；第二可控开关，连接在第一可控开关和负载之间，负载还与外置电源相连，其中，第一可控开关的受控端与第二可控开关的受控端相连，且与切换电路的控制端连接；切换电路，耦接于第一可控开关与第二可控开关之间，其中，切换电路的控制端还与外置电源的控制引脚关联，切换电路根据控制引脚的接入状态而控制第一可控开关和第二可控开关的截止或导通。

可选地，第一可控开关的第二端与内置电源相连，切换电路包括：第一分压电路，与第一可控开关的第一端相连，并提供分压信号给第三可控开关的受控端；第三可控开关，第三可控开关的第一端接地，第三可控开关的第二端连接第二分压电路；第二分压电路，还与第一可控开关和第二可控开关耦接，提供导通第一可控开关和第二可控开关的电压。

可选地，第一分压电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端与第一可控开关的第一端相连，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端、控制端和第三可控开关的受控端均相连，第二电阻的第二端和地相连。

可选地，第二分压电路包括第三电阻和第四电阻，其中，第三电阻的第一端与第三可控开关的第二端相连，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端、第一可控开关的受控端和第二可控开关的受控端均相连，第四电阻的第二端与第一可控开关的第一端、第二可控开关的第一端均连接，其中，第二可控开关的第二端与负载连接。

可选地，第一可控开关和第二可控开关为场效应晶体管，第一可控开关或第二可控开关的第一端和第二端分别为源极和漏极；第三可控开关为三极管，第三可控开关的第一端和第二端分别为发射极和集电极。

可选地，上述电路还包括第一滤波电路，其中，第一滤波电路的第一端与内置电源的输出端、第一可控开关的第二端均连接，第一滤波电路的第二端接地。

可选地，上述电路还包括第二滤波电路，其中，第二滤波电路的第一端与外置电源的输出端、负载的输入端均连接，第二滤波电路的第二端接地。

可选地，上述电路还包括软启动电路，软启动电路连接在第二可控开关的第一端和受控端之间。

可选地，上述电路还包括稳压电路，稳压电路连接在如下至少一处：内置电源和地之间、外置电源和地之间、负载和地之间。

可选地，内置电源通过第一接口接入市电，负载通过第二接口与外置电源相连。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括上述任意一种电源切换电路。

在本实用新型实施例中，电源切换电路包括：第一可控开关，与内置电源相连；第二可控开关，连接在第一可控开关和负载之间，负载还与外置电源相连，其中，第一可控开关的受控端与第二可控开关的受控端相连，且与切换电路的控制端连接；切换电路，耦接于第一可控开关与第二可控开关之间，其中，切换电路的控制端还与外置电源的控制引脚关联，切换电路根据控制引脚的接入状态而控制第一可控开关和第二可控开关的截止或导通。上述方案通过设计与外置电源的控制引脚关联的切换电路，利用控制引脚的接入状态确定负载的供电方式，进而解决了相关技术中的负载，例如显示器只支持一种供电方式供电，导致负载的维修成本过高或实际使用不够简洁的技术问题，达到了内置电源供电和外置电源供电自由切换的目的。容易注意到，上述方案支持两种供电方式，能同时满足负载对内置电源和外置电源的需求，用户可以根据使用习惯选择供电方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的一种内置电源供电的显示器示意图；

图2是根据现有技术的一种外置电源供电的显示器示意图；

图3是根据本实用新型实施例1的一种可选的电源切换电路的示意图；

图4是根据本实用新型实施例1的一种可选的内置电源供电的电流流向示意图；

图5是根据图4所示的电源切换电路由外置电源供电的电流流向示意图；以及

图6是根据图4所示的电源切换电路内置电源接口和外置电源接口均接入市电的电流流向示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-内置电源；11-内置电源转换器；2-主板；3-220v市电；4-外置电源；41-外置电源适配器；5-外置电源接口；6-第一可控开关；7-第二可控开关；8-负载；9-切换电路；91-第一分压电路；92-第三可控开关；93-第二分压电路；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；r5-第五电阻；r6-第六电阻；c1-第一电容；c2-第二电容；c3-第三电容；c4-第四电容；c5-第五电容；c6-第六电容；10-控制引脚；12-第一滤波电路；13-第二滤波电路；14-稳压电路。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实用新型提供了一种电源切换电路的实施例，图3是根据本实用新型实施例的一种可选的电源切换电路的示意图，如图3所示，该电路包括：

