CN216904676U - 一种电源切换电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电源切换电路和电子设备，该电路包括：比较控制单元和若干个电源切换单元；每个所述电源切换单元均包括一开关单元和一电源接口；其中，每个所述电源接口用于接入一组电源；各个所述电源接口和对应的所述开关单元第一端连接，所有开关单元的第二端连接以作为电源输出端；各个所述电源接口和所述比较控制单元的不同输入端连接；所述比较控制单元的输出端和所述开关单元的控制端连接；所述比较控制单元用以比较接入的各个电源大小，并控制各个所述开关单元的通断状态，以使其中一组电源输出至所述电源输出端。无控制器，仅用利用比较控制单元实现电池的切换管理，整个方案使用器件较少，减少了电路成本。

Description

一种电源切换电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池切换领域，尤其涉及一种电源切换电路和电子设备。

背景技术

电池供电设备当前使用广泛。目前除手机外，部分CPE设备、便携式基站设备也需要电池供电。当电池电量不足时，需要接入另一个电池，但同时要求***正常工作不关机。传统方案通常使用二极管作为切换管理方式，但是此时有二极管压降，导致电池效率较低。或者使用控制器进行开关切换控制，但是需要额外增加控制器和控制逻辑，成本较高。

实用新型内容

有鉴于此本实用新型提供了一种电源切换电路，包括：比较控制单元和若干个电源切换单元；每个所述电源切换单元均包括一开关单元和一电源接口；其中，每个所述电源接口用于接入一组电源；

各个所述电源接口和对应的所述开关单元第一端连接，所有开关单元的第二端连接以作为电源输出端；各个所述电源接口和所述比较控制单元的不同输入端连接；所述比较控制单元的输出端和所述开关单元的控制端连接；

所述比较控制单元用以比较接入的各个电源大小，并控制各个所述开关单元的通断状态，以使其中一组电源输出至所述电源输出端。

进一步的，所述开关单元包括二极管和PMOS管，所述二极管的阴极和所述PMOS管的漏极连接，所述二极管的阳极和所述PMOS管的源极连接；

所述开关单元的第一端为所述PMOS管的漏极，所述开关单元的控制端为所述PMOS管的栅极，所述开关单元的第二端为所述PMOS管的源极。

进一步的，所述电源切换单元的数量为两个。

进一步的，所述比较控制单元包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的反向输入端和第一电源接口连接，所述第一比较器的正相输入端和第二电源接口连接，所述第一比较器的输出端和第一电源开关单元的控制端连接；

所述第二比较器的正向输入端和第一电源接口连接，所述第二比较器的反相输入端和第二电源接口连接，所述第二比较器的输出端和第二电源开关单元的控制端连接。

进一步的，所述电源接口用于接入电池。

进一步的，每个所述开关单元的控制端还通过下拉电阻接地。

进一步的，所述比较控制单元的输入端还通过下拉电阻接地。

进一步的，本申请还提供一种电子设备，包括如上述实施例中任一项所述电源切换电路。

进一步的，还包括：多组电池，每组所述电池与对应的所述电源接口可拆卸连接。

进一步的，所述电子设备为便携式基站设备、工作台或笔记本电脑。

本实用新型实施例公开了一种电源切换电路和电子设备，该电路包括：比较控制单元和若干个电源切换单元；每个所述电源切换单元均包括开关单元和电源接口；所述电源接口和所述开关单元第一端连接，所述电源接口和所述比较控制单元的输入端连；所述比较控制单元的输出接口和所述开关单元的控制端连接，用以控制所述开关单元的开关状态，所述开关单元的第二端与输出端连接，用于输出电流，所述若干个电源切换单元之间并联连接。无控制器，仅用利用比较控制单元实现电池的切换管理，整个方案使用器件较少，减少了电路成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本实用新型实施例一种电源切换电路结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例一种电源切换电路示意图；

