双电源切换电路以及装置的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种双电源切换电路以及装置。

背景技术：

目前，传统的双电源切换电路一般采用两个二极管，利用二极管的单向导通性来实现双电源的切换供电，但是这种传统的双电源切换电路响应速度慢，而且由于二极管本身存在的问题，这种传统的双电源切换电路在电压通过后会存在较大的压降且不能通过太大电流。

因此，传统的技术方案中存在响应速度慢、电压压降大、通过电流小的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种双电源切换电路，旨在解决传统的技术方案中存在的电压压降大、通过电流小以及响应速度慢的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种一种双电源切换电路，与第一电源、第二电源以及负载连接，所述第一电源电压大于所述第二电源电压，所述双电源切换电路包括：

第一开关模块，所述第一开关模块的第一端接于所述第一电源，所述第一开关模块的第二端接于所述第二电源，所述第一开关模块的第三端接于所述双电源切换电路的输出端，所述双电源切换电路的输出端接于所述负载，所述第一开关模块被配置为控制所述第二电源对所述负载供电电路的通断和防止所述双电源切换电路的输出端的电压倒灌到所述第二电源；

第二开关模块，所述第二开关模块的第一端接于所述第一电源，所述第二开关模块的第二端接地，所述第二开关模块被配置为控制所述第一电源和第二电源对所述负载供电电路的通断；

第三开关模块，所述第三开关模块的第一端接于所述第二开关模块的第三端，所述第三开关模块的第二端接于所述第一电源，所述第三开关模块的第三端接于所述双电源切换电路的输出端，所述第三开关模块被配置为控制所述第一电源对所述负载供电电路的通断和防止所述双电源切换电路的输出端的电压倒灌到所述第一电源；

第一限流模块，所述第一限流模块的第一端与所述第一开关模块的第三端共接于所述双电源切换电路的输出端，所述第一限流模块的第二端与所述第二开关模块的第三端和所述第三开关模块的第一端连接，所述第一限流模块被配置为限制所述第二开关模块的输出端和所述第三开关模块的控制端的电流以保证所述第二开关模块和所述第三开关模块正常工作；

第二限流模块，所述第二限流模块的第一端与所述第一开关模块的第一端和所述第一电源连接，所述第二限流模块的第一端与所述第二开关模块的第二端共接于地，所述第二限流模块被配置限制所述第一开关模块的控制端的电流以保证所述第一开关模块正常工作以及避免接地短路。

在一个实施例中，所述第一开关模块包括第一开关管、第一二极管以及第二二极管，所述第二二极管为双向瞬变抑制二极管，所述第一开关管的控制端为所述第一开关模块的第一端，所述第一开关管的输入端为所述第一开关模块的第二端，所述第一开关管的输出端为所述第一开关模块的第三端，所述第一二极管的阳极与所述第一开关管的输入端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一开关管的输出端连接，所述第二二极管的串联在所述第一开关管的输出端和控制端之间。

在一个实施例中，所述第二开关模块包括第二开关管，所述第二开关管的控制端为所述第二开关模块的第一端，所述第二开关管的输入端为所述第二开关模块的第二端，所述第二开关管的输出端为所述第二开关模块的第三端。

在一个实施例中，所述第三开关模块包括第三开关管、第三二极管以及第四二极管，所述第四二极管为双向瞬变抑制二极管，所述第三开关管的控制端为所述第三开关模块的第一端，所述第三开关管的输入端为所述第三开关模块的第二端，所述第三开关管的输出端为所述第三开关模块的第三端，所述第三二极管的阳极与所述第三开关管的输入端连接，所述第三二极管的阴极与所述第三开关管的输出端连接，所述第四二极管的串联在所述第三开关管的输出端和控制端之间。

在一个实施例中，所述第一限流模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端为所述第一限流模块的第一端，所述第一电阻的第二端为所述第一限流模块的第二端。

在一个实施例中，所述第二限流模块包括第二电阻，所述第二电阻的第一端为所述第二限流模块的第一端，所述第二电阻的第二端为所述第二限流模块的第二端。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种双电源切换装置，与第一电源、第二电源以及负载连接，所述第一电源电压大于所述第二电源电压，包括上述的双电源切换电路、第一电源接口电路以及第二电源接口电路，所述双电源切换电路经所述第一电源接口电路接于所述第一电源，所述双电源切换电路经所述第二电源接口电路接于所述第二电源。

