CN218569902U - 一种省耗电源的智能切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种省耗电源的智能切换电路，包括外部电源接口电路，外部电源接口电路、第一P沟道MOS管的栅极、第二P沟道MOS管的漏极、N沟道MOS管、第一电阻和第二电阻，外部电源接口电路包括第一防雷放电管、第二防雷放电管、共模滤波电感、第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管、第三瞬态抑制二极管，本实用新型输入电压损耗小，外部输入电压或电池电压不经过二极管，输入电压的压降小，功耗低。

Description

一种省耗电源的智能切换电路

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种省耗电源的智能切换电路。

背景技术

作为物联网最底层的组成部分，传感器是数据采集的入口，被誉为物联网的“心脏”。然而，在物联网爆发与不断推进下传统传感器的诸多制约因素也愈发凸显，尤其是供电方式的问题。特别在无人值守要求方面，对于能耗要求较高，一方面可以降低传感器自身的功耗，另外一方面要求能源设备可以提供最大潜能的输出。在实际使用中，都采用一用一备方案(或者多种能源接入)，保持无人值守情况下，检测设备的数据完整性。绝大部门采用现成切换设备来实现，这些设备会带来能量功率的消耗，目前，传感器节点主要用电池实现供电，而人工换电池的维护费用也是巨大。当设备安装在偏远位置时，更加大了维护电源的难度，本发明采用无源器件搭建，实现反接输入保护和无电源压降方式，实现无缝电源接入切换，极大化发挥能源设备的输出。

实用新型内容

本实用新型的目的是为针对现有技术存在的上述问题，提供一种省耗电源的智能切换电路。

本实用新型的上述目的通过以下具体技术手段实现：

一种省耗电源的智能切换电路，包括外部电源接口电路，外部电源接口电路的输出正极分别与第一P沟道MOS管的栅极、第二P沟道MOS管的漏极、以及N 沟道MOS管的栅极连接，外部电源接口电路的输出负极与第一电气地连接，

第一P沟道MOS管的漏极与外置电池连接，第一P沟道MOS管的源极与第二 P沟道MOS管的源极连接，

第二P沟道MOS管的栅极与N沟道MOS管的源极连接，

N沟道MOS管的漏极与第一电气地连接，

第一电阻两端分别与第二P沟道MOS管的栅极和源极连接，

第二电阻两端分别与第一P沟道MOS管的栅极和第一电气地连接，

第一P沟道MOS管的源极与第二P沟道MOS管的源极均与电源转换芯片的输入端连接。

如上所述外部电源接口电路包括输入正极和输入负极，输入正极通过第一防雷放电管连接第二电气地，输入负极通过第二防雷放电管连接第二电气地，输入正极和输入负极分别连接共模滤波电感的第一输入端和第二输入端，共模滤波电感的第一输出端和第二输出端均分别通过第一瞬态抑制二极管和第三瞬态抑制二极管连接第二电气地，模滤波电感的第一输出端和第二输出端之间设置有第二瞬态抑制二极管，模滤波电感的第一输出端和第二输出端分别作为外部电源接口电路的输出正极和输出负极。

如上所述第一瞬态抑制二极管与第一电容并联，第二瞬态抑制二极管与第二电容并联，第三瞬态抑制二极管与第三电容并联。

本实用新型相对于现有技术，具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型输入电压损耗小，外部输入电压或电池电压不经过二极管，输入电压的压降小；

2、本实用新型不需要额外提供运行所需的运行电源，功耗低；

3、具备防反接功能，外部输入电压输入极性反接后不会对本实用新型造成破坏；

4、可以实现外部电源和电池电源的无缝切换，无缝切换是电压波动下，避免用电设备因为电压波动而重启或者无法使用，对于电压要求特别高的场所有很好应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种省耗电源的智能切换电路，包括外部电源接口电路，外部电源接口电路的输出正极分别与第一P沟道MOS管Q1的栅极、第二P沟道MOS 管Q2的漏极、以及N沟道MOS管Q3的栅极连接，外部电源接口电路的输出负极与第一电气地AGND连接，第一P沟道MOS管Q1的漏极与外置电池VBAT+连接，第一P沟道MOS管Q1的源极与第二P沟道MOS管Q2的源极连接，第二P沟道 MOS管Q2的栅极与N沟道MOS管Q3的源极连接，N沟道MOS管Q3的漏极与第一电气地AGND连接，第一电阻R1两端分别与第二P沟道MOS管Q2的栅极和源极连接，第二电阻R2两端分别与第一P沟道MOS管Q1的栅极和第一电气地AGND 连接，第一P沟道MOS管Q1的源极与第二P沟道MOS管Q2的源极均与电源转换芯片的输入端连接。

