电源充电路径切换电路及其电子设备的制作方法

本发明涉及一种电源充电路径切换电路，及其电子设备。

背景技术

目前，大部分便携式电子设备一般只具备一个通用串行总线(usb)接口。该usb接口实现usb数据传输、usb-otg(on-the-go)设备连接、充电等功能，达到一口多用。usb接口为多合一接口，在物理结构上减少了外围接口，不过使用usb接口实现usb-otg设备连接功能或数据传输功能时就不能使用usb充电或对外放电，充电路径单一。而且，目前利用usb接口对手持终端设备进行充电的充电电流较小，不能便携式电子设备快速充电的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种电源充电路径切换电路及电子设备，提供多种充电路径并且能自动切换充电路径以解决上述问题。

本发明一实施方式提供的电源充电路径切换电路，包括第一接口，用于电连接外部电子装置，接收所述外部电子装置的第一电力信号；

第二接口，用于电连接外部电源以获取第二电力信号；

路径切换单元，电连接于所述第一接口及所述第二接口，用于根据所述第一接口及所述第二接口的接入状态，选择切换至所述第一接口或第二接口获取所述第一电力信号或第二电力信号，当所述第二接口电连接电外部电源且所述第一接口电连接所述外部电子装置时，优先选择从所述第二接口获取所述第二电力信号；以及

转换单元，电连接于所述路径切换单元，用于将从所述第一接口或所述第二接口获取的所述第一电力信号或第二电力信号的电压值转换至预设值电压。

优选地，所述路径切换单元还包括控制单元，所述控制单元电连接于所述第一接口、所述路径切换单元及转换单元，所述控制单元用于根据所述第一接口及所述第二接口的接入状态，输出控制信号控制所述路径切换单元选择通过所述第一接口或所述第二接口获取所述第一电力信号或第二电力信号。

优选地，所述路径切换单元包含有：

第一切换单元，电连接于所述第一接口及所述控制单元；

第二切换单元，电连接于所述第一切换单元及所述第一接口；

第三切换单元，电连接于所述第二切换单元；以及

第四切换单元，电连接于所述第二接口与所述转换单元之间，所述第四切换单元与所述转换单元的公共端还电连接于所述第三切换单元。

优选地，当所述第一接口没有接入所述外部电子装置且所述第二接口接入所述外部电源时，所述第四切换单元导通，所述控制单元输出第一控制信号至所述第一切换单元，所述第一切换单元接收到所述第一控制信号后断开，所述第二切换单元及所述第三切换单元断开，所述第二接口从所述外部电源获取所述第二电力信号；

当所述第一接口接入所述外部电子装置且所述第二接口没有接入所述外部电源时，所述第四切换单元断开，所述控制单元输出第一控制信号至所述第一切换单元，所述第一切换单元接收到所述第一控制信号后断开，所述第二切换单元及所述第三切换单元导通，所述第一接口从所述外部电子装置获取所述第一电力信号；以及

当所述第二接口接入所述外部电源且所述第一接口接入所述外部电子装置时，所述第四切换单元导通，所述控制单元输出第一控制信号至所述第一切换单元，所述第一切换单元接收到所述第一控制信号后断开，所述第三切换单元断开，所述第二切换单元导通，所述第二接口从所述外部电源获取所述第二电力信号。

优选地，当所述第二接口接入所述外部电源且所述第一接口接入所述外部电子装置时，所述第四切换单元导通，所述控制单元输出第二控制信号至所述第一切换单元，所述第一切换单元接收到所述第二控制信号后断开，所述第二切换单元与所述第三切换单元断开，所述第二接口从所述外部电源获取所述第二电力信号。

