專利名稱:電池與直流電源的切換電路及裝置制造方法
【專利摘要】一種電池與直流電源的切換電路及裝置，該電池與直流電源的切換電路包括電池電路單元和直流電路單元，直流電路單元的輸入端與外部直流電源連接，電池電路單元的輸入端與電池連接，直流電路單元與電池電路單元的共同輸出端與負(fù)載相連，在電池電路單元上設(shè)有電壓控制元件，當(dāng)直流電路單元有外部直流電源輸入，且其電壓高于電池電壓時(shí)，電壓控制元件自動(dòng)斷開，由外部直流電源通過直流電路單元向負(fù)載供電；當(dāng)直流電路單元無外部直流電源輸入時(shí)，或外部直流電源經(jīng)直流電路單元輸出的輸出電壓低于電池的輸出電壓時(shí)，電壓控制元件自動(dòng)導(dǎo)通，由電池經(jīng)電池電路單元向負(fù)載供電。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了直流電源和電池共同供電并自由切換的目的，解決了現(xiàn)有電池漏電嚴(yán)重，使用性能低等問題。
【專利說明】電池與直流電源的切換電路及裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源電路，特別涉及一種可在電池供電和直流電源供電之間自動(dòng)進(jìn)行切換的電池與直流電源的切換電路及裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于電子產(chǎn)品需求量不斷增大。電子產(chǎn)品不僅可以方便人們的日常生活，而且可以改變?nèi)藗兊纳罘绞?。而隨著電子產(chǎn)品的普及，電子產(chǎn)品的用電問題逐漸突出。對(duì)于直接由直流電供電的電子產(chǎn)品，其在使用過程中，若突然斷電，則會(huì)導(dǎo)致電子產(chǎn)品數(shù)據(jù)丟失、時(shí)間停止運(yùn)行等問題。而對(duì)于由電池供電的電子產(chǎn)品，電池的電量則限制了電子產(chǎn)品的進(jìn)一步應(yīng)用，且電池長(zhǎng)期使用容易導(dǎo)致電池漏電、電池性能下降等問題，進(jìn)而影響電子產(chǎn)品性能的使用。因此，要保障電子產(chǎn)品的正常用電和安全用電，需將直流電源供電和電池供電兩種供電方式有機(jī)結(jié)合起來，以解決單一供電方式的不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型旨在解決上述問題，而提供一種簡(jiǎn)單有效、既可由直流電源提供電壓輸出，又可由電池提供電壓輸出，并可自動(dòng)在兩種電源輸出方式之間進(jìn)行切換，從而可提高供電穩(wěn)定性和電池使用性能的電池與直流電源的切換電路及裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電池與直流電源的切換電路，其包括電池電路單元和直流電路單元，所述直流電路單元的輸入端與外部直流電源連接，所述電池電路單元的輸入端與電池連接，所述直流電路單元與電池電路單元的共同輸出端與待連接的負(fù)載相連，所述電池電路單元在所述直流電路單元有外部直流電源輸入且該外部直流電源經(jīng)直流電路單元輸出的輸出電壓高于所述電池的輸出電壓時(shí)斷開該電池電路單元的電路連接，所述外部直流電源經(jīng)所述直流電路單元向負(fù)載供電；所述電池電路單元在所述直流電路單元無外部直流電源輸入時(shí)，或所述外部直流電源經(jīng)直流電路單元輸出的輸出電壓低于所述電池的輸出電壓時(shí)導(dǎo)通該電池電路單元的電路連接，由電池經(jīng)所述電池電路單元向負(fù)載供電。
[0005]所述電池電路單元設(shè)有電壓控制元件，該電壓控制元件的第一端與所述電池連接，該電壓控制元件的第二端與所述直流電路單元的輸出端連接，所述電壓控制元件在所述直流電路單元的輸出端電壓高于所述電池輸出電壓時(shí)斷開，該電壓控制元件在所述直流電路單元的輸出端電壓低于所述電池輸出電壓時(shí)導(dǎo)通。
[0006]所述電壓控制元件為場(chǎng)效應(yīng)管，其漏極D與所述電池連接，其源極S與所述直流電路單元的輸出端連接，其柵極G通過第三限流電阻R3接地。
[0007]該電池與直流電源的切換電路還包括可將所述電池電路單元和直流電路單元的輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓輸出的穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路的輸入端與所述電池電路單元和直流電路單元的共同輸出端連接，該穩(wěn)壓電路的輸出端與負(fù)載連接。
[0008]所述直流電路單元包括第一限流電阻Rl和二極管D1，所述第一限流電阻Rl的一端與所述外部直流電源連接，該第一限流電阻Rl的另一端與所述二極管Dl的正極連接，所述二極管Dl的負(fù)極為所述直流電路單元的輸出端，該二極管Dl的負(fù)極與所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接。
