CN103902001A - 电源电路 - Google Patents

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Abstract

一种电源电路，用于为一电子元件供电，所述电源电路包括一电压转换单元、一过压保护单元及一电源供应器。所述电压转换单元用于将所述电源供应器提供的第一电压转换成所述电子元件的工作电压，并将转换后的电压从所述电压转换单元的输出端输出。所述过压保护单元用于在所述电压转换单元的输出端输出的电压大于所述电子元件的工作电压时，控制所述电源供应器停止电压输出。本发明电源电路能有效地避免了因输入电压过高而导致所述电子元件受损的状况发生。

Description

电源电路
技术领域
本发明涉及一种电源电路。
背景技术
CPU（central processing unit，中央处理器）是电子设备（如计算机）中昂贵且重要的部件。CPU一旦受损，电子设备将无法正常工作。然而，造成CPU受损的主要原因之一是CPU的输入电压过高。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种能防止CPU的输入电压过高的电源电路。
一种电源电路，用于为一电子元件供电，所述电源电路包括一电压转换单元、一过压保护单元及一电源供应器，所述电压转换单元的输入端与所述电源供应器相连以接收所述电源供应器提供的第一电压，所述电压转换单元的输出端与所述电子元件相连，以为电子元件提供工作电压，所述过压保护单元包括第一至第五电子开关、第一至第六电阻及一二极管，所述第一电子开关的第一端通过所述第一电阻与所述电压转换单元的输出端相连并通过所述第二电阻接地，所述第一电子开关的第二端通过所述第三电阻与所述电源供应器相连以接收所述电源供应器提供的第二电压，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的第二端相连，所述第二电子开关的第二端通过所述第四电阻与所述电源供应器相连以接收所述第二电压，所述第三电子开关的第一端通过所述第五电阻与所述电源供应器相连以接收所述第二电压，所述第三电子开关的第二端与所述二极管的阴极相连，所述第三电子开关的第三端与所述电源供应器相连以接收所述第二电压，所述二极管的阳极与所述第二电子开关的第二端相连，所述第四电子开关的第一端与所述二极管的阴极相连，所述第四电子开关的第二端与所述第三电子开关的第一端，所述第五电子开关的第一端与所述第四电子开关的第二端相连，所述第五电子开关的第二端通过所述第六电阻与所述电源供应器相连以接收所述第二电压并与所述电源供应器的电源开机信号引脚相连，所述第一、第二、第四及第五电子开关的第三端均接地，当所述电压转换单元的输出端输出的电压等于所述电子元件的工作电压时，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述二极管截止，所述第四电子开关截止，所述第三电子开关截止，所述第五电子开关导通，所述第五电子开关的第二端输出一低电平信号给所述电源开机信号引脚，所述电源供应器正常工作；当所述电压转换单元的输出端输出的电压大于所述电子元件的工作电压时，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述二极管导通，所述第四电子开关导通，所述第三电子开关导通，所述第五电子开关截止，所述第五电子开关的第二端输出一高电平信号给所述电源开机信号引脚，所述电源供应器停止电压输出。
本发明电源电路通过所述过压保护单元在所述电压转换单元的输出端输出的电压大于所述电子元件的工作电压时，控制所述电源供应器停止电压输出，从而有效地避免了因输入电压过高而导致所述电子元件受损的状况发生。
附图说明
下面参照附图结合较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1为本发明电源电路的较佳实施方式的原理框图。
图2为本发明电源电路的较佳实施方式的电路图。
主要元件符号说明
电源电路 10
电压转换单元 12
驱动芯片 14
过压保护单元 16
电源供应器 18
电子元件 20
电容 C1、C2
二极管 D
电感 L
MOS管 Q1、Q2、Q6、Q7
三极管 Q3-Q5
电阻 R1-R6
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明电源电路10用于为一电子元件20供电。所述电源电路10的较佳实施方式包括一电压转换单元12、一过压保护单元16及一电源供应器18。所述电压转换单元12与所述过压保护单元16及所述电子元件20均相连。所述电源供应器18与所述电压转换单元12及所述过压保护单元16均相连。所述电压转换单元12用于将所述电源供应器18提供的第一电压转换成所述电子元件20的工作电压，并将转换后的电压从所述电压转换单元12的输出端输出。所述过压保护单元16用于在所述电压转换单元12的输出端输出的电压大于所述电子元件20的工作电压时，控制所述电源供应器18停止电压输出，从而对所述电子元件20进行保护。在本实施方式中，所述电源电路10设置于一电脑主板上，所述电子元件20为一CPU（central processing unit，中央处理器），所述电源供应器18为所述电脑主板供电。