优选地，所述第一切换单元包括第一电子开关，第二电子开关，第一电阻，第二电阻及第三电阻，所述第一电子开关包括第一电极，第二电极及控制极，所述第二电子开关包括包括第一电极，第二电极及控制极，所述第一电子开关的第一电极电连接于地，所述第一电子开关的控制极电连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电子开关的第二电极电连接于所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接于所述第一接口，所述第三电阻的一端电连接于所述第一电子开关与第二电阻的公共端，所述第二电子开关的控制极电连接于所述第一电子开关与所述第一电阻的公共端，所述第二电子开关的第二电极电连接于所述第三电阻的另一端，所述第二电子开关与第三电阻的公共端电连接于所述控制单元，所述第二电子开关的第一电极电连接于所述第一接口与第一电阻的公共端；以及

当所述第一电子开关与所述第二电子开关同时导通时，第一切换单元导通，当所述第一电子开关与所述第二电子开关同时截止时，所述第一切换单元断开。

优选地，所述第二切换单元包括第三电子开关，所述第三电子开关包括第一电极，第二电极及控制极，所述第三电子开关的第一电极电连接于所述第二电子开关，所述第一电阻及所述第一接口的公共端，所述第三电子开关的控制极电连接于所述第二电子开关与第三电阻的公共端；以及

当所述第三电子开关导通时，所述第二切换单元导通，当所述第三电子开关截止时，所述第二切换单元断开。

优选地，所述第三切换单元包括第四电子开关，所述第四电子开关的第二电极电连接于所述第三电子开关的第二电极，所述第四电子开关的第一电极电连接于所述转换单元；以及

当所述第四电子开关导通时，所述第三切换单元导通，当所述第四电子开关截止时，所述第三切换单元断开。

优选地，所述第四切换单元包括第四电阻，第五电阻，第六电阻，第五电子开关及第六电子开关，所述第四电阻的一端电连接于所述第四电子开关的控制极，所述第四电阻的另一端电连接于所述第五电阻的一端，所述第四电阻与所述第五电阻的公共端电连接于所述第六电子开关的控制极，所述第六电子开关的第一电极接地，所述第五电阻的另一端接地，所述第六电子开关的第二电极电连接于所述第五电子开关的控制极，所述第六电阻的一端电连接于所述第六电子开关与第五电子开关的公共端，所述第六电阻的另一端电连接于第五电子开关的第一电极，所述第六电阻与所述第五电子开关的公共端电连接于所述转换单元，所述第五电子开关的第二电极电连接于所述第四电子开关与第四电阻的公共端；以及

当所述第五电子开关与所述第六电子开关同时导通时，第四切换单元导通，当所述第五电子开关与所述第六电子开关同时截止时，所述第四切换单元断开

本发明实施方式还提供的一种电子装置，包括电源充电路径切换电路，电源充电路径切换电路包括第一接口，用于连接外部电子装置，接收所述外部电子装置的第一电力信号，还用于与所述外部电子装置进行otg功能或进行数据传输；第二接口，用于连接外部电源以获取第二电力信号；路径切换单元，电连接于所述第一接口及所述第二接口，用于根据所述第一接口及第二接口的接入状态，选择切换至所述第一接口或第二接口获取第一电力信号或第二电力信号，其中，优先选择从所述第二接口获取外部电源的第二电力信号；转换单元，电连接于所述路径切换单元，用于将从所述第一接口或所述第二接口获取的第一电力信号或第二电力信号的电压值转换至预设值电压。

上述电子设备及电源充电路径切换电路根据第一接口和第二接口的接入情况自动选择充电路径，同时还实现电子设备及电源充电路径切换电路在获取电力信号的同时进行otg传输以及电子设备及电源充电路径切换电路在获取电力信号的同时进行数据传输。

