多功能手机电源切换电路

技术领域

本发明涉及充电领域，特别是一种多功能手机电源切换电路。

背景技术

手机耗能越来越多，充电越来越重要、多样。很多手机有无线充电功能和常规的usb充电，另外手机还带OTG功能，OTG功能包括识别外设，如U盘，还可以给其他手机进行充电，实现手机与手机之间互相充电。

市面上一些对于多种充电方式的手机，其一些电源管理也为多电源管理芯片，但是使得电源管理的成本变高；还有些电源管理依靠软件控制，导致电源管理变得容易修改，安全性较差，并且在切换充电方式时会有延迟；以及一些电源管理在多种充电方式同时进行时，协调管理混乱，容易引起不同电源之间形成环流，倒灌，轻者影响电源寿命，或者发热等问题；重者引起手机烧毁，火灾等；还有些电源管理设计的十分复杂，导致在对电池充电时，在电源管理上面的损耗较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种有利于提升充电路径的切换速度，提升其安全性的多功能手机电源切换电路。

为了实现上述目的，本发明所设计的多功能手机电源切换电路，它包括充电口和电池，所述充电口包括USB接口、OTG接口、无线充电接口，在充电口与电池之间设有电源切换电路；为了对充电进行切换，所述电源切换电路包括有线充电电路、无线充电电路、充电芯片，充电芯片分别与有线充电电路、无线充电电路连接，充电芯片与电池连接，有线充电电路分别与OTG接口、USB接口连接，无线充电电路与无线充电接口连接。

为了更好的用USB接口进行充电以及用OTG接口反向对USB接口的电源充电，所述有线充电电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1，所述OTG接口通过二极管D1与USB接口相连，所述USB接口与PMOS管Q1的源极相连，PMOS管Q1的栅极通过电阻R1接地，并且栅极与OTG接口相连，PMOS管Q1与PMOS管Q2的漏极对接，且PMOS管Q1的漏极依次通过电阻R2与R3接地，所述PMOS管Q2的栅极与NMOS管Q3的漏极相连，PMOS管Q2的源极通过电阻R4与NMOS管Q3的漏极相连，PMOS管Q2的源极还与充电芯片相连NMOS管Q3的源极接地，NMOS管Q3的栅极通过电阻R3接地。

为了更好的无线充电以及选择管理充电方式，所述无线充电电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、PMOS管Q4、PMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q7，所述无线充电接口与PMOS管Q4的漏极相连接，PMOS管Q4的漏极依次通过电阻R6和电阻R7接地，PMOS管Q4与PMOS管Q5的源极对接，栅极对接，且源极与栅极之间设有电阻R8，所述PMOS管Q5的漏极与充电芯片相连，所述PMOS管Q5的栅极通过R9与NMOS管Q7的漏极相连，所述NMOS管Q7的源极接地，NMOS管Q7的栅极通过电阻R7接地，所述NMOS管Q7的栅极还与NMOS管Q6的漏极相连，所述NMOS管Q6通过电阻R6与PMOS管Q4的漏极连接，所述NMOS管Q6的源极接地，NMOS管Q6的栅极与PMOS管Q1的漏极相连，所述电阻R5为NMOS管Q6的泄放电阻。

本发明得到的多功能手机电源切换电路，利用MOS管的导通压降非常小的特性，导通后各充电路径的电压损耗极小，提升了电源的使用效率、纯硬件切换，不需要软件控制，有利于提升充电路径的切换速度，安全性得到提升，不需要用专门的多个电源管理芯片，成本低，不止适用于手机产品，同样适用在其他电子产品。

附图说明

图1是实施例1中功能手机电源切换电路的原理图。

图中：电池1、USB接口2、OTG接口3、无线充电接口4、充电芯片5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例描述的多功能手机电源切换电路，如图1所示，为了实现上述目的，本发明所设计的多功能手机电源切换电路，它包括充电口和电池1，所述充电口与电池1之间设有电源切换电路，所述充电口包括USB接口2、OTG接口3、无线充电接口4。

为了对充电进行切换，所述电源切换电路包括有线充电电路、无线充电电路、充电芯片5，所述充电芯片5分别与有线充电电路、无线充电电路连接，所述充电芯片5与电池1连接，所述有线充电电路分别与OTG接口3、USB接口2连接，所述无线充电电路与无线充电接口4连接。

为了更好的用USB接口进行充电以及用OTG接口反向对USB接口的电源充电，所述有线充电电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1，所述OTG接口3通过二极管D1与USB接口2相连，所述USB接口2与PMOS管Q1的源极相连，PMOS管Q1的栅极通过电阻R1接地，并且栅极与OTG接口3相连，PMOS管Q1与PMOS管Q2的漏极对接，且PMOS管Q1的漏极依次通过电阻R2与R3接地，所述PMOS管Q2的栅极与NMOS管Q3的漏极相连，PMOS管Q2的源极通过电阻R4与NMOS管Q3的漏极相连，PMOS管Q2的源极还与充电芯片相连，NMOS管Q3的源极接地，NMOS管Q3的栅极通过电阻R3接地。

