CN103176498B - 一种电子设备及其输入电压控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于供电控制领域，提供了一种电子设备及其输入电压控制电路。本发明通过在具有降压电路模块和升压电路模块的输入电压控制电路中采用低压输出控制模块和高压输出控制模块，由低压输出控制模块和高压输出控制模块根据输入直流电的电压交替地实现导通或关断以输出低压直流电和高压直流电，进而在输入直流电的电压发生变化时能够自适应地实现电压处理以保证电子设备能够得到正常的供电。

Description

一种电子设备及其输入电压控制电路

技术领域

本发明属于供电控制领域，尤其涉及一种电子设备及其输入电压控制电路。

背景技术

目前，在各种电子设备中，电源适配器作为电源电压适配装置，成为电子设备的必要供电配件。而现有的多数电子设备只能使用具备单一电压（如5V或12V）适配能力的电源适配器进行供电，但因电子设备通常是需要不同电压进行供电的，则电子设备内部需要对输入直流电进行升压或降压处理。

然而，现有的电子设备对电压的处理只能是升压或降压处理这两种方式的其中一种，即：如果电子设备原来所预先匹配的输入直流电为低压直流电，则电子设备会在接入电源后直接对输入直流电进行升压处理，而且电子设备只会采用升压处理的方式对输入直流电进行处理；如果电子设备原来所预先匹配的输入直流电为高压直流电，则电子设备会在接入电源后直接对输入直流电进行降压处理，而且电子设备只会采用降压处理的方式对输入直流电进行处理。所以，如果当前输入直流电的电压（如12V）高于电子设备原来所预先匹配的输入直流电的电压（如5V），则电子设备会直接按照升压模式对当前输入直流电进行升压处理，这样就会使电压过高而导致电子设备烧毁；如果当前输入直流电的电压（如5V）低于电子设备原来所预先匹配的输入直流电的电压（如12V），则电子设备会直接按照降压模式对当前输入直流电进行降压处理，这样就会使电子设备内部电压过低而无法工作。因此，现有的电子设备在输入直流电的电压发生变化时无法实现电压自适应处理以保证其内部获得正常供电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输入电压控制电路，旨在解决现有的电子设备所存在的无法在输入直流电的电压发生变化时实现电压自适应处理以保证其内部获得正常供电的问题。

本发明是这样实现的，一种输入电压控制电路，包括降压电路模块和升压电路模块，所述降压电路模块用于对直流电进行降压或电压维持处理后输出低压直流电；所述升压电路模块用于对直流电进行升压处理后输出高压直流电；

所述输入电压控制电路还包括低压输出控制模块和高压输出控制模块；

所述低压输出控制模块的控制端、所述降压电路模块的输入端及所述高压输出控制模块的输入端共同获取输入直流电，所述低压输出控制模块的输入端和输出端分别连接所述降压电路模块的输出端和所述升压电路模块的输入端，所述高压输出控制模块的控制端和输出端均与所述升压电路模块的输出端连接；

当所述输入直流电的电压等于所述低压直流电的电压时，所述高压输出控制模块关断且无输出，所述降压电路模块对所述输入直流电进行电压维持处理后输出低压直流电，所述低压输出控制模块导通并将所述降压电路模块输出的低压直流电输出至所述升压电路模块，再由所述升压电路模块对所述低压直流电进行升压处理后输出高压直流电；

当所述输入直流电的电压等于所述高压直流电的电压时，所述低压输出控制模块关断且无输出，所述高压输出控制模块导通并输出所述输入直流电，所述降压电路模块对所述输入直流电进行降压处理后输出所述低压直流电。

本发明的另一目的还在于提供一种包括所述输入电压控制电路的电子设备。

本发明通过在具有降压电路模块和升压电路模块的输入电压控制电路中采用低压输出控制模块和高压输出控制模块，由所述低压输出控制模块和所述高压输出控制模块根据输入直流电的电压交替地实现导通或关断以输出低压直流电和高压直流电，进而在所述输入直流电的电压发生变化时能够自适应地实现电压处理以保证电子设备能够得到正常的供电，从而解决了现有的电子设备所存在的无法在输入直流电的电压发生变化时实现电压自适应处理以保证其内部获得正常供电的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的输入电压控制电路的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的输入电压控制电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

本发明实施例通过在具有降压电路模块和升压电路模块的输入电压控制电路中采用低压输出控制模块和高压输出控制模块，由低压输出控制模块和高压输出控制模块根据输入直流电的电压交替地实现导通或关断以输出低压直流电和高压直流电，进而在输入直流电的电压发生变化时能够自适应地实现电压处理以保证电子设备能够得到正常的供电。

