一种三端电源输入输出切换电路和装置的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种三端电源输入输出切换电路和装置。

背景技术：

现有的通讯设备或者电子设备都是单端充电，但是对于一些特殊的电子产品，例如防爆手机或者一些户外手机，需要配备两个不同类型的充电口进行充电，例如防爆手机通常设置一个主流的充电接口，例如type-c充电接口，还要设置有一个特殊的充电接口，这样使用时就可以选择任意一个充电接口进行充电，以满足防爆手机的充电需求，同时该类针对特殊人员使用的手机或者电子设备通常还需要连接外挂设备，需要通过手机或者电子设备的内置电源给外挂设备充电，若手机或者电子设备上只有单一接口往往不能满足多个外挂设备的需求，因此一般不同的外挂设备其接口类型都不同，单一接口无法通用，因此一般防爆手机上都设有两个接口，当其中任意一个接口插入外挂设备后，需要防爆手机都能对其进行充电，而现有技术中还没有满足此需求的电路设计。

技术实现要素：

本申请提供一种三端电源输入输出切换电路和装置，其目的在于，实现当两个充电接口中的任意一个连接电源或者两个充电接口同时连接电源时都能选一个充电接口导通充电。

一种三端电源输入输出切换电路,包括第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端、第一开关电路、第二开关电路和开关控制电路；

所述第一输入输出端通过第一开关电路与所述第三输入输出端连接，所述第一开关电路用于控制所述第一输入输出端和第三输入输出端之间的通断，所述第二输入输出端通过第二开关电路与所述第三输入输出端连接，所述第二开关电路用于控制所述第二输入输出端和第三输入输出端之间的通断；所述开关控制电路分别与所述第一输入输出端、第二输入输出端、第一开关电路和第二开关电路连接；

所述控制电路用于当第一输入输出端或第二输入输出端有电源信号接入时，在所述电源信号的触发下使得所述第一开关电路或第二开关电路导通，从而使得所述电源信号从所述第三输入输出端输出；以及当所述第一输入输出端和第二输入输出端同时有电源信号接入时，控制所述第一开关电路导通且第二开关电路关断，从而使得所述第一输入输出端的电源信号优先从所述第三输入输出端输出。

在另一种实施例中，所述控制电路还用于当所述第三输入输出端有电源信号接入时接收控制信号，控制所述第一开关电路和第二开关电路的通断，使得所述电源信号从所述第一输入输出端或第二输入输出端输出。

在另一种实施例中，所述第一开关电路和第二开关电路均为晶体管开关电路，其包括至少一个晶体管；所述晶体管开关电路均包括第一端、第二端和控制端，所述第一端和第二端分别与所述第一输入输出端和第三输入输出端连接，其控制端与所述开关控制电路连接，或者所述第一端和第二端分别与所述第一输入输出端和第三输入输出端连接，其控制端与所述开关控制电路连接。

在另一种实施例中，所述晶体管开关电路包括晶体管a和晶体管b，所述晶体管a的第一极与所述晶体管b的第一极连接，所述晶体管a的第二极为所述晶体管电路的第一端，所述晶体管b的第二极为所述晶体管电路的第二端，所述晶体管a的控制极和晶体管b的控制极连接后作为所述晶体管电路的控制端。

在另一种实施例中，所述开关管控制电路包括第一开关控制电路和第二开关控制电路；

所述第一开关控制电路的输入端与所述第一输入输出端连接，其输出端与所述第一开关电路的控制端连接，用于在所述第一输入输出端接入的电源信号的触发下控制所述第一开关电路导通，使得所述电源信号从所述第三输入输出端输出；

所述第二开关控制电路的输入端与所述第二输入输出端连接，其输出端与所述第二开关电路的控制端连接，用于在所述第二输入输出端接入的电源信号的触发下控制所述第二开关电路导通，使得所述电源信号从所述第三输入输出端输出。

在另一种实施例中，还包括第三开关控制电路；所述第三开关控制电路的输入端与所述第一开关控制电路的输出端连接，其输入端与所述第二开关控制电路的输入端连接；用于在所述第一输入输出端和第二输入输出端同时有电源信号接入时，控制所述第一开关电路导通，同时控制所述第二开关电路关断，使得所述第一输入输出端的电源信号优先从所述第三输入输出端输出。