在一个实施例中，所述第一电源接口电路包括圆头接口或插针接口。

在一个实施例中，所述第二电源接口电路包括USB接口。

在一个实施例中，所述双电源切换装置还包括电容，所述电容的第一端与所述负载连接，所述电容的第二端接地。

上述的双电源切换电路，通过加入第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一限流模块以及第二限流模块，实现当双电源同时输入时无论某一时刻断开其中一个输入电源，电路都能正常工作，而且通过采用开关模块代替二极管，使得双电源切换电路能通过较大电流以及电压压降几乎为零，解决了传统的技术方案中存在的响应速度慢、电压压降大、通过电流小的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的双电源切换电路的电路示意图；

图2为图1所示的双电源切换电路中第一开关模块的示例电路原理图；

图3为图1所示的双电源切换电路中第二开关模块的示例电路原理图；

图4为图1所示的双电源切换电路中第三开关模块的示例电路原理图；

图5为图1所示的双电源切换电路中第一限流模块的示例电路原理图；

图6为图1所示的双电源切换电路中第二限流模块的示例电路原理图；

图7为本实用新型一实施例提供的双电源切换电路的详细电路示意图；

图8为本实用新型一实施例提供的双电源切换装置的电路示意图；

图9为本实用新型另一实施例提供的双电源切换装置的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的双电源切换电路的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

在一个实施例中，双电源切换电路与第一电源100、第二电源200以及负载300连接，第一电源100电压大于第二电源200电压，应理解，为了保证电路正常工作，第一电源100电压与第二电源200电压差值至少在1.2V以上。

双电源切换电路包括第一开关模块410、第二开关模块420、第三开关模块430、第一限流模块440以及第二限流模块450，其中，第一开关模块410被配置为控制第二电源200对负载300供电电路的通断和防止双电源切换电路的输出端的电压倒灌到第一开关模块410，第一开关模块410可以由具备通断功能的、通过后没有电压压降的、响应速度快的以及防倒灌功能的开关管或者集成电路构成，比如LP2301ELT1G系列MOS管；第二开关模块420被配置为控制第一电源100和第二电源200对负载300供电电路的通断，第二开关模块420可以由具备通断功能的、通过后没有电压压降的以及响应速度快的开关管或者集成电路构成，比如LN2306LT1G系列MOS管；第三开关模块430被配置为控制第一电源100对负载300供电电路的通断和防止双电源切换电路的输出端的电压倒灌到第一电源100，第三开关模块430可以由具备通断功能的、通过后没有电压压降的、响应速度快的以及防倒灌功能的开关管或者集成电路构成，比如LP2301ELT1G系列MOS管；第一限流模块440被配置为限制第二开关模块420的输出端和第三开关模块430的控制端的电流以保证第二开关模块420和第三开关模块430正常工作第二限流模块450被配置限制第一开关模块410的控制端的电流以保证第一开关模块410正常工作以及避免接地短路，第一限流模块440和第二限流模块450可以由具备限流作用的元器件组成，比如电阻。

第一开关模块410的第一端接于第一电源100，第一开关模块410的第二端接于第二电源200，第一开关模块410的第三端接于双电源切换电路的输出端，双电源切换电路的输出端接于负载300，第二开关模块420，第二开关模块420的第一端接于第一电源100，第二开关模块420的第二端接地，第三开关模块430，第三开关模块430的第一端接于第二开关模块420的第三端，第三开关模块430的第二端接于第一电源100，第三开关模块430的第三端接于双电源切换电路的输出端，第一限流模块440，第一限流模块440的第一端与第一开关模块410的第三端共接于双电源切换电路的输出端，第一限流模块440的第二端与第二开关模块420的第三端和第三开关模块430的第一端连接，第二限流模块450，第二限流模块450的第一端与第一开关模块410的第一端和第一电源100连接，第二限流模块450的第一端与第二开关模块420的第二端共接于地。

在本实施例中的双电源切换电路，通过加入第一开关模块410、第二开关模块420、第三开关模块430、第一限流模块440以及第二限流模块450，实现当双电源同时输入时无论某一时刻断开其中一个输入电源，电路都能正常工作，而且通过采用开关模块代替二极管，使得双电源切换电路能通过较大电流以及电压压降几乎为零，解决了传统的技术方案中存在的响应速度慢、电压压降大、通过电流小的问题。