图1示出了本发明实施例提供的输入电压控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

本发明实施例所提供的输入电压控制电路包括降压电路模块100和升压电路模块200。

降压电路模块100用于对直流电进行降压或电压维持处理后输出低压直流电。具体地，降压电路模块100在所输入的直流电的电压大于或等于低压直流电的电压时，均是按照该低压直流电的电压值对所输入的直流电进行降压或电压维持处理以输出低压直流电。例如，降压电路模块100被设定为对12V直流电进行降压处理或对5V直流电进行电压维持处理后输出5V直流电，即：如果直流电的电压为12V，则降压电路模块100对该直流电进行降压处理后输出5V直流电；如果直流电的电压为5V，则降压电路模块100对该直流电进行电压维持处理后输出5V直流电。

升压电路模块200用于对直流电进行升压处理后输出高压直流电。具体地，升压电路模块200在所输入的直流电的电压小于高压直流电的电压时，按照该高压直流电的电压值对所输入的直流电进行升压处理以输出高压直流电。例如，升压电路模块200被设定为用于对5V直流电进行升压处理后输出12V直流电，则升压电路模块200会在输入的直流电的电压为5V时，对该直流电进行升压处理后输出12V直流电。

在本发明实施例中，输入电压控制电路还包括低压输出控制模块300和高压输出控制模块400。

低压输出控制模块300的控制端、降压电路模块100的输入端及高压输出控制模块400的输入端共同获取输入直流电DC_IN，低压输出控制模块300的输入端和输出端分别连接降压电路模块100的输出端和升压电路模块200的输入端，高压输出控制模块400的控制端和输出端均与升压电路模块200的输出端连接。

当输入直流电的电压等于降压电路模块100所需输出的低压直流电的电压时，高压输出控制模块400关断且无输出，降压电路模块100对输入直流电进行电压维持处理后输出低压直流电，低压输出控制模块300导通并将降压电路模块100输出的低压直流电输出至升压电路模块，再由升压电路模块200对该低压直流电进行升压处理后输出高压直流电。

当输入直流电的电压等于升压电路模块200所需输出的高压直流电的电压时，低压输出控制模块300关断且无输出，高压输出控制模块400导通并输出所述输入直流电，降压电路模块100对输入直流电进行降压处理后输出低压直流电。

图2示出了本发明实施例提供的输入电压控制电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：

作为本发明一优选实施例，低压输出控制模块300包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、PNP型三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容C1、PMOS管Q2及电容C2；

电阻R1的第一端为低压输出控制模块300的控制端，电阻R1的第二端与电阻R2的第一端共接于电阻R3的第一端，电阻R2的第二端与PNP型三极管Q1的集电极共接于地，电阻R3的第二端连接PNP型三极管Q1的基极，PNP型三极管Q1的发射极与电阻R4的第一端共接于电阻R5的第一端，电阻R4的第二端与PMOS管Q2的源极所形成的共接点为低压输出控制模块300的输入端，电阻R5的第二端与PMOS管Q2的栅极共接于电容C1的第一端，电容C1的第二端接地，PMOS管Q2的漏极与电容C2的第一端所形成的共接点为低压输出控制模块300的输出端，电容C2的第二端接地。

作为本发明一优选实施例，高压输出控制模块400包括：

电阻R6、电阻R7、电阻R8、PNP型三极管Q3、电阻R9、电阻R10、电容C3、PMOS管Q4及电容C4；

电阻R6的第一端为高压输出控制模块400的控制端，电阻R6的第二端与电阻R7的第一端共接于电阻R8的第一端，电阻R7的第二端与PNP型三极管Q3的集电极共接于地，电阻R8的第二端连接PNP型三极管Q3的基极，PNP型三极管Q3的发射极与电阻R9的第一端共接于电阻R10的第一端，电阻R9的第二端与PMOS管Q4的源极所形成的共接点为高压输出控制模块400的输入端，电阻R10的第二端与PMOS管Q4的栅极共接于电容C3的第一端，电容C3的第二端接地，PMOS管Q4的漏极与电容C4的第一端所形成的共接点为高压输出控制模块400的输出端，电容C4的第二端接地。

以下结合工作原理对上述的输入电压控制电路作进一步说明：

假设降压电路模块100是对12V直流电进行降压处理或对5V直流电进行电压维持处理后输出5V直流电，升压电路模块200是对5V直流电进行升压处理后输出12V直流电。

