專利名稱：電源切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源切換裝置，尤其涉及一種可在外部接口電源與內(nèi)部電池電源之間切 換的電源切換裝置。
背景技術(shù)：
在計算機領(lǐng)域中，通用串行總線設(shè)備(USB設(shè)備)由于支持熱插拔、擴展方便及傳輸速度 較快等優(yōu)點而得到越來越廣泛的應(yīng)用。例如，USB硬盤、USB光驅(qū)、USB軟驅(qū)、打印機及數(shù)碼 相機等多種電子設(shè)備使用USB作為輔助電源越來越普及。對于如數(shù)碼相機，攝影機，投影儀 等一些便攜式的電子產(chǎn)品更多的需要使用雙電源裝置，這些有USB外設(shè)的電子產(chǎn)品USB的電流 驅(qū)動能力差異很大。
目前， 一般采用如圖1所示的雙電源電路100，該雙電源電路100包括一個穩(wěn)壓二極管D1 、 一個電阻R1及一個晶體三極管Q1。
所述晶體三極管Q1的發(fā)射極與一個電池電源端10相連，所述晶體三極管Q1的集電極為所 述雙電源電路100的輸出端11。所述穩(wěn)壓二極管D1的正極與一個USB輔助電源端12相連，所述 穩(wěn)壓二極管D1的正極與所述晶體三極管Q1的基極相連并經(jīng)電阻R1接地，所述穩(wěn)壓二極管D1的 負極連接至所述電源切換電路100的輸出端11。所述輸出端ll為負載供電。
假設(shè)所述電池電源端10接入的電池電源電壓值為U 1 ，所述USB輔助電源端12接入的USB輔 助電源電壓值為U2。當所述雙電源電路100中使用所述USB輔助電源供電給負載時，所述穩(wěn)壓 二極管D1在所述USB輔助電源12的作用下導(dǎo)通，此時所述晶體三極管Q1截止，所述雙電源電 路100的負載在所述USB輔助電源12的作用下工作。然而，當所述雙電源電路100在所述USB輔 助電源12供電給負載的工作過程中，由于負載的變化或者電壓不穩(wěn)等原因會出現(xiàn)電流增大， 此時由于所述穩(wěn)壓二極管D1的穩(wěn)壓作用，所述穩(wěn)壓二極管D1的電壓變化很小。所述晶體三極 管Q1無法導(dǎo)通而切換至輔助電源，所述USB輔助電源的電壓值U2減小而無法滿足電路負載工 作時，所述晶體三極管Q1處于截止狀態(tài)而無法供電給負載，這樣所述雙電源電路100不能保 證負載正常工作甚至所述電池電源及所述USB輔助電源12被損壞。
由以上分析可知，在內(nèi)部電源與外設(shè)電源這種雙電源供電的情況下，正常情況下外設(shè)電 源提供給負載穩(wěn)定的工作電壓。當電路負載變化，電路中所需要的工作電流也瞬間增高時， 外設(shè)電源無法提供工作電流的情況下，如果不能立即切換至內(nèi)部電源工作，外設(shè)電源容易燒壞，不能供電給負載正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種能在雙電源供電時可以瞬間切換電源的電源切換裝置。
一種電源切換裝置，其包括一個選擇單元， 一個檢測單元與所述選擇單元相連。 一個第 一電壓源分別與所述檢測單元及所述選擇單元相連， 一個第二電壓源與所述選擇單元相連。 所述檢測單元用于判斷所述第一電壓源是否可用，所述選擇單元用于接收所述檢測單元的判 斷結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果選擇所述第一電壓源或所述第二電壓源輸出。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述電源切換裝置可以在第一電壓源與第二電壓源之間切換，保證負 載變化或者電壓不穩(wěn)定的情況下負載能正常工作，也不會影響所述電源切換裝置的第一電壓 源與第二電壓源。


圖l為現(xiàn)有的一種電源切換裝置的電路圖。 圖2為本發(fā)明第一實施例的電源切換裝置的電路圖。 圖3為本發(fā)明第二實施例的電源切換裝置的電路圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，其為本發(fā)明第一實施例的電源切換裝置200，該電源切換裝置200包括一個 檢測單元24及一個選擇單元30。所述檢測單元24包括一個檢測端26與一個控制端28。所述選 擇單元30包括一個第一晶體三極管Q11、 一個第二晶體三極管Q12及一個第三晶體三極管Q13