[0009]所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的源極S與所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接，該穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片U、第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2，所述穩(wěn)壓芯片U的輸入端與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q源極S及二極管Dl的負(fù)極連接，該穩(wěn)壓芯片U的輸出端與負(fù)載連接，該穩(wěn)壓芯片U的地端接地，所述第一濾波電容Cl連接于所述穩(wěn)壓芯片U的輸入端與地端之間，所述第二濾波電容C2連接于所述穩(wěn)壓芯片U的輸出端與地端之間。
[0010]所述直流電路單元的輸入端經(jīng)第二限流電阻R2與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極G連接。
[0011]所述第三限流電阻R3的一端與第二限流電阻R2及場(chǎng)效應(yīng)管Q柵極G的共同端連接，該第三限流電阻R3的另一端接地。
[0012]本實(shí)用新型的目的還在于提供一種電池與直流電源的切換裝置，該裝置設(shè)有連接外部直流電源的輸入端口及連接負(fù)載的輸出端口，在該裝置內(nèi)設(shè)有電池及上述的電池與直流電源的切換電路，該電池與直流電源的切換裝置在有外部直流電源輸入時(shí)由外部直流電源經(jīng)所述電池與直流電源的切換電路為負(fù)載提供電源，該電池與直流電源的切換裝置在無外部直流電源輸入時(shí)切換至由其內(nèi)部的電池為負(fù)載提供電源。
[0013]本實(shí)用新型的有益貢獻(xiàn)在于，其有效解決了上述問題。本實(shí)用新型通過設(shè)置相互連接的電池電路單元和直流電路單元，利用直流電路單元連接外部直流電源進(jìn)行供電，利用電池電路單元連接電池進(jìn)行供電，并通過在電池電路單元上設(shè)置電壓控制元件，利用電壓控制元件的導(dǎo)通特性，使得在有外部直流電源供電時(shí)，電壓控制元件自動(dòng)斷開而由外部直流電源供電；在無外部直流電源供電時(shí)，電壓控制元件自動(dòng)導(dǎo)通而由電池進(jìn)行供電，從而實(shí)現(xiàn)了直流電源供電和電池供電自由切換進(jìn)行供電的目的，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的電池與直流電源的切換電路及裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【【附圖說明】

】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電池與直流電源的切換電路的原理示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0015]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的電子產(chǎn)品供電方式單一、電池使用壽命短、電池易漏電等問題，本實(shí)用新型提出了一種新型的電池與直流電源的切換電路，通過該電池與直流電源的切換電路，可實(shí)現(xiàn)在直流電源供電和電池4供電兩種供電方式之間自動(dòng)進(jìn)行切換，從而可實(shí)現(xiàn)在有外部直流電源3供電時(shí)，由外部直流電源3對(duì)負(fù)載5進(jìn)行供電，而無外部直流電源3供電時(shí)，則由電池4進(jìn)行供電，從而可保證負(fù)載不會(huì)因?yàn)橹绷鲾嚯姸霈F(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、時(shí)間停止運(yùn)行等問題，同時(shí)也保護(hù)了電池不會(huì)一直處在工作狀態(tài)，進(jìn)而可有效提高電池使用壽命，并確保負(fù)載安全穩(wěn)定的運(yùn)行。本實(shí)用新型的直流電源供電或電池4供電通過電壓控制元件執(zhí)行完成，其不僅成本低，而且簡(jiǎn)單有效，使得本實(shí)用新型以更簡(jiǎn)單的技術(shù)方案解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，顯而易見地，下面描述僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲得其他的實(shí)施例。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的電池與直流電源的切換電路包括電池電路單元I和直流電路單元2。所述電池電路單元I用于通過電池4對(duì)負(fù)載5進(jìn)行供電輸出，該電池電路單元I的輸入端與電池4連接。所述直流電路單元2用于通過外部直流電源3對(duì)負(fù)載5進(jìn)行供電，該直流電路單元2的輸入端與外部直流電源3連接。所述負(fù)載5泛指需要用電或充電的電子設(shè)備或數(shù)碼產(chǎn)品。所述電池4可為鋰電池4或干電池4等。所述外部直流電源3指可提供所需直流電壓的電源。
