电源自动切换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种电源自动切换装置，包括多个并联的电源输入端口，用于与多路电源连接；一个电源输出端口，用于向用电器提供电源；一个判断多路电源状态并根据多路电源状态向电压变换电路切换提供某一电源的转换电路；一个连接在转换电路与电源输出端口之间的电压变换电路，用于将转换电路提供的电源电压变换为额定输出电压；一个向电压变换电路提供电能的储能电路，该储能电路的电能由所述转换电路提供。本实用新型专利技术提供的电源自动切换装置生产成本低，在便携式电子设备中占据提交小，并且工作时消耗电能不多。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源切换装置，尤其是一种在^^携式电子设 备中对两路输入的直流电源进行自动切换的电源自动切换装置。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，MP3播放器、数码相机等便携式电子 设备已经被人们广泛使用。现有的大部分便携式电子设备都具有两路 直流电源供电，其中一路是由电池提供的直流电源，另外一路是由通 用串行总线(USB)提供的直流电源。当便携式电子设备只安装有电 池而没有连接通用串行总线时，便携式电子设备由电池供电；当便携 式电子设备既安装有电池又连接通用串行总线时，便携式电子设备会 切换由通用串行总线供电。现有的便携式电子设备较多使用专用的电 源管理单元(PMU)芯片进行电源切换，但这会增加便携式电子设备 的生产成本，并在便携式电子设备中占据较大的体积，不利于便携式 电子设备的小型化。因此，现有部分便携式电子设备使用两只二极管 来实现电源的自动切换。如图1所示，是由两只二极管构成的现有电 源自动切换装置的电原理图。图中二极管Dl、 D2的正极分别与两路 直流电源输入端口 Jl、 J2连接，其负极连接在一起，并连接到电源 输出端口 J4上。正常使用时，只有一路直流电源向端口 Jl提供一个 电压较低的直流电源，此时端口 Jl的电压比节点N电压高，二极管 Dl导通，用电系统20由该^^直流电源供电。当另一^各直流电源通过 端口 J2提供一个电压较高的直流电源时，端口 J2电压高于节点N的 电压，二极管D2导通，而节点N电压又高于端口 Jl电压，则此时二 极管D1截止，供电的直流电源自动切换为与端口 J2连接的一路直流 电源。但这种由两只二极管组成的电源自动切换装置存在两只二极管 本身耗电的问题，导致较大的能量损耗，不利于用电系统20的长时 间使用。同时，现有部分便携式电子设备可支持0TG (USB on-the-go，一种支持电子设备作为主机或从机双重角色转换的USB协议)功能，在这些便携式电子设备中，如不能对总线电源进行有效的管理， 可能导致串行通用总线通信错误，同时也会影响便携式电子设备的正 常工作。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种成本低、体积小并且能量消 耗小的电源自动切换装置。为实现上述目的，本技术提供的电源自动切换装置包括多个并联的电源输入端口，用于与多路电源连接； 一个电源输出端口，用 于向用电器提供电源； 一 个判断多路电源状态并根据多路电源状态向 电压变换电路切换提供某一电源的转换电路； 一个连接在转换电路与 电源输出端口之间的电压变换电路，用于将转换电路提供的电源电压 变换为额定输出电压； 一个向电压变换电路提供电能的储能电路，该 储能电路的电能由所述转换电路提供。较佳的实施方案是，转换电路包括一个二极管和一个第一场效应 管，二极管的正极连接到其中一个电源输入端口 Jl上，负极与储能 电路连接；第一场效应管连接在另一个电源输入端口 J2与电压变换 电路之间，其寄生二极管的正方向为由该电源输入端口到电压变换电 路。由以上方案可见，本技术提供的电源自动切换装置与电源管 理模块相比，使用电子元件较少，降低了生产的成本，并且减少占据 的空间。同时，转换电路只使用一个二极管和场效应管，而场效应管 消耗的电能远小于二极管，故本技术提供的电源自动切换装置能 减少电能的消耗，有利于便携式电子设备的长时间使用。如果便携式电子设备支持0TG功能，本技术的电源自动切换 装置还进一步包括驱动通用串行总线的外部总线电源， 一夺电池的电能 转换为外部总线电源的总线驱动装置，检测和控制便携式电子设备在 通信中的状态并向总线驱动装置和切换装置发送检测信号的通用串行 总线控制器，通用串行总线控制器能根据便携式电子设备在通信中的 角色控制选择由外部总线电源还是电池供电。可见，电源自动切换装置通过总线驱动装置和通用串4亍总线控制 器对总线电源进行有效管理，确保便携式电子设备的正常工作。附图说明图1是由两只二极管构成的现有电源自动切换装置的电原理图； 图2是使用本技术的便携式电子设备部分功能模块的连接示 意框图3是本技术的第一实施例的电原理图； 图4是本技术的第二实施例的电原理图； 图5是本技术的第三实施例的电原理图。 