电源切换电路、系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电源切换电路、系统及其控制方法。


背景技术：

2.为了保障设备的正常供电，一般设备会设置多路电源供电，如图1所示，主要包括外部电源vdd供电和内部电源vcc供电，若外部电源vdd和内部电源vcc同时连接设备电源接口in，这样会导致外部电源vdd和内部电源vcc之间短接，而外部电源vdd和内部电源vcc提供的电压一般不相同，因此外部电源vdd和内部电源vcc之间的压差会在设备的内部形成电流，使得设备被干扰甚至烧毁。
3.有鉴于此，目前常在外部电源vdd和内部电源vcc之间设置切换模块1，使得外部电源vdd和内部电源vcc中仅有一路电源向设备供电，防止两路电源短接在一起，导致设备被干扰甚至烧毁的问题。但是，目前的切换模块1通常由单个晶体管t和单个下拉电阻r构成，若该晶体管t为p型管，则切换模块1虽然能在由外部电源vdd供电时，将p型管截止，切断内部电源vcc，但是在内部电源vcc供电时，将p型管导通，内部电源vcc使p型管的漏极电位逐渐上升时，由于p型管的栅极和漏极连接，p型管的栅极电位也逐渐上升，这会导致p型管的栅源极电压差vgs逐渐增大，直至与其阈值电压vth逐渐接近，使得p型管的导通程度逐渐降低，内部电源vcc的供电电流逐渐减小，直至内部电源vcc无法向设备供电，导致设备无法正常工作。
4.因此，目前亟需提供一种电源切换电路，使得设备的供电电源在外部电源vdd和内部电源vcc之间切换时，外部电源vdd和内部电源vcc都能够单独向设备正常供电。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明实施例提供一种电源切换电路、系统及其控制方法。
6.第一方面，本发明实施例提供一种电源切换电路，包括第一电源输入端、第二电源输入端、电源供电端和电源切换模块；所述电源切换模块连接所述第一电源输入端、所述第二电源输入端和所述电源供电端，用于在所述第一电源输入端供电时，切断所述第二电源输入端，使得所述第一电源输入端向所述电源供电端供电，以及，在所述第一电源输入端不供电时，使得所述第二电源输入端向所述电源供电端供电。
7.在一些实施例中，所述电源切换模块包括第一电源切换单元、第二电源切换单元和隔离单元；
8.所述第一电源切换单元的控制端连接第一节点，所述第一电源切换单元的输入端连接所述第一电源输入端，所述第一电源切换单元的输出端连接所述电源供电端；
9.所述第二电源切换单元的控制端连接所述第一电源输入端，所述第二电源切换单元的输入端连接所述第二电源输入端，所述第二电源切换单元的输出端连接所述第一节点；
10.所述隔离单元的控制端连接所述第一电源输入端，所述隔离单元的输入端连接所
述第一节点，所述隔离单元的输出端连接所述电源供电端。
11.在一些实施例中，所述第一电源切换单元包括第一晶体管和第一下拉电阻；
12.所述第一晶体管的栅极连接第一节点，所述第一晶体管的源极连接所述第一电源输入端，所述第一晶体管的漏极连接所述电源供电端；
13.所述第一下拉电阻的第一端连接所述第一节点，所述第一下拉电阻的第二端连接恒压低电位端。
14.在一些实施例中，所述第二电源切换单元包括第二晶体管和第二下拉电阻：
15.所述第二晶体管的栅极连接所述第一电源输入端，所述第二晶体管的源极连接所述第二电源输入端，所述第二晶体管的漏极连接所述第一节点；
16.所述第二下拉电阻的第一端连接所述第一电源输入端，所述第二下拉电阻的第二端连接所述恒压低电位端。
17.在一些实施例中，所述隔离单元包括第三晶体管；所述第三晶体管的栅极连接所述第一电源输入端，所述第三晶体管的源极连接所述第一节点，所述第三晶体管的漏极连接所述电源供电端。
18.在一些实施例中，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管为p型薄膜晶体管。
19.第二方面，本发明实施例还提供一种电源切换电路的控制方法，包括：
20.当第一电源输入端供电时，电源切换模块切断第二电源输入端，使所述第一电源输入端向电源供电端供电；
21.当所述第一电源输入端不供电时，所述电源切换模块使所述第二电源输入端向所述电源供电端供电。
22.在一些实施例中，所述当第一电源输入端供电时，电源切换模块切断第二电源输入端，使所述第一电源输入端向电源供电端供电，具体包括：
23.由所述第一电源输入端提供高电平，使第二晶体管和第三晶体管截止；
24.通过第一下拉电阻下拉第一节点的电位，使第一晶体管导通，以使得所述第一电源输入端向所述电源供电端供电。
25.在一些实施例中，所述当所述第一电源输入端不供电时，所述电源切换模块使所述第二电源输入端向所述电源供电端供电，具体包括：
