一种卷纸机供电转换电路

技术领域

本发明涉及供电转换电路技术领域，尤其涉及的是一种卷纸机供电转换电路及方法。

背景技术

目前的卷纸机设备，常见于公共卫生间中提供擦手纸片用，一般用于是提供卷纸的输出，卷纸机设备通常采用外接直流电源插口同时提供电池供电，以方便用户在外接电源和电池之间进行选择。通常情况下，电池和外接电源同时接入时优先选择外接电源给卷纸机设备供电。但由于存在外接电源会反向给电池充电的情况，并且在电源转换过程中电池会随外接电源的接入和接出产生瞬间的大幅电压波纹的现象。

现有的在转换电源时防止外接电源反向给电池充电的方式是：(1)采用合适的切换策略，使切换过程更加平滑，减小切换延迟时间。如通过机械开关，电磁继电器进行电源切换等。但这种方式存在较大弊病，拨动开关需要用户手动操作，很不方便，而电磁继电器则存在尺寸较大、有静态漏电流、工作有噪声等缺点。(2)在外接电源上设置一弹片，在接入外接电源时，弹片跳开，电池接于弹片上，得以隔绝电池电源，然而该方法依赖于弹片的可靠性，存在外接电源未接入时，电池也被隔绝的情况，使得卷纸机设备没有电源接入。(3)在电路上串联一个二极管，控制电流的走向，然而使用二极管，电路会存在压降的问题，即二极管输出端的电压会比二极管输入端的电压下降0.2-0.3V，该方法会导致电池的利用率下降。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种卷纸机供电转换电路，以解决现有的接入外接电源和电池时，外接电源给电池反向充电问题，以及电源转换时，电压下降幅度过大的问题。

本发明的技术方案如下：

一种卷纸机供电转换电路，用于分别与卷纸机、直流电源输入端以及电池电源相连接，包括：直流分压模块，第一电池开关模块，第二电池开关模块，电池供电模块和直流供电模块；

所述直流分压模块一端连接所述直流电源输入端，另一端连接所述第一电池开关模块，所述直流分压模块用于将直流电源输入的直流电压分压，将分压后的直流电压输出至所述第一电池开关模块，并控制所述第一电池开关模块的导通或截止；

所述第一电池开关模块一端连接所述直流分压模块和所述电池电源，一端连接所述第二电池开关模块，另一端接地，用于在所述直流电源和所述电池电源同时输入时截止，控制所述第二电池开关模块的电平；

所述第二电池开关模块一端连接所述第一电池开关模块，一端连接所述电池正极，另一端连接所述电池供电模块，用于在所述直流电压和所述电池电源同时输入时截止所述电池电压输入；

