本發(fā)明涉及電路控制切換領(lǐng)域，特別是涉及電源切換控制電路。

背景技術(shù)：

目前很多便攜式電子產(chǎn)品都是使用鋰電池供電及通過外部電源適配器進(jìn)行充電，也可變充電邊使用。傳統(tǒng)的鋰電池切換電路一般是利用二極管的反向特性進(jìn)行電池及電源適配器之間的切換，但由于二極管自身的功耗很大，很難滿足當(dāng)今電子產(chǎn)品向發(fā)熱小、工作及待機(jī)低功耗方向發(fā)展的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的電源切換控制電路很難滿足電子產(chǎn)品向發(fā)熱小、工作及待機(jī)功耗低方向發(fā)展的需求的問題，提供一種減少電路發(fā)熱量、降低工作及待機(jī)功耗的電源切換控制電路。

為達(dá)到發(fā)明目的，提供一種電源切換控制電路，用于控制電源適配器或電池對負(fù)載供電，所述電路包括切換電路和控制電路，其中，所述切換電路包括第一MOS管，第二MOS管和第三MOS管；

所述第一MOS管的源極與電池的正極電連接，所述第一MOS管的柵極與所述控制電路電連接，所述第一MOS管的漏極與所述第二MOS管的漏極電連接；

所述第二MOS管的柵極與電源適配器的輸入端電連接，所述第二MOS管的源極與負(fù)載電連接后接地，所述第二MOS管的源極還與所述第三MOS管的漏極電連接；

所述第三MOS管的柵極與所述控制電路電連接，所述第三MOS管的源極與所述電源適配器的輸入端電連接；

其中，所述控制電路控制所述第一MOS管和所述第三MOS管的導(dǎo)通、所述第二MOS管截止時，所述電源適配器對所述負(fù)載供電；

所述控制電路控制所述第一MOS管和所述第三MOS管截止時，所述電源適配器及所述電池均停止對所述負(fù)載供電。

在其中一個實(shí)施例中，所述切換電路還包括第一二極管；

所述第一二極管的正極與所述第二MOS管的漏極電連接，所述第一二極管的負(fù)極與所述第二MOS管的源極電連接。

在其中一個實(shí)施例中，所述第一二極管包括續(xù)流二極管。

在其中一個實(shí)施例中，所述續(xù)流二極管包括快速恢復(fù)二極管和肖特基二極管。

在其中一個實(shí)施例中，所述切換電路還包括第一電阻；

所述第一電阻的第一端連接在所述第一MOS管的源極和所述電池的正極之間，所述第一電阻的第二端與所述第一MOS管的柵極電連接后與所述控制電路電連接。

在其中一個實(shí)施例中，所述切換電路還包括第二電阻；

所述第二電阻的第一端電連接在所述第二MOS管的柵極和所述電源適配器的輸入端之間，所述第二電阻的第二端接地。

在其中一個實(shí)施例中，所述切換電路還包括第三電阻；

所述第三電阻的第一端電連接在所述第三MOS管的源極和所述電源適配器的輸入端之間，所述第三電阻的第二端電連接在所述第三MOS管的柵極和所述控制電路之間。

在其中一個實(shí)施例中，所述切換電路還包括第四電阻；

所述第四電阻的第一端電連接在所述第二電阻的第一端和所述第二MOS管的柵極之間，所述第四電阻的第二端與所述電源適配器的輸入端電連接。

在其中一個實(shí)施例中，所述控制電路包括第二二極管，第三二極管和三極管；

所述三極管的集電極分別與所述第二二極管的負(fù)極和所述第三二極管的負(fù)極電連接，所述三極管的發(fā)射極接地，所述三極管的基極用于輸入高電平或低電平的控制信號；

所述第二二極管的正極與所述第一MOS管的柵極電連接；

所述第三二極管的正極與所述第三MOS管的柵極電連接。

在其中一個實(shí)施例中，所述控制電路還包括第五電阻和第六電阻；

所述第五電阻的第一端和所述第六電阻的第一端均與所述三極管的基極電連接，所述第五電阻的第二端接地，所述第六電阻的第二端用于接入所述控制信號。

本發(fā)明的有益效果包括：

上述電源切換控制電路，控制電路控制第一MOS管和第三MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)時，在電源適配器未插入的情況下，第二MOS管的柵極為低電平，第二MOS管導(dǎo)通，電池通過第一MOS管和第二MOS管對負(fù)載供電。由于MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)的等效電阻是非常小的，因此相比電池和負(fù)載之間為二極管的電源切換控制電路，顯然提高了電池的使用效率，且發(fā)熱也比較小。