第一可控开关6，与内置电源1相连。

一种可选方案中，上述第一可控开关可以为场效应晶体管；上述内置电源可以包括内置电源转换器，该内置电源转换器可以将市电转换为直流电供负载使用，负载的供电电压可以为24v。。

如果市电经由内置电源转换器接入，第一可控开关的体二极管导通；如果内置电源转换器没有市电接入，第一可控开关的体二极管不导通。

第二可控开关7，连接在第一可控开关6和负载8之间，负载8还与外置电源4相连，其中，第一可控开关的受控端与第二可控开关的受控端相连，且与切换电路9的控制端连接。

一种可选方案中，上述第二可控开关可以为三端开关器件，包括电子开关、三极管或场效应晶体管等；上述负载可以为电子设备的用电单元，如果电子设备为显示器，负载可以为显示器的主板；上述外置电源可以包括外置电源适配器，该外置电源适配器将市电转换为直流电供负载使用。

需要说明的是，本实施例的电源切换电路和内置电源均位于电子设备内部。另外，如果可控开关为场效应晶体管，则可控开关的受控端为栅极；如果可控开关为三极管，则可控开关的受控端为基极。

切换电路9，耦接于第一可控开关6与第二可控开关7之间，其中，切换电路9的控制端还与外置电源4的控制引脚10关联，切换电路9根据控制引脚10的接入状态而控制第一可控开关6和第二可控开关7的截止或导通。

一种可选方案中，上述切换电路可以为第一可控开关和第二可控开关提供导通电压，使第一可控开关和第二可控开关导通或截止；上述控制引脚可以为在外置电源接入的情况下电平会发生变换的引脚，例如显示器的外置电源接口上的接地引脚；上述关联方式可以包括切换电路的控制端与外置电源的控制引脚连接。

上述接入状态包括接入成功和接入失败，其中，在市电经外置电源适配器接入显示器的外置电源接口的情况下，控制引脚的接入状态为接入成功；在外置电源接口没有电能输入的情况下，控制引脚的接入状态为接入失败。

在一个可选的实施例中，如果市电经外置电源适配器接入显示器，显示器上的与外置电源适配器连接的外置电源接口的接地引脚接地，切换电路的控制端接收到来自接地引脚的接地信号后不导通，进而无法提供给第一可控开关和第二可控开关导通电压，第一可控开关和第二可控开关截止，所以此时的负载由市电经外置电源适配器转的电能供电。

在另一个可选的实施例中，如果显示器的外置电源接口没有接入外置电源适配器，外置电源接口的接地引脚悬空。由于此时显示器的内置电源接口接入了市电，第一可控开关的体二极管提供电压给切换电路，切换电路的控制端接收到来自接地引脚的悬空信号，即高电平后导通，进而提供给第一可控开关和第二可控开关导通电压，第一可控开关和第二可控开关导通，所以此时的显示器由内置电源供电。

本实用新型上述实施例中，电源切换电路包括：第一可控开关，与内置电源相连；第二可控开关，连接在第一可控开关和负载之间，负载还与外置电源相连，其中，第一可控开关的受控端与第二可控开关的受控端相连，且与切换电路的控制端连接；切换电路，耦接于第一可控开关与第二可控开关之间，其中，切换电路的控制端还与外置电源的控制引脚关联，切换电路根据控制引脚的接入状态而控制第一可控开关和第二可控开关的截止或导通。上述方案通过设计与外置电源的控制引脚关联的切换电路，利用控制引脚的接入状态确定负载的供电方式，进而解决了相关技术中的负载，例如显示器只支持一种供电方式供电，导致负载的维修成本过高或实际使用不够简洁的技术问题，达到了内置电源供电和外置电源供电自由切换的目的。容易注意到，上述方案支持两种供电方式，能同时满足负载对内置电源和外置电源的需求，用户可以根据使用习惯选择供电方式。

