[實用新型]便攜式低成本的電源切換裝置

無效

• 申請號: 201020667053.6
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN202059208U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 孫毅
• 申請（專利權）人: 西安龍飛軟件有限公司
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04;H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電子設備領域，尤其涉及便攜式低成本的電源切換裝置。利用PMOSFET和肖特基二極管實現了便攜式電子設備中適配器和電池的供電電源切換功能，同時還具備適配器通過充電電路給電池充電的實效功能。?

背景技術

隨著便攜式電子產品的普及，功能逐步增強，人們對電源的供電要求也日趨嚴格，希望得到更長時間和更加穩定的供電系統。舉個例子講，一臺使用電池供電的便攜設備，我們希望它既可以通過外接電源適配器或者電腦USB口供電，同時切斷電池供電并給電池充電；反之，在電源適配器或USB接口拔出的時候，繼續由電池供電。為了滿足這樣的需求，電源適配器和電池供電的切換電路應運而生。目前，市面上存在很多類型的切換電路大都集成于充電芯片或電源管理芯片內，應用的靈活性不是很高，不利于先期產品的預研調試。即便是采用帶有切換供電功能的芯片也存在價格較高、選型面窄、移植性較差等局限。還有一類切換電路由分立元件組成，電路結構簡單，供電電源切換時負載供電電壓波動較大，使得應用場合受到限制。?

發明內容

針對已有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種便攜式低成本的電源切換裝置。?

本實用新型所解決的技術問題是：?

便攜式低成本的電源切換裝置，包括：交流電轉接器、電源芯片、充電芯片、電池、系統電源，所述的交流電轉接器通過電源芯片轉換后，再通過P型晶體管與肖特基二極管的組合開關電路實現與電池供電的切換；充電芯片用來完成電池的充電。系統電源由電池提供電源。?

所述的采用P型晶體管和肖特基二極管組合實現電池與適配器獨立給負載系統供電。這種電路有很強的移植性，可以和現有大部分電子產品線路搭配使用，完成供電切換。由于采用一般常用的MOS和二極管使得設計者在器件選型上更為廣泛，器件成本較低；另外，可以通過選擇不同性能的管子來搭配不同功耗的負載，在功能應用上比較靈活；電路設計中充分考慮一些苛刻的應用場景，通過外加元件來提高系統的穩定性。?

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖；?

圖2是本實用新型肖特基二極管D102的I-V特性曲線示意圖；?

圖3是本實用新型PMOS的導通電阻曲線示意圖。?

圖中標號說明?

1-交流電轉接器????2-電源芯片????3-充電芯片????4-電池?

5-系統電源?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。?

如圖1所示，交流電轉接器1通過電源芯片2轉換后，再通過P型晶體管與肖特基二極管的組合開關電路實現與電池4供電的切換；充電芯片3用來完成電池4的充電。系統電源5由電池4提供電源。?

如附圖2所示，V_BAT表示電池電壓，VDD_DCDC是由DC/DC(芯片選用AAT1153)將AC_IN降壓轉換后的輸出電壓。VDD_DCDC的輸出電壓要求高于4.2V+VF，VF是肖特基二極管的導通電壓。當插入電源適配器時，VDD_DCDC電壓輸出為4.61V，高于電池電壓，Vgs＞0，MOSFET?Q101處于截止狀態。此時，系統電源VSYS由電源適配器提供。同時，電源適配器還通過充電芯片和周邊電路給電池充電。肖特基二極管D102的I-V特性曲線。?

這里肖特基二極管的作用是為了防止電源適配器拔出后，電池向適配器倒灌電流。在這顆管子的選型上要考慮到負載電流的變化，由于負載可能是模塊、路由器或是別的無線通信模組，在正常工作時負載會隨著工作模式的切換，電流也會變化，此時肖特基二極管的過流能力要滿足系統能正常工作。需要指出：這顆肖特基二極管選型時要注意負載系統的供電范圍，要保證二極管在最大壓降下系統仍能維持正常工作(具體由I-V特性曲線決定)。?

以本實用新型選用的P型二極管為例：型號為PMEG2020EJ。當負載系統工作電流達到1A時，在P型二極管上會產生約370～430mV的壓降。?

當拔去電源適配器時，VDD_DCDC電壓輸出為零，PMOSFET柵極電壓變為零；由于MOSFET內部的寄生二極管使源極電壓近似為電池電壓，導致柵源電壓Vgs小于Vgsth，PMOSFET處于導通狀態，系統電源VSYS由電池提供。根據系統負載需求和PMOS的導通電阻曲線(見圖6)可以計算出PMOS管上的壓降。?