为了更好的无线充电以及选择管理充电方式，所述无线充电电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、PMOS管Q4、PMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q7，所述无线充电接口4与PMOS管Q4的漏极相连接，PMOS管Q4的漏极依次通过电阻R6和电阻R7接地，PMOS管Q4与PMOS管Q5的源极对接，栅极对接，且源极与栅极之间设有电阻R8，所述PMOS管Q5的漏极与充电芯片5相连，所述PMOS管Q5的栅极通过R9与NMOS管Q7的漏极相连，所述NMOS管Q7的源极接地，NMOS管Q7的栅极通过电阻R7接地，所述NMOS管Q7的栅极还与NMOS管Q6的漏极相连，所述NMOS管Q6通过电阻R6与PMOS管Q4的漏极连接，所述NMOS管Q6的源极接地，NMOS管Q6的栅极与PMOS管Q1的漏极相连，所述电阻R5为NMOS管Q6的泄放电阻。

在本实施例中，通过外接电源给充电口供电，其相关电阻元器件选用为：电阻R1＝4.7千欧、电阻R2＝4.7千欧、电阻R3＝4.7千欧、电阻R4＝10千欧、电阻R5＝4.7千欧、电阻R6＝4.7千欧、电阻R7＝4.7千欧、电阻R8＝120千欧、电阻R9＝4.7千欧。

当只有USB接口2供电时，即图中VBUS输入电压时，PMOS管Q1在电阻R1的作用下导通，NMOS管Q3在电阻R2和电阻R3作用下导通，NMOS管Q3的漏极为低电平，故PMOS管Q2导通，给充电芯片5提供向电池1充电的信号，实现了外接电源通过USB接口2给电池1充电。并且由于PMOS管Q1和PMOS管Q2的导通电阻很小，导通压降非常小，所以在充电过程中，有线充电电路的损耗很小,提升了电源的使用效率；并且由于NMOS管Q6在VBUS的作用下导通，导致NMOS管Q7的栅极为低电平，故NMOS管Q7、PMOS管Q4、PMOS管Q5都截止，UBS接口的电压不能倒灌进入无线充电接口4，保护了无线充电接口4；OTG接口3在二极管D1的隔离下，没有倒灌电流进入，保护了OTG接口3。

在仅OTG接口3供电时，OTG接口3输出高电平，二极管D1导通，并由于二极管具有压降的特性，PMOS管Q1的栅极电压大于源极电压，PMOS管Q1截止，故OTG接口3实现了连接USB接口2的外接电源供电。

在仅无线充电接口4供电时，图中Vbus_Wireless具有高电平，NMOS管Q7由于电阻R6和电阻R7分压的作用下导通，PMOS管Q4和PMOS管Q5导通，电流通过了充电芯片5实现了给电池1充电，因为NMOS管Q3在电阻R3的作用下截止，PMOS管Q2也截止，所以外接电源不会倒灌进入USB接口2。

在当无线充电接口4和USB接口2同时供电时，图中VBUS为高电平、Vbus_Wireless为高电平，PMOS管Q1在电阻R1的作用下导通，PMOS管Q2导通，由USB接口2的外接电源给电池1充电，在USB接口2的外接电源给电池1充电时，NMOS管Q6导通，NMOS管Q7的栅极变为低电平，导致NMOS管Q7、PMOS管Q4、PMOS管Q5都截止，Vbus_Wireless被PMOS管Q4和PMOS管Q5隔离，所以无线充电接口4和USB接口2同时供电时，USB接口2供电的优先级高于无线充电接口4的优先级，OTG接口3在二极管D1的隔离下，没有倒灌电流进入，有效的保护了OTG接口3。

在当无线充电接口4和OTG接口3同时供电时，图中Vbus_Wireless具有高电平，NMOS管Q7由于电阻R6和电阻R7分压的作用下导通，PMOS管Q4和PMOS管Q5导通，电流通过了充电芯片5实现了给电池1充电，因为NMOS管Q3在电阻R3的作用下截止，PMOS管Q2也截止，所以外接电源不会倒灌进入USB接口2。同时OTG接口3输出高电平，二极管D1导通，并由于二极管具有压降的特性，PMOS管Q1的栅极电压大于源极电压，PMOS管Q1截止，故OTG接口3实现了连接USB接口2的外接电源供电，所以无线充电接口4和OTG接口3两种供电可以同时进行，且相互独立不会出现倒灌现象。

本实施例提供的多功能手机电源切换电路，利用MOS管的导通压降非常小的特性，导通后各充电路径的电压损耗极小，提升了电源的使用效率、纯硬件切换，不需要软件控制，有利于提升充电路径的切换速度，安全性得到提升，不需要用专门的多个电源管理芯片，成本低，不止适用于手机产品，同样适用在其他电子产品。