请参考图2，所述电压转换单元12包括一驱动芯片14、两作为电子开关的MOS管Q1及Q2、一电感L及两电容C1及C2。所述MOS管Q1的栅极与所述驱动芯片14的第一引脚Hgate相连。所述MOS管Q1的漏极作为所述电压转换单元12的输入端与所述电源供应器18相连，以接收所述电源供应器18提供的第一电压（例如一12V电压），并通过所述电容C1接地。所述MOS管Q1的源极依次通过所述电感L及所述电容C2接地。所述MOS管Q2的栅极与所述驱动芯片14的第二引脚Lgate相连。所述MOS管Q2的漏极与所述MOS管Q1的源极相连，并与所述驱动芯片14的第三引脚Phase相连。所述MOS管Q2的源极接地。所述电感L与所述电容C2之间的节点作为所述电压转换单元12的输出端与所述电子元件20相连。
所述过压保护单元16包括三个作为电子开关的三极管Q3-Q5、两个作为电子开关的MOS管Q6及Q7、一二极管D及六个电阻R1-R6。所述三极管Q3的基极通过所述电阻R1与所述电压转换单元12的输出端相连，并通过所述电阻R2接地。所述三极管Q3的集电极通过所述电阻R3与所述电源供应器18相连，以接收所述电源供应器18提供的第二电压（例如一5V_Standby电压）。所述三极管Q3的发射极接地。所述三极管Q4的基极与所述三极管Q3的集电极相连。所述三极管Q4的集电极通过所述电阻R4与所述电源供应器18相连以接收所述第二电压。所述三极管Q4的发射极接地。所述三极管Q5的基极通过所述电阻R5与所述电源供应器18相连以接收所述第二电压。所述三极管Q5的集电极与所述二极管D的阴极相连。所述三极管Q5的发射极与所述电源供应器18相连以接收所述第二电压。所述二极管D的阳极与所述三极管Q4的集电极相连。所述MOS管Q6的栅极与所述三极管Q5的集电极相连。所述MOS管Q6的漏极与所述三极管Q5的基极相连。所述MOS管Q6的源极接地。所述MOS管Q7的栅极与所述MOS管Q6的漏极相连。所述MOS管Q7的漏极通过所述电阻R6与所述电源供应器18相连以接收所述第二电压，并与所述电源供应器18的PS_ON (Power Supply-ON，电源开机)信号引脚相连。所述MOS管Q7的源极接地。
在本实施方式中，所述MOS管Q1、Q2、Q6及Q7均为NMOS管，所述三极管Q3及Q4均为NPN型三极管，所述三极管Q5为一PNP型三极管。所述电阻R1的阻值为r1，所述电阻R2的阻值为r2，所述电压转换单元12的输出端输出的电压为Vout，所述三极管Q3的基极接收到的电压V1满足公式一：V1=Vout×r2/(r1+r2)。在其它实施方式中，所述MOS管Q1、Q2、Q6及Q7均可替换为NPN型三极管及其它具有相同功能的开关，所述三极管Q3及Q4可替换为NMOS管及其它具有相同功能的开关。所述三极管Q5可替换为PMOS管及其它具有相同功能的开关。
工作时，所述驱动芯片14的第一引脚Hgate及第二引脚Lgate交替输出高电平信号，以使所述MOS管Q1及Q2依次轮流导通。当所述第一引脚Hgate输出高电平信号时，所述MOS管Q1导通，所述第一电压经所述电容C1滤波后再通过所述MOS管Q1为所述电感L及所述电容C2充电。之后，所述第一引脚Hgate输出低电平信号，所述第二引脚Lgate输出高电平信号，所述MOS管Q2导通，所述电感L及所述电容C2通过所述MOS管Q2放电。如此周而复始，即可得到所述电压转换单元12的输出端输出的电压Vout。
正常情况下，所述电压转换单元12的输出端输出的电压Vout等于所述电子元件20的工作电压。然而，当所述电脑主板的某些元件出现异常（如短路）时，所述电压转换单元12的输出端输出的电压Vout会变大，即大于所述电子元件20的工作电压。
由公式一可知，当所述电压转换单元12的输出端输出的电压Vout等于所述电子元件20的工作电压时，所述三极管Q3的基极接收到的电压V1将小于所述与所述三极管Q3的开启电压，所述三极管Q3截止。所述三极管Q4的基极接收到所述三极管Q3的集电极输出的高电平信号，所述三极管Q4导通。所述二极管D截止，所述MOS管Q6截止。所述三极管Q5的基极及所述MOS管Q7的栅极均接收到所述MOS管Q6的漏极输出的高电平信号，所述三极管Q5截止，所述MOS管Q7导通，所述MOS管Q7的漏极输出一低电平信号给所述电源供应器18的PS_ON信号引脚。所述电源供应器18接收到所述低电平信号后，所述电源供应器18正常工作。
当由于故障而导致所述电压转换单元12的输出端输出的电压Vout大于所述电子元件20的工作电压时，所述三极管Q3的基极接收到的电压V1将大于所述三极管Q3的开启电压，所述三极管Q3导通。所述三极管Q4的基极接收到所述三极管Q3的集电极输出的低电平信号，所述三极管Q4截止。所述二极管D导通，所述MOS管Q6导通。所述三极管Q5的基极及所述MOS管Q7的栅极均接收到所述MOS管Q6的漏极输出的低电平信号，所述三极管Q5导通，所述MOS管Q7截止，所述MOS管Q7的漏极输出一高电平信号给所述电源供应器18的PS_ON信号引脚。所述电源供应器18接收到所述高电平信号后，所述电源供应器18停止工作，即停止各种电压的输出，以对所述电子元件进行保护。
本发明电源电路10通过所述电压转换单元12将所述电源供应器18提供的第一电压转换成所述电子元件20的工作电压，并通过所述过压保护单元16在所述电压转换单元12的输出端输出的电压大于所述电子元件20的工作电压时，控制所述电源供应器18停止电压输出，从而有效地避免了因输入电压过高而导致所述电子元件20受损的状况发生。