26.由所述第一电源输入端提供低电平或为高阻态，通过第二下拉电阻使所述第二晶体管和所述第三晶体管导通；
27.所述第二电源输入端提供高电平以向所述电源供电端供电，并上拉所述第一节点的电位，使所述第一晶体管截止。
28.第三方面，本发明实施例还提供一种电源切换系统，包括第一电源、第二电源、负载，以及如上所述的电源切换电路；所述第一电源连接所述电源切换电路的第一电源输入端，所述第二电源连接所述电源切换电路的第二电源输入端，所述负载连接所述电源切换电路的电源供电端。
29.本发明实施例提供的电源切换电路、系统及其控制方法，通过电源切换模块选择第一电源输入端或第二电源输入端向电源供电端供电，具体为在第一电源输入端和第二电源输入端同时供电时断开第二电源输入端，或者在第一电源输入端供电而第二电源输入端
不供电时，仅由第一电源输入端向电源供电端供电；而在第一电源输入端不供电时，使第二电源输入端供电，从而使得第一电源输入端和第二电源输入端都能单独正常向负荷供电，保证了电源供电端的正常供电。
附图说明
30.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
31.图1为现有技术的电源切换电路的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的电源切换电路的总体结构示意图；
33.图3为本发明实施例提供的电源切换电路的具体结构示意图；
34.图4为本发明实施例提供的第一电源输入端供电时的第一种电流路径示意图；
35.图5为本发明实施例提供的第一电源输入端供电时的第二种电流路径示意图；
36.图6为本发明实施例提供的第二电源输入端供电时的第一种电流路径示意图；
37.图7为本发明实施例提供的第二电源输入端供电时的第二种电流路径示意图；
38.图8为本发明实施例提供的电源切换电路的控制方法的流程示意图；
39.图9为本发明实施例提供的电源切换系统的结构示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明的是，本发明所有实施例为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为源极，另一极称为漏极。由于晶体管的源极和漏极是对称的，因此其源极和漏极是可以互换的。按附图中的形态规定晶体管的中间端为栅极、信号输入端为源极、信号输出端为漏极。此外，本技术所有实施例采用的晶体管可以包括p型和/或n型晶体管两种，其中，p型晶体管在栅极为低电位时导通，在栅极为高电位时截止；n型晶体管在栅极为高电位时导通，在栅极为低电位时截止。
42.如图2所示，本发明实施例提供一种电源切换电路，包括第一电源输入端vdd1、第二电源输入端vdd2、电源供电端in和电源切换模块10；其中，电源切换模块10连接第一电源输入端vdd1、第二电源输入端vdd2和电源供电端in，用于在第一电源输入端vdd1供电时，切断第二电源输入端vdd2，使得第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电，以及，在第一电源输入端vdd1不供电时，使得第二电源输入端vdd2向电源供电端in供电。
43.本发明实施例提供的电源切换电路，通过电源切换模块10选择第一电源输入端vdd1或第二电源输入端vdd2向电源供电端in供电，具体为在第一电源输入端vdd1和第二电源输入端vdd2同时供电时断开第二电源输入端vdd2，或者在第一电源输入端vdd1供电而第二电源输入端vdd2不供电时，仅由第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电；而在第一电源输入端vdd1不供电时，使第二电源输入端vdd2供电，从而使得第一电源输入端vdd1和第二电源输入端vdd2都能单独正常向负荷供电，保证了电源供电端in的正常供电。
44.也就是说，在第一电源输入端vdd1供电时，无论第二电源输入端vdd2是否接通，均选择由第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电；而在第一电源输入端vdd1不供电时，才选择犹第二电源输入端vdd2向电源供电端in充电，从而防止了第一电源输入端vdd1和第二电源输入端vdd2同时向电源供电端in供电，并且第一电源输入端vdd1或第二电源输入端vdd2单独供电时，都能正常向电源供电端in供电，以保证负荷的正常供电。
45.需要说明的是，该电源切换电路还包括电源控制模块(图中未示出)，用于在第一电源输入端vdd1不供电时，使第二电源输入端vdd2供电，以使得在第一电源输入端vdd1不供电时，由第二电源输入端vdd2向负荷正常供电。
46.结合图2和图3所示，电源切换模块10包括第一电源切换单元100、第二电源切换单元200和隔离单元300；其中：
