一种双电池供电及充电切换电路的制作方法

1.本实用新型涉及自动开关电子电路技术领域，更具体的，涉及一种双电池供电及充电切换电路。


背景技术：

2.现有技术中，大多数充电电路在每次电池低电压时，都需要手动插入再能充电，或者存在边使用电池边充电的电路，给实际生活带来极大的不便利性和安全隐患，而少数的自动充电电路在待机状态，即不充电的情况下存在低功耗，且只能给单个电池充电，效率性不高，并不能很好地实现绿色环保。


技术实现要素：

3.本实用新型为克服上述背景技术中所述自动充电电路在待机状态存在低功耗，且只能给单个电池充电的情况，不能很好的提高效率和实现绿色环保，提供一种双电池供电及充电切换电路。
4.一种双电池供电及充电切换电路，所述电路分别与第一储能设备、第二储能设备连接，且所述电路至少包括第一充电电路、第二充电电路、第一开关电路、第二开关电路、逻辑控制电路；
5.所述第一开关电路一端与输入电源连接，且所述第一开关电路另一端通过第一充电电路与所述第一储能设备连接；
6.所述第二开关电路一端与输入电源连接，且所述第二开关电路另一端通过第二充电电路与所述第二储能设备连接；
7.其中，所述逻辑控制电路设置有信号输入端、使能输出端，所述信号输入端与所述第一充电电路、第二充电电路连接，所述使能输出端与第一开关电路、第二开关电路连接。
8.可选的，所述逻辑控制电路包括第二逻辑控制芯片，第二逻辑控制芯片设置第一脚、第二脚、第三脚、第四脚；所述第一脚、第三脚为信号输入端，第二脚、第四脚为使能输出端；
9.所述第一脚与第一充电电路连接，所述第二脚与第一开关电路连接，所述第三脚与第二充电电路连接，第四脚与第二开关电路连接。
10.可选的，所述第一开关电路包括第一mos管、第一电阻、第一电容、第二三极管、第三电阻；
11.第二三极管的基极通过分压电阻与所述第二逻辑控制芯片的第二脚连接，发射极通过第三电阻分别与第一mos管的栅极、第一电阻、第一电容连接，集电极接地；第一电阻另一端与输入电源连接，第一电容的另一端接地；
12.第一mos管的源极与输入电源连接，漏极与第一充电电路连接。
13.可选的，所述第二开关电路包括第三三极管、第四三极管、第五mos管、第十一电阻；
14.所述第三三极管的基极通过分压电阻与第二逻辑控制芯片的第四脚连接，集电极通过分压电阻与第四三极管的基极连接，发射极接地；
15.所述第四三极管的发射极通过分压电阻与第五mos管的栅极、第十一电阻连接，集电极接地；第十一电阻另一端与输入电源连接；
16.所述第五mos管源极与输入电源连接，漏极与第二充电电路连接。
17.可选的，所述第一充电电路包括第一充电芯片，所述第一充电芯片设置有第一电源端、第一输出端；第一电源端与第一开关电路连接，第一输出端与第一储能设备连接。
18.可选的，所述第二充电电路包括第三充电芯片，所述第三充电芯片设置有第二电源端、第二输出端，第二电源端与第二开关电路连接，第二输出端与第二储能设备连接。
19.可选的，所述第一充电电路还包括第一保护电路，所述第二充电电路还包括第二保护电路，所述第一保护电路、第二保护电路均包括至少一个第二电容；
20.所述第二电容一端与第一电源端或第二电源端连接，第二电容另一端接地。
21.可选的，所述第一充电电路还包括第三保护电路，所述第二充电电路还包括第四保护电路，第三保护电路、第四保护电路均包括至少一个第四电容、第一静电管；
22.所述第四电容、第一静电管一端与第一输出端或第二输出端连接，第四电容、第一静电管另一端接地。
23.可选的，所述第一充电电路还包括第一指示电路，所述第二充电电路还包括第二指示电路，所述第一指示电路、第二指示电路均包括一个第二电阻、第一发光二极管；
24.所述第二电阻一端与第一输入端或第二输入端连接，另一端通过第一发光二极管与第一充电芯片的第一指示端或第三充电芯片第二指示端连接。
25.可选的，所述第一充电电路还包括第一温度检测电路，所述第二充电电路还包括第二温度检测电路，所述第一温度检测电路、第二温度检测电路均包括第五电阻、第六电阻、第六电容，第二静电管；