附图说明

图1为本发明电源充电路径切换电路及电子设备一实施方式之功能模块图。

图2为本发明电源充电路径切换电路及电子另一实施方式之功能模块图。

图3为本发明电源充电路径切换电路及电子一实施方式之电路图。

主要元件符号说明

电子设备20

电源充电路径切换单元10

路径切换单元100

第一接口110

第二接口120

控制单元130

转换单元140

外部电源30

中央处理单元150

外部电子装置60

第一切换单元1001

第二切换单元1002

第三切换单元1003

第四控制单元1004

第一至第六电阻r1-r6

第一至第六电子开关k1-k6

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

参见图1所示，为本发明电源充电路径切换电路10a一实施方式的功能模块图。在本实施方式中，电源充电路径切换电路10a包括路径切换单元100、第一接口110、第二接口120、控制单元130、转换单元140及中央处理单元150。第一接口110电连接于路径切换单元100，用于电连接外部电子装置60，获取外部电子装置60的第一电力信号。第二接口120电连接于路径切换单元100，用于电连接外部电源30，以获取外部电源30的第二电力信号。路径切换单元100电连接于第一接口110及第二接口120，用于根据所述第一接口110及第二接口120的接入状态，选择切换从所述第一接口110或第二接口120获取第一电力信号或第二电力信号。其中，当第二接口120电连接外部电源30且第一接口110电连接外部电子装置60时，优先选择从第二接口120获取外部电源30的第二电力信号。

转换单元140，电连接于路径切换单元100，用于将从第一接口110或第二接口120获取的第一电力信号或第二电力信号的电压值转换至预设电压值。

控制单元130电连接于路径切换单元100、转换单元140与中央处理单元150，用于输出控制信号至路径切换单元100。

中央处理单元150，电连接于第一接口110与控制单元130之间，用于根据第一接口110的接入状态控制控制单元130输出控制信号至路径切换单元100。

在本实施方式中，当第一接口110没有接入外部电子装置60且第二接口110接入外部电源30时，中央处理单元150控制控制单元130输出第一控制信号至路径切换单元100，电源充电路径切换电路10a选择从第二接口120获取第二电力信号。

当第一接口110接入外部电子装置60且第二接口120没有接入外部电源30时，中央处理单元150控制控制单元130输出第一控制信号至路径切换单元100，电源充电路径切换电路10a选择从第一接口110获取第一电力信号。

当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入外部电子装置60时，中央处理单元150控制控制单元单元130输出第一控制信号至路径切换单元100，电源充电路径切换电路10a优先从第二接口120获取第二电力信号。

在本发明另一实施方式中，当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入外部电子装置60时，中央处理单元150可以控制控制单元单元130输出第二控制信号至路径切换单元100，电源充电路径切换电路10a优先从第二接口120获取第二电力信号。

其中，在本发明一实施方式中，第一控制信号为低电平信号，第二控制信号为高电平信号，外部电子装置可以是手机，相机等。

参见图2所示，为本发明电源充电路径切换电路10b另一实施方式之功能模块图。在本实施方式中，电源充电路径切换电路10b包括路径切换单元100、第一接口110、第二接口120、控制单元130、转换单元140及中央处理单元150。电源充电路径切换电路10b中的第一接口110、第二接口120、控制单元130、转换单元140及中央处理单元150的工作原理与电源充电路径切换电路10a中的第一接口110、第二接口120、控制单元130、转换单元140及中央处理单元150相似，故此不再详述。

在本实施方式中，路径切换单元100包括第一切换单元1001，第二切换单元1002，第三切换单元1003及第四切换单元1004。第一切换单元1001电连接于第一接口110及控制单元130，用于接收控制单元130输出的第一控制信号。当第一切换单元1001接收到来自控制单元130输出的第一控制信号时，第一切换单元1001断开；当第一切换单元1001接收到来自控制单元130输出的第二控制信号时，第一切换单元1001导通。第二切换单元1002电连接于第一切换单元1001及第一接口110。第三切换单元1003电连接于第二切换单元1002。第四切换单元1004电连接于第二接口120与转换单元140之间，第四切换单元1004与转换单元140的公共端电连接于第三切换单元1003，第四切换单元1004根据第二接口120的连接状态而导通，当第二接口120接入外部电源30时，第四切换单元1004导通。

在本实施方式中，当第一接口110没有接入外部电子装置60且第二接口120接入外部电源30时，第四切换单元1004导通，第一切换单元1001接收控制单元130输出的第一控制信号而断开，第二切换单元1002及第三切换单元1003断开，电源充电路径切换电路10b选择从第二接口从外部电源30获取第二电力信号。