以下结合附图及各实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式参见图2,图2揭示了使用了本技术的便携式电子设备部 分功能模块的连接示意框图。便携式电子设备包括两路直流电源，分 别为第一直流电源1和第二直流电源2,这两3各直流电源可以是电 池、通用串行总线等。本技术的电源自动切换装置包括转换电路 11、储能电路12、电压变换电路13以及电源输出端口 J4。便携式电子设备工作时，转换电路11判断两路直流电源的状 态，若只有一^各直流电源存在，则由该^^直流电源供电；若两^Jl流 电源都存在，则判断两路直流电源中哪一路的电压较高，由电压较高 的一路供电。同时，转换电路11还会在两路直流电源中实现自动切 换。由于切换过程中，两路直流电源均不能正常地供电，此时储能电 路12将短时间地代替两路直流电源供电，以保证便携式电子设备的 正常工作。在切换完成后，处于工作状态的一路直流电源通过转换电 路11向储能电路12供电，以补充储能电路12在切换过程中消耗掉 的能量。同时，转换电路11对两路电源切换的时间是短暂的，储能 电路12代替两路直流电源工作的时间也是短暂的，因此本技术 的对储能电路12的储存容量要求不高，普通的电容元件^使可实现。由于电池提供的电压一般为1. 2伏至1. 5伏，通用串行总线提供 的电压一般为5伏，而便携式电子设备的工作电压一般为3伏，因此在转换电路11或储能电路12向电子系统14供电前，需要通过电压变换电路13对输入的直流电源的电压进行转换，再输出到电源输出 端口J4上去。电压变换电路13主要包括一升压电路、降压电路以及 电压判断电路，该电压判断电路判断输入的电压是否在3伏以上，若 在3伏以上则进行降压处理，若在3伏以下则进行升压处理。参见图3，图3是本技术第一实施例的电原理图。本实施例 中，两路直流电源分别是通用串行总线和电池，Jl和J2分别是连接 通用串行总线的端口和连接电池的端口 ， Pl是连接系统电源的端 口，系统电源是指由便携式电子设备其他功能模块提供的电源，当电 池安装到该便携式电子设备上时，系统电源便获得3伏的电压，并向 端口 pi输出该3伏电压。电阻Rl、 R2、 R3、 二极管D3以及N型场 效应管Ql、 Q2组成了本实施例的转换电路，储能电路为电容C。 二 极管D3的正极与端口 Jl连接，其负极与电容C连接；场效应管Ql 的源极sl与端口n连接，漏极dl与电容C连接，栅极gl通过电阻 Rl与端口 Pl连4妻，并且与场效应管Q2的漏极d2连接；场效应管Q2 的源极s2接地，栅极g2通过电阻R2与端口 Jl连接，并且通过电阻 R3接地。本实施例中，通用串行总线的供电电压比电池的供电电压高，即 两路直流电源同时存在时，由通用串行总线电源供电。在1更携式电子 设备工作过程中，大部分时间只有电池存在，即端口 J2有约1.5伏 的电压输入，端口 Jl没有电压输入。此时，二才及管D3和场效应管 Q2截止。电池通过端口本文档来自技高网...

【技术保护点】
电源自动切换装置，包括：　　　　多个并联的电源输入端口，用于与多路电源连接；　　　　一个电源输出端口，用于向用电器提供电源；　　　　其特征在于：　　　一个判断所述多路电源状态并根据所述多路电源状态向电压变换电路切换提供某一电源的转换电路；　　　　一个连接在所述转换电路与所述电源输出端口之间的电压变换电路，用于将所述转换电路提供的电源电压变换为额定输出电压；　　　　一个向所述电压变换电路提供电能的储能电路，所述储能电路的电能由所述转换电路提供。

【技术特征摘要】
1、电源自动切换装置，包括多个并联的电源输入端口，用于与多路电源连接；一个电源输出端口，用于向用电器提供电源；其特征在于一个判断所述多路电源状态并根据所述多路电源状态向电压变换电路切换提供某一电源的转换电路；一个连接在所述转换电路与所述电源输出端口之间的电压变换电路，用于将所述转换电路提供的电源电压变换为额定输出电压；一个向所述电压变换电路提供电能的储能电路，所述储能电路的电能由所述转换电路提供。2、 根据权利要求l所述的电源自动切换装置，其特征在于 所述转换电^各包括一二极管和一第一场效应管； 所述二极管的正极与其中一个所述电源输入端口 Jl连接，负极与所述储能电路连接；所述第一场效应管连接在另一个所述电源输入端口 J2与电压变 换电路之间，其寄生二极管的正方向为由该电源输入端口到电压变换 电路。3、 根据权利要求1所述的电源自动切换装置，其特征在于还包括一个第二场效应管，所述第二场效应管的正方向为由地到 第一场效...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾明仁，李鑫，
申请(专利权)人：炬力集成电路设计有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]