26.所述第五电阻一端与第一输入端或第二输入端连接，所述第五电阻另一端与第六电阻、第六电容、第二静电管、第一储能设备的第一ntc端或第二储能设备的第二ntc端连接，第六电阻、第六电容、第二静电管另一端接地。
27.其有益效果在于：本技术主要利用场效应管、三极管的元器件特性，采用场效应管、三极管的导通状态，利用逻辑控制电路来控制实现电路双电池循环供电及充电切换电路的功能。逻辑控制电路分别与第一开关电路、第二开关电路、第一充电电路、第二充电电路连接，主要功能是检测第一储能设备、第二储能设备的电压状态，并输出高电压或低电压来控制第一开关电路、第二开关电路；第一开关电路主要控制第一充电电路给第一储能设备充、断电，相应的，第二开关电路主要控制第二充电电路给第二储能设备充、断电。第一保护电路、第三保护电路、第四保护电路、第四保护电路主要起到滤波和防静电的作用。温度感应电路则检测蓄能用电设备的温度，防止温度过高出现事故。第一指示电路、第二指示电路则用来警示电路的充电状态。本方案能够实现双电池相互充电供电及充满电后自动断开输入5v电源的电压功能，一定程度上提高了电池的利用率，对于一些24小时不断电使用的设备有很大的帮助；待机状态无功耗可以更加安全、绿色地实现对锂电池自动充电管理的功能。
附图说明
28.图1是本实用新型实施例本电路的逻辑框图。
29.图2是本实用新型实施例本电路的电路原理图一。
30.图3是本实用新型实施例本电路的电路原理图二。
具体实施方式
31.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
32.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
33.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
34.实施例一：
35.如图1-3所示，本技术公开了一种双电池供电及充电切换电路，电路分别与第一储能设备a、第二储能设备b连接，且电路至少包括第一充电电路、第二充电电路、第一开关电路、第二开关电路、逻辑控制电路；第一开关电路一端与输入电源5v连接，且第一开关电路另一端通过第一充电电路与第一储能设备a连接；第二开关电路一端与输入电源5v连接，且第二开关电路另一端通过第二充电电路与第二储能设备b连接；其中，逻辑控制电路设置有信号输入端、使能输出端，信号输入端与第一充电电路、第二充电电路连接，使能输出端与第一开关电路、第二开关电路连接。
36.在本实施例中，输入电源的输入电压可以是5v电压源，逻辑控制电路检测到第一储能设备a、第二储能设备b的电压状态时，可以对外输出电压；第一充电电路主要起到对第一储能设备a充电的作用，相应的，第二充电电路主要起到对第二储能设备b充电的作用；第一开关电路是作为输入电路和第一充电电路之间的开关，第二开关电路则是是作为输入电源5v和第二充电电路之间的开关。
37.在本实施例中，当第一储能设备a处于低电压状态时，一般低于3.5v电压时，逻辑控制电路给第二开关电路输出高电压，使第二开关电路闭合，输入电源5v与第二充电电路导通，从而第二充电电路开始给第二储能设备b充电。当第二储能设备b充满电时，一般高于4.2v电压时，逻辑控制电路给第一开关电路输出低电压，第一开关电路闭合，从而第一充电电路开始给第一储能设备a充电，同时地，逻辑控制电路给第二开关电路输出低电压，第二开关电路关闭，从而第二充电电路停止给第二储能设备b充电。之后，当第一储能设备a充满电时，一般高于4.2v时，逻辑控制电路给第一开关电路输出高电压，第一开关电路关闭，从而第一充电电路停止给第一储能设备a充电，以此达到循环充电的效果。本技术利用两个储
能设备的循环充断电，能够实现双储能设备相互充电供电及充满电后自动断开输入5v电源的电压功能，一定程度上提高了电池的利用率，而储能设备一直保持有电量，对于一些24小时不断电使用的设备有很大的帮助。
38.实施例二：
39.如图2-3，本技术的逻辑控制电路可以包括第二逻辑控制芯片u2，第二逻辑控制芯片设置第1脚u2_1、第2脚u2_2、第3脚u2_3、第4脚u2_4；第1脚u2_1与第一充电电路连接，第2脚u2_2与第一开关电路连接，第3脚u2_3与第二充电电路连接，第4脚与第二开关电路连接。