可选地，如图4所示，第一可控开关6的第二端与内置电源1相连，切换电路9可以包括：

第一分压电路91，与第一可控开关6的第一端相连，并提供分压信号给第三可控开关92的受控端。

一种可选方案中，上述第一分压电路可以由串联的电阻组成；上述第三可控开关可以为三端开关器件，包括电子开关、场效应晶体管、三极管等。

如果第一可控开关的体二极管导通，内置电源就可以通过第一可控开关给第一分压电路提供电压。第一分压电路进而可以提供分压信号给第三可控开关。

第三可控开关92，第三可控开关92的第一端接地，第三可控开关的第二端连接第二分压电路94。

第一分压电路提供分压信号给第三可控开关，在第三可控开关导通的情况下，第三可控开关提供电压给第二分压电路。

第二分压电路94，还与第一可控开关6和第二可控开关7耦接，提供导通第一可控开关6和第二可控开关7的电压。

当第二分压电路存在电压后，就会提供给导通第一可控开关和第二可控开关的栅极和源极的gs电压。

可选地，第一分压电路91包括第一电阻r1和第二电阻r2，第一电阻r1的第一端与第一可控开关6的第一端相连，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的第一端、控制端和第三可控开关92的受控端均相连，第二电阻r2的第二端和地相连。

可选地，第二分压电路93包括第三电阻r3和第四电阻r4，第三电阻r3的第一端与第三可控开关92的第二端相连，第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第一端、第一可控开关6的受控端和第二可控开关7的受控端均相连，第四电阻r4的第二端与第一可控开关6的第一端、第二可控开关7的第一端均连接，其中，第二可控开关7的第二端与负载8连接。

进一步地，第一可控开关6和第二可控7开关均为场效应晶体管，第一可控开关6或第二可控开关7的第一端和第二端分别为源极和漏极；第三可控开关92为三极管，第三可控开关92的第一端和第二端分别为发射极和集电极。

下面就电源切换电路的工作原理进行详细说明。

图4示出了一种可选的内置电源供电的电流流向示意图。如图4所示，给负载8供电的内置电源1经内置电源接口(图中未示出)接入市电，第一可控开关6和第二可控开关7均为pmos管。当内置电源接口接入市电时，第一可控开关6的体二极管导通，电流可以从体二极管流向第一电阻r1和第二电阻r2，此时第二可控开关7并未导通，第一电阻r1和第二电阻r2形成分压；由于外置电源接口没有接入外置电源适配器以引入电能，所以切换电路9的控制端24v_ctl悬空，表现为高电平，致使第三可控开关92导通。第三可控开关92导通后，第三电阻r3和第四电阻r4形成分压，第一可控开关6和第二可控开关7的栅极g和源极s形成压差，满足第一可控开关6和第二可控开关7的导通条件，第一可控开关6和第二可控开关7导通。所以，市电经内置电源转换器转换为直流电后，通过第一可控开关6、第二可控开关7进入负载8。

图5是根据图4所示的电源切换电路外置电源供电的电流流向示意图。如图5所示，市电经外置电源适配器41接入时，相当于市电直通到负载8，给负载8供电。而内置电源接口没有接入市电，内置电源1无法供电到负载8。

图6是根据图4所示的电源切换电路内置电源接口和外置电源接口均接入市电的电流流向示意图。如图6所示，外置电源接口5的引脚中，其中一个接地引脚作为控制引脚10，即图6中能够提供24v控制信号的引脚24v_ctl，当外置电源适配器41插入外置电源接口5时，24v_ctl接地，电压为0，第三可控开关92不会导通，进而第一可控开关6和第二可控开关7的gs电压差为0v，第一可控开关6和第二可控开关7不导通。此时即使内置电源接口也有市电接入，内置电源适配器11至负载8的电路还是不会导通，负载8只由外置电源4供电。

需要说明的是，如果内置电源转换器11在长期使用的过程中损坏，导致短路或者输出电压不正常时，可外接外置电源4。如图4-6所示，负载8上的外置电源接口5的控制引脚10接地，电压为0，第三可控开关92不导通，进而第一可控开关6和第二可控开关7无法导通，有问题的内置电源1被断开，不会向负载8供电，并且外置电源4供电也不会通过第一可控开关6和第二可控开关7，进而影响到外置电源适配器41，或者造成内置电源1的二次损坏，起到了对内置电源、外置电源和负载的保护作用。