如果输入直流电为12V直流电，该12V直流电由电阻R1和电阻R2进行分压处理后，通过电阻R3输出5V电压至PNP型三极管Q1的基极，即PNP型三极管Q1的基极电压V_B1与输入直流电的电压V_IN（即12V）、电阻R1及电阻R2的关系如下式所示：

V_B1=V_IN×R2/(R1+R2)

所以，在电阻R6和电阻R7的阻值分别取值为14KΩ和10KΩ时，PNP型三极管Q1的基极电压V_B1=5V。此时，由于降压电路模块100也是输出5V的直流电，则PNP型三极管Q1的基极电压与发射极电压相同，所以PNP型三极管Q1关断。而PMOS管Q2也因其栅极为高电位而关断，所以PMOS管Q2的漏极无输出，则升压电路模块200因无直流电输入而相应地无直流电输出，输出电压为零。与此同时，由于电阻R9的第一端所引入的直流电的电压为12V，而升压电路模块200的输出电压为零，则PNP型三极管Q3的基极电压小于其发射极电压，所以PNP型三极管Q3导通并将PMOS管Q4的栅极电压拉低，进而驱动PNP型三极管Q3导通，于是PNP型三极管Q3的漏极输出12V直流电。由于电阻R6的第一端是同时与升压电路模块200的输出端及PMOS管Q4的漏极连接的，所以在PMOS管Q4的漏极输出12V直流电时，该12V直流电通过电阻R6和电阻R7分压处理后，通过电阻R8输出5V电压至PNP型三极管Q3的基极，即PNP型三极管Q3的基极电压V_B2与12V电压、电阻R6及电阻R7的关系如下式所示：

V_B2=12V×R7/(R6+R7)

则在电阻R6和电阻R7的阻值分别取值为14KΩ和10KΩ时，PNP型三极管Q3的基极电压V_B2为5V，而由于电阻R9的第一端所引入的直流电的电压为12V，所以PNP型三极管Q3的发射极电压为12V，则PNP型三极管Q3依旧能够维持导通状态以保证PMOS管Q4的持续导通并输出12V直流电。

如果输入直流电为5V直流电，该5V直流电由电阻R1和电阻R2进行分压处理后，通过电阻R3输出2V电压至PNP型三极管Q1的基极，即PNP型三极管Q1的基极电压V_B1与输入直流电的电压V_IN（即5V）、电阻R1及电阻R2的关系如下式所示：

V_B1=V_IN×R2/(R1+R2)

所以，在电阻R1和电阻R2的阻值分别取值为14KΩ和10KΩ时，PNP型三极管Q1的基极电压V_B1=2V。此时，由于降压电路模块100也是输出5V的直流电，则PNP型三极管Q1的基极电压小于发射极电压，所以PNP型三极管Q1导通，进而将PMOS管Q2的栅极电位拉低，于是PMOS管Q2导通并通过其漏极将降压电路模块100所输出的5V直流电输出至升压电路模块200，然后由升压电路模块200对该5V直流电进行升压处理后输出12V直流电。与此同时，由于电阻R9的第一端所引入的直流电的电压为5V，而升压电路模块200所输出的是12V直流电，该12V直流电通过电阻R6和电阻R7分压处理后，通过电阻R8输出5V电压至PNP型三极管Q3的基极，即PNP型三极管Q3的基极电压V_B2与12V电压、电阻R6及电阻R7的关系如下式所示：

V_B2=12V×R7/(R6+R7)

则在电阻R6和电阻R7的阻值分别取值为14KΩ和10KΩ时，PNP型三极管Q3的基极电压V_B2为5V，而由于电阻R9的第一端所引入的直流电的电压为5V，所以PNP型三极管Q3的基极电压等于其发射极电压，所以PNP型三极管Q3关断，进而使PMOS管Q4的栅极维持高电位，于是PMOS管Q4也随之关断，其漏极无直流电输出。由于电阻R6的第一端是同时与升压电路模块200的输出端及PNP型三极管Q3的漏极连接的，所以在升压电路模块200输出12V直流电，而PMOS管Q4的漏极无直流电输出时，PNP型三极管Q3的基极电压依旧保持为5V，所以PNP型三极管Q3仍能够维持关断状态以保持PMOS管Q4的关断且无直流电输出。

从上述工作原理可知，在实际应用过程中，在输入直流电的电压为5V或12V时，通过对低压输出控制模块300和高压输出控制模块400中各个电阻阻值进行某一特定取值就能实现对电源适配器所输出的5V直流电或12直流电进行电压处理并实现相应的输出控制，以达到为电子设备内部提供多种不同供电电压的目的。所以，如果电源适配器所输出的直流电的电压变化为其他电压值，也可通过选取相应的降压电路模块100和升压电路模块200，并调整低压输出控制模块300和高压输出控制模块400中各个电阻的阻值来实现上述效果，则上述对于5V直流电和12V直流电的输入电压控制只是本发明所能实现的其中一种，并不用以限定本发明。

