本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種電源切換電路及終端設備。

背景技術：

隨著終端技術的不斷發展和人們生活水平的不斷提高，越來越多的終端設備出現在人們日常生活中，但是這些終端設備一般都使用內部電源(電池)來為其供電工作。例如，電動車中的蓄電池或車載終端(golo2G)內部電池，需要通過接口/接頭由外部電源充電，或由外部電源直接供電工作。然而，如何實現外接電源和內部電池的電源切換是一個問題。

在實踐中發現，由于這些終端設備體積的限制，無法增加蓄電電容；當外部電源移出時，由于沒有大的蓄電電容，外部電源躍落很快，切換到內部電源供電時間比較慢，且內部電源供電不急時，會導致設備重啟或是斷電；另一方面，在單獨使用內部電源(電池)供電時，如果接入外部電源，此時又存在電源切換過快的問題，會導致設備重啟。因此需要一種穩定的電源切換電路。

技術實現要素：

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種電源切換電路及終端設備，可避免在電源切換時由于電壓不穩定導致外接設備重啟的問題，同時還實現內部電源的自動切換。

第一方面，本發明實施例公開提供了一種電源切換電路，所述電源切換電路包括外部電源和內部電源，所述電源切換電路還包括參考穩壓控制器、第一場效應管和第二場效應管，所述參考穩壓控制器包括輸入端和第一輸出端，所述內部電源與所述第一場效應管的源極電性連接，所述參考穩壓控制器的第一輸出端與所述第一場效應管的柵極電性連接，所述第一場效應管的漏極與所述第二場效應管的漏極電性連接，所述第二場效應管的柵極和所述參考穩壓控制器的輸入端分別與所述外部電源電性連接，所述第二場效應管的源極與外接設備電性連接；

當所述外部電源正常工作，用于輸出直流電壓VDD時，若所述參考穩壓控制器的輸入端用于輸入超過預設第一閾值的電壓，則導通所述第一場效應管，關閉所述第二場效應管，以關閉所述內部電源，阻止所述內部電源的電壓輸出，所述外部電源的輸出電壓用于驅動所述外接設備；

當所述外部電源不工作或所述外部電源用于輸出低于預設第二閾值的直流電壓VDD時，導通所述第一場效應管，導通所述第二場效應管；以開啟所述內部電源，所述內部電源的輸出電壓用于驅動所述外接設備。

其中可選地，所述參考穩壓控制器的輸入端還與主控制器的開關控制引腳電性連接，所述主控制器的開關控制引腳用于輸出預設電壓以控制內部電源的開斷；

當所述主控制器的開關控制引腳用于輸出低電平控制信號時，所述參考穩壓控制器的輸入端用于輸入不超過預設第三閾值的電壓，關閉所述第一場效應管，以關閉所述內部電源，阻止所述內部電源的電壓輸出。

其中可選地，

當所述內部電源工作時，若所述內部電源的輸出電源低于預設第二閾值或所述內部電源存在短路，則通過控制所述參考穩壓控制器的輸入端用于輸入不超過預設第三閾值的直流電壓，以關閉所述內部電源，阻止所述內部電源的電壓輸出。

其中可選地，

當所述內部電源正常工作，且接入所述外部電源時，則關閉所述第二場效應管，導通跨接在所述第二場效應管的漏極和源極之間的體二極管，以通過所述內部電源工作，輸出電壓用于驅動所述外接設備；

在檢測到所述外部電源的輸出電壓達到用于正常驅動所述外接設備工作的直流電壓時，完全關閉所述內部電源、以及關閉所述跨接在所述第二場效應管的漏極和源極之間的體二極管，以通過所述外部電源的輸出電壓用于驅動所述外接設備。

其中可選地，所述電路還包括第一電阻和第二電阻，所述參考穩壓控制器的輸入端分別與所述第一電阻和第二電阻的一端電性連接，所述第一電阻的另一端與所述外接設備電性連接，所述第二電阻的另一端與大地連接。

其中可選地，所述參考穩壓控制器還包括第二輸出端，所述電路還包括電容，所述電容并聯在所述參考穩壓控制器的輸入端和第二輸出端兩端。

其中可選地，所述電路還包括第三電阻和第四電阻，所述參考穩壓控制器的第一輸出端通過所述第三電阻與所述第一場效應管的柵極電性連接，所述第四電阻跨接在所述參考穩壓控制器的第一輸出端與所述第一場效應管的源極兩端。