在電源適配器插入后，第二MOS管截止，第三MOS管導(dǎo)通，電源適配器經(jīng)過第三MOS管對負(fù)載RL供電，而第二MOS管能夠截止電源適配器的電流流向電池給電池充電，同時因?yàn)榈谌齅OS管的等效電阻非常小，因此也有效地提高了電源適配器使用效率，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中電源適配器供電時發(fā)熱大、效率低的問題。

當(dāng)控制電路控制第一MOS管和第三MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)時，此時電池和電源適配器的電流均無法通過MOS管給負(fù)載RL供電，即實(shí)現(xiàn)徹底切斷流向負(fù)載RL的電流，從而使電子產(chǎn)品的待機(jī)功耗小，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品高效率的待機(jī)需求。

附圖說明

圖1為一個實(shí)施例中的傳統(tǒng)的電源切換控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為另一個實(shí)施例中的傳統(tǒng)的電源切換控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個實(shí)施例中的電源切換控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為另一個實(shí)施例中的電源切換控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明電源切換控制電路進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1和圖2。

圖1和圖2為傳統(tǒng)的電源切換控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其都是利用二極管的反向特性來實(shí)現(xiàn)電池BAT與電源適配器之間的電源切換功能。例如：圖1中電池BAT(電池BAT的輸入電壓用Vbat表示)給負(fù)載RL供電時，負(fù)載RL端電壓Vout等于電池電壓減去二極管D2的壓降(二極管D2的壓降用Vd2表示)，電池供電時的有用功P＝(Vbat-Vd2)²/RL；同理，在電源適配器插入正常供電的情況下二極管D2的負(fù)極電壓比正極電壓大，負(fù)載端電壓Vout等于電源適配器的輸入電壓(電源適配器的輸入端的電壓用Vin表示)減去二極管D1的壓降(二極管D2的壓降用Vd1表示)，電源適配器供電時的有用功P＝(Vin-Vd1)²/RL；上述可知二極管的壓降越大，無用功越大，發(fā)熱也越大，因而很難滿足當(dāng)今電子產(chǎn)品向發(fā)熱小方向發(fā)展的需求。

再如圖2所示，圖2中利用MOS管及二極管配合來實(shí)現(xiàn)電池BAT與電源適配器之間的電源切換功能。圖2中當(dāng)電池VBA給負(fù)載RL供電時，負(fù)載端電壓Vout等于電池電壓減去MOS管Q1的壓降(MOS管Q1的壓降用Vq1表示)，電路的有用功P＝Vout²/RL＝(Vbat-Vq1)²/RL，由于MOS管導(dǎo)通狀態(tài)下壓降是很小的，即Vq1值很小，此時工作電路有用功很高，滿足使用要求；在電源適配器插入后正常情況下MOS管Q1的源極電壓比漏極電壓大，負(fù)載端電壓Vout等于電源適配器電壓(電源適配器電壓用Vin表示)減去二極管D1的壓降(用Vd1表示)，電路的有用功P＝(Vin-Vd1)²/RL，上述可知二極管的壓降越大，無用功越大，發(fā)熱也越大，此時仍存在電源適配器供電時發(fā)熱大、效率低的問題。

如果同時將圖1中的二極管D1和二極管D2置換為MOS管，兩個MOS管均與MOS控制電路連接，則由于電子產(chǎn)品的限制，如果在電子產(chǎn)品待機(jī)時，則MOS控制電路得控制兩個MOS管同時處于截止?fàn)顟B(tài)，此時雖然滿足了電子產(chǎn)品高效率待機(jī)的需求，但在電子產(chǎn)品處于供電狀態(tài)時，MOS控制電路控制兩個MOS管同時處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時顯然無法為負(fù)載提供有用功。

