一种电源自动切换电路及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种电源自动切换电路及电子设备。


背景技术：

2.电子设备通常采用锂离子电池进行供电，在电池充电过程中，确保电子设备的供电电源进行平稳地切换尤为重要，这直接关系到电子设备使用的可靠性。
3.相关技术中，电源切换电路通常采用两个二极管进行电源的切换，二极管的阳极分别连接两路电源，二极管的阴极并联在一起作为电源输出。这种基于双二极管的电源切换电路结构简单、运行可靠，但是，由于二极管正向压降通常为0.7v，对于低电压的锂离子电池而言，过大的正向压降将导致锂离子电池后级电路的电压偏低。锂离子电池在放电使用后，其电压会逐渐降低，过大的正向压降将快速引起后级电路无法正常工作，而锂离子电池仍然具有加大的剩余电量，出现锂离子电池供电时间偏短的现象，从而影响产品的续航时间，降低了用户体验。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电源自动切换电路及电子设备，用以解决现有的电源切换电路存在较大的压降的问题。
5.本实用新型提供一种电源自动切换电路，包括：mos管、接地电路与供电连接电路；所述mos管的漏极用于与电池模块电性连接；所述mos管的栅极分别用于与所述接地电路的一端、所述供电连接电路的第一端及充电接口电性连接；所述mos管的源极与所述供电连接电路的第二端分别与电源输出端电性连接；在所述充电接口与外部电源电性连接的情况下，所述供电连接电路的第一端至第二端的正向压降大于所述mos管的开启电压，且小于预设压降值。
6.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，所述供电连接电路包括二极管，所述二极管的阳极与所述mos管的栅极电性连接，所述二极管的阴极与所述电源输出端电性连接。
7.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，所述二极管为肖特基二极管，所述肖特基二极管的正向压降为0.3v。
8.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，所述接地电路包括接地电阻，所述接地电阻的一端与所述mos管的栅极电性连接，所述接地电阻的另一端接地。
9.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，所述mos管为p沟道mos管，所述p沟道mos管的漏极与源极之间并联有寄生二极管，所述p沟道mos管的开启电压为-0.7v。
10.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，还包括：控制开关；所述mos管的源极与所述供电连接电路的第二端分别与所述控制开关的第一端电性连接，所述控制开关的第二端与所述电源输出端电性连接。
11.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，还包括：直流电压转换模块；所述直流电压转换模块连接于所述充电接口与所述mos管的栅极之间。
12.根据本实用新型提供的一种电源自动切换电路，所述充电接口包括usb接口。
13.本实用新型还提供一种电子设备，包括壳体，所述壳体内装有如上所述的电源自动切换电路。
14.本实用新型提供的一种电源自动切换电路及电子设备，通过设置mos管、接地电路与供电连接电路，可在电池模块向mos管的漏极单独供电时，基于mos管的导通功能，实现电池模块直接向电源输出端输出电压，避免在输电时产生较大的压降；同时，在通过充电接口单独供电，或者同时通过电池模块与充电接口供电时，由于供电连接电路的第一端至第二端的正向压降大于mos管的开启电压，可使得mos管关断，以通过供电连接电路输出电压，并确保供电时的正向压降小于预设压降值，从而同样防止在输电时产生较大的压降。
15.由此可见，本实用新型便捷地实现了供电电路的切换，可防止在输电时产生较大的压降，有利于确保电池的续航时间，提升用户体验。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型提供的电源自动切换电路的电路原理图；
18.附图标记：
19.1：mos管；
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2：接地电路；
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3：供电连接电路；
20.4：电池模块；
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5：控制开关；
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6：直流电压转换模块。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
22.下面结合图1描述本实用新型的一种电源自动切换电路及电子设备。
23.如图1所示，本实施例提供一种电源自动切换电路，包括：mos管1、接地电路2与供电连接电路3；mos管1的漏极用于与电池模块4电性连接；mos管1的栅极分别用于与接地电路2的一端、供电连接电路3的第一端及充电接口电性连接；mos管1的源极与供电连接电路3的第二端分别与电源输出端电性连接；在充电接口与外部电源电性连接的情况下，供电连接电路3的第一端至第二端的正向压降大于mos管1的开启电压，且小于预设压降值。