所述电池供电模块一端连接所述第二电池开关模块，另一端连接所述直流供电模块，用于在所述直流电压未输入时，输出所述电池电压；

所述直流供电模块一端连接所述直流电源，另一端连接所述卷纸机，用于在所述直流电源和所述电池电源输入时，输出所述直流电压。

发明的进一步设置，所述直流分压模块包括：第一电阻、第二电阻和三极管；其中，

所述第一电阻的一端与所述直流电源的输入端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述三极管连接；

所述第二电阻的一端分别与所述三极管连接，另一端接地；

所述三极管为NPN三极管，所述三极管一端连接所述第一电池开关模块，另一端连接所述第一电池切断模块。

本发明的进一步设置，所述第一电池切断模块包括：NMOS管和第三电阻；

所述第三电阻一端连接所述直流分压模块和所述电池电源，一端连接所述NMOS管；

所述NMOS管的漏极连接所述第二电池开关模块，栅极连接所述第三电阻，源极接地。

本发明的进一步设置，所述第二电池开关模块包括：第一PMOS管和第四电阻；

所述第一PMOS管的源极连接所述电池正极，漏极连接所述电池供电模块，栅极连接所述第一电池切断模块；

所述第四电阻一端连接所述第一PMOS管源极，另一端连接所述第一PMOS管栅极。

本发明的进一步设置，所述电池供电模块包括：第一二极管、第二PMOS管；

所述第一二极管阳极连接所述直流电源；

所述第一二极管阴极连接所述第二PMOS管的栅极；

所述第二PMOS管的漏极连接所述第二电池开关模块，所述第二PMOS管源极连接所述卷纸。

本发明的进一步设置，所述电池供电模块还包括：第六电阻；

所述第六电阻一端接地，另一端连接所述第一二极管的阴极。

本发明的进一步设置，所述直流供电模块包括：第二二极管；

所述第二二极管阳极连接所述直流电源，阴极连接所述卷纸机。

本发明的进一步设置，所述的卷纸机供电转换电路还包括：第五电阻；

所述第五电阻一端连接所述电池电源和所述第二电池开关模块，另一端连接所述第一电池开关模块。

一种卷纸机供电转换的方法，包括：

直流分压模块将直流电源输入的直流电压分压，将分压后的直流电压输出至所述第一电池开关模块，并控制所述第一电池开关模块的导通或截止；

所述第一电池开关模块在所述直流电源和所述电池电源同时输入时截止，控制所述第二电池开关模块的电平；

所述第二电池开关模块在所述直流电压和所述电池电源同时输入时截止所述电池电压输入；

电池供电模块在所述直流电压未输入时，输出所述电池电压；

直流供电模块在所述直流电源和所述电池电源输入时，输出所述直流电压。

一种电子设备，包括电池，还包括如上述中任一项所述卷纸机供电转换电路。

本发明所提供的一种卷纸机供电转换电路，卷纸机供电转换电路，用于与卷纸机、直流电源输入端和电池电源相连接，包括：直流分压模块，第一电池开关模块，第二电池开关模块，电池供电模块和直流供电模块；所述直流分压模块一端连接所述直流电源输入端，另一端连接所述第一电池开关模块连接，所述直流分压模块用于将所述直流电源输入的直流电压分压，将分压后的电压输出至所述第一电池开关模块，并控制所述第一电池开关模块的电平。

所述第一电池开关模块一端连接所述直流分压模块和所述电池电源，一端连接所述第二电池开关模块，另一端接地，用于在所述直流电源和所述电池电源同时输入时阻断所述电池电源的输入，控制所述第二电池开关模块的电平；所述第二电池开关模块一端连接所述第一电池开关模块，一端连接所述电池正极，另一端连接所述电池供电模块，用于在所述直流电压和所述电池电源同时输入时截止所述电池电压输入；所述电池供电模块一端连接所述第二电池开关模块，一端连接所述直流供电模块，用于在所述直流电压未输入时，提供电池电源供电；所述直流供电模块一端连接所述直流电源，另一端连接所述卷纸机。本发明，通过直流分压模块，第一电池开关模块，第二电池开关模块，实现了外接直流电源和电池电源同时存在时，优先使用外接直流电源供电；避免了两种电源存在时，外接直流电源反向对电池电源充电的现象；MOS管的使用，大大抑制了两种电源切换时，二极管产生的压降。使得电源切换速度快的同时，减少两种电源切换时电路产生的纹波。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明中卷纸机供电转换电路的功能模块架构图。

图2是本发明中卷纸机供电转换电路的电路原理图。

图3是本发明中卷纸机供电转换的方法的流程示意图。

附图中各标记：100、直流分压模块；200、第一电池开关模块；300、第二电池开关模块；400、电池供电模块；500、直流供电模块。

具体实施方式

本发明提供一种卷纸机供电转换电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请同时参阅图1至图2，本发明提供了一种卷纸机供电转换电路的较佳实施例。

如图1所示，本发明所提供的一种卷纸机供电转换电路，用于分别与卷纸机、直流电源输入端以及电池电源相连接，包括：直流分压模块100，第一电池开关模块200，第二电池开关模块300，电池供电模块400和直流供电模块500。