40.在本实施例中，第二逻辑控制芯片u2的型号可以为hc89s003f4，第1脚、第3脚为信号输入端，且第3脚的优先级大于第1脚，第1脚u2_1主要是检测第一储能设备a的电压状态，第3脚u2_3主要是检测第二储能设备b的电压状态；第2脚u2_2、第4脚u2_4为使能输出端，第2脚u2_2主要是给第一开关电路输出电压，控制第一开关电路的开关状态，相应的，第4脚u2_4则主要是给第二开关电路输出电压，控制第二开关电路的开关状态。
41.在本实施例中，当第一储能设备a处于低电压状态时，第4脚u2_4给第二开关电路输出高电压，使第二开关电路闭合，输入电源5v与第二充电电路导通，从而第二充电电路开始给第二储能设备b充电。当第二储能设备b充满电时，第2脚u2_2给第一开关电路输出低电压，第一开关电路闭合，从而第一充电电路开始给第一储能设备a充电；相应的，当第二储能设备b充满电时，第4脚u2_4给第二开关电路输出低电压，第二开关电路关闭，从而第二充电电路停止给第二储能设备b充电。之后，当第一储能设备a充满电时，第4脚u2_4给第一开关电路输出高电压，第一开关电路关闭，从而第一充电电路停止给第一储能设备a充电，以此达到循环充电的效果。
42.实施例三：
43.如图2-3所示，本技术的第一开关电路可以包括第一mos管q1、第一电阻r1、第一电容c1、第二三极管q2、第三电阻r3；第二三极管q2的基极b通过分压电阻r4与第二逻辑控制芯片的第二脚u2_2连接，发射极e通过第三电阻r3分别与第一mos管q1的栅极g、第一电阻r3、第一电容c1连接，集电极c接地；第一电阻r3另一端与输入电源5v连接，第一电容c1的另一端接地；第一mos管q1的源极s与输入电源5v连接，漏极d与第一充电电路连接。
44.在本实施例中，第一mos管q1为第一开关电路的核心元器件，起到导通电路的作用；第二三极管q2主要是控制第一mos管q1的导通状态；第一电阻r1、第三电阻r3起分压作用；第一电容c1的主要作用是延迟充电导通电路的导通，有效的起到保护电路的作用。
45.在本实施例中，当第2脚u2_2通过分压电阻r4给第二三极管q2的基极b输入低电压时，第二三极管q2不导通，从而输入电源5v给到第一mos管q1的电压足够导通，从而第一充电电路给第一储能设备a充电；当第2脚u2_2通过分压电阻r4给第二三极管q2的基极b输入高电压时，第二三极管q2导通，第二三极管q2通过分压电阻r3拉低第一mos管q1的栅极g的电压，使第一mos管q1电压不足而不导通，从而第一充电电路停止给第一储能设备a充电。本技术的第一开关电路主要利用mos管、三极管的导通特性来实现控制，从而控制输入电源5v与第一充电电路的连接，待机状态无功耗可以更加安全、绿色地实现对储能设备自动充电管理的功能。
46.实施例四：
47.如图2-3所示，本技术的第二开关电路可以包括第三三极管q3、第四三极管q4、第
五mos管q5、第十一电阻r11；第三三极管q3的基极b通过分压电阻r8与第二逻辑控制芯片的第4脚u2_4连接，集电极c通过分压电阻r9与第四三极管q4的基极b连接，发射极e接地；第四三极管q4的发射极e通过分压电阻r10与第五mos管q5的栅极g、第十一电阻r11连接，集电极c接地；第十一电阻r11另一端与输入电源5v连接；第五mos管q5的源极s与输入电源5v连接，漏极d与第二充电电路连接。
48.在本实施例中，第五mos管q5为第二开关电路的核心元器件，起到导通电路的作用；第三三极管q3主要是控制第四三极管q4的导通状态；第四三极管q4主要是控制第五mos管q5的导通状态；第十一电阻r11起分压作用；
49.在本实施例中，当第4脚u2_4输出高电压通过分压电阻r8给到第三三级管q3的基极b时，第三三级管q3导通，进而第四三极管q4也导通，第五mos管q5的栅极g被分压后也导通，从而第二开关电路闭合，电路给第二储能设备b充电；相反的，第4脚u2_4输出低电压时，第二开关电路打开，电路停止给第二储能设备b充电。
50.实施例五：
51.如图2-3所示，本技术的第一充电电路可以包括第一充电芯片u1，第一充电芯片u1设置有第一电源端、第一输出端；第一电源端与第一开关电路连接，第一输出端与第一储能设备a连接。