在另一种实施例中，所述第一开关控制电路还包括第一开关控制端，所述第二开关控制电路还包括第二开关控制端；

当所述第三输入输出端有电源信号接入时，所述第一开关控制端接收控制信号，使得所述第一开关电路导通，从而使得所述电源信号从所述第一输入输出端输出，或者当所述第三输入输出端有电源信号接入时，所述第二开关控制端接收控制信号，使得所述第二开关电路导通，从而使得所述电源信号从所述第二输入输出端输出。

在另一种实施例中，所述第一开关控制电路包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第四晶体管、第五晶体管，所述第二电阻的一端与所述第一输入输出端连接，另一端接地；所述第五晶体管的控制极与所述第一输入输出端连接，第一极接地，第二极与所述第一开关电路的控制端连接；所述第四晶体管的第一极接地，第二极也与所述第一开关电路的控制端连接，，其控制极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与第一开关控制端连接，用于接收控制信号；所述第四电阻一端与所述第四晶体管的控制极连接，另一端接地；

所述第二开关控制电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第三晶体管和第七晶体管，所述第九电阻的一端与所述第二输入输出端连接，另一端与所述第三晶体管的控制极连接，所述第三晶体管的第一极接地，第二极与所述第二开关电路的控制端连接，所述第七晶体管的第一极接地，第二极也与所述第二开关电路的控制端连接，其控制极与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第二开关控制端连接，用于接收控制信号；所述第七电阻的一端与所述第七晶体管的控制极连接，另一端接地；所述第八电阻的一端与所述第三晶体管的控制极连接，另一端接地；所述第一电容的一端与所述第三晶体管的控制极连接，另一端接地；

所述第三开关控制电路为导线，所述导线的一端与所述第五晶体管的第二极连接，另一端与所述第三晶体管的控制极连接。

在另一种实施例中，还包括第四开关控制电路，所述第四开关控制电路的两端分别与所述第一输入输出端和所述第二输入输出端连接，用于在所述第一输入输出端和第二输入输出端同时有电源信号接入时，控制所述第二开关电路优先导通，使得所述第二输入输出端的电源信号从所述第三输入输出端输出；

所述第四开关控制电路包括第十电阻、第十一电阻和第六晶体管，所述第十电阻的一端与所述第二输入输出端连接，另一端与所述第六晶体管的控制极连接，所述第六晶体管的第一极接地，第二极与所述第一输入输出端连接；所述第十一电阻的一端与所述第六晶体管的控制极连接，另一端接地。

一种三端电源输入输出切换装置,包括如上所述三端电源输入输出切换电路；

还包括三个输入输出接口，所述三个输入输出接口分别与所述第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端连接。

依据上述实施例的三端电源输入输出切换电路，其包括第一输入输出端、第二输入输出端、第三输入输出端、第一开关电路、第二开关电路和开关控制电路。第一输入输出端通过第一开关电路与第三输入输出端连接，第一开关电路用于控制第一输入输出端和第三输入输出端之间的通断，第二输入输出端通过第二开关电路与第三输入输出端连接，第二开关电路用于控制第二输入输出端和第三输入输出端之间的通断。开关控制电路分别与第一输入输出端、第二输入输出端、第一开关电路和第二开关电路连接。控制电路用于当第一输入输出端或第二输入输出端有电源接入时，在该电源信号的触发下使得第一开关电路或第二开关电路导通，从而使得电源信号从第三输入输出端输出，这样当任意一个充电接口连接电源时，都可以对设备进行充电。或者当第一输入输出端和第二输入输出端同时有电源信号接入时，控制第一开关电路导通且第二开关电路关断，从而使得第一输入输出端的电源信号优先从第三输入输出端输出，以对电子设备进行充电。通过本实施例的电路，电子设备可以同时设置两个充电接口，以满足特殊人群或者特殊岗位人员的需求。

附图说明

图1为本申请实施例的三端电源输入输出切换电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

为了满足部分产品需要两个充电接口充电的需求，本申请提供一种三端电源输入输出切换电路，充电时本电路可以实现两个输入端二选一充电，双端电源输入时先接入先导通，且通过电子产品对外挂设备充电时，可以实现输出端二选一充电。以满足部分电子产品的需求。