图3示出了本实用新型实施例又一种电源切换电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

接下来以具体实施例来解释本申请的技术方案。

本实施例的电源切换电路包括比较控制单元和若干个电源切换单元；每个所述电源切换单元均包括一开关单元和一电源接口；其中，每个所述电源接口用于接入一组电源；各个所述电源接口和对应的所述开关单元第一端连接，所有开关单元的第二端连接以作为电源输出端；各个所述电源接口和所述比较控制单元的不同输入端连接；所述比较控制单元的输出端和所述开关单元的控制端连接；所述比较控制单元用以比较接入的各个电源大小，并控制各个所述开关单元的通断状态，以使其中一组电源输出至所述电源输出端。

其中，每个电源切换单元由电源接口和开关单元组成，电源接口用于连接电池，为电路供电，比较控制单元通过开关单元控制对应的电源切换单元的电流流通情况。

如图1所示，该结构示意图中包含两个电源切换单元(虚线框框起来的部分为电源切换单元)，其中第一电源接口10与第一开关单元20的第一端连接，第一开关单元的第二端连接至电源输出端60，第二电源接口40与第二开关单元50的第一端连接，第二开关单元50的第二端连接至电源输出端60，电源输出端60则与用电电路70连接，这样通过第一开关单元20和第二开关单元50的开关状态，可以控制最终为用电电路70供电的电源来自哪个电源接口。其中，两个电源接口都可以用来和电池连接，其可以是电池插座或者其他支持电池接入和分离的电源接口，在此不做限定。

本实施例中，由比较控制单元30来控制两个开关单元，如图1所示，第一电源接口10和第二电源接口40分别连接至比较控制单元30的输入端上，第一开关单元20和第二开关单元50的控制端分别连接到比较控制单元30的输出端，该比较控制单元30通过对这两个电源接口的电压大小进行比较，进而控制对应的开关单元的开关。当第一电源接口10的电压大于第二电源接口40的电压时，则打开第一开关单元20，并且关断第二开关单元50，使用第一电源接口10的电力来供电。若第一电源接口10的电压小于第二电源接口40的电压时，则关断第一开关单元20，并且打开第二开关单元50，以使用来自第二电源接口40的电力来供电，以此实现电源切换。

具体而言，可进一步参照图2所展示的电路图。

对应于图1中的结构，本实施例的两个开关单元可以如图2的Q1和Q2所示，包括二极管和PMOS管，二极管的阴极和所述PMOS管的漏极连接，所述二极管的阳极和所述PMOS管的源极连接实现并联，其中PMOS管的漏极为上述两个开关单元的第一端，栅极为控制端，源极为第二端，其中，该二极管可以是和PMOS管一体成型的体二极管，也可以是外接的二极管。

vcc_bat1为第一电源接口10，vcc_bat2为第二电源接口40，vcc_BAT为用电电路70，U1对应上述比较控制单元30，为一双路比较器，用于实现对vcc_bat1和vcc_bat2的电压对比。

其中，vcc_bat1分别连接双路比较器U1的2号引脚以及5号引脚(即输入端)，该输入端分正负极，也就是正向输入端和反向输入端，本实施例中，2号为反向，5号为正向，其他的引脚以此类推。vcc_bat2分别连接双路比较器U1的3号引脚以及6号引脚，当vcc_bat1的电压大于vcc_bat2的电压时，双路比较器会分别将2号引脚以及3号引脚的电压进行对比，将5号引脚和6号引脚的电压进行对比，得到2号大于3号以及5号大于6号的结果，因此输出端OUTA会输出低电压，OUTB会输出高电压，而输出端OUTA连接的是第一开关单元Q1的控制端，根据PMOS管的运作原理，此时的Q1会处于通路状态，而OUTB连接的是Q2的控制端，因此Q2会处于断路状态，由此实现使用较高电压的一方作为供电电源，并且在此时拔掉和vcc_bat2处连接的电池，也不会对整个设备的运作有任何影响，使得用户可以将位于vcc_bat2处的电池换成新电池。

在实际使用中，随着使用时间的增长，vcc_bat1所连接的电池电压变低，且vcc_bat2处换上了新电池，由此变成了vcc_bat2的电压大于vcc_bat1的情况，类似于上述过程，此时双路比较器U1的OUTA会输出高电压，而OUTB会输出低电压，使得Q2处于通路状态，Q1处于断路状态，实现了电池的切换。