在一個實(shí)施例中，如圖3所示，提供了一種電源切換控制電路，該電路包括切換電路和控制電路，其中，切換電路包括第一MOS管Q1，第二MOS管Q2和第三MOS管Q3。第一MOS管Q1的源極與電池BAT的正極電連接，第一MOS管Q1的柵極與控制電路電連接，第一MOS管Q1的漏極與第二MOS管Q2的漏極電連接。第二MOS管Q2的柵極與電源適配器的輸入端電連接，第二MOS管Q2的源極與負(fù)載電連接后接地，第二MOS管Q2的源極還與第三MOS管Q3的漏極電連接。第三MOS管Q3的柵極與控制電路電連接，第三MOS管Q3的源極與電源適配器的輸入端電連接?？刂齐娐房刂频谝籑OS管Q1和第三MOS管Q3導(dǎo)通、第二MOS管Q2截止時，電源適配器對負(fù)載RL供電；控制電路控制第一MOS管Q1和第三MOS管Q3截止時，電源適配器及電池BAT均停止對負(fù)載RL供電。

本實(shí)施例中就是針對圖1和圖2中的問題提出的新的技術(shù)方案。

在本實(shí)施例中，電池BAT和電源適配器之間設(shè)置有三個MOS管，分別為第一MOS管Q1，第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，第一MOS管Q1的源極與電池BAT正極連接，即與電池BAT的正極連接，第一MOS管Q1的柵極與控制電路電連接，控制電路用于控制第一MOS管Q1的通斷，第一MOS管Q1的漏極與第二MOS管Q2的漏極電連接，第二MOS管Q2的柵極與電源適配器的輸入端電連接，第二MOS管Q2的源極與第三MOS管Q3的漏極電連接，同時也與負(fù)載RL電連接，負(fù)載RL遠(yuǎn)離第三MOS管的一端接地，第三MOS管Q3的源極與電源適配器的輸入端電連接，第三MOS管Q3的柵極與控制電路電連接，控制電路還用于控制第三MOS管Q3的通斷。

本實(shí)施例中，控制電路在控制第一MOS管Q1和第三MOS管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)時，且在電源適配器未插入的情況下，第二MOS管Q2的柵極為低電平，即第二MOS管Q2也處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時，電池通過第一MOS管和第二MOS管對負(fù)載RL供電，由于MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)的等效電阻是非常小的，一般為幾十毫歐姆，若有1安培的工作電流，則MOS管的導(dǎo)通電壓也只有幾十豪伏，即此時負(fù)載RL的有用功P＝(Vbat-Vq1-Vq2)2/RL，由于Vq1和Vq2的壓降都非常小，因此相比電池和負(fù)載之間為二極管的電源切換控制電路，顯然提高了電池BAT的使用效率，由于無用功比較小，因此電子產(chǎn)品的發(fā)熱也比較小。

在電源適配器插入后，此時第二MOS管的柵極為高電平，第二MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，且第三MOS管Q3導(dǎo)通，電源適配器通過第三MOS管Q3對負(fù)載RL供電，而第二MOS管能夠截止電源適配器的電流流向電池BAT給電池BAT充電，同時因?yàn)榈谌齅OS管Q3的等效電阻非常小，因此也有效地提高了電源適配器使用效率，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中電源適配器供電時發(fā)熱大、效率低的問題。

當(dāng)控制電路控制第一MOS管Q1和第三MOS管Q3處于截止?fàn)顟B(tài)時，此時電池BAT和電源適配器的電流均無法通過MOS管給負(fù)載RL供電，即實(shí)現(xiàn)徹底切斷流向負(fù)載RL的電流，從而使電子產(chǎn)品的待機(jī)功耗小，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品高效率的待機(jī)需求。綜上所述，本實(shí)施例中的電源切換控制電路相比傳統(tǒng)的電路不僅電池BAT的使用效率高、功耗低、發(fā)熱小，而且電源適配器也向低功耗、發(fā)熱小的方向發(fā)展，并且待機(jī)效率更高，能夠在便攜式電子產(chǎn)品中有很好的應(yīng)用前景。

當(dāng)電源適配器突然斷電或拔出，電源適配器輸入端處于低電平狀態(tài)，此時第二MOS管的柵極又變?yōu)榈碗娖?，第二MOS管導(dǎo)通，電池BAT通過第一MOS管和第二MOS管為負(fù)載RL供電，由于第一MOS管和第二MOS管的等效負(fù)載很小，因此，電池的發(fā)熱量和功耗依舊很低。