其中可選地，所述電路還包括第五電阻、第六電阻以及穩壓二極管，所述外部電源通過所述第五電阻與所述第二場效應管的柵極電性連接，且所述第二場效應管的柵極通過所述第六電阻以及穩壓二極管分別與大地連接。

其中可選地，所述參考穩壓控制器包括可控精密穩壓電源。

第二方面，本發明實施例還公開提供了一種終端設備，所述終端設備包括：如上第一方面任一項所述的電源切換電路。

可以看出，本發明實施例公開提供了一種電源切換電路，該電源切換電路包括有外部電源、內部電源、參考穩壓控制器、第一場效應管和第二場效應管，所述內部電源分別與所述參考穩壓控制器和第一場效應管電性連接，所述第一場效應管和第二場效應管電性連接，且所述第二場效應管分別與所述外部電源和外接設備電性連接；當所述外部電源正常工作時，若所述參考穩壓控制器的輸入端用于輸入超過預設第一閾值的電壓，則導通所述第一場效應管，關閉所述第二場效應管，以關閉所述內部電源，阻止所述內部電源的電壓輸出；當所述外部電源用于輸出低于預設第二閾值的直流電壓VDD時，導通所述第一場效應管，導通所述第二場效應管，以開啟所述內部電源，所述內部電源的輸出電壓用于驅動所述外接設備；這樣可實現電源的自動切換，避免現有技術中在電源切換時由于電壓不穩定導致外接設備重啟的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有技術中一種電源切換電路的示意圖；

圖2是本發明實施例的一種電源切換電路的結構示意圖；

圖3是本發明實施例的一種電源切換電路的示意圖；

圖4是本發明實施例的一種參考穩壓控制器的等效電路示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等是用于區別不同對象，而非用于描述特定順序。此外，術語“包括”以及它們任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元，或可選地還包括對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

請參見圖1，是現有技術中一種電源切換電路的示意圖，下面將闡述現有技術中的電源切換電路，該電源切換電路包括第一場效應管Q1、第二場效應管Q2，其中第一場效應管的源極與內部電源(電池Battery，Bat)電性連接，第一場效應管的漏極與第二場效應管的漏極電性連接，第二場效應管的源極與外接設備電性連接，或者所述第二場效應管的源極用于輸出供外接設備工作的電壓V_out。此外，Q1的柵極與Q2的柵極分別與47kΩ(千歐)電阻、100kΩ電阻、以及穩壓二極管D1的一端電性連接，且Q1的柵極與Q2的柵極電性連接，100kΩ電阻以及穩壓二極管D1的另一端分別與大地連接，在實際產品中，D1的另一端用于輸入接地信號。同時47kΩ電阻的另一端與外部電源VDD電性連接，或者47kΩ電阻的另一端用于輸入該外部電源所輸出的直流電壓VDD。現有技術中，當內部電源正在被使用時，若此時接入外部電源，此時由于檢測到外部電源，會立即關斷內部電池供電，電源切換電路切換太快，然而直流轉換器DCDC控制器在外部電源供電時需要一定的啟動時間，此時DCDC控制器還沒有正常輸出工作電源，將引起供電不穩定，導致設備重啟。

為解決上述電源切換電路中存在設備重啟的問題，現請參見圖2，是本發明實施例中公開提供的一種電源切換電路的結構示意圖，該結構示意圖包括有外部電源(VDD Input)、DCDC控制器1、DCDC控制器2、內部電源充電模塊，即電池充電模塊(Battry charger)、內部電源，即電池(Battry)以及電源切換模塊，該電源切換模塊用于輸出驅動外接設備工作的電壓V_out。

示例性地，在整個電源切換電路中外部電源VDD Input可以為用于輸出12V直流電源的VDD，如汽車的車載診斷系統(On-Board Diagnostic，OBD)座上的供電。DCDC控制器1可以為12V To 3.8V/4V的直流轉換器，即用于將外部12V直流輸入電源轉換為3.8V直流電源，給外接設備供電。DCDC控制器2可以為12V To 5V的直流轉換器，即用于將外部12V直流輸入電源轉換為5V直流電源，供給外接設備及給內部電源進行充電。內部電源充電模塊包括內部電源的充電電路，由于不是本發明關注的重點，這里不做詳述。內部電源可以是指電池、蓄電池、鋰電池等用于供電的裝置。電源切換模塊包括有電源切換電路，用于控制內部電源和外接電源的供電使用。