52.在本实施例中，第一充电芯片u1的型号可以为tp4056，设置第1脚u1_temp、第2脚u1_prog、第3脚u1_gnd、第4脚u1_vcc、第5脚u1_bat、第6脚u1_stdby、第7脚u1_chrg、第8脚u1_ce、第9脚u1_epad。第4脚u1_vcc、第8脚u1_ce连接输入电源5v，为第一充电芯片u1的第一电源端，接收电源输入电压；第5脚u1_bat与第一储能设备a连接，为第一充电芯片u1的第一输出端，对第一储能设备a提供充电电压，第2脚u1_prog经第七电阻r7接地，第3脚u1_gnd、第9脚u1_epad接地。
53.在本实施例中，输入电源5v经第一开关电路对第一充电芯片u1的第4脚u1_vcc、第8脚u1_ce供电，第一充电芯片u1工作，第5脚u1_bat开始对第一储能设备a提供充电电压充电；在第一储能设备a充满电时，第2脚u2_2使第一开关电路打开，从而关断电路，停止充电。
54.实施例六：
55.如图2-3所示，本技术的第二充电电路可以包括第三充电芯片u3，第三充电芯片u3设置有第二电源端、第二输出端，第二电源端与第二开关电路连接，第二输出端与第二储能设备b连接。
56.在本实施例中，第三充电芯片u3的型号可以为tp4056,设置第1脚u3_temp、第2脚u3_prog、第3脚u3_gnd、第4脚u3_vcc、第5脚u3_bat、第6脚u3_stdby、第7脚u3_chrg、第8脚u3_ce、第9脚u3_epad。第4脚u3_vcc、第8脚u3_ce连接输入电源5v，为第三充电芯片的第二电源端，接收输入电源5v电压；第5脚u3_bat与第二储能设备b连接，为第三充电芯片的第二输出端，对第二储能设备b提供充电电压，第2脚u3_prog经第十五电阻r15接地，第3脚u3_gnd、第9脚u3_epad接地。
57.在本实施例中，输入电源5v经第二开关电路对第三充电芯片u3的第4脚u3_vcc、8脚u3_ce供电，第三充电芯片u3工作，第5脚u3_bat开始对第二储能设备b提供充电电压充电；在对第二储能设备b充满电时，第4脚u2_4使第二开关电路打开，从而关断电路，停止充电。
58.实施例七：
59.如图2-3所示，本技术的第一充电电路还包括第一保护电路，第二充电电路还包括第二保护电路，第一保护电路包括至少一个第二电容c2，第二电容c2一端与第一电源端u1_vcc连接，第二电容c2另一端接地。在本实施例中，第二电容c2起到滤波稳压的作用。当输入电源5v对第一电源端u1_vcc供电时，第二电容c2能够稳定电压、滤除纹波，使供电电压更加的平稳。
60.同理，第二保护电路设置有第二电容，且第二电容一端与第二电源u3_vcc端连接，第二电容另一端接地。第二电容起到滤波稳压的作用。当输入电源5v对第二电源端u3_vcc供电时，第二电容能够稳定电压、滤除纹波，使供电电压更加的平稳。
61.实施例八：
62.如图2-3所示，本技术的第一充电电路还包括第三保护电路，第二充电电路还包括第四保护电路，第三保护电路包括至少一个第四电容c4、第一静电管esd1；第四电容c4、第一静电管esd1一端与第一输出端u1_bat连接，第四电容c4、第一静电管esd1另一端接地。在本实施例中，第四电容c4是对第一输出端u1_bat输出的电压起滤波整流作用，当第一输出端u1_bat对第一储能设备a输出电压时，第四电容c4能够过滤杂讯纹波的干扰，使输出电压更加的平稳；第一静电管esd1可以保护第一储能设备a不被静电损伤。
63.同理，第四保护电路包括至少一个第四电容、第一静电管；第四电容、第一静电管一端与第二输出端u3_bat连接，第四电容、第一静电管另一端接地。在本实施例中，第四电容是对第二输出端u3_bat输出的电压起滤波整流作用，当第二输出端u3_bat对第二储能设备b输出电压时，第四电容能够过滤杂讯纹波的干扰，使输出电压更加的平稳；第一静电管可以保护第二储能设备b不被静电损伤。
64.实施例九：