以下結(jié)合具體的數(shù)值來進(jìn)一步說明本實(shí)施例中電源切換控制電路的優(yōu)點(diǎn)：

假設(shè)負(fù)載RL所需的電流為1A，傳統(tǒng)技術(shù)中附圖1中電路的功耗為(二極管在1A電流時的壓降約為0.7V)：電池BAT供電時，無用功P＝UI＝0.7V*1A＝0.7W；電源適配器供電時，無用功P＝UI＝0.7V*1A＝0.7W；電子產(chǎn)品待機(jī)時，電池BAT或電源適配器供電無法徹底切斷電源，電子產(chǎn)品的待機(jī)功耗較大。

本實(shí)施例中電路的功耗為(一般MOS管導(dǎo)通后在1A電流時的壓降約為0.05V)：電池BAT供電時，無用功P＝UI＝(0.05V+0.05V)*1A＝0.1W；電源適配器供電時，無用功P＝UI＝0.05V*1A＝0.05W；電池BAT與電源適配器供電時，均可徹底切斷電源，待機(jī)功耗小，待機(jī)效率高。

通過比較可以明顯看出，改進(jìn)后的電源切換控制電路比傳統(tǒng)通用的電源切換控制電路的全時功耗低、發(fā)熱少、待機(jī)效率高，且功耗明顯降低很多倍。

需要說明的是，優(yōu)選的，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3均為PMOS管，由PMOS管的導(dǎo)通特性可知，在Vgs(柵極和源極)的電壓差值小于一定值時就會導(dǎo)通。其中電池BAT的正極與第一MOS管Q1的源極連接，電池BAT的負(fù)極接地。

進(jìn)一步地，在一個實(shí)施例中，切換電路還包括第一二極管D1。第一二極管D1的正極與第二MOS管Q2的漏極電連接，第一二極管D1的負(fù)極與第二MOS管Q2的源極電連接。

在電源適配器供電時突然斷電或拔出時，若電源適配器的電壓處于緩慢放電，一般電源適配器內(nèi)部都是有較大的電解濾波容器的，實(shí)際情況會存在緩慢放電的過程，因?yàn)榫徛烹姇r第二MOS管Q2的柵極依舊處于高電平，第一MOS管Q1處于截止?fàn)顟B(tài)，若只靠第二MOS管Q2的寄生二極管續(xù)流，則在較大的工作電流的情況下降會有很大的壓降，因此會使第二MOS管Q2的溫度瞬時升高，然而在第二MOS管Q2的漏極和柵極之間接入一個第一二極管D1，這個第一二極管D1在這個過程中處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此充當(dāng)著主要的續(xù)流作用，保護(hù)了第二MOS管Q2同時也降低了第二MOS管Q2的壓降，當(dāng)電源適配器的電壓放電到較小電壓后，第二MOS管Q2的柵極為低電平，此時第二MOS管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，恢復(fù)電池對負(fù)載RL供電。

本實(shí)施例中的第一二極管D1解決了第二MOS管Q2內(nèi)部的寄生二極管在負(fù)載在工作電流較大拔出適配器時無法提供瞬時大電流的問題，滿足當(dāng)今電子產(chǎn)品的發(fā)展需求。

并且，在電源適配器為負(fù)載供電時，第二MOS管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，同時由于二極管的單向?qū)ㄐ?，電源適配器的電流無法通過第二MOS管Q2的源極流到漏極或從第一二極管D1的負(fù)極到正極，從而避免電源適配器直接向電池BAT端充電。電池BAT充電有專門的充電芯片管理。

在一個實(shí)施例中，第一二極管D1包括續(xù)流二極管。

續(xù)流二極管在電路中用來保護(hù)元件不被感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，以并聯(lián)的方式接到產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產(chǎn)生的高電動勢在回路以續(xù)電流方式消耗，從而起到保護(hù)電路中的元件不被損壞。優(yōu)選的，續(xù)流二極管包括快速恢復(fù)二極管和肖特基二極管，優(yōu)選為肖特基二極管。