所述檢測單元24的檢測端26與一個USB輔助電源端22相連，所述檢測單元24的控制端28 分別與所述第一晶體三極管Q11的基極與所述第三晶體三極管Q13的基極相連。
所述第一晶體三極管Q11的集電極與所述第二晶體三極管Q12的基極相連，所述第一晶體 三極管Q11的發(fā)射極接地。所述第二晶體三極管Q12的發(fā)射極與所述USB輔助電源端22相連， 所述第二晶體三極管Q12的集電極與所述第三晶體三極管Q13的集電極相連并共同連至所述電 源切換裝置200輸出端32。所述第三晶體三極管Q13的發(fā)射極與一個電池電源端20相連。
所述檢測單元24的功能是對所述檢測端26輸入的電壓值與其內(nèi)部預(yù)設(shè)的檢測電壓值進行 比較，所預(yù)設(shè)的檢測電壓的選取根據(jù)工作電路來確定。當檢測端26輸入的電壓值大于檢測電 壓值時，所述檢測單元24的控制端28的輸出信號為高電平，當檢測端26輸入的電壓值小于檢 測電壓值時，所述檢測單元24的控制端28的輸出信號為低電平。所述檢測單元24可以為比較 器，或者其他具有比較功能的電路或者元件。本實施例中，所述檢測單元24對所述USB輔助電源端22輸入的電壓值進行判斷。當所述 USB輔助電源的電壓值大于所述檢測單元24的檢測電壓值時，所述檢測單元24的控制端28的 輸出為高電平信號，此時所述USB輔助電源的電壓值可以滿足外部負載的需要。此時所述第 一晶體三極管Q11導(dǎo)通，所述第一晶體三極管Q11的導(dǎo)通控制所述第二晶體三極管Q12導(dǎo)通。 所述控制端28的輸出為高電平信號時所述第三晶體三極管Q13截止，此時所述電源切換裝置 200的輸出為所述USB輔助電源的電壓，即所述USB輔助電源工作而所述電池電源不工作。
在所述USB輔助電源工作時，由于負載的變化或者電壓不穩(wěn)等原因，所述電源切換裝置 200的電流升高，所述USB輔助電源的電壓值下降直至所述USB輔助電源的電壓值無法滿足外 部負載的需要。此時所述USB輔助電源的電壓值小于所述檢測單元24的檢測電壓值，所述檢 測單元24的控制端28的輸出為低電平信號并控制所述第一晶體三極管Q11截止，所述第一晶 體三極管Q11的截止控制所述第二晶體三極管Q12截止。所述控制端28的輸出為低電平信號時 控制所述第三晶體三極管Q13導(dǎo)通。此時所述電源切換裝置200的輸出為所述電池電源的電壓 ，即所述電池電源工作而所述USB輔助電源不工作。
在所述電池電源工作時，由于負載的變化或者電壓不穩(wěn)等原因，所述電源切換裝置200 的電流降低，所述USB輔助電源的電壓值升高直至所述檢測單元24的控制端28的輸出為高電 平信號，所述檢測單元24判斷所述USB輔助電源可滿足負載工作。此時所述檢測單元24的控 制端28輸出的高電平信號控制所述第一晶體三極管Q11導(dǎo)通，所述第一晶體三極管Q11的導(dǎo)通 控制所述第二晶體三極管Q12導(dǎo)通。所述控制端28的輸出為高電平信號時控制所述第三晶體 三極管Q13截止。此時所述電源切換裝置200的輸出為所述USB輔助電源，即所述USB輔助電源 工作而所述電池電源不工作。
可以理解，所述第三晶體三極管Q13的基極同時還可通過一個電阻接地，從而可通過調(diào) 節(jié)電阻的值來調(diào)整所述第三晶體三極管Q13的基極電壓，增強所述電源切換裝置200的靈活性
可以理解，所述第二晶體三極管Q12的發(fā)射極還可通過一個電容與電感并聯(lián)的電路與其 基極相連，可以對所述電源切換裝置200的切換工作起緩沖作用。
可以理解，所述晶體三極管可以為晶體管-晶體管邏輯電路器件或互補金屬氧化物半導(dǎo)
體器件等具有開關(guān)功能的電子元件及電路。
本實施例的電源切換裝置200在所述電池電源與所述USB輔助電源之間進行切換供電給負 載，保證在所述電源切換裝置200由于負載的影響或者電壓不穩(wěn)定的情況下負載正常工作， 同時不影響所述電池電源與所述USB輔助電源。請參閱圖3，其為本發(fā)明第二實施例的電源切換裝置300，該電源切換裝置300包括一個 檢測單元45及一個選擇單元60 。