Claims (8)

1.一种电源电路，用于为一电子元件供电，所述电源电路包括一电压转换单元、一过压保护单元及一电源供应器，所述电压转换单元的输入端与所述电源供应器相连以接收所述电源供应器提供的第一电压，所述电压转换单元的输出端与所述电子元件相连，以为电子元件提供工作电压，所述过压保护单元包括第一至第五电子开关、第一至第六电阻及一二极管，所述第一电子开关的第一端通过所述第一电阻与所述电压转换单元的输出端相连并通过所述第二电阻接地，所述第一电子开关的第二端通过所述第三电阻与所述电源供应器相连以接收所述电源供应器提供的第二电压，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的第二端相连，所述第二电子开关的第二端通过所述第四电阻与所述电源供应器相连以接收所述第二电压，所述第三电子开关的第一端通过所述第五电阻与所述电源供应器相连以接收所述第二电压，所述第三电子开关的第二端与所述二极管的阴极相连，所述第三电子开关的第三端与所述电源供应器相连以接收所述第二电压，所述二极管的阳极与所述第二电子开关的第二端相连，所述第四电子开关的第一端与所述二极管的阴极相连，所述第四电子开关的第二端与所述第三电子开关的第一端相连，所述第五电子开关的第一端与所述第四电子开关的第二端相连，所述第五电子开关的第二端通过所述第六电阻与所述电源供应器相连以接收所述第二电压并与所述电源供应器的电源开机信号引脚相连，所述第一、第二、第四及第五电子开关的第三端均接地，当所述电压转换单元的输出端输出的电压等于所述电子元件的工作电压时，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述二极管截止，所述第四电子开关截止，所述第三电子开关截止，所述第五电子开关导通，所述第五电子开关的第二端输出一低电平信号给所述电源开机信号引脚，所述电源供应器正常工作；当所述电压转换单元的输出端输出的电压大于所述电子元件的工作电压时，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述二极管导通，所述第四电子开关导通，所述第三电子开关导通，所述第五电子开关截止，所述第五电子开关的第二端输出一高电平信号给所述电源开机信号引脚，所述电源供应器停止电压输出。
2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述电压转换单元包括一驱动芯片、一第六电子开关、一第七电子开关、一电感及一第一电容，所述第六电子开关的第一端与所述驱动芯片的第一引脚相连，所述第六电子开关的第二端作为所述电压转换单元的输入端与所述电源供应器相连以接收所述第一电压，所述第六电子开关的第三端依次通过所述电感及所述第一电容接地，所述第七电子开关的第一端与所述驱动芯片的第二引脚相连，所述第七电子开关的第二端与所述第六电子开关的第三端相连并与所述驱动芯片的第三引脚相连，所述第七电子开关的第三端接地，所述电感与所述第一电容之间的节点作为所述电压转换电路的输出端与所述电子元件相连。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于：所述驱动芯片的第一引脚及第二引脚交替输出高电平信号，以使得所述第六电子开关及第七电子开关依次轮流导通，当所述第一引脚输出高电平信号时，所述第六开关元件导通，所述第一电压通过所述第六电子开关为所述电感及所述第一电容充电，当所述第二引脚输出高电平信号，所述第七电子开关导通，所述电感及所述第一电容通过所述第七电子开关放电。
4.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于：所述第六电子开关及第七电子开关均为NMOS场效应管，所述第六电子开关及第七电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
5.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于：所述电压转换单元还包括一第二电容，所述第六电子开关的第一端通过所述第二电容接地。
6.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述第一电子开关及第二电子开关均为NPN型三极管，所述第三电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NPN型三极管的基极、集电极及发射极。
7.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述第三电子开关为一PNP型三极管，所述第三电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PNP型三极管的基极、集电极及发射极。
8.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述第四电子开关及第五电子开关均为NMOS场效应管，所述第四电子开关及第五电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
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