当第一接口110接入外部电子装置60且第二接口120没有接入外部电源时30时，第二切换单元1002及第三切换单元1003导通，第一切换单元1001接收控制单元130输出的第一控制信号而断开，第四切换单元1004断开，电源充电路径切换电路10b选择从第一接口1001从外部电子装置60获取电力信号。

当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入外部电子装置60时，控制单元103输出第一控制信号至第一切换单元1001，第一切换单元接收到第一控制信号断开。第三切换单元1003断开，第二切换单元1002及第四切换单元1004导通，路径切换单元100选择从第二接口120从外部电源30获取第二电力信号。

在本发明的另一实施方式中，当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入外部电子装置60时，控制单元103输出第二控制信号至第一切换单元1001，第一切换单元接收到第二控制信号导通。第二切换单元1002及第三切换单元1003断开，第四切换单元1004导通，电源充电路径切换电路10b选择从第二接口120从外部电源30获取第二电力信号。

其中，在本发明一实施方式中，第一控制信号为低电平信号，第二控制信号为高电平。外部电子装置60可以是手机，相机等。

本发明的另一实施方式中，电源充电路径切换电路10b可以不包含中央处理单元150，控制单元130直接连接于第一接口110于路径切换单元100，并根据第一接口110的接入状态输出第一控制信号至路径切换单元100。

在本发明的另一实施方式中，电源充电路径切换电路10b可以不包含控制单元130，中央处理单元150直接连接于第一接口110于路径切换单元100，并根据第一接口110的接入状态输出第一控制信号至路径切换单元100。

参见图3所示，为本发明电源充电路径切换电路10b另一实施方式的电路示意图。在本实施方式中，电源充电路径切换电路10b包括路径切换单元100、第一接口110、第二接口120、控制单元130、转换单元140及中央处理单元150。路径切换单元100包括第一切换单元1001，第二切换单元1001，第三切换单元1003及第四切换单元1004。在本实施方式中，电子设备20可以为手机、平板、相机等便携式电子设备。

在本实施方式中，第一切换单元1001包括第二电子开关k2，第一电子开关k1，第一电阻r1，第二电阻r2及第三电阻r3。第一电子开关k1包含控制极，第一电极及第二电极。第二电子开关k2包含控制极，第一电极及控制极。第一电子开关k1的第一电极电连接于地，第一电子开关k1的控制极电连接于第二电阻r2的一端，第二电阻r2的另一端接地，第一电子开关k1的第二电极电连接于第一电阻r1的一端。第一电阻r1的另一端电连接于usb接口110，第三电阻r3的一端电连接于所述第一电子开关k1与第二电阻r2的公共端。第二电子开关k2的的控制极电连接于第一电子开关k1与第一电阻r1的公共端，第二电子开关k2的控制极电连接于第三电阻r3的另一端，第二电子开关k2与第三电阻r3的公共端电连接于控制单元130。第二电子开关k2的第一电极电连接于usb接口110与第一电阻r1的公共端。当第一切换单元1001接收到控制单元130输出的第一控制信号时，第一电子开关k1及第二电子开关k2接收控制单元输出的第一控制信号后截止。第一切换单元1001接收到控制单元130输出的第二控制信号时，第一电子开关k1及第二电子开关k2接收控制单元输出的第一控制信号后导通。其中，当第二电子开关k2与第一电子开关k1同时导通时，第一切换单元1001导通，当第二电子开关k2与第一电子开关k1同时截止时，第一切换单元1001断开。

第二切换单元1002包括第三电子开关k3。第三电子开关k3的第一电极电连接于第二电子开关k2，第一电阻r1及usb接口110的公共端，第三电子开关k3的控制极电连接于第二电子开关k2与第三电阻r3的公共端。其中，当第三电子开关k3导通时，第二切换单元1002导通，当第三电子开关k3截止时，第二切换单元1002断开。

