CN104113206A - 电压转换电路及具有电压转换电路的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种电压转换电路包括PWM芯片、第一场效应管及第二场效应管，该PWM芯片包括一与一电容连接的电压输入端，用于从该电容处接收电压，该电路还包括：控制模块，用于在该电子装置关机时，输出一截止信号，并在该电子装置开机时，输出一导通信号；及开关模块，根据该截止信号输出一禁能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片处于禁能状态而不输出任何信号至该第一场效应管和该第二场效应管；根据该导通信号输出一使能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作，而控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止。本发明还提供一种电子装置，可使得该场效应管输入电压的加载时间早于PWM芯片输出信号的时间。

Description

电压转换电路及具有电压转换电路的电子装置

技术领域

本发明涉及一种电压转换电路及电子装置。

背景技术

目前的电压转换电路通常包括两个串联于电压转换电路的输入端以及输出端的场效应管以及连接到两个场效应管的栅极的PWM（Pulse-Width Modulation，脉宽调制）芯片，PWM芯片控制该两个场效应管交替导通或者截止而将输入端输入的电压进行转换后通过输出端输出。然而，目前的电压转换电路的上电过程中，必须保证输入端输入电压的加载时间要早于PWM芯片输出信号的时间，否则将有可能造成场效应管的烧毁。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种电压转换电路及电子装置，可保证场效应管输入电压的加载时间早于PWM芯片输出信号的时间。

一种电压转换电路，应用于一电子装置上，该电子装置包括一电源供应装置、一电源及一电容，其中，该电压转换电路连接在该电源供应装置、该电源及该电容之间；该电源供应装置包括第一输出端及第二输出端，在该电子装置启动时，该电源供应装置通过该第一输出端及该第二输出端输出电压，在该电子装置关机时，该电源供应装置不输出电压；该电容的第一端连接在该电源供应装置的第二输出端及该电压转换电路之间，该电容的第二端接地，用于防止该电源供应装置产生的电压突变；该电压转换电路包括一PWM芯片、一第一场效应管及一第二场效应管，该PWM芯片包括一与该电容连接的电压输入端，用于从该电容处接收电压，该PWM芯片还与该第一场效应管和该第二场效应管连接，来控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止而将电源供应装置的第一输出端提供的电压转换成输出电压而输出；该电压转换电路还包括：一控制模块，与该电源供应装置的第一输出端电连接，用于在该电子装置关机时，输出一截止信号，并在该电子装置开机时，输出一导通信号；及一开关模块，与该控制模块、该电源及该PWM芯片连接，用于从该电源处接收一恒定正电压，接收该控制模块输出的截止信号，并根据该截止信号输出一禁能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片处于禁能状态而不输出任何信号至该第一场效应管和该第二场效应管；该开关模块还用于接收该控制模块输出的导通信号，并根据该导通信号输出一使能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作，而控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止。

本发明通过一控制模块在该电子装置开机时输出一导通信号，并通过一开关模块根据该导通信号，输出一使能信号至该PWM芯片，从而使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作，而控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止，从而使得该场效应管输入电压的加载时间早于PWM芯片输出信号的时间。

附图说明

图1是本发明实施方式中一电子装置的方框示意图。

图2是如图1所示的电子装置的电压转换电路的电路示意图。

主要元件符号说明

电子装置	1
		电压转换电路	10
电源供应装置	20
		电源	30
PWM芯片	11
		控制模块	12

开关模块	13
		第一输入端	14
第二输入端	15
		输出端	16
第一输出端	201
		第二输出端	202
使能端	112
		高电平导通开关	121
电压输入端	111
		第一PWM输出端	113
第二PWM输出端	114
		高电平导通开关	131
滤波电路	17

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，为一具有电压转换电路的电子装置1（以下称为：电子装置1）的功能模块图。该电子装置1包括一电压转换电路10、一电源供应装置20、一电源30及一电容C1。该电压转换电路10包括一PWM芯片11、一第一场效应管Q1、一第二场效应管Q2、一控制模块12、一开关模块13、一第一输入端14、一第二输入端15以及一输出端16。该电源供应装置20包括第一输出端201以及第二输出端202，该电源供应装置20用于在该电子装置1开启时通过第一输出端201以及第二输出端202分别输出一电压Vin。该电源30连接于该开关模块13，用于提供一恒定的正电压至该开关模块13，其中，该电源30为独立于电源供应装置20的内部电源，在电子装置1开机或关机时均提供该恒定的正电压。该PWM芯片11包括一电压输入端111。