65.如图2-3所示，本技术的第一充电电路还可以包括第一指示电路，第二充电电路还可以包括第二指示电路，第一指示电路包括一个第二电阻r2、第一发光二极管d1；第二电阻r2一端与第一输入端u1_vcc连接，另一端通过第一发光二极管d1与第一充电芯片u1的第一指示端u1_chrg连接。在本实施例中，第一充电芯片u1的第7脚为第一指示端u1_chrg，第二电阻r2起分压作用，第一发光二极管d1起充电警示作用。当第一充电电路开始充电时，第一指示端u1_chrg为低电压，第二电阻r2、第一发光二极管d1组成指示电路，第一发光二极管d1在充电过程亮红灯，警示电路正在充电；当第一储能设备a充满电时，第一指示端u1_chrg为高电压，第一发光二极管d1反向阻断电流而熄灭。
66.同理，第二指示电路包括一个第二电阻、第一发光二极管；第二电阻一端与第二输入端u3_vcc连接，另一端通过第一发光二极管与第二充电芯片u3的第二指示端u3_chrg连接。在本实施例中，第二充电芯片u3的第7脚为第二指示端u3_chrg，第二电阻起分压作用，第一发光二极管起充电警示作用。当第二充电电路开始充电时，第二指示端u3_chrg为低电压，第二电阻、第一发光二极管组成指示电路，第一发光二极管在充电过程亮红灯，警示电路正在充电；当第二储能设备b充满电时，第二指示端u3_chrg为高电压，第一发光二极管反向阻断电流而熄灭。
67.实施例十：
68.如图2-3所示，本技术的第一充电电路还包括第一温度检测电路，第二充电电路还
包括第二温度检测电路，第一温度检测电路包括第五电阻r5、第六电阻r6、第六电容c6，第二静电管esd2；第五电阻r5一端与第一输入端u1_vcc连接，第五电阻r5另一端与第六电阻r6、第六电容c6、第二静电管esd2、第一储能设备a的a_ntc端连接，第六电阻r6、第六电容c6、第二静电管esd2另一端接地。在本实施例中，第五电阻r5、第六电阻r6为a_ntc端充电过温保护的检测电阻，符合在国际标准0-45度的要求,第六电容c6为a_ntc端的滤波电容，能够起到过滤杂讯纹波的干扰。当电路充电时，a_ntc端同步工作，检测第一储能设备a是否温度过高，若温度超过安全指数，则可以关断第一充电电路，起到保险的作用。a_ntc端还连接第二静电管esd2，第二静电管esd2另一端接地，第二静电管esd2能够保护a_ntc端不被静电损伤。
69.第二温度检测电路包括第五电阻、第六电阻、第六电容，第二静电管；第五电阻一端与第二输入端u3_vcc连接，第五电阻另一端与第六电阻、第六电容、第二静电管、第二储能设备b的b_ntc端连接，第六电阻、第六电容、第二静电管另一端接地。在本实施例中，第五电阻、第六电阻为b_ntc端充电过温保护的检测电阻，符合在国际标准0-45度的要求,第六电容为b_ntc端的滤波电容，能够起到过滤杂讯纹波的干扰。当电路充电时，b_ntc端同步工作，检测第二储能设备b是否温度过高，若温度超过安全指数，则可以关断第二充电电路，起到保险的作用。b_ntc端还连接第二静电管，第二静电管另一端接地，第二静电管能够保护b_ntc端不被静电损伤。
70.本技术主要利用场效应管、三极管的元器件特性，采用场效应管、三极管的导通状态，利用逻辑控制电路来控制实现双电池循环供电及充电切换电路的功能。逻辑控制电路通过分别检测第一储能设备a、第二储能设备b的电压状态，即第一储能设备a处于低电压时给第二储能设备b充电,第二储能设备b处于低电压时给第二储能设备a充电,这样第二储能设备b和第二储能设备b就起到轮流充电，并供电给到后端，就算5v电源停电后，二个储能设备都可以继续使用10天以内不充电，当有5v电源再次有电进来后，会继续对储能设备再充电。第一保护电路、第三保护电路、第四保护电路、第四保护电路主要起到滤波和防静电的作用。温度感应电路则检测储能设备的温度，防止温度过高出现事故。第一指示电路、第二指示电路则用来警示电路的充电状态。本方案能够实现双电池相互充电供电及充满电后自动断开输入5v电源的电压功能，一定程度上提高了电池的利用率，对于一些24小时不断电使用的设备有很大的帮助；待机状态无功耗可以更加安全、绿色地实现对锂电池自动充电管理的功能。
71.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。