[0018]所述電池電路單元I和直流電路單元2相互連接，其輸出端共同與負(fù)載5連接，用于對(duì)負(fù)載5提供負(fù)載5所需的電壓輸出。所述電池電路單元I和直流電路單元2的輸出電壓與其所需連接的負(fù)載5相關(guān)，本實(shí)施例中，以負(fù)載5需3V電壓為例進(jìn)行描述。其他實(shí)施例中，當(dāng)需要提供其他輸出電壓值時(shí)，所述電池4及外部直流電源3的輸出電壓進(jìn)行適應(yīng)性的修改。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，使所述電池電路單元I可根據(jù)有無外部直流電源3輸入時(shí)自動(dòng)進(jìn)行切換導(dǎo)通，所述外部直流電源3的輸出電壓應(yīng)高于所述電池電路單元I的輸出電壓。本實(shí)施例中，所述外部直流電源3選用0.5A的5V直流電源，所述電池4選用輸出3V的電池4，如兩節(jié)1.5V的干電池或充電電池，或輸出3V的鋰電池等。
[0019]為實(shí)現(xiàn)外部直流電源3供電和電池4供電的自動(dòng)切換，在所述電池電路單元I上設(shè)有電壓控制元件。該電壓控制元件的一端與所述電池4連接，其另一端與所述直流電路單元2的輸出端連接。當(dāng)直流電路單元2輸出端的電壓高于電池4的輸出電壓時(shí)，所述電壓控制元件自動(dòng)斷開，使得電池電路單元I斷開電路連接而由外部直流電源3為負(fù)載5供電；當(dāng)直流電路單元2輸出端的電壓低于電池4端的電壓時(shí)，所述電壓控制元件自動(dòng)導(dǎo)通，使得電池電路單元I導(dǎo)通電路連接而由電池4為負(fù)載5供電。所述電壓控制元件可選用場(chǎng)效應(yīng)管、三極管等。本實(shí)施例中，所述電壓控制元件為場(chǎng)效應(yīng)管Q，該場(chǎng)效應(yīng)管Q的漏極D與所述電池4連接，其源極S與所述直流電路單元2的輸出端連接，其柵極G經(jīng)第三限流電阻R3接地。
[0020]所述直流電路單元2包括第一限流電阻Rl和二極管D1。所述第一限流電阻Rl的一端與所述外部直流電源3連接，其另一端與所述二極管Dl的正極連接。所述二極管Dl的負(fù)極為電池電路單元I的輸出端，其與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的源極S連接，即與所述電池電路單元I的輸出端連接。所述直流電路單元2的輸入端經(jīng)第二限流電阻R2與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極G連接，其用于限制電路電流過大。所述第二限流電阻R2的一端與直流電路單元2的輸入端連接，其另一端與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極G及第三限流電阻R3的共同端連接。所述直流電路單元2的輸出端及場(chǎng)效應(yīng)管Q源極S的共同輸出端經(jīng)穩(wěn)壓電路6與待連接的負(fù)載5連接，其用于穩(wěn)壓而向負(fù)載5輸出穩(wěn)定的工作電壓。
[0021]所述穩(wěn)壓電路6包括穩(wěn)壓芯片U、第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2。所述穩(wěn)壓芯片U可選用公知的穩(wěn)壓芯片，本實(shí)施例中，其可將直流電路單元2的5V輸出電壓變壓成3V電壓進(jìn)行輸出。該穩(wěn)壓芯片U的輸入端與所述直流電路單元2及電池電路單元I的共同輸出端連接，該穩(wěn)壓芯片U的輸出端與負(fù)載5連接，該穩(wěn)壓芯片U的地端接地。所述第一濾波電容Cl連接于所述穩(wěn)壓芯片U的輸入端與地端之間，所述第二濾波電容C2連接于所述穩(wěn)壓芯片U的輸出端與地端之間，其用于濾波穩(wěn)壓，防止電路中的電壓突變，如突然掉電而對(duì)負(fù)載5造成不良影響。
[0022]藉此，便形成了本實(shí)用新型的電池與直流電源的切換電路。當(dāng)無外部直流電源3輸入時(shí)，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的漏極D與源極S導(dǎo)通，此時(shí)電流正常流過而由電池4為負(fù)載5供電；當(dāng)外部直流電源3輸入的電壓高于所述電池4提供的電壓時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極G電壓高于源極S電壓，場(chǎng)效應(yīng)管Q處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)無電流通過而由外部直流電源3向負(fù)載5供電，從而實(shí)現(xiàn)了直流電源供電和電池供電的自由轉(zhuǎn)換，解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，有利于提高電池使用性能，保證負(fù)載安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0023]此外，在本實(shí)用新型的電池與直流電源的切換電路基礎(chǔ)上，可制作出相應(yīng)的電池與直流電源的切換裝置。所述電池與直流電源的切換裝置的形狀不限，其宜以美觀、便于使用為主。在所述電池與直流電源的切換裝置的外殼上設(shè)有輸入端口和輸出端口，其分別用于連接外部直流電源3和連接負(fù)載5進(jìn)行供電輸出。所述輸入端口和輸出端口可根據(jù)需要而設(shè)置成現(xiàn)有的接口形式，如USB接口，使得其可通過常用的數(shù)據(jù)線而連接外部直流電源3和負(fù)載5。在所述電池與直流電源的切換裝置的內(nèi)部設(shè)置有電池4和前述的電池與直流電源的切換電路，通過該電池與直流電源的切換電路便可實(shí)現(xiàn)上述功能，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