所述檢測單元45包括一個檢測端46與一個輸出端48。所述選擇單元60包括一個微控制器 50、 一個邏輯與門54、 一個第一電阻R2、 一個第二電阻R3、 一個第一晶體三極管Q21 、 一個 第二晶體三極管Q22及一個第三晶體三極管Q23。所述邏輯與門52包括一個第一二極管D3及一 個第二二極管D4。所述微控制器50具有一個輸入端53、 一個第一控制端51及一個第二控制端 52。
所述檢測單元45的檢測端46與一個USB輔助電源端42相連，所述檢測單元45的輸出端48 分別連至所述第一二極管D3的正極及所述微控制器50的輸入端53。所述第一電阻R2的兩端分 別連至所述第一二極管D3的負極與所述第一晶體三極管Q21的基極，所述第二電阻R3的兩端 分別連至所述第一晶體三極管Q21的基極與發(fā)射極，所述第一晶體三極管Q21的發(fā)射極接地。 所述第一晶體三極管Q21的集電極與所述第二晶體三極管Q22的基極相連，所述第二晶體三極 管Q22的發(fā)射極與所述USB輔助電源端42相連。
所述微控制器50的第一控制端51與所述第二二極管D4的負極相連，所述第二二極管D4的 正極與所述第一二極管D3的負極相連并一同連至第一電阻R2。所述微控制器50的第二控制端 52與所述第三晶體三極管Q23的基極相連。所述第三晶體三極管Q23的發(fā)射極與一個電池電源 端40相連，所述第三晶體三極管Q23的集電極與所述第二晶體三極管Q22的集電極相連并共同 連至所述電源切換裝置300的輸出端70。
所述檢測單元45的功能與本發(fā)明第一實施例中的檢測單元24功能及原理相同。所述微控 制器50的功能是當輸入端53的輸入為高電平信號時，所述第一控制端51及第二控制端52的輸 出均為高電平信號。此后如果所述微控制器50的輸入端53的輸入為低電平信號時，所述第一 控制端51及第二控制端52的信號均跳變?yōu)榈碗娖叫盘?。跳變一次后，所述微控制?0的第一 控制端51及一個第二控制端52的輸出均一直為低電平信號，直到有外部控制單元如CPU等可 發(fā)出控制信號的控制裝置，控制所述微控制器50重新可以開始進行高低電平信號轉(zhuǎn)換。
當所述USB輔助電源端42輸入的USB輔助電源的電壓值大于所述檢測單元45內(nèi)預(yù)設(shè)的檢測 電壓值時，所述檢測單元45的輸出端48輸出為高電平信號，所述第一二極管D3正極的信號為 高電平，所述第一二極管D3導(dǎo)通。此時，所述微控制器50的輸入端53為高電平信號，所述微 控制器50的第一控制端51與第二控制端52的輸出同時為高電平信號，所述第二二極管D4負極 的信號為高電平，所述第二二極管D4截止。此時所述邏輯與門54的輸出為高電平信號并控制 所述第一晶體三極管Q21導(dǎo)通，所述第一晶體三極管Q21的導(dǎo)通控制所述第二晶體三極管Q22導(dǎo)通，所述USB輔助電源接至所述電源切換裝置300的輸出端70。所述第二控制端52的輸出信 號為高電平時所述第三晶體三極管Q23截止，此時所述電源切換裝置200的輸出為所述USB輔 助電源的電壓，即所述USB輔助電源工作而所述電池電源端40輸入的電池電源不工作。
在所述USB輔助電源工作時，由于負載的變化或者電壓不穩(wěn)等原因，所述電源切換裝置 300的電流升高，所述USB輔助電源的電壓值下降。當所述USB輔助電源的電壓值下降直至不 能滿足外部負載的需要時，所輸入的USB輔助電源的電壓值小于所述檢測單元45的檢測電壓 值，所述檢測單元45的控制端48的輸出為低電平信號，所述第一二極管D3正極的信號為低電 平，所述第一二極管D3截止。所述微控制器50的第一控制端51與所述第二控制端52的輸出同 時為低電平信號，所述第二二極管D4正極與負極的信號均為低電平，所述第二二極管D4截止 。此時所述邏輯與門54的輸出為低電平信號并控制所述第一晶體三極管Q21截止，所述第一 晶體三極管Q21截止同時控制所述第二晶體三極管Q22截止。所述第二控制端52的輸出信號為 低電平時控制所述第三晶體三極管Q23導(dǎo)通。所述電池電源接至所述電源切換裝置300的輸出 端70，此時所述電源切換裝置300的輸出為電池電源的電壓，即所述電池電源工作而所述 USB輔助電源不工作。
