一种直流电源与锂电池供电切换装置的制作方法

1.本实用新型涉及电源电路领域，尤其涉及一种直流电源与锂电池供电切换装置。


背景技术：

2.现有对电子设备供电方式通常有：usb供电、锂电池供电、常用的led照明电源、手机充电器等，但现有的电源装置无法满足两个不同的电源的供电应用，难以解决不同电源之间的供电适用性问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种直流电源与锂电池供电切换装置，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种直流电源与锂电池供电切换装置，包括外部电源输入模块、锂电池供电模块、第一负载和第二负载；
6.所述外部电源输入模块包括电源接口和dcdc降压电路，所述锂电池供电模块包括锂电池接口、充电电路和保护电路；
7.所述电源接口用于与外接电源连通，并将外部电源电压分别输入至dcdc降压电路和所述保护电路的第一输入端；
8.所述dcdc降压电路用于将外部电源输入电压转换成降压电压；
9.所述锂电池接口用于与锂电池连通；
10.当外部电源输入时，所述保护电路断开，dcdc降压模块分别输出降压电压至第一负载、第二负载及充电电路，所述充电电路对锂电池充电；当所述外部电源断开时，所述保护电路导通，锂电池输出电压经保护电路后送至第一负载与第二负载。
11.优选的，所述锂电池供电模块还包括ldo电路，所述ldo电路用于为所述第二负载提供稳定的直流电压。
12.优选的，dcdc降压电路包括降压芯片u3、电阻r8、r9、r10、r11，电容c13、c14，所述电源接口与降压芯片u3的in端及电阻r10的一端相连，电阻r10的另一端与降压芯片u3的en/sync端相连，电阻r8的两端分别与降压芯片u3的vcc端及pg端相连，降压芯片u3的out端分别与电容c10的一端、电阻r9的一端、电容c14的一端、电容c13的一端以及第一负载相连，电容c10的另一端分别与降压芯片u3的fb端及电阻r9的另一端相连，电阻r9的另一端还与电阻r11的一端相连，降压芯片u3的pgnd端、agnd端、电阻r11的另一端、电容c13的另一端以及电容c14的另一端均与gnd端相连，电容c13的一端还与所述充电电路的输入端以及所述ldo电路的输入端相连。
13.优选的，所述电源接口包括端口jp1、电容c8、c9，jp1端口的输出端分别与电容c8的一端、电容c9的一端以及降压芯片u3的in端相连，电容c8的另一端以及电容c9的另一端均接地。
14.优选的，所述保护电路包括电阻r5、r7、mos管q1、二极管dz1；mos管q1的源极与锂电池接口以及所述充电电路的输出端相连，mos管q1的漏极与所述ldo电路的输入端相连，mos管q1的栅极分别与电阻r5的一端、电阻r7的一端以及二极管dz1的阴极相连，电阻r5的另一端与电源接口相连，电阻r7的另一端和二极管dz1的另一端均连接gnd端。
15.优选的，所述锂电池供电模块还包括采样电路，所述采样电路包括电阻r1、r2，电阻r1的一端与gnd端相连，电阻r2的一端与mos管q1的源极相连，电阻r1和电阻r2的另一端相连。
16.优选的，所述充电电路包括充电芯片u1，电阻r3、r6、电容c1、c2、c7、二极管d1、d2，充电芯片u1的vcc端分别与所述dcdc降压电路的输出端、电容c1的一端以及电阻r3的一端相连，电阻r3的另一端分别与二极管d1的阳极以及二极管d2的阳极相连，二极管d1的阴极和二极管d2的阴极分别与充电芯片u1的chrg端及stdby端相连，充电芯片u1的bat端分别与锂电池接口、电容c7的一端、电容c2的一端以及保护电路的第二输入端相连，充电芯片u1的prog端与电阻r6的一端相连，电阻r6的另一端、电容c1的另一端、电容c7的另一端以及电容c2的另一端均与gnd端相连。
17.优选的，所述ldo电路包括ldo芯片u2、电阻r4、电容c3、c4，ldo芯片u2的in端分别与所述dcdc降压电路的输出端、所述保护电路的输出端相连以及电阻r4的一端相连，电阻r4的另一端与ldo芯片u2的en端相连，ldo芯片u2的out端分别与电容c3的一端、电容c4的一端以及第二负载rl2相连，电容c3的另一端及电容c4的另一端均与gnd端相连。
18.优选的，降压芯片u3采用mpm3510a芯片，ldo芯片u2采用tlv70233芯片。
19.优选的，充电芯片u1采用ap5056芯片。
20.本实用新型的有益效果为：本实用新型设有锂电池接口可与内置的锂电池连接，在外部电源对负载供电的情况下同时给锂电池充电，在外部电源断电自动切换为锂电池对负载独立供电，能够支持便携或固定安装的要求，解决了不同电源供电适用性问题。
附图说明
21.附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
22.图1是本实用新型其中一个实施例的整体结构框图；
23.图2是本实用新型其中一个实施例的外部电源输入模块的电路示意图；
24.图3是本实用新型其中一个实施例的锂电池供电模块的电路示意图。
25.其中：外部电源1、dcdc降压电路2、充电电路3、保护电路4、锂电池5、ldo电路6。
具体实施方式