47.第一电源切换单元100的控制端连接第一节点n，第一电源切换单元100的输入端连接第一电源输入端vdd1，第一电源切换单元100的输出端连接电源供电端in；
48.第二电源切换单元200的控制端连接第一电源输入端vdd1，第二电源切换单元200的输入端连接第二电源输入端vdd2，第二电源切换单元200的输出端连接第一节点n；
49.隔离单元300的控制端连接第一电源输入端vdd1，隔离单元300的输入端连接第一节点n，隔离单元300的输出端连接电源供电端in。
50.具体地，该电源切换电路的电源切换模块10由第一电源切换单元100、第二电源切换单元200和隔离单元300构成，其中，当第一电源输入端vdd1供电时，第一电源切换单元100工作，第二电源切换单元200不工作，从而切断第二电源输入端vdd2，使第一电源输入端vdd1通过第一电源切换单元100向电源供电端in供电，此时隔离单元300用于隔离第一电源切换单元100和第二电源切换单元200，从而隔离第一电源输入端vdd1和第二电源输入端vdd2，以防止第二电源切换单元200影响第一电源切换单元100工作，导致第一电源输入端vdd1不能正常通过第一电源切换单元100向电源供电端in供电；而当第一电源输入端vdd1不供电时，第一电源切换单元100不工作，第二电源切换单元200工作，从而使第二电源输入端vdd2通过第二电源切换单元200向电源供电端in供电，此时隔离单元300用于导通第二单元切换单元和供电端之间的电流通路。
51.也就是说，隔离单元300在第一电源输入端vdd1供电时起到隔离第一电源切换单元100和第二电源切换单元200的作用，而在第一电源输入端vdd1不供电、由第二电源输入端vdd2供电时起到导通第二电源切换单元200和电源供电端in的作用。
52.需要说明的是，电源输入端可通过下拉电阻接地，当电源输入端没有高电平输入时，下拉电阻可以使电源输入端处于低电平状态；当电源输入端输入高电平时，电源输入端处于高电平状态。
53.基于此，请继续参阅图3，在一些实施例中，第一电源切换单元100包括第一晶体管t1和第一下拉电阻r1；其中：
54.第一晶体管t1的栅极连接第一节点n，第一晶体管t1的源极连接第一电源输入端vdd1，第一晶体管t1的漏极连接电源供电端in；
55.第一下拉电阻r1的第一端连接第一节点n，第一下拉电阻r1的第二端连接恒压低电位端。
56.具体地，当第一电源输入端vdd1供电时，第一电源输入端vdd1提供高电平，第一下
拉电阻r1将第一节点n的电位下拉至低电平，从而使第一晶体管t1导通，以使得第一电源输入端vdd1通过第一晶体管t1向电源供电端in供电，如图4所示的电流路径。
57.进一步地，请继续参阅图3，在一些实施例中，第二电源切换单元200包括第二晶体管t2和第二下拉电阻r2：其中：
58.第二晶体管t2的栅极连接第一电源输入端vdd1，第二晶体管t2的源极连接第二电源输入端vdd2，第二晶体管t2的漏极连接第一节点n；
59.第二下拉电阻r2的第一端连接第一电源输入端vdd1，第二下拉电阻r2的第二端连接恒压低电位端。
60.具体地，当第一电源输入端vdd1不供电时，第一电源输入端vdd1提供低电平或为高阻态，第二下拉电阻r2将第二晶体管t2的栅极电位下拉至低电平，使第二晶体管t2导通，同时，使第二电源输入端vdd2供电，第二电源输入端vdd2提供高电平，此时若将第一节点n与电源供电端in连接，可以使第二电源输入端vdd2通过第二晶体管t2向电源供电端in供电，如图5所示的电流路径。
61.需要注意的是，第一节点n和电源供电端in仅在本实施例(图5)，即第一电源输入端vdd1不供电而由第二电源输入端vdd2供电时才互相连接，也就是说，第一节点n和电源供电端in不能一直连接，以避免在第一电源输入端vdd1供电，使第一晶体管t1的漏极电位上升时，第一节点n的电位也随之上升，从而使得第一晶体管t1的栅源极电位差与其阈值电压逐渐接近，导致第一晶体管t1的导通程度逐渐减小，使第一晶体管t1工作在不饱和区或截止，以致于第一电源输入端vdd1不能向电源供电端in正常供电。
62.有鉴于此，基于上述实施例，请继续参阅图3，本发明实施例还在第一电源切换单元100和第二电源切换单元200之间设置隔离单元300，隔离单元300包括第三晶体管t3；第三晶体管t3的栅极连接第一电源输入端vdd1，第三晶体管t3的源极连接第一节点n，第三晶体管t3的漏极连接电源供电端in。