在一个实施例中，请参阅图2，第一开关模块410包括开关管Q1、二极管D1以及双向瞬变抑制二极管D2，开关管Q1的控制端为第一开关模块410的第一端，开关管Q1的输入端为第一开关模块410的第二端，开关管Q1的输出端为第一开关模块410的第三端，二极管D1的阳极与开关管Q1的输入端连接，二极管D1的阴极与开关管Q1的输出端连接，双向瞬变抑制二极管D2的串联在开关管Q1的输出端和控制端之间。

请参阅图3，第二开关模块420包括开关管Q2，开关管Q2的控制端为第二开关模块420的第一端，开关管Q2的输入端为第二开关模块420的第二端，开关管Q2的输出端为第二开关模块420的第三端。

请参阅图4，第三开关模块430包括开关管Q3、二极管D3以及双向瞬变抑制二极管D4，开关管Q3的控制端为第三开关模块430的第一端，开关管Q3的输入端为第三开关模块430的第二端，开关管Q3的输出端为第三开关模块430的第三端，二极管D3的阳极与开关管Q3的输入端连接，二极管D3的阴极与开关管Q3的输出端连接，双向瞬变抑制二极管D4串联在开关管Q3的输出端和控制端之间。

开关管具体可以是具有控制端、输入端以及输出端的三端型晶体管，例如，PNP型三极管、NPN型三极管、MOS管或者IGBT晶闸管等，开关管的控制端为三极管/MOS管/IGBT晶闸管的基极/栅极，开关管的输入端为三极管/MOS管/IGBT晶闸管的集电极/漏极，开关管的输出端为三极管/MOS管/IGBT晶闸管的发射极/源极。

请参阅图5，第一限流模块440包括电阻R1，电阻R1的第一端为第一限流模块440的第一端，电阻R1的第二端为第一限流模块440的第二端。

请参阅图6，第二限流模块450包括电阻R2，电阻R2的第一端为第二限流模块450的第一端，电阻R2的第二端为第二限流模块450的第二端。

请参阅图7，为了便于理解，在一个实施例中，以其中一个具体的双电源切换电路为例，简述双电源切换电路的工作方式，其中，第一电源电压为9V，第二电压为5V，开关管Q1和开关管Q3为PMOS管，开关管Q2为NMOS管。

当只有VDD_5V有输入电源，此时开关管Q1的G极为低电平，开关管Q1完全导通，此时，VDD_IN＝VDD_5V，而Q2和Q3截止，VDD_IN电压不能倒灌给VDD_9V。

当只有VDD_9V有输入电源，此时开关管Q2导通，紧接着开关管Q3的G极为低电平，从而开关管Q3处于完全导通状态，最后VDD_IN＝VDD_9V，而开关管Q1处于截止状态，VDD_IN电压无法灌给VDD_5V。

当VDD_5V和VDD_9V同时输入，开关管Q1截止，开关管Q2和开关管Q3处于导通状态，而开关管Q1的S极电压高于D极电压，同时因为二极管D1的存在，因此最后VDD_IN＝VDD_9V，而VDD_IN电压也无法倒灌给VDD_5V，从而保障了电路的安全，VDD_5V和VDD_9V同时输入，无论某一时刻断开其中一个输入电源，系统均能正常工作，当断开VDD_5V输入电源时，输出则为VDD_9V，而当断开VDD_9V输入电源时，输出则为VDD_5V。

本实施例中的双电源切换电路实现双电源无缝切换的同时能满足大电流、电压输入输出没有压降、转换效率高以及响应速度快的需求。

请参阅图8，本实用新型的第二实施例提供了一种双电源切换装置，与第一电源100、第二电源200以及负载连接，第一电源100电压大于第二电源200电压，包括上述的双电源切换电路400、第一电源接口电路500以及第二电源接口电路600，第一电源接口电路500可以采用圆头接口或插针接口，第二电源接口电路600可以采用USB接口，双电源切换电路400经第一电源接口电路500接于第一电源100，双电源切换电路经第二电源接口电路600接于第二电源200。

请参阅图9，在一个实施例中，双电源切换装置还包括电容C1，电容C1的第一端与负载300连接，电容C1的第二端接地，可以理解的是，根据电容C1无法进行电压突变的特性，在其负载电容C1完成放电完之前完成电源开关切换，实现了双电源切换过程中，不造成后端系统断电。

以上仅所述为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。