此外，本发明实施例的另一目的还在于提供一种包括上述的输入电压控制电路的电子设备。

本发明实施例通过在具有降压电路模块和升压电路模块的输入电压控制电路中采用低压输出控制模块和高压输出控制模块，由低压输出控制模块和高压输出控制模块根据输入直流电的电压交替地实现导通或关断以输出低压直流电和高压直流电，从而能在输入直流电的电压发生变化时，自适应地实现电压处理以保证电子设备能够得到正常的供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种输入电压控制电路，其特征在于，包括降压电路模块和升压电路模块，所述降压电路模块用于对直流电进行降压或电压维持处理后输出低压直流电；所述升压电路模块用于对直流电进行升压处理后输出高压直流电；

所述输入电压控制电路还包括低压输出控制模块和高压输出控制模块；

所述低压输出控制模块的控制端、所述降压电路模块的输入端及所述高压输出控制模块的输入端共同获取输入直流电，所述低压输出控制模块的输入端和输出端分别连接所述降压电路模块的输出端和所述升压电路模块的输入端，所述高压输出控制模块的控制端和输出端均与所述升压电路模块的输出端连接；

当所述输入直流电的电压等于所述低压直流电的电压时，所述高压输出控制模块关断且无输出，所述降压电路模块对所述输入直流电进行电压维持处理后输出所述低压直流电，所述低压输出控制模块导通并将所述降压电路模块输出的低压直流电输出至所述升压电路模块，再由所述升压电路模块对所述低压直流电进行升压处理后输出高压直流电；

当所述输入直流电的电压等于所述高压直流电的电压时，所述低压输出控制模块关断且无输出，所述高压输出控制模块导通并输出所述输入直流电，所述降压电路模块对所述输入直流电进行降压处理后输出低压直流电。

2.如权利要求1所述的输入电压控制电路，其特征在于，所述降压电路模块在所输入的直流电的电压大于或等于所述低压直流电的电压时，均是按照所述低压直流电的电压值对所输入的直流电进行降压或电压维持处理以输出所述低压直流电；

所述升压电路模块在所输入的直流电的电压小于所述高压直流电的电压时，按照所述高压直流电的电压值对所输入的直流电进行升压处理以输出所述高压直流电。

3.如权利要求1所述的输入电压控制电路，其特征在于，所述低压输出控制模块包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、PNP型三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容C1、PMOS管Q2及电容C2；

所述电阻R1的第一端为所述低压输出控制模块的控制端，所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端共接于所述电阻R3的第一端，所述电阻R2的第二端与所述PNP型三极管Q1的集电极共接于地，所述电阻R3的第二端连接所述PNP型三极管Q1的基极，所述PNP型三极管Q1的发射极与所述电阻R4的第一端共接于所述电阻R5的第一端，所述电阻R4的第二端与所述PMOS管Q2的源极所形成的共接点为所述低压输出控制模块的输入端，所述电阻R5的第二端与所述PMOS管Q2的栅极共接于所述电容C1的第一端，所述电容C1的第二端接地，所述PMOS管Q2的漏极与所述电容C2的第一端所形成的共接点为所述低压输出控制模块的输出端，所述电容C2的第二端接地。

4.如权利要求1所述的输入电压控制电路，其特征在于，所述高压输出控制模块包括：

电阻R6、电阻R7、电阻R8、PNP型三极管Q3、电阻R9、电阻R10、电容C3、PMOS管Q4及电容C4；

所述电阻R6的第一端为所述高压输出控制模块的控制端，所述电阻R6的第二端与所述电阻R7的第一端共接于所述电阻R8的第一端，所述电阻R7的第二端与所述PNP型三极管Q3的集电极共接于地，所述电阻R8的第二端连接所述PNP型三极管Q3的基极，所述PNP型三极管Q3的发射极与所述电阻R9的第一端共接于所述电阻R10的第一端，所述电阻R9的第二端与所述PMOS管Q4的源极所形成的共接点为所述高压输出控制模块的输入端，所述电阻R10的第二端与所述PMOS管Q4的栅极共接于所述电容C3的第一端，所述电容C3的第二端接地，所述PMOS管Q4的漏极与所述电容C4的第一端所形成的共接点为所述高压输出控制模块的输出端，所述电容C4的第二端接地。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至4任一项所述的输入电压控制电路。