63.具体地，当第一电源输入端vdd1供电时，第一电源输入端vdd1提供高电平，第一下拉电阻r1将第一节点n的电位下拉至低电平，使第二晶体管t2和第三晶体管t3截止，从而切断第二电源输入端vdd2，并且利用第三晶体管t3截止来隔离第一节点n和第一晶体管t1的漏极，从而在第一晶体管t1的漏极电位上升时，不影响第一节点n的电位，使得第一节点n的电位能保持在低电位，以使得第一晶体管t1持续导通，第一电源输入端vdd1能持续通过第一晶体管t1向电源供电端in正常供电，如图6所示的电流路径；而在第一电源输入端vdd1不供电、由第二电源输入端vdd2供电时，第二下拉电阻r2将第二晶体管t2和第三晶体管t3的栅极电位下拉至低电位，使第二晶体管t2和第三晶体管t3导通，第二电源输入端vdd2通过第二晶体管t2和第三晶体管t3向电源供电端in供电，如图7所示的电流路径。
64.需要说明的是，由于电源输入端一般提供的是高电位，因此在本发明实施例中，第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3采用p型薄膜晶体管，以便于电源输入端使第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3导通。
65.基于上述实施例，如图8所示，本发明实施例还提供一种电源切换电路的控制方法，包括：
66.s1、当第一电源输入端vdd1供电时，电源切换模块10切断第二电源输入端vdd2，使第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电；
67.s2、当第一电源输入端vdd1不供电时，电源切换模块10使第二电源输入端vdd2向电源供电端in供电。
68.具体地，在第一电源输入端vdd1和第二电源输入端vdd2同时供电时断开第二电源输入端vdd2，或者在第一电源输入端vdd1供电而第二电源输入端vdd2不供电时，仅由第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电；而在第一电源输入端vdd1不供电时，使第二电源输入端vdd2供电，从而使得第一电源输入端vdd1和第二电源输入端vdd2都能单独正常向负荷供电，从而保证了电源供电端in的正常供电。
69.在一些实施例中，当第一电源输入端vdd1供电时，电源切换模块10切断第二电源输入端vdd2，使第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电，具体包括：
70.由第一电源输入端vdd1提供高电平，使第二晶体管t2和第三晶体管t3截止；
71.通过第一下拉电阻r1下拉第一节点n的电位，使第一晶体管t1导通，以使得第一电源输入端vdd1向电源供电端in供电。
72.具体地，当第一电源输入端vdd1供电时，第一电源输入端vdd1提供高电平，第一下拉电阻r1将第一节点n的电位下拉至低电平，使第二晶体管t2和第三晶体管t3截止，从而切断第二电源输入端vdd2，并且利用第三晶体管t3截止来隔离第一节点n和第一晶体管t1的漏极，从而在第一晶体管t1的漏极电位上升时，不影响第一节点n的电位，使得第一节点n的电位能保持在低电位，以使得第一晶体管t1持续导通，第一电源输入端vdd1持续通过第一晶体管t1向电源供电端in正常供电，如图6所示的电流路径。
73.在一些实施例中，当第一电源输入端vdd1不供电时，电源切换模块10使第二电源输入端vdd2向电源供电端in供电，具体包括：
74.由第一电源输入端vdd1提供低电平或为高阻态，通过第二下拉电阻r2使第二晶体管t2和第三晶体管t3导通；
75.第二电源输入端vdd2提供高电平以向电源供电端in供电，并上拉第一节点n的电位，使第一晶体管t1截止。
76.具体地，在第一电源输入端vdd1不供电、由第二电源输入端vdd2供电时，第二下拉电阻r2将第二晶体管t2和第三晶体管t3的栅极电位下拉至低电位，使第二晶体管t2和第三晶体管t3导通，第二电源输入端vdd2通过第二晶体管t2和第三晶体管t3向电源供电端in供电，如图7所示的电流路径。
77.基于上述实施例，如图9所示，本发明实施例还提供一种电源切换系统，包括第一电源20、第二电源30、负载40，以及如上所述的电源切换电路10；其中：第一电源连接电源切换电路的第一电源输入端vdd1，第二电源连接电源切换电路的第二电源输入端vdd2，负载连接电源切换电路的电源供电端in。
78.可以理解的是，对于便携式设备，一般在室内环境使用外部电源vdd，在室外环境或室内环境不方便使用外部电源vdd时则使用内部电源vcc，因此在本发明实施例中，第一电源一般指外部电源vdd，第二电源一般指内部电源vcc。
79.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
80.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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发明各实施例的技术方案的范围。