本申请中的晶体管为三端子晶体管，其三个端子为控制极、第一极和第二极。晶体管可以为双极型晶体管或场效应晶体管等。例如当晶体管为双极型晶体管时，其控制极是指双极型晶体管的基极，第一极可以为双极型晶体管的集电极或发射极，对应的第二极可以为双极型晶体管的发射极或集电极；当晶体管为场效应晶体管时，其控制极是指场效应晶体管的栅极，第一极可以为场效应晶体管的漏极或源极，对应的第二极可以为场效应晶体管的源极或漏极。

实施例一：

请参考图1，本实施例的三端电源输入输出切换电路，其包括第一输入输出端a、第二输入输出端b、第三输入输出端c、第一开关电路102、第二开关电路101和开关控制电路。其中，第一输入输出端a通过第一开关电路102与第三输入输出端c连接，第一开关电路102用于控制第一输入输出端a和第三输入输出端c之间的通断，第二输入输出端b通过第二开关电路101与第三输入输出端c连接，第二开关电路101用于控制第二输入输出端和第三输入输出端之间的通断。开关控制电路分别与第一输入输出端a、第二输入输出端b、第一开关电路102和第二开关电路101连接。该控制电路用于当第一输入输出端a或第二输入输出端b有电源接入时，在该电源信号的触发下使得第一开关电路102或第二开关电路101导通，从而使得电源信号从第三输入输出端c输出，这样当任意一个充电接口连接电源时，都可以对电子设备进行充电。或者当第一输入输出端a和第二输入输出端b同时有电源信号接入时，控制第一开关电路102导通且第二开关电路101关断，从而使得第一输入输出端a的电源信号优先从第三输入输出端c输出，以对电子设备进行充电，其中控制第二开关电路101关断是为了防止第一输入输出端a和第二输入输出端b同时充电时，电压大小存在差异，从而引起的电流倒灌，进而影响充电效率。通过本实施例的电路，电子设备可以同时设置两个充电接口，以满足特殊人群或者特殊岗位人员的需求。

进一步的，该控制电路还用于当第三输入输出端c有电源信号接入时接收主控单元发送的控制信号，控制第一开关电路102和第二开关电路101的通断，使得电源信号从第一输入输出端a或第二输入输出端b输出。具体的，在使用时，例如当主控单元检测到第一输入输出端a有需要充电的设备接入时，则向控制电路发送控制信号，控制与第一输入输出端a连接的第一开关电路102导通，使得电源信号从第一输入输出端a输出，对外挂设备充电，或者当主控单元检测到第二输入输出端b有需要充电的设备接入时，则向控制电路发送控制信号，控制与第二输入输出端b连接的第二开关电路101导通，使得电源信号从第二输入输出端b输出，对外挂设备进行充电。同时，为了保证对外挂设备的充电效果，当一个端子进行充电时，控制另一个端子关断，例如，当控制与第一输入输出端a连接的第一开关电路102导通，使得电源信号从第一输入输出端a输出，对外挂设备充电时，则控制第二开关电路101关断。

其中，开关管控制电路包括第一开关控制电路104和第二开关控制电路103。其中，第一开关控制电路104的输入端与第一输入输出端a连接，其输出端与第一开关电路102的控制端连接，用于在第一输入输出端a接入的电源信号的触发下控制第一开关电路102导通，使得电源信号从第三输入输出端c输出。第二开关控制电路103的输入端与第二输入输出端连接，其输出端与第二开关电路101的控制端连接，用于在第二输入输出端接入的电源信号的触发下控制第二开关电路101导通，使得电源信号从第三输入输出端c输出。

进一步的，该电路还包括第三开关控制电路，第三开关控制电路的输入端与第一开关控制电路104的输出端连接，其输入端与第二开关控制电路103的输入端连接，用于在第一输入输出端和第二输入输出端同时有电源信号接入时，控制第一开关电路104导通，同时控制第二开关电路103关断，使得第一输入输出端a的电源信号优先从第三输入输出端c输出。第三开关控制电路为导线，导线的一端与第五晶体管q5的第二极连接，另一端与第三晶体管q3的控制极连接，即第一开关控制电路104的输出端,与第二开关控制电路103的输入端连接，用于在第一输入输出端a和第二输入输出端b同时有电源信号接入时，控制第一开关电路102导通，同时控制第二开关电路101关断，使得第一输入输出端的电源信号优先从第三输入输出端a输出。