可选地，切换电路9还包括第五电阻r5，第五电阻r5连接在第一分压电路91和第三可控开关92之间。

可选地，上述电路还包括第一滤波电路12，其中，第一滤波电路12的第一端与内置电源1的输出端、第一可控开关6的第二端均连接，第一滤波电路12的第二端接地。

一种可选方案中，上述第一滤波电路可以由并联的多个电容组成，能够同时起到滤波和储能的作用。如图4-6所示，第一电容c1和第二电容c2并联组成第一滤波电路12。

可选地，上述电路还包括第二滤波电路13，其中，第二滤波电路13的第一端与外置电源4的输出端、负载8的输入端均连接，第二滤波电路13的第二端接地。

一种可选方案中，上述第二滤波电路可以由并联的多个电容组成，也能够同时起到滤波和储能的作用；上述三个电容的大小可以不一样。如图4-6所示，第三电容c3、第四电容c4和第五电容c5并联组成第二滤波电路13，其中，第三电容c3为大电容。

可选地，上述电路还包括软启动电路，软启动电路连接在第二可控开关7的第一端和受控端之间，用于使第一可控开关6和第二可控开关7缓慢导通。

一种可选方案中，上述软启动电路包括电容。如图4-6所示，软启动电路包括第六电容c6，第六电容c6同时与第一可控开关6和第二可控开关7的漏极和源极并联。在第四电阻r4逐渐升压的过程中，第六电容c6持续储能，使第一可控开关6和第二可控开关7的漏极和源极电压缓慢增大，从而使第一可控开关6和第二可控开关7的电流逐渐增加，缓慢导通，避免了冲击电流对电路的影响，起到软启动的作用。

可选地，上述电路还包括稳压电路14，稳压电路连接在如下至少一处：内置电源1和地之间、外置电源4和地之间、或负载8和地之间。

一种可选方案中，上述稳压电路可以为稳压二极管。

可选地，内置电源1通过第一接口接入市电，负载8通过第二接口与外置电源4相连。

一种可选方案中，上述第一接口可以为内置电源接口，用于直接引入市电；上述第二接口可以为外置电源接口，例如与外置电源适配器相适配的接口，用于经外置电源适配器引入市电。

上述方案中，第一接口和第二接口均设置在电子设备的外壳上，同时，内置电源和电源切换电路也设置在电子设备内部。市电由哪一个接口接入电子设备，就由相应的电源为电子设备的用电单元供电。

上述实施例中，电源切换电路包括：第一可控开关，与内置电源相连；第二可控开关，连接在第一可控开关和负载之间，负载还与外置电源相连，其中，第一可控开关的受控端与第二可控开关的受控端相连，且与切换电路的控制端连接；切换电路，耦接于第一可控开关与第二可控开关之间，其中，切换电路的控制端还与外置电源的控制引脚关联，切换电路根据控制引脚的接入状态而控制第一可控开关和第二可控开关的截止或导通。上述方案通过设计与外置电源的控制引脚关联的切换电路，利用控制引脚的插入与拔出确定由内置电源还是外置电源供电，进而解决了相关技术中的负载只带有内置电源或只带有外置电源，导致内置电源故障需要维修负载或负载设计不够简洁技术问题，达到了内置电源和外置电源自由切换的目的。容易注意到，切换电路中第一分压电路提供分压信号给第三可控开关，在第三可控开关导通的情况下，可以通过第二分压电路导通第一可控开关和第二可控开关，达到了无外置电源时由内置电源供电的目的；通过第一滤波电路和第二滤波电路滤除电源中的纹波电压和交流电压，通过第六电容实现软启动以保护电路。本实施例支持两种供电方式，能同时满足负载对内置电源和外置电源的需求，用户可以根据使用习惯选择内置电源还是外置电源供电。

实施例2

根据本实用新型实施例的另一个方面，还提供了一种电子设备，该电子设备内部设置有电源切换电路，电源切换电路包括：第一可控开关，与内置电源相连；第二可控开关，连接在第一可控开关和负载之间，负载还与外置电源相连；切换电路，耦接于第一可控开关与第二可控开关之间，其中，切换电路的控制端还与外置电源的控制引脚关联，控制引脚的接入状态控制切换电路截止或导通第一可控开关和第二可控开关。

一种可选方案中，上述电子设备可以为任何需要供电的设备，尤其是对供电要求和美观度要求比较高的电子设备，例如显示器、电子白板等。

可选地，上述电子设备还可以包括如实施例1中任意一种电源切换电路。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。