在一個實(shí)施例中，切換電路還包括第一電阻R1。第一電阻R1的第一端連接在第一MOS管Q1的源極和電池BAT的正極之間，第一電阻R1的第二端與第一MOS管Q1的柵極電連接后與控制電路電連接。

第一電阻R1在電路中起到分流的作用，防止電池BAT的輸入電流過大擊穿第一MOS管Q1，起到保護(hù)第一MOS管Q1的作用，同時，第一電阻R1還在電池BAT供電時，使第一MOS管Q1的柵極的電壓低于源極的電壓，從而保證第一MOS管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)。

在一個實(shí)施例中，切換電路還包括第二電阻R2。第二電阻R2的第一端電連接在第二MOS管Q2的柵極和電源適配器的輸入端之間，第二電阻R2的第二端接地。

第二電阻R2防止電源適配器輸入的電流過大擊穿第二MOS管Q2，起到保護(hù)第二MOS管Q2的作用。

在一個實(shí)施例中，切換電路還包括第四電阻R4。第四電阻R4第一端連接在第二電阻R2的第一端和第二MOS管Q2的柵極電連接，第四電阻R4的第二端與電源適配器的輸入端電連接。

第四電阻R4和第二電阻R2配合可決定第二MOS管Q2的柵極電壓與源極電壓的大小，在電池BAT給負(fù)載供電時，使第二MOS管Q2的柵極的電壓小于第二MOS管Q2的源極的電壓，從而保證第二MOS管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)；在電源適配器供電時，第二電阻R2和第四電阻R4配合使第二MOS管Q2的柵極的電壓不小于或接近于第二MOS管Q2的元件的電壓，從而保證第二MOS管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)。

其中，值得說明的是，在電路性能要求不高的情況下，第四電阻R4可以為零歐姆或作省掉處理。

在一個實(shí)施例中，切換電路還包括第三電阻R3。第三電阻R3的第一端電連接在第三MOS管Q3的源極和電源適配器的輸入端之間，第三電阻R3的第二端電連接在第三MOS管Q3的柵極和控制電路之間。

第三電阻R3與第一電阻R1的功能相似，除了起到保護(hù)第三MOS管Q3的作用外，還在電源適配器供電時，使第三MOS管Q3的柵極電壓低于源極電壓，保證第三MOS管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)。

在一個實(shí)施例中，參見圖4，控制電路包括第二二極管D2，第三二極管D3和三極管Q4。三極管Q4的集電極分別與第二二極管D2和所述第三二極管D3的負(fù)極電連接，三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極用于輸入高電平或低電平的控制信號。第二二極管D2的正極與第一MOS管Q1的柵極電連接，第二二極管D2的負(fù)極與三極管Q4的集電極電連接。第三二極管D3的正極與第三MOS管Q3的柵極電連接，第三二極管D3的負(fù)極與三極管Q4的集電極電連接。

當(dāng)向控制單路出入低電平信號時，三極管Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，此時三極管Q4的集電極相當(dāng)于高阻態(tài)，電流無法通過第二二極管D2或第三二極管D3形成回路，第一MOS管Q1和第三MOS管Q3的源極與柵極的壓差接近為零，即第一MOS管Q1和第三MOS管Q3均處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)向控制電路輸入高電平信號時，三極管Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)，電流可以通過第二二極管D2或第三二極管D3再經(jīng)過三極管Q4形成回路，第一MOS管Q1和第三MOS管Q3的源極和柵極的壓差很大，即第一MOS管Q1和第三MOS管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)。綜上所述，可以通過輸入高電平或低電平的控制信號來控制第一MOS管Q1和第三MOS管Q3的通斷。

在一個實(shí)施例中，控制電路還包括第五電阻R5和第六電阻R6。第五電阻R5的第一端和第六電阻R6的第一端均與三極管Q4的基極電連接，第五電阻R5的第二端接地，第六電阻R6的第二端用于接入控制信號。

第五電阻R5和第六電阻R6配合起到保護(hù)三極管Q4的作用，防止輸入的控制信號的電平過高擊穿或燒壞三極管Q4。

其中，第一電阻R1至第六電阻R6均為普通電阻，第二二極管D2和第三二極管D3均為普通二極管，三級管Q4為NPN三級管。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。