請參見圖3，是本發明實施例中公開提供的一種電源切換電路的示意圖，該電源切換電路包括有外部電源VDD和內部電源Bat、以及還包括參考穩壓控制器U1、第一場效應管Q1和第二場效應管Q2，所述參考穩壓控制器U1包括輸入端1、第一輸出端2和第二輸出端3，所述內部電源Bat與所述第一場效應管Q1的源極電性連接，所述參考穩壓控制器的第一輸出端與所述第一場效應管的柵極電性連接，所述第一場效應管Q1的漏極與所述第二場效應管Q2的漏極電性連接，所述第二場效應管Q2的柵極與所述外部電源VDD電性連接，所述第二場效應管Q2的源極和所述參考穩壓控制器U1的輸入端1分別與外接設備電性連接；

當所述外部電源VDD正常工作，用于輸出直流電壓VDD時，若所述參考穩壓控制器的輸入端1用于輸入超過預設第一閾值的電壓，則導通所述第一場效應管Q1，關閉所述第二場效應管Q2，以關閉所述內部電源Bat，阻止所述內部電源的電壓輸出，所述外部電源的輸出電壓用于驅動所述外接設備；

當所述外部電源VDD不工作或所述外部電源用于輸出低于預設第二閾值的直流電壓VDD時，導通所述第一場效應管Q1，導通所述第二場效應管Q2；以開啟所述內部電源，所述內部電源的輸出電壓用于驅動所述外接設備。

其中可選地，所述參考穩壓控制器U1的輸入端1還可以與主控制器(Microcontroller Unit，MCU)的開關控制引腳Battery_ctrl電性連接，Battery_ctrl用于MCU輸出預設電壓以控制內部電壓Bat的開啟/關閉(簡稱為開斷、通斷或開關)。一般情況下，為減少MCU的干擾，Battery_ctrl通常配置為/處于懸空狀態，此時不影響內部電源的正常工作供電；在需要控制關閉內部電源Bat時，需要Battery_ctrl用于輸出低電平電壓，如輸出零電平，以控制內部電源的關閉。

其中可選地，所述電路還包括第一電阻R1和第二電阻R2，所述參考穩壓控制器U1的輸入端1分別與所述第一電阻R1和第二電阻R2的一端電性連接，所述第一電阻R1的另一端與所述外接設備電性連接，所述第二電阻R2的另一端與大地連接；在實際產品中，R2的另一端用于輸入接地信號。

其中可選地，所述電路還包括電容C1，所述電容C1并聯在所述第二電阻R2兩端，或并聯在所述參考穩壓控制器U1的輸入端1和所述參考穩壓控制器U1的第二輸出端3兩端，其目的在于：用于濾除干攏，如MCU主動復位時，Battery_ctrl開關控制引腳的電平跳變，或是在內部電源單獨供電時，由于外接設備(外部負載)突然加大引起的電壓躍落。C1電容的容值跟據理論計算和實際測試最好大于1uF。

其中可選地，所述電路還包括第三電阻R3和第四電阻R4，所述參考穩壓控制器U1的第一輸出端2通過所述第三電阻R3與所述第一場效應管Q1的柵極電性連接，所述第四電阻Q4跨接在所述參考穩壓控制器的第一輸出端2與所述第一場效應管Q1的源極兩端。

其中可選地，所述電路還包括第五電阻R5、第六電阻R6以及穩壓二極管D3，所述外部電源Bat通過所述第五電阻R5與所述第二場效應管Q2的柵極電性連接，且所述第二場效應管Q2的柵極通過所述第六電阻R6以及穩壓二極管D3分別與大地連接，在實際產品中D3的另一端用于輸入接地信號。

其中可選地，所述參考穩壓控制器U1包括可控精密穩壓電源，具體可參見如圖4所示給出的參考穩壓控制器的等效電路示意圖，也即是該可控精密穩壓電源的等效電路圖可參見圖4，其中該可控精密穩壓電源可以包括CJ431、TL431，或者其他具有如圖4所示具有相同等效電路功能的其他元器件，本發明實施例不作限定。

