雙路電源自動切換電路的製作方法

2023-12-01 17:17:01 2

本發明涉及集成電路領域，特別涉及一種雙路電源自動切換電路。

背景技術：

在很多控制系統中，均採用雙路電源進行供電。usb(通用串行總線)供電產品應用較多，當該產品需要輸出更大功率時，需要優先從外部供電來保證功率的輸出。以圖1所示的usb音箱的控制系統為例，該系統包括兩路電源，分別為電源a和電源b，電源b為usb埠供電，該系統運行時需要按照給定的電源優先級自動切換，其中電源a的優先級高於電源b的優先級。由於usb埠的供電能力的限制，當系統需要輸出更大的功率時，必須採用電源a也就是外部ac/dc(交流直流轉換器)適配器來提供更高的供電能力。當ac/dc或者其他外部電源接入時，系統供電需要從usb埠供電自動切換到外部ac/dc供電。

現有的電源切換電路一般採用繼電器實現，此時需要的附加電路實現複雜，涉及元器件較多，導致實現成本較高，另外也不符合系統實現小型化的發展趨勢。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中電源切換電路實現複雜、體積大且成本較高的缺陷，提供一種電路實現簡單、體積小且成本低的雙路電源自動切換電路。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供了一種雙路電源自動切換電路，用於切換第一輸入電源和第二輸入電源，其特點在於，包括電源輸出端、第一單向開關、第二單向開關和三端開關電路，所述三端開關電路包括第一端、第二端和第三端；所述第一端、所述第一單向開關的輸入端及所述第一輸入電源電連接，所述第二端與所述第二輸入電源電連接，所述第三端與所述第二單向開關的輸入端電連接，所述第一單向開關的輸出端、所述第二單向開關的輸出端以及所述電源輸出端電連接；所述三端開關電路用於在接入所述第二輸入電源並斷開所述第一輸入電源時使得所述第二端和所述第三端導通，所述三端開關電路還用於在接入所述第一輸入電源時使得所述第二端和所述第三端斷開；所述第一單向開關在所述第一單向開關的輸入端電壓減去所述第一單向開關的輸出端電壓之差大於第一預設值時導通；所述第二單向開關在所述第二單向開關的輸入端電壓減去所述第二單向開關的輸出端電壓之差大於第二預設值時導通。

本方案中，電源輸出端用於為最終的外接的負載電路進行供電。

本方案中，所述三端開關電路用於在接入所述第二輸入電源並斷開所述第一輸入電源時使得所述第二端和所述第三端導通是指此時僅接入第二輸入電源，而第一輸入電源不接入，此時第二端和第三端導通，即第二輸入電源經過第二單向開關為電源輸出端供電。

本方案中，所述三端開關電路還用於在接入所述第一輸入電源時使得所述第二端和所述第三端斷開是指只要第一輸入電源接入，無論第二電源是否接入，此時第二端和第三端均斷開，即此時由第一輸入電源經過第一單向開關為電源輸出端供電。

本方案中，第一單向開關和第二單向開關的存在可以防止電源之間的倒灌。

較佳地，所述第一單向開關和所述第二單向開關均為二極體。

較佳地，所述第一單向開關和所述第二單向開關均為肖特基二極體。

本方案中，第一單向開關和第二單向開關均採用肖特基二極體，肖特基二極體的導通電壓較小，導通壓降較低，開關損耗也小，所以能夠保證電源輸出端得到的電壓值更接近於第一輸入電源或第二輸入電源的供電電壓。

較佳地，所述雙路電源自動切換電路還包括一電阻，所述電阻的一端接地，所述電阻的另一端與所述第一輸入電源電連接；所述三端開關電路為場效應管，所述第一端為所述場效應管的柵極，所述第二端為所述場效應管的源極，所述第三端為所述場效應管的漏極。

較佳地，所述場效應管為pmos(p型金屬氧化物半導體)管。

本方案中，當第二輸入電源接入而第一輸入電源沒有接入時，由於電阻的下拉作用使得所述場效應管處於導通狀態，此時第二輸入電源通過所述場效應管和第二單向開關完成對電源輸出端的供電。當第一輸入電源後接入或者第一輸入電源以及第二輸入電源同時接入時所述場效應管截止，此時第一輸入電源通過第一單向開關完成對電源輸出端的供電。本方案實現了兩路電源的自動切換，允許兩路電源同時接入，並且第一輸入電源具有更高的優先級。

較佳地，所述電阻的阻值為1～100kω(千歐姆)。

較佳地，所述第一輸入電源的電壓為5～20v(伏特)；所述第二輸入電源的電壓為5～20v。

本發明的積極進步效果在於：本發明提供的雙路電源自動切換電路能夠實現控制系統中雙路電源的自動切換，通過該電路允許兩路電源先後或同時接入，保證不同電源之間不會出現倒灌，並且實現了一路電源的優先供電。本發明採用單向開關和三端開關電路實現，電路簡單且電路體積小，所以成本較低。

附圖說明

圖1為usb音箱的控制系統的示意圖。

圖2為本發明一較佳實施例的雙路電源自動切換電路工作示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。

如圖2所示，一種雙路電源自動切換電路，用於切換第一輸入電源1和第二輸入電源2，包括電源輸出端vdd、電阻r、第一單向開關3、第二單向開關4和三端開關電路5，該三端開關電路5包括第一端501、第二端502和第三端503。

本實施例中，電阻r的一端接地，第一端501、第一單向開關3的輸入端、電阻r的另一端及第一輸入電源1電連接，第二端502與第二輸入電源2電連接，第三端503與第二單向開關4的輸入端電連接，第一單向開關3的輸出端、第二單向開關4的輸出端以及電源輸出端vdd電連接。三端開關電路5用於在接入第二輸入電源2並斷開第一輸入電源1時使得第二端502和第三端503導通，三端開關電路5還用於在接入第一輸入電源1時使得第二端502和第三端503斷開。第一單向開關3在第一單向開關3的輸入端電壓減去第一單向開關3的輸出端電壓之差大於第一預設值時導通；第二單向開關4在第二單向開關4的輸入端電壓減去第二單向開關4的輸出端電壓之差大於第二預設值時導通。

本實施例中，第一單向開關3採用肖特基二極體d1實現，第二單向開關4採用肖特基二極體d2實現。三端開關電路5採用場效應管q實現，其中第一端501為場效應管q的柵極，第二端502為場效應管q的源極，第三端503為場效應管q的漏極，其中場效應管採用pmos管。

本實施例中，電阻r的阻值為50kω，第一輸入電源1的電壓為15v，第二輸入電源的電壓為10v。

本實施例中，當第二輸入電源2接入而第一輸入電源1沒有接入時，由於電阻r的下拉作用使得場效應管q處於導通狀態，第二輸入電源2通過場效應管q和肖特基二極體d2完成對電源輸出端vdd的供電；當第一輸入電源1後接入或者第一輸入電源1、第二輸入電源2同時接入時，場效應管q處於截止狀態，第一輸入電源1通過肖特基二極體d1完成對電源輸出端vdd的供電。肖特基二極體d1、d2的導通電壓較小且可以防止電源之間的倒灌。

本實施例實現了兩路電源的自動切換，允許兩路電源同時接入，並且第一輸入電源1具有更高的優先級。本實施例提供的雙路電源自動切換電路實現簡單且電路體積小，所以成本較低。

雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護範圍。