所述直流分压模块100一端连接所述直流电源输入端，另一端连接所述第一电池开关模块连接，所述直流分压模块100用于将所述直流电源输入的直流电压分压，将分压后的电压输出至所述第一电池开关模块200。

所述第一电池开关模块200一端连接所述直流分压模块100，一端连接所述第二电池开关模块300，另一端接地，用于在所述直流电源输入时阻断所述电池电源的电压输入。

所述第二电池开关模块300一端连接所述第一电池开关模块200和所述电池正极，另一端连接所述电池供电模块400，用于在所述直流电压输入时截止所述电池电压输入。

所述电池供电模块400一端连接所述第二电池开关模块300，一端连接所述直流供电模块500，用于在所述直流电压未输入时，提供电池电源供电；

所述直流供电模块500一端连接所述直流电源，另一端连接所述卷纸机。

具体地，本发明通过所述直流分压模块100对所述直流电压进行分压，并控制所述第一电池开关模块200的电平，进而实现对所述电池电源的开关控制。所述第一电池开关模块200接收所述直流分压模块100的电平，进而进行导通或者截止。所述第二电池开关模块300接收所述第一电池开关模块200的电平信号和所述电池电压，从而导通或截止所述电池电压，实现了对电池电源的开关控制。所述电池供电模块400接收所述第二电池开关模块300的电平信号，从而实现对电池电源的开关控制。所述直流供电模块500连接所述直流电源，在接入所述直流电源的时候导通，为设备提供直流电源。

通过所述直流分压模块100、所述第一电池开关模块200和第二电池开关模块300，实现对所述电池电源的开关控制。所述外接直流电源和所述电池电源接入时，所述直流分压模块100控制所述第一电池开关模块200和第二电池开关模块300截止，实现电池电源关断，优先使用外接直流电源供电，所述直流电源通过所述直流供电模块500为卷纸机设备供电。所述外接直流电源未接入时，只有所述电池电源接入时，所述直流分压模块100没有电压通过，所述第一电池开关模块200接收高电平，所述第一电池开关模块200和第二电池开关模块300开通，导通所述电池供电模块400，使用备用的电池电源为卷纸机设备供电。该电路只使用简单的电路硬件，可以实现稳定的直流电源和备用电池电源的切换，防止了外接直流电源给电池反向充电的情况，进一步保证了电路的稳定性和可靠性。

请参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，直流分压模块100包括：第一电阻R1、第二电阻R2和三极管NPN。

所述第一电阻R1的一端与所述直流电源的输入端连接，另一端分别与所述第二电阻R2以及所述三极管NPN的基极连接。

所述第二电阻R2的一端连接所述三极管NPN的基极，另一端接地GND；

所述三极管为NPN三极管，所述三极管NPN的集电极连接所述第一电池开关模块200，发射极接地。

具体地，接入所述外接电源时，所述直流电压流入所述第一电阻R1和所述第二电阻R2进行分压，随后流入所述三极管NPN的基极，使得所述三极管NPN的发射极导通接地，集电极变低电平。

所述外接直流电源未接入时，第一电阻R1和第二电阻R2上没有电压，导致三极管NPN的基极也没有电压，三极管NPN的集电极保持高电平。

请参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述第一电池开关模块200包括：NMOS管和第三电阻R3，其中，所述第三电阻R3一端连接所述直流分压模块100，一端连接所述NMOS管栅极。所述NMOS管的漏极连接所述第二电池开关模块300，栅极连接第三电阻R3，源极接地。

请参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述卷纸机供电转换电路还包括：第五电阻R5；所述第五电阻R5一端连接所述电池电源和所述第二电池开关模块300，另一端连接所述第一电池开关模块200。