需要說明的是，上述外部電源VDD用于輸出12V的直流電壓VDD，在此處用于控制單個場效應管即Q2，通過R5和R6的分壓，當此處電壓躍落到約5V(即Q2的柵極處約為5V)時，Q2將打開，通過內部電源給外接設備供電。外接設備V_out:也即是電源負載，內部電源通過切換電路給此處(外接設備)供電；當存在外部電源時，外部電源由DCDC控制器轉換并產生用于驅動外接設備工作的電壓，外部電源為外接設備供電、內部電源供電將關斷。U1為可控精密穩壓電源，同型號可替代物料為TL431等。內部等效電路可具體參見如圖4所示，其中比較器的負端為2.5V的參考電壓，只有當REF輸入大于2.5V時，比較器輸出為高，驅動后端三極管導通，此時U1的第一輸出端1(CATHODE，CA(K))和第二輸出端2(ANODE，AN(A))導通有電流流過。R1和R2分壓，以保證內部電源供電時的工作電壓大于3.23V時，在U1的REF腳處的電壓大于2.5V，以控制Q1導通。其中，Q1和Q2為電源切換電路控制場效應管的開關，當內部電源的輸出工作電壓大于3.23V時，導通Q1，內部電源供電；當外部電源輸入12V電壓時，導通Q2，外部電壓供電。

本發明實施例并未對圖3所示給出的一種電源切換電路中各元器件的參數具有嚴格的要求，優選地在本發明實施例中圖3所示中R4可以為2kΩ的電阻，C1可以為1微法的極性電容(例如2.2微法)。其中，R1、R2、R3、R4均沒有特殊的要求，可能對于不同的內部電源或設備要求，對應要求的電壓會不一樣。圖3所示中的剩余元器件的參數分別如下：R1可以為13.7kΩ的電阻，R2和R5可以為47kΩ的電阻，R3可以為10kΩ的電阻、R6可以為100kΩ的電阻；Q1和Q2可以為額定電壓/電流為20V/2A的PMOS(P溝道的場效應管)。

下面針對本發明提供的一種電源切換電路的具體工作原理進行詳細闡述與說明。

當外接設備正常工作時，V_out的輸出電壓為4V，此時U1的REF引腳原本通過R1和R2分壓之后輸入的電壓高于2.5V，使得U1的A和K腳有電流流過，此時R5和R6兩端電壓大于Q1導通的門檻電壓，使得Q1導通；同時，此時由于外部電壓VDD有12V的電源輸入，則Q2會被關斷/截止，達到關斷內部電源的輸出電壓的功能。

當移除外部電源VDD，或者當外部電源的輸出電壓低于5V時，此時Q2將導通/打開，內部電源將給外接設備(外接負載)提供電源，以供外接設備正常工作。在本發明方案中在內部電源的輸出電壓高于3.23V情況下，Q1都將處于導通狀態，此時電源切換電路中或在切換內部電源供電時需要控制Q2的通斷即可，相比于現有技術中電源切換電路需要同時打開兩路場效應管開關(Q1和Q2)，本發明實施例提供的電源切換電路在實現電源切換時的速度會更快。

當單獨使用內部電源電池供電(即內部電源正常工作)時，如果內部電源工作，且內部電源的輸出電壓低于3.23V時(也即是內部電源電量過低或是短路時)，U1的A和K極將關斷，Q1被關斷，電源切換電路自動斷開內部電源供電，達到保護內部電源的功能。如果內部電源工作，且內部電源的輸出電壓高于3.23V時，內部電源單獨正常工作時，若插上外部電源，此時Q2將關斷/截止，但是由于Q2的漏極和Q2的柵極之間存在的體二極管D2，在DCDC控制器還沒有正常輸出時，內部電源會持續給外接設備/負載供電，直到DCDC正常輸出為4V時，Q2漏極和柵極之間的體二極管D2將截止，完全關斷內部電源的供電。

除此之前，在外部電源單獨供電時，現有技術中存在MCU由于電源不穩定時關斷內部電源供電不可靠的情況，在本發明實施例中由于U1的存在，只要U1的REF引腳處的輸出電壓拉低到2.5V以下，都將可靠的關斷內部電壓供電，同時選擇合適的并聯電容C1能更可靠的濾除來自MCU由于復位或其它原因導致的干攏(突然的負載電流加大)。

可以看出，本發明實施例中在內部電源輸出的電壓不穩或過低的情況下可以進行可靠的關斷，并可靠地實現電源切換功能，同時實現內部電源電壓過低和短路的保護，從而保證采用該種電源切換電路所對應的終端設備產品的安全。

本發明實施例還公開提供一種終端設備，所述終端設備將采用如上圖3所示給出的一種電源切換電路，具體參見如上圖1-圖4對應實施例中相關功能模塊或者實施元器件的描述，在此不贅述。

所述終端設備可以包括智能手機(如Android手機、IOS手機等)、個人電腦、平板電腦、掌上電腦、移動互聯網設備(MID，Mobile Internet Devices)或穿戴式智能設備等互聯網設備，本發明實施例不作限定。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發明所必須的。

在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置，可通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明的各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可為個人計算機、服務器或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。