第三切换单元1003包括第四电子开关k4，第四电子开关k4的第二电极电连接于第三电子开关k3的第二电极，第四电子开关k4的第一电极电连接于转换单元140。其中，当第四电子开关k4导通时，第三切换单元1003导通，当第四电子开关k4截止时，第三切换单元1003断开。

第四切换单元1004包括第四电阻r4，第五电阻r5，第六电阻r6，第六电子开关k6及第五电子开关k5。第四电阻r4的一端电连接于与第四电子开关k4的控制极，第四电阻r4的另一端电连接于第五电阻r5的一端。第四电阻r4与第五电阻r5的公共端电连接于第六电子开关k6的控制极，第六电子开关k6的第一电极接地，第五电阻r5的另一端接地，第六电子开关k6的第二电极电连接于第五电子开关k5的控制极，第六电阻r6的一端电连接于第六电子开关k6与第五电子开关k5的公共端，第六电阻r6的另一端电连接于第五电子开关k5的第一电极，第六电阻r6与第五电子开关k5的公共端电连接于所述转换单元140，第五电子开关k5的第一电极电连接于第四电子开关k4与第四电阻r4的公共端。其中，当第六电子开关k6及第五电子开关k5同时导通时，第四切换单元1004导通；当第六电子开关k6及第五电子开关k5同时截止时，第四切换单元1004断开。

本发明还提供一种电子设备20，如附图3所示，电子设备20包含电源充电路径切换单元10。电子设备20连接外部电子装置60，从外部电子装置60获取第一电力信号或与外部电子装置60进行数据传输或进行otg(onthego)功能。电子设备20还电连接外部电源30，以从外部电源获取第二电力信号。在本实施方式中，电子设备20可以为手机、相机等便携式电子设备。

需要说明的是，通用串行总线(usb，universalserialbus)otg技术，是指具有usb接口的设备在没有计算机的条件下直接进行数据通信的一种技术，其目的是使外设设备以主设备的身份与另外一组特定的外设从设备直接进行数据通信。解决了只能将外设电子设备连接至计算机进行数据传输的局限性。具备otg功能的电子设备遵从主机协商协议，其usb接口增加1个id引脚，当id引脚接地(电平被拉低)时，则表示电子设备为主设备，外接的电子设备为从设备。当id引脚悬空，则表示电子设备为从设备，外接的电子设备为主设备。

在本实施方式中，电源充电路径切换电路10b包括路径切换单元100、第一接口110、第二接口120、控制单元130、转换单元140及中央处理单元150。第一接口110电连接于路径切换单元100及中央处理单元150，用于电连接外部电子装置60，接收所述外部电子装置60的第一电力信号，还用于与外部电子装置60进行otg功能或进行数据传输。在本实施方式中，第一接口110符合usb-otg协议，为usb-otg标准接口。第一接口110包含id引脚，当id引脚接地(电平被拉低)时，则表示电子设备为主设备，外接的电子设备为从设备。当id引脚悬空，则表示电子设备为从设备，外接的电子设备为主设备。

第二接口120电连接于路径切换单元100，用于连接外部电源30以获取第二电力信号。路径切换单元100电连接于第一接口110及第二接口120，用于根据所述第一接口110及第二接口120的接入状态，选择切换从第一接口110或第二接口120获取第一电力信号或第二电力信号，其中，当第二接口120电连接外部电源30且第一接口110电连接外部电子装置60时，优先选择从所述第二接口120获取外部电源的第二电力信号。

转换单元140，电连接于路径切换单元100，用于将从所述第一接口110及所述第二接口120获取的第一电力信号及第二电力信号的电压值转换至预设电压值。控制单元130电连接于路径切换单元100、转换单元140及中央处理单元150，当第一接口110接入外部电子装置60且第一接口110的id引脚接地时，中央处理单元150工作于主状态，电子设备20为主设备，外部电子装置60为从设备。中央控制单元130控制控制单元130输出第一控制信号至路径切换单元100。当第一接口110的id引脚悬空时，中央处理单元150工作于从状态，电子设备20为从设备，接入的外部电子装60为主设备，中央处理单元150控制控制单元130输出第二控制信号至路径切换单元100。