同第一實施例，當所述電源切換裝置300的電流降低，所述USB輔助電源的電壓值升高直 至大于所述檢測單元45的檢測電壓值時，所述USB輔助電源可滿足外部負載工作。所述檢測 單元45的控制端48的輸出為高電平信號，所述第一二極管D3的正極信號為高電平，所述第一 二極管D3導(dǎo)通。所述微控制器50的輸入端53的輸入為高電平信號，此時所述微控制器50的第 一控制端51與所述第二控制端52輸出的同時繼續(xù)為低電平信號，所述第二二極管D4的負極信 號為低電平，其正極信號為高電平，所述第一二極管D3與所述第二二極管D4均導(dǎo)通，電流經(jīng) D3流至D4。此時所述邏輯與門54的輸出信號仍然為低電平并控制所述第一晶體三極管Q21截 止，所述第一晶體三極管Q21的截止控制所述第二晶體三極管Q22截止。所述第二控制端52的 輸出為低電平信號時控制所述第三晶體三極管Q23導(dǎo)通。所述電池電源接至所述電源切換裝 置300的輸出端70，此時所述電源切換裝置300的輸出為所述電池電源的電壓，即所述電池電 源工作而所述USB輔助電源不工作。直至有外部控制單元如CPU等可發(fā)出控制信號的控制裝置 ，控制所述微控制器50重新可以開始進行高低電平信號轉(zhuǎn)換，所述電池電源與所述USB輔助 電源可重新進行切換。
可以理解，所述第三晶體三極管Q23的基極同時還可通過一個電阻接地，從而可通過調(diào) 節(jié)電阻的值來調(diào)整所述第三晶體三極管Q23的基極電壓，增強所述電源切換裝置300的靈活性可以理解，所述第二晶體三極管Q22的發(fā)射極還可通過一個電容與電感并聯(lián)的電路與其 基極相連，可以對所述電源切換裝置300的切換工作起到緩沖作用。
可以理解，所述晶體三極管可以為晶體管-晶體管邏輯電路器件或互補金屬氧化物半導(dǎo) 體器件等具有開關(guān)功能的電子元件及電路。
可以理解，所述邏輯與門可以為二極管、晶體三極管或互補金屬氧化物半導(dǎo)體。
本實施例的電源切換裝置300在負載的影響或者電壓不穩(wěn)定的情況下可以進行一次所述 USB輔助電源與所述電池電源之間的切換，保證負載正常工作，同時不影響所述電池電源及 所述USB輔助電源。此外，所述電源切換裝置300還包括一個微控制器50，當所述電源切換裝 置300實現(xiàn)一次切換電源后，所述微控制器50不再隨著輸入端為高/低電平信號而跳變?yōu)楦? 低電平信號， 一直到所述USB輔助電源穩(wěn)定后，再通過外部控制器控制所述電源切換裝置 300切換至所述USB輔助電源工作。這樣保證在某段時間內(nèi)電壓不穩(wěn)定時，所述電源切換裝置 300不會出現(xiàn)反復(fù)跳變的情況，避免所述電源切換裝置300的交替切換影響甚至損壞所述電源 切換裝置300。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神 所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種電源切換裝置，其包括 一個選擇單元， 一個檢測單元與所 述選擇單元相連； 一個第一電壓源分別與所述檢測單元及所述選擇單元相連， 一個第二電壓 源與所述選擇單元相連，所述檢測單元用于判斷所述第一電壓源是否可用，所述選擇單元用 于接收所述檢測單元的判斷結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果選擇所述第一電壓源或所述第二電壓源輸出
2.如權(quán)利要求l所述的電源切換裝置，其特征在于，所述選擇單元包 括一個第一晶體三極管、 一個第二晶體三極管及一個第三晶體三極管，所述檢測單元用于控 制所述第一晶體三極管與所述第三晶體三極管的導(dǎo)通與截止，所述第一晶體三極管用于控制 所述第二晶體三極管的導(dǎo)通與截止，當所述檢測單元控制所述第一晶體三極管導(dǎo)通時，所述 第二晶體三極管導(dǎo)通，所述第三晶體三極管截止，所述選擇單元輸出所述第一電壓源，當所 述檢測單元控制所述第一晶體三極管截止時，所述第二晶體三極管截止，所述第三晶體三極 管導(dǎo)通，所述選擇單元選擇所述第二電壓源輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的電源切換裝置，其特征在于，所述檢測單元包 括一個檢測端與一個控制端，所述檢測單元的檢測端與所述第一電壓源相連，所述檢測單元 的控制端分別與所述第一晶體三極管及所述第三晶體三極管的基極相連，所述第一晶體三極 管的集電極與所述第二晶體三極管的基極相連，所述第一晶體三極管的發(fā)射極接地，所述第 二晶體三極管的發(fā)射極與所述第一電壓源連接，所述第三晶體三極管的發(fā)射極與所述第二電 壓源連接，所述第二晶體三極管的集電極用于輸出所述第一電壓源連接，所述第二電壓源由 所述第三晶體三極管的集電極輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的電源切換裝置，其特征在于，所述晶體三極管 為互補金屬氧化物半導(dǎo)體器件或者晶體管-晶體管邏輯電路器件。