进一步的，第一开关控制电路104还包括第一开关控制端，如图1中的gpio1，第二开关控制电路103还包括第二开关控制端，如图1中的gpio2。当第三输入输出端有电源信号接入时，第一开关控制端gpio1接收主控单元发出的高位或者低位电压控制信号，使得第一开关电路102导通，从而使得电源信号从第一输入输出端a输出，或者当第三输入输出端c有电源信号接入时，第二开关控制端b接收控制信号，使得第二开关电路101导通，从而使得电源信号从第二输入输出端b输出。

具体的，如图1，本实施例的第一开关控制电路104包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第四晶体管q4、第五晶体管q5，第二电阻r2的一端与第一输入输出端a连接，另一端接地；第五晶体管q5的控制极与第一输入输出端a连接，第一极接地，第二极与第一开关电路102的控制端连接，第四晶体管q4的第二极也与第一开关电路102的控制端连接，第一极接地，其控制极与第三电阻r3的一端连接，第三电阻r3的另一端与第一开关控制端gpio1连接，用于接收主控芯片的控制信号；第四电阻r4一端与第四晶体管q4的控制极连接，另一端接地。

第二开关控制电路103包括第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第一电容c1、第三晶体管q3和第七晶体管q7，第九电阻r9的一端与第二输入输出端b连接，另一端与第三晶体管q3的控制极连接，第三晶体管q3的第一极接地，第二极与第二开关电路101的控制端连接，第七晶体管q7的第一极接地，第二极也与第二开关电路101的控制端连接，其控制极与第六电阻r6的一端连接，第六电阻r6的另一端与第二开关控制端gpio2连接，用于接收控制信号；第七电阻r7的一端与第七晶体管q7的控制极连接，另一端接地；第八电阻r8的一端与第三晶体管q3的控制极连接，另一端接地；第一电容c1的一端与第三晶体管q3的控制极连接，另一端接地，第一电容c1起到滤波的作用，在其他实施例中，也可以不设置第一电容c1；第五晶体管q5的第二极还与第九电阻r9的一端连接。

进一步的，本实施例的电路还包括第四开关控制电路，第四开关控制电路的两端分别与第一输入输出端a和第二输入输出端b连接，用于在第一输入输出端a和第二输入输出端b同时有电源信号接入时，控制第二开关电路101优先导通。第四开关控制电路包括第十电阻r10、第十一电阻r11和第六晶体管q6，第十电阻r10的一端与第二输入输出端b连接，另一端与第六晶体管q6的控制极连接，第六晶体管q6的第一极接地，第二极与第一输入输出端连接；第十一电阻r11的一端与第六晶体管q6的控制极连接，另一端接地。

其中，第四开关控制电路可以根据用户需要选取，当该检测电路不包括该第四开关控制电路时，a端和b端同时接入电源信号时，第一开关电路102优先导通，具体导通过程为：第五晶体管q5会导通把q2栅极电压拉低，q2导通。当第五晶体管q5导通后，其集电极为低电平，此时q3基极由于低电平第三晶体管q3截止。则q1截止，b端到c端通路断开，a端到c端导通。

当该检测电路包括该第四开关控制电路时，即如图1所示的电路图时，a端和b端同时接入电源信号时，q3的基极是高电平，因此第三晶体管q3导通，q1栅极电压拉低,q1导通。此时，第六晶体管q6导通，则第五晶体管q5的基极为低电平，则q5不导通，因此q2也不导通。另外，当包括该第四开关控制电路时，b端和c端先接入者先导通，导通过程和上述相同。

其中，本实施例的晶体管q3、q4、q5、q6、q7根据电路电流需求可以选择用n-mos或者三极管；本实施例中均采用npn型三极管，其包括发射极e、基极b和集电极c,其中本实施例中上述的晶体管q3、q4、q5、q6、q7的第一极为发射极e，第二极为集电极c，控制集为基极b。

其中，本实施例的第一开关电路102和第二开关电路101均为晶体管开关电路，可以在电平信号的触发下实现导通和关断，该晶体管开关电路包括至少一个晶体管，晶体管开关电路包括第一端、第二端和控制端，其中第一开关电路102的第一端和第二端分别与第一输入输出端和第三输入输出端连接，其控制端与开关控制电路连接，第二开关电路101的第一端和第二端分别与第一输入输出端和第三输入输出端连接，其控制端与开关控制电路连接。