当vcc_bat1和vcc_bat2的电压相等时，双路比较器U1所输出的状态不确定，因此会存在(1)Q1和Q2只有任何一个导通、(2)Q1和Q2均导通和(3)Q1和Q2均不导通三种状态。

在第一种状态下，由导通的电池进行供电，在第二个状态下，由两个电池一起供电，在第三个状态下，虽然PMOS管不导通，但是与之并联的二极管作为续流二极管，使得两个电池可以继续为电路供电，保证了整个电路的使用正常。

进一步的，Q1和Q2的控制端还通过下拉电阻接地，双路比较器U1的四个输入端也通过下来电阻接地，以保护电路安全。

在实际使用过程中，若只在vcc_bat1接入电池，则由vcc_bat1供电，当在使用过程中，vcc_bat1所接入的电池电量变低，电压下降，此时在vcc_bat2中接入另一个满电的电池，根据上述电路逻辑，可以在不关闭设备的情况下，使用vcc_bat2上的满电电池进行工作，并且用户可以直接拔除vcc_bat1上的电池，实现了电池的无感切换，并且这种切换不影响用户对设备的连续使用。

本实施例通过一个双路比较器实现了对两个电池电压的对比，进而控制了两个开关的通断状态，进而实现了电池的切换，并且通过pmos管来进行电路的切换操作，减少了电压损失，整体电路简单，没有控制器的介入，减少了成本。

如图3所示，为本技术方案下的又一种电源切换电路，区别于实施例1，本实施例采用了两个单路比较器作为比较控制单元，单路比较器U2用于控制Q1的开关，U3用于控制Q2的开关，其具体的工作原理类似上述实施例1中的工作原理，当vcc_bat1的电压大于vcc_bat2的电压时，U2输出低电压，U3输出高电压，使得Q1导通Q2不导通，当vcc_bat1的电压小于vcc_bat2的电压时，U2输出高电压，U3输出低电压，使得Q1不导通Q2导通，因为使用两个单路比较器，使得整个电路排线更加简单。

本申请还提供了一种电子设备，本申请还提供一种电子设备，包括如上述实施例中任一项所述电源切换电路。还包括：多组电池，每组所述电池与对应的所述电源接口可拆卸连接。进一步的，所述电子设备为便携式基站设备、工作台或笔记本电脑。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源切换电路，其特征在于，包括：比较控制单元和若干个电源切换单元；每个所述电源切换单元均包括一开关单元和一电源接口；其中，每个所述电源接口用于接入一组电源；

各个所述电源接口和对应的所述开关单元第一端连接，所有开关单元的第二端连接以作为电源输出端；各个所述电源接口和所述比较控制单元的不同输入端连接；所述比较控制单元的输出端和所述开关单元的控制端连接；

所述比较控制单元用以比较接入的各个电源大小，并控制各个所述开关单元的通断状态，以使其中一组电源输出至所述电源输出端。

2.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述开关单元包括二极管和PMOS管，所述二极管的阴极和所述PMOS管的漏极连接，所述二极管的阳极和所述PMOS管的源极连接；

所述开关单元的第一端为所述PMOS管的漏极，所述开关单元的控制端为所述PMOS管的栅极，所述开关单元的第二端为所述PMOS管的源极。

3.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述电源切换单元的数量为两个。

4.根据权利要求3所述的电源切换电路，其特征在于，所述比较控制单元包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的反向输入端和第一电源接口连接，所述第一比较器的正相输入端和第二电源接口连接，所述第一比较器的输出端和第一电源开关单元的控制端连接；

所述第二比较器的正向输入端和第一电源接口连接，所述第二比较器的反相输入端和第二电源接口连接，所述第二比较器的输出端和第二电源开关单元的控制端连接。

5.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述电源接口用于接入电池。

6.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，每个所述开关单元的控制端还通过下拉电阻接地。

7.根据权利要求1所述的电源切换电路，其特征在于，所述比较控制单元的输入端还通过下拉电阻接地。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述电源切换电路。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括：多组电池，每组所述电池与对应的所述电源接口可拆卸连接。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为便携式基站设备、工作台或笔记本电脑。

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