24.具体地，本实施例通过设置mos管1、接地电路2与供电连接电路3，可在电池模块4向mos管1的漏极单独供电时，基于mos管1的导通功能，实现电池模块4直接向电源输出端输出电压，避免在输电时产生较大的压降；同时，在通过充电接口单独供电，或者同时通过电
池模块4与充电接口供电时，由于供电连接电路3的第一端至第二端的正向压降大于mos管1的开启电压，可使得mos管1关断，以通过供电连接电路3输出电压，并确保供电时的正向压降小于预设压降值，从而同样防止在输电时产生较大的压降。
25.由此可见，本实用新型便捷地实现了供电电路的切换，可防止在输电时产生较大的压降，有利于确保电池的续航时间，提升用户体验。
26.在此应指出的是，本实施例所示的接地电路2用于在充电接口接通外部电源的情况下，确保mos管1的栅极维持一定的电压。在此，接地电路2可以由一个或多个电阻组成。
27.与此同时，本实施例所示的预设压降值可以为供电连接电路3的第一端的电压的6％-10％。例如：在供电连接电路3的第一端的电压为4.4v的情况下，供电连接电路3的第二端的电压可以为3.96-4.15v。
28.在此，本实施例所示的供电连接电路3既可以由若干个串并联的电阻构成的组合电路，也可以由二极管与电阻构成的组合电路，在此不做具体限定。
29.如图1所示，本实施例所示的电池模块4可以通过电源接口与mos管1的漏极可拆卸式连接，电池模块4输出的电压为3.7-4.2v，电池模块4可以为本领域公知的锂离子电池，电池模块4在图1中以bt表示。
30.mos管1用q1表示，mos管1具体为p沟道mos管，p沟道mos管的漏极与源极之间并联有寄生二极管，p沟道mos管的开启电压vgs(th)为-0.7v。其中，p沟道mos管的开启电压vgs(th)指的是在确保p沟道mos管能够开启的情况下，mos管1的g极(栅极)至s极(源极)导通门槛电压。
31.如此，本实施例在采用电池供电时，电池模块4输出的电流先流过mos管1内部的寄生二极管，以使得mos管1开通。在mos管1开通后，电流直接经过mos管1的d极(漏极)流向s极(源极)，使得mos管1内部的寄生二极管短路。正常情况下，mos管1的导通电阻很小，通常为0.1ω量级，而电子设备通常使用的电流不大，导致导通压降很小，远小于基于双二极管的电源切换电路中二极管的正向压降(0.7v)，可有效克服基于双二极管的电源切换电路所存在的正向压降较大的问题。
32.如图1所示，本实施例所示的供电连接电路3包括二极管d1，二极管d1的阳极与mos管1的栅极电性连接，二极管d1的阴极与电源输出端vout电性连接。其中，二极管d1优选为肖特基二极管，肖特基二极管的正向压降为0.3v。
33.与此同时，本实施例所示的接地电路2包括接地电阻r1，接地电阻r1的一端与mos管1的栅极电性连接，接地电阻r1的另一端接地。其中，接地电阻r1的阻值为100kω。
34.进一步地，本实施例还设有控制开关5，控制开关5用于控制电源的输出；mos管1的源极与供电连接电路3的第二端分别与控制开关5的第一端电性连接，控制开关5的第二端与电源输出端vout电性连接。其中，控制开关5在图1中以k1表示，控制开关5既可以为本领域所公知的手动按钮开关，也可以为电控开关，在此不做具体限定。
35.为了确保在通过充电接口单独供电时，mos管1的栅极的电压能够达到4.4v，本实施例除了对接地电路2的结构进行优化配置外，还可在充电接口与mos管1的栅极之间设置直流电压转换模块6。
36.其中，直流电压转换模块6既可以为直流升压模块，也可以为直流降压模块。例如，当向充电接口通入4v电压时，本实施例所示的直流电压转换模块6为直流升压模块，以将充
电接口通入的4v电压转换成4.4v。同时，为了便于充电操作，本实施例所示的充电接口优选为usb接口。
37.在此，结合下述三种情形，对本实施例所示的电源自动切换电路的切换状态进行分析。
38.(1)当电池模块向mos管的漏极供电，而充电接口没有与外部电源连接时，mos管的漏极的电压为3.7-4.2v，mos管的栅极被下拉到地，电池模块输出的电流经过寄生二极管到达mos管的源极。由于寄生二极管在导通时存在0.7v正向压降，使得mos管的源极的电压为3-3.5v，则mos管的栅极至源极的电压降vgs相应地为-3.5v至-3v。由于vgs小于vgs(th)，则mos管导通，电池模块从电源输出端vout输出电压，且不会产生较大的压降。
39.(2)当充电接口与外部电源连接，电池模块没有接入至mos管的漏极时，mos管的栅极的电压为4.4v，由于肖特基二极管的正向压降为0.3v，则供电连接电路的第一端至第二端的正向压降vgs为0.3v，此时vgs大于vgs(th)，mos管关断，电源输出端vout输出4.1v电压。
40.(3)当充电接口与外部电源连接，电池模块接入至mos管的漏极时，基于上述第二种情形可知，mos管处于关断状态，电池模块输出的电流不能到达mos管的源极，电源自动切换电路的电源输出端vout输出4.1v电压。
41.由此可知，在使用电池供电时，mos管导通压降较低，大幅度降低了线路的压降损耗，可确保锂离子电池充分放电，延长了电子设备的工作时间和降低充电频率，提升了用户体验。
42.优选地，本实施例还提供一种电子设备，包括壳体，所述壳体内装有如上所述的电源自动切换电路。
43.具体地，由于电子设备包括电源自动切换电路，该电源自动切换电路的具体结构参照上述实施例，由于该电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
44.其中，电子设备可以为本领域公知的智能手机、智能手表、掌上电脑、笔记本等，在此不做具体限定。
45.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。