26.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
27.本实施例的一种直流电源与锂电池供电切换装置，参考附图1，包括外部电源输入模块、锂电池供电模块、第一负载rl1和第二负载rl2；
28.外部电源输入模块包括电源接口和dcdc降压电路2，锂电池供电模块包括锂电池接口bat1、充电电路3和保护电路4；
29.电源接口用于与外接电源1连通，并将外部电源电压vin分别输入至dcdc降压电路
2和保护电路4的第一输入端；
30.dcdc降压电路2用于将外部电源输入电压vin转换成降压电压vcc1；
31.锂电池接口bat1用于与锂电池5连通；
32.当外部电源输入时，保护电路断开，dcdc降压模块分别输出降压电压vcc1至第一负载rl1、第二负载rl2及充电电路，充电电路对锂电池充电；当外部电源断开时，保护电路导通，锂电池输出电压vbat经保护电路后送至第一负载rl1和第二负载rl2。
33.优选的，锂电池供电模块还包括ldo电路6，ldo电路6用于为第二负载提供稳定的直流电压。
34.优选的，参考附图2，dcdc降压电路2包括降压芯片u3、电阻r8、r9、r10、r11，电容c13、c14，电源接口与降压芯片u3的in端及电阻r10的一端相连，电阻r10的另一端与降压芯片u3的en/sync端相连，电阻r8的两端分别与降压芯片u3的vcc端及pg端相连，降压芯片u3的out端分别与电容c10的一端、电阻r9的一端、电容c14的一端、电容c13的一端以及第一负载相连，电容c10的另一端分别与降压芯片u3的fb端及电阻r9的另一端相连，电阻r9的另一端还与电阻r11的一端相连，降压芯片u3的pgnd端、agnd端、电阻r11的另一端、电容c13的另一端以及电容c14的另一端均与gnd端相连，电容c13的一端还与充电电路的输入端以及ldo电路的输入端相连，降压芯片u3采用mpm3510a芯片，通过降压芯片u3将外部电源输入电压vin降压至降压电压vcc并输出至第一负载rl1。
35.优选的，电源接口包括端口jp1、电容c8、c9，jp1端口的输出端分别与电容c8的一端、电容c9的一端以及降压芯片u3的in端相连，电容c8的另一端以及电容c9的另一端均接地。外部电源通过端口jp1输入，电容c8与电容c9的并联起到了对外部电源起到了滤波的作用。
36.优选的，参考附图3，保护电路包括电阻r5、r7、mos管q1、二极管dz1；mos管q1的源极与锂电池接口bat1以及充电电路的输出端相连，mos管q1的漏极与ldo电路的输入端相连，mos管q1的栅极分别与电阻r5的一端、电阻r7的一端以及二极管dz1的阴极相连，电阻r5的另一端与电源接口相连，电阻r7的另一端和二极管dz1的另一端均连接gnd端。保护电路通过设置p型mos管q1，实现对锂电池与第二负载rl2通断的控制，外部电源输入vin电压经r5、r7分压dz1稳压二极管钳位到5v，mos管q1的v
gs
低于其门限电压-2.5v，此时mos管q1关断，第一负载rl1及ldo电路由外部电源供电，并通过充电电路对锂电池充电；当外部电源断电后，mos管q1的栅极电压由r7下拉到gnd，此时mos管q1的v
gs
高于mos管q1的-2.5v门限电压，mos管q1导通，第二负载rl2和ldo电路由锂电池独立供电，完成供电切换，p型mos管q1具备低压降导通特性，可以完美的胜任锂电池到第二负载rl2及ldo电路的低压降要求，保证了锂电池的续航能力。
37.优选的，锂电池供电模块还包括采样电路，采样电路包括电阻r1、r2，电阻r1的一端与gnd端相连，电阻r2的一端与mos管q1的源极相连，电阻r1和电阻r2的另一端相连。电阻r2的另一端为采样端，通过外部控制系统对采样端的电压采样，即可实现对锂电池电压的监测，并控制充电电路的通断。
38.优选的，充电电路包括充电芯片u1，电阻r3、r6、电容c1、c2、c7、二极管d1、d2，充电芯片u1的vcc端分别与dcdc降压电路的输出端、电容c1的一端以及电阻r3的一端相连，电阻r3的另一端分别与二极管d1的阳极以及二极管d2的阳极相连，二极管d1的阴极和二极管d2
的阴极分别与充电芯片u1的chrg端及stdby端相连，充电芯片u1的bat端分别与锂电池接口bat1、电容c7的一端、电容c2的一端以及保护电路的第二输入端相连，充电芯片u1的prog端与电阻r6的一端相连，电阻r6的另一端、电容c1的另一端、电容c7的另一端以及电容c2的另一端均与gnd端相连。充电芯片采用ap5056芯片。通过设置充电芯片u1，实现了在外部电源输入时对锂电池的充电。
39.优选的，ldo电路包括ldo芯片u2、电阻r4、电容c3、c4，ldo芯片u2的in端分别与dcdc降压电路的输出端、保护电路的输出端相连以及电阻r4的一端相连，电阻r4的另一端与ldo芯片u2的en端相连，ldo芯片u2的out端分别与电容c3的一端、电容c4的一端以及第二负载rl2相连，电容c3的另一端及电容c4的另一端均与gnd端相连。ldo芯片u2采用tlv70233芯片。ldo电路为低压差线性降压电路，通过设置ldo芯片u2，可为第二负载rl2提供稳定的直流电压。
40.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。