在本实施方式中，当第一接口110没有接入外部电子装置60且第二接口110接入外部电源30时，电子设备20选择从第二接口120获取第二电力信号。

当第一接口110接入外部电子装置60且第二接口120没有接入外部电源30时，电子设备20选择从第一接口110获取第一电力信号。

当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入的外部电子装置60为从设备，电子设备20接收控制单元103输出的第二控制信号，电子设备20选择从第二接口从外部电源30获取第二电力信号，并通过第一接口110与外部电子装置30进行otg传输。由此，电子设备20实现了在获取电力信号的同时进行otg传输。

当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入的外部电子装置60为主设备，电子设备20接收控制单元103输出的第一控制信号，电子设备20选择从第二接口120从外部电源30获取第二电力信号，通过第一接口110与外部电子装置60进行数据传输。由此，电子设备20实现了在获取电力信号的同时进行数据传输。

在本实施方式中，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。外部电子装置可以是手机，相机等。

在本实施方式中，路径切换单元100包括第一切换单元1001，第二切换单元1001，第三切换单元1003及第四切换单元1004。第一切换单元1001电连接于第一接口110及控制单元130，用于接收控制单元130输出的控制信号。当第一切换单元1001接收到来自控制单元130输出的第一控制信号时，第一切换单元1001断开；当第一切换单元1001接收到来自控制单元130输出的第二控制信号时，第一切换单元1001导通。第二切换单元1002电连接于第一切换单元1001及第一接口110。第三切换单元1003电连接于第二切换单元1002。第四切换单元1004电连接于第二接口120与转换单元140之间，第四切换单元1004与转换单元140的公共端电连接于第三切换单元1003。第四切换单元1004根据第二接口120的连接状态而导通，当第二接口120接入外部电源30时，第四切换单元1004导通。

在本实施方式中，当第一接口110没有接入外部电子装置60且第二接口120接入外部电源30时，第四切换单元1004导通，第一切换单元1001接收控制单元130输出的第一控制信号而断开，第二切换单元1002及第三切换单元1003断开，电子设备20选择从第二接口从外部电源30获取第二电力信号。

当第一接口110接入外部电子装置60且第二接口120没有接入外部电源时30时，第二切换单元1002及第三切换单元1003导通，第一切换单元1001接收控制单元130输出的第一控制信号而断开，第四切换单元1004断开，电子设备20选择从第一接口1001从外部电子装置60获取第一电力信号。

当第二接口120接入外部电源30且第一接口110接入的外部电子装置60为从设备，第一切换单元1001接收控制单元130的第二控制信号后导通，第四切换单元1004导通，第二切换单元1002及第三切换单元1003断开，电子设备20选择从第二接口120从外部电源30获取第二电力信号，第一接口110与外部电子装置60进行otg传输。由此，电子设备20实现了在获取电力信号的同时进行otg传输。

当第二接口120接入外部电源且第一接口110接入的外部电子装置60为主设备，第一切换单元1001接收所述控制单元的第一控制信号后断开，第三切换单元1003断开，第二切换单元1002及第四切换单元1004导通，电子设备20选择从第二接口120从外部电源30获取第二电力信号，并通过第一接口110与外部电子装置60进行数据传输。由此，电子设备20及电源充电路径切换电路10实现了在获取电力信号的同时进行数据传输。

在本实施方式中，第一控制信号为高电平信号，第二控制信号为低电平信号。外部电子装置可以是手机，相机等。

在本实施方式中，第一切换单元1001、第二切换单元1002、第三切换单元1003级第四切换单元1004的结构及工作原理与图3所述的第一切换单元1001、第二切换单元1002、第三切换单元1003级第四切换单元1004相似，故此不再详述。

电源充电路径切换电路10a、10b根据第一接口110和第二接口120的接入情况自动选择充电路径，同时电子设备20还实现在获取电力信号的同时进行otg传输以及电子设备20在获取电力信号的同时进行数据传输。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。