具体地，所述外接直流电源和电池电压同时接入时，所述直流分压模块100为低电平，所述第三电阻R3两端也保持低电平，因此，所述NMOS管的栅极也为低电平，此时，NMOS管的源极和漏极截止。

具体地，所述外接直流电源未接入时，电池电源输入，此时第三电阻R3一端连接所述直流分压模块100，当三极管NPN的集电极保持高电平时，所述第三电阻R3的两端也保持高电平，所述电池电压流经第五电阻R5和所述第三电阻R3流向所述第一电池开关模块200的所述NMOS管的栅极，此时所述NMOS管的栅极也为高电平，NMOS管的漏极和源极导通。

请参阅图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述第二电池开关模块300包括：第一PMOS管和第四电阻R4；其中，所述第一PMOS管的源极通过第五电阻R5连接所述电池电源，漏极连接所述电池供电模块400，栅极连接所述第一电池开关模块200；所述第四电阻R4一端连接所述第一PMOS管源极，另一端连接所述第一PMOS管栅极。

具体地，所述外接直流电源和电池电压同时接入时，因为所述第一电池开关模块200截止，因此所述第一PMOS管的栅极为高电平，源极和漏极截止，所述电池电压关断，实现所述电池电压的输入的切断。

所述外接直流电源未接入时，电池电源输入，流经所述第一电池开关模块200的NMOS管，流向所述第一PMOS管的栅极，所述第一PMOS管栅极变为低电平，漏极和源极开通，所述电池电压流向所述卷纸机。

请参阅图2，进一步地，所述电池供电模块400包括：第一二极管D1、第六电阻R6和第二PMOS管Q4。其中，所述第一二极管D1一端连接所述直流电源，一端连接所述第六电阻R6和所述第二PMOS管Q4栅极。所述第二PMOS管Q4的漏极连接所述第二电池开关模块300。

具体地，所述外接直流电源和电池电压同时接入时，因为所述第二电池开关模块300截止，因此没有电源接入所述电池供电模块400。

所述外接直流电源未接入时，电池电源输入，所述第二PMOS管栅极变为低电平，漏极和源极开通，所述电池电压从第二PMOS管源极流向所述卷纸机设备，进而给所述卷纸机设备供电。

请参阅图2，进一步地，所述直流供电模块500包括：第二二极管D2。

其中，所述第二二极管D2一端连接所述直流电源，另一端连接所述卷纸机设备。

具体地，所述外接直流电源和电池电压同时接入时，外接直流电源直接为所述直流供电模块500供电，所述第二二极管D2导通，进而为所述卷纸机设备提供外接电源供电，实现了在外接电源和电池电源共存的时候，优先用外接电源进行供电。

所述外接直流电源未接入时，电池电源输入，通过所述电池供电模块400输入所述卷纸机设备，为所述卷纸机设备提供备用电池电源供电。

请参阅图3，在一些实施例中，本发明还提供了一种应用于上述所述的卷纸机供电转换的方法，包括以下步骤：

直流分压模块100将直流电源输入的直流电压分压，将分压后的直流电压输出至所述第一电池开关模块200，并控制所述第一电池开关模块200的导通或截止。

所述第一电池开关模块200在所述直流电源和所述电池电源同时输入时截止，控制所述第二电池开关模块300的电平。

所述第二电池开关模块300在所述直流电压和所述电池电源同时输入时截止所述电池电压输入。

电池供电模块400在所述直流电压未输入时，输出所述电池电压。

直流供电模块500在所述直流电源和所述电池电源同时输入时，输出所述直流电压。

具体地，通过直流分压模块100，第一电池开关模块200，第二电池开关模块300，实现了外接直流电源和电池电源同时存在时，优先使用外接直流电源供电。避免了两种电源存在时，外接直流电源反向对电池电源充电的现象；其中，MOS管的使用，大大抑制了两种电源切换时，二极管产生的压降。本发明使得电源切换速度快的同时，减少两种电源切换时电路产生的纹波。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。