[0024]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電池與直流電源的切換電路，其特征在于，其包括電池電路單元(I)和直流電路單元(2)，所述直流電路單元(2)的輸入端與外部直流電源(3)連接，所述電池電路單元(I)的輸入端與電池⑷連接，所述直流電路單元⑵與電池電路單元⑴的共同輸出端與待連接的負(fù)載(5)相連，所述電池電路單元(I)在所述直流電路單元(2)有外部直流電源(3)輸入且該外部直流電源(3)經(jīng)直流電路單元(2)輸出的輸出電壓高于所述電池⑷的輸出電壓時(shí)斷開該電池電路單元(I)的電路連接，所述外部直流電源(3)經(jīng)所述直流電路單元(2)向負(fù)載(5)供電；所述電池電路單元(I)在所述直流電路單元(2)無外部直流電源(3)輸入時(shí)，或所述外部直流電源(3)經(jīng)直流電路單元(2)輸出的輸出電壓低于所述電池⑷的輸出電壓時(shí)導(dǎo)通該電池電路單元(I)的電路連接，所述電池⑷經(jīng)所述電池電路單元⑴向負(fù)載(5)供電。2.如權(quán)利要求1所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，所述電池電路單元(1)設(shè)有電壓控制元件，該電壓控制元件的第一端與所述電池(4)連接，該電壓控制元件的第二端與所述直流電路單元(2)的輸出端連接，所述電壓控制元件在所述直流電路單元(2)的輸出端電壓高于所述電池(4)輸出電壓時(shí)斷開，該電壓控制元件在所述直流電路單元(2)的輸出端電壓低于所述電池(4)輸出電壓時(shí)導(dǎo)通。3.如權(quán)利要求2所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，所述電壓控制元件為場(chǎng)效應(yīng)管，其漏極D與所述電池(4)連接，其源極S與所述直流電路單元(2)的輸出端連接，其柵極G通過第三限流電阻R3接地。4.如權(quán)利要求3所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，該電池與直流電源的切換電路還包括可將所述電池電路單元(I)和直流電路單元(2)的輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓輸出的穩(wěn)壓電路(6)，該穩(wěn)壓電路(6)的輸入端與所述電池電路單元⑴和直流電路單元(2)的共同輸出端連接，該穩(wěn)壓電路(6)的輸出端與負(fù)載(5)連接。5.如權(quán)利要求4所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，所述直流電路單元(2)包括第一限流電阻Rl和二極管D1，所述第一限流電阻Rl的一端與所述外部直流電源(3)連接，該第一限流電阻Rl的另一端與所述二極管Dl的正極連接，所述二極管Dl的負(fù)極為所述直流電路單元⑵的輸出端，該二極管Dl的負(fù)極與所述穩(wěn)壓電路(6)的輸入端連接。6.如權(quán)利要求5所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的源極S與所述穩(wěn)壓電路￠)的輸入端連接，該穩(wěn)壓電路(6)包括穩(wěn)壓芯片U、第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2，所述穩(wěn)壓芯片U的輸入端與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q源極S及二極管Dl的負(fù)極連接，該穩(wěn)壓芯片U的輸出端與負(fù)載(5)連接，該穩(wěn)壓芯片U的地端接地，所述第一濾波電容Cl連接于所述穩(wěn)壓芯片U的輸入端與地端之間，所述第二濾波電容C2連接于所述穩(wěn)壓芯片U的輸出端與地端之間。7.如權(quán)利要求6所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，所述直流電路單元(2)的輸入端經(jīng)第二限流電阻R2與所述場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極G連接。8.如權(quán)利要求7所述的電池與直流電源的切換電路，其特征在于，所述第三限流電阻R3的一端與第二限流電阻R2及場(chǎng)效應(yīng)管Q柵極G的共同端連接，該第三限流電阻R3的另一端接地。9.一種電池與直流電源的切換裝置，其特征在于，該裝置設(shè)有連接外部直流電源(3)的輸入端口及連接負(fù)載(5)的輸出端口，在該裝置內(nèi)設(shè)有電池(4)及如權(quán)利要求1?8任意一條所述的電池與直流電源的切換電路，該電池與直流電源的切換裝置在有外部直流電源⑶輸入時(shí)由外部直流電源⑶經(jīng)所述電池與直流電源的切換電路為負(fù)載(5)提供電源，該電池與直流電源的切換裝置在無外部直流電源(3)輸入時(shí)切換至由其內(nèi)部的電池(4)為負(fù)載(5)提供電源。
【文檔編號(hào)】H02J9-06GK204290397SQ201420765451
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