5.如權(quán)利要求2所述的電源切換裝置，其特征在于，所述選擇單元還 包括一個微控制器與一個邏輯與門，所述微控制器具有一個第一控制端與一個第二控制端， 所述檢測單元與所述微控制器的第一控制端同時控制所述邏輯與門的輸出，所述邏輯與門用于控制所述第一晶體三極管的導(dǎo)通與截止，所述第一晶體三極管用于控制所述第二晶體三極 管的導(dǎo)通與截止，所述微控制器的第二控制端用于控制所述第三晶體三極管的導(dǎo)通與截止， 當所述檢測單元與所述微控制器的第一控制端同時控制所述邏輯與門的輸出以使所述第一晶 體三極管導(dǎo)通時，所述第二晶體三極管導(dǎo)通，所述微控制器的第二控制端控制所述第三晶體 三極管截止，所述選擇單元輸出所述第一電壓源，當所述檢測單元與所述微控制器的第一控 制端同時控制所述邏輯門的輸出以使所述第一晶體三極管截止時，所述第二晶體三極管截止 ，所述微控制器的第二控制端控制所述第三晶體三極管導(dǎo)通，所述選擇單元選擇所述第二電 壓源輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的電源切換裝置，其特征在于，所述檢測單元包 括一個檢測端與一個輸出端，所述邏輯與門的兩個輸入端分別與所述微控制器的第一控制端 及所述檢測單元的輸出端相連，所述邏輯門的輸出端與所述第一晶體三極管的基極相連，所 述第一晶體三極管的發(fā)射極接地，所述第一晶體三極管的集電極與所述第二晶體三極管的基 極相連，所述第二晶體三極管的發(fā)射極與所述第一電壓源相連，所述第一電壓源由所述第二 晶體三極管的集電極輸出，所述第三晶體三極管的發(fā)射極與所述第二電壓源相連，所述第二 電壓源由所述第三晶體三極管的集電極輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的電源切換裝置，其特征在于，所述檢測單元的 檢測端的信號的電平與所述微控制器的第一控制端與第二控制端的信號的電平同步。
8.如權(quán)利要求7所述的電源切換裝置，其特征在于，所述邏輯與門包 括一個第一二極管與一個第二二極管，所述第一二極管的負極與所述檢測單元的輸出端相連 ，所述第一二極管的正極與所述第二二極管的負極相連并連接至所述第一晶體三極管的基極 ，所述第二二極管的正極與所述第一控制端相連。
9.如權(quán)利要求5所述的電源切換裝置，其特征在于，所述邏輯與門為 二極管、晶體三極管或互補金屬氧化物半導(dǎo)體器件。
10.如權(quán)利要求6所述的電源切換裝置，其特征在于，所述晶體三極 管可以為晶體管-晶體管邏輯電路器件或互補金屬氧化物半導(dǎo)體器件。
全文摘要
一種電源切換裝置，其包括一個選擇單元，一個檢測單元與所述選擇單元相連。一個第一電壓源分別與所述檢測單元及所述選擇單元相連，一個第二電壓源與所述選擇單元相連。所述檢測單元用于判斷所述第一電壓源是否可用，所述選擇單元用于接收所述檢測單元的判斷結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果選擇所述第一電壓源或所述第二電壓源輸出。所述電源切換裝置在第一電壓源與第二電壓源之間切換，保證負載變化或者電壓不穩(wěn)定的情況下負載正常工作，同時不會影響所述電源切換裝置的第一電壓源與第二電壓源。
文檔編號H02J9/06GK101312303SQ20071020066
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者震 侯 申請人:佛山普立華科技有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司