本实施例中，N沟道MOS管Q3的型号为AO3402，第一P沟道MOS管Q1和第二P沟道MOS管Q2的型号为AO3407A，电源转换芯片可以是DC-DC芯片或者LDO 芯片，

在外部电源与外置电池同时接入时，N沟道MOS管Q3的栅极高电平，N沟道 MOS管Q3导通，实现第二P沟道MOS管Q2导通，而第一P沟道MOS管Q1因为栅极为高，处于截至状态，外置电池的电压无法接入到电源转换芯片，外部电源的电压经过第二P沟道MOS管Q2后作为电源转换芯片的输入。

外部电源无输出时，第一P沟道MOS管Q1的栅极为低，处于导通状态，第二P沟道MOS管Q2和N沟道MOS管Q3处于截止状态，外置电池的电压经过直接第一P沟道MOS管Q1输入到电源转换芯片，并且利用了MOS管导通无压降特性，很好的保证电池充分释放能量，并且其自身的功耗非常低，实现能耗的节约，同时可以在外部电源断开的情况下，也可以很好的实现无缝切换外置电池的输出，实现电源转换芯片的正常连续工作。

外部电源接口电路包括输入正极+IN和输入负极-IN，输入正极+IN通过第一防雷放电管GDT1连接第二电气地PE，输入负极-IN通过第二防雷放电管GDT2 连接第二电气地PE，输入正极+IN和输入负极-IN分别连接共模滤波电感L1的第一输入端和第二输入端，共模滤波电感L1的第一输出端和第二输出端均分别通过第一瞬态抑制二极管TVS1和第三瞬态抑制二极管TVS3连接第二电气地PE，模滤波电感L1的第一输出端和第二输出端之间设置有第二瞬态抑制二极管TVS2，模滤波电感L1的第一输出端和第二输出端分别作为外部电源接口电路的输出正极和输出负极。第一瞬态抑制二极管TVS1与第一电容C1并联，第二瞬态抑制二极管TVS2与第二电容C2并联，第三瞬态抑制二极管TVS3与第三电容C3并联。

第一防雷放电管GDT1和第二防雷放电管GDT2的型号选用BA151N，起到防雷作用；共模滤波电感L1的电感值为1mH，起EMI滤波的作用；第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2和第三瞬态抑制二极管TVS3的型号分别为SMBJ20CA、SMBJ20A、和SMBJ20CA，可以防止外部电源的正负极反接，共模滤波电感L1中包含两个共模电感，第一共模电感的两端分别为模滤波电感L1 的第一输出端和第一输出端，第二共模电感的两端分别为模滤波电感L1的第二输出端和第二输出端。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种省耗电源的智能切换电路，包括外部电源接口电路，其特征在于，外部电源接口电路的输出正极分别与第一P沟道MOS管(Q1)的栅极、第二P沟道MOS管(Q2)的漏极、以及N沟道MOS管(Q3)的栅极连接，外部电源接口电路的输出负极与第一电气地(AGND)连接，

第一P沟道MOS管(Q1)的漏极与外置电池(VBAT+)连接，第一P沟道MOS管(Q1)的源极与第二P沟道MOS管(Q2)的源极连接，

第二P沟道MOS管(Q2)的栅极与N沟道MOS管(Q3)的源极连接，

N沟道MOS管(Q3)的漏极与第一电气地(AGND)连接，

第一电阻(R1)两端分别与第二P沟道MOS管(Q2)的栅极和源极连接，

第二电阻(R2)两端分别与第一P沟道MOS管(Q1)的栅极和第一电气地(AGND)连接，

第一P沟道MOS管(Q1)的源极与第二P沟道MOS管(Q2)的源极均与电源转换芯片的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种省耗电源的智能切换电路，其特征在于，所述外部电源接口电路包括输入正极(+IN)和输入负极(-IN)，输入正极(+IN)通过第一防雷放电管(GDT1)连接第二电气地(PE)，输入负极(-IN)通过第二防雷放电管(GDT2)连接第二电气地(PE)，输入正极(+IN)和输入负极(-IN)分别连接共模滤波电感(L1)的第一输入端和第二输入端，共模滤波电感(L1)的第一输出端和第二输出端均分别通过第一瞬态抑制二极管(TVS1)和第三瞬态抑制二极管(TVS3)连接第二电气地(PE)，模滤波电感(L1)的第一输出端和第二输出端之间设置有第二瞬态抑制二极管(TVS2)，模滤波电感(L1)的第一输出端和第二输出端分别作为外部电源接口电路的输出正极和输出负极。

3.根据权利要求2所述的一种省耗电源的智能切换电路，其特征在于，所述第一瞬态抑制二极管(TVS1)与第一电容(C1)并联，第二瞬态抑制二极管(TVS2)与第二电容(C2)并联，第三瞬态抑制二极管(TVS3)与第三电容(C3)并联。

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