其中，第一开关电路102和第二开关电路101可以根据电源功率的需求单独使用两个p-mos管，也可以使用集成的p-mos管类型。例如，本实施例中第一开关电路102包括晶体管a和晶体管b，晶体管a的第一极s1与晶体管b的第一极s2连接，晶体管a的第二极d1为晶体管电路的第一端，用于和第一输入输出端a连接，晶体管b的第二极d2为晶体管电路的第二端，用于和第三输入输出端c连接，晶体管a的控制极g1和晶体管b的控制极g2连接，为晶体管电路的控制端，晶体管a的第一极s1与晶体管b的第一极s2连接后串联第五电阻r5后与第一开关控制电路104的输出端连接，具体的如图1，第一开关控制电路104的输出端为第四晶体管q4和第五晶体管q5的集电极c，该控制端和开关控制电路的输出端连接。

其中，第二开关电路101的结构和第一开关电路102的结构以及连接方式相同，此处不再赘述。第一开关电路102和第二开关电路101采用现有的集成p-mos管，为了方便理解，可以将第一开关电路102理解为晶体管q2，将第二开关电路101理解为第一晶体管q1。

另外，该电路还包括第一电阻r1、第十二电阻r12和第十三电阻r13，第一电阻r1一端与第一输入输出端a连接，另一端与第五晶体管q5的控制极连接，第十二电阻r12一端与第三晶体管q3的第二极连接，另一端与第二开关电路101的输入端连接；第十三电阻r13的一端与第二输入输出端b连接，另一端与第九电阻r9的一端连接。

以下根据不同的工作方式对本实施例的电路进行说明。

1，当第一输入输出端a单独有电源输入时，第二输入输出端b和第三输入输出端c无电源输入时，此时第五晶体管q5导通，把第二晶体管q2栅极电压拉低，第二晶体管q2导通，此时第一输入输出端a端电源可输出到第三输入输出端c端。当第五晶体管q5导通后，其集电极为低电平，此时第三晶体管q3基极电压拉低，q3不导通，由于第一晶体管q1mos管是带肖特基二极管，此时q1(b端到c端)是截止状态，因此第二开关电路101处于断开状态。

2，当第二输入输出端b单独有电源输入时,第三晶体管q3导通，q1栅极电压拉低,q1导通。第二输入输出端b端的电源输入到第三输入输出端c。此时由于第二输入输出端b是高电平，因此q2截止，因此第一开关电路102处于断开状态。

3，在不包括第四开关控制电路时，当第一输入输出端a、第二输入输出端b同时有电源输入时，第五晶体管q5会导通把q2栅极电压拉低，q2导通。当第二晶体管q2导通后，第五晶体管q5集电极为低电平，此时q3基极由于低电平第三晶体管q3截止。则q1截止，b端到c端通路断开，a端到c端导通。

5，当包括第四开关控制电路时，a端和b端同时接入电源信号时，q3的控制极是高电平，因此第三晶体管q3导通，q1栅极电压拉低,q1导通。此时，第六晶体管q6导通，则第五晶体管q5的基极为低电平，则q5不导通，因此q2也不导通。

4，当c端有电源时输出到a端时，第一开关控制端gpio1接收主控芯片发出的控制信号(高电平)让第四晶体管q4导通，第二晶体管q2导通。c端到a端正常导通。由于第三晶体管q3不导通，所以q1不导通。c端到b端断开。

5，当第三输入输出端c端有电源需要输出到b端时，第二开关控制端gpio2接收控制信号(高电平)让第七晶体管q7导通，q1导通。c端到b端正常导通。由于q2不导通，因此c端到a端断开。

通过上述分析可知，本实施例的三端电源输入输出切换电路，充电时本电路可以实现两个输入端二选一充电，双端电源输入时先接入先导通，且通过电子产品对外挂设备充电时，可以实现输出端二选一充电。以满足部分电子产品的双充放电接口的充放电需求。

实施例二：

本实施例提供一种三端电源输入输出切换装置,该装置包括如上述实施例1提供的三端电源输入输出切换电路，另外还包括三个输入输出接口，三个输入输出接口分别与第一输入输出端a、第二输入输出端b、第三输入输出端连接c，通过该装置可实现两个输入端二选一充电，双端电源输入时先接入先导通，且通过电子产品对外挂设备充电时，可以实现输出端二选一充电。以满足部分电子产品的双充放电接口的充放电需求。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。