该电压转换电路10的第一输入端14与该电源供应装置20的第一输出端201、该控制模块12以及该第一场效应管Q1连接，用于接收电源供应装置20输出的电压Vin，并提供给该第一场效应管Q1及该控制模块12。该电容C1的一端连接在该电源供应装置20的第二输出端202及电压转换电路10的第二输入端15之间，用于将电源供应装置20的第二输出端202输出的电压Vin进行平稳处理后提供给该电压转换电路10的第二输入端15，并通过该第二输入端15与PWM芯片的电压输入端111连接而为PWM芯片供电。该电容C1的第二端B接地。具体的，该电容C1用于平稳该电源供应装置20输出的电压Vin，防止电压突变，并输出一电压Vcc至该电压转换电路10的第二输入端15。其中，当该电子装置1关机时，该电源供应装置20的第二输出端202停止输出电压Vin，该电容C1放电，使得该电容C1输出的电压Vcc逐渐变小直至为零，而当该电子装置1启动时，该电源供应装置20的第二输出端202输出电压Vin为该电容C1充电，则该电容C1在充电开始时，输出的电压Vcc为零，并随着充电的进行而不断升高直至该电容C1充满电后，输出的电压Vcc为一稳定电压。

该PWM芯片11与该第一场效应管Q1及该第二场效应管Q2均连接，用于控制该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2交替导通或者截止。该控制模块12连接于该开关模块13，用于在该电子装置1关机时，输出一截止信号至该开关模块13，并在该电子装置1开启时，输出一导通信号至该开关模块13。该PWM芯片11还包括一使能端112，该开关模块13还与该PWM芯片11的使能端112连接，用于在接收到该截止信号时，输出一禁能信号至该PWM芯片11的使能端112，使得该PWM芯片11处于禁能状态，则该PWM芯片不输出任何信号至该第一场效应管Q1及该第二场效应管Q2。该开关模块还在接收到该导通信号时，输出一使能信号至该PWM芯片11的使能端112，使得该PWM芯片11在接收到该电容C1提供的不为零的电压Vcc时处于使能状态并上电工作，而控制该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2交替导通或者截止。

当该电子装置1关机时，该电源供应装置20无电压输出，该控制模块12输出该截止信号至该开关模块13。该开关模块13根据该截止信号输出该禁能信号至该PWM芯片11的使能端112，使得该PWM芯片11处于禁能状态。此时，不管电容C1输出的电压Vcc是否为零，该PWM芯片11不工作而不输出信号至该第一场效应管Q1及该第二场效应管Q2，则该第一场效应管Q1及该第二场效应管Q2截止，从而该电压转换电路10无电压输出。

当该电子装置1开启时，该电源供应装置20输出电压Vin，该控制模块12输出该导通信号至该开关模块13。该开关模块13根据该导通信号输出该使能信号至该PWM芯片11的使能端112，该PWM芯片11在电容C1输出的电压Vcc不为零时处于使能状态并上电工作，而输出信号来控制该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2的交替导通或者截止，而将该第一输入端14接收的电压Vin转换为输出电压Vout，从而该电压转换电路10的输出端16输出电压Vout。而当电容C1输出的电压Vcc为零时，该PWM芯片11处于禁能状态，而不输出信号至该第一场效应管Q1及该第二场效应管Q2，该电压转换电路10无电压输出。

从而，只有当该电源供应装置20输出电压Vin后，该PWM芯片11才可能处于使能状态，才可能上电工作，来控制该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2的交替导通或者截止，即保证了该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2输入电压的加载时间早于该PWM芯片11输出信号的时间。

请参考图2，为本发明一实施方式中电压转换电路10的具体电路图。其中，该PWM芯片11还包括一第一PWM输出端113及一第二PWM输出端114。该使能端112还与该第二输入端15连接。该第一PWM输出端113与该第一场效应管Q1的栅极连接。该第二PWM输出端114与该第二场效应管Q2的栅极连接。

该第一场效应管Q1的源极与该第二场效应管的漏极Q2连接，输出电压Vout。该第一场效应管Q1的漏极与该电源供应装置20连接。该第二场效应管Q2的源极接地。在本实施方式中，该第一场效应管Q1为一NMOS管Q1，该第二场效应管Q2为一NMOS管Q2。

该控制模块12包括一高电平导通开关121。在本实施方式中，该高电平导通开关121为一NMOS管Q3。该NMOS管Q3的栅极与该第一输入端14连接，该NMOS管Q3的源极接地，该NMOS管Q3的漏极与该电源30及该开关模块13连接。

该开关模块13包括一高电平导通开关131。在本实施方式中，该高电平导通开关131为一NPN三极管Q4。该NPN三极管Q4的基极与该电源30以及该NMOS管Q3的漏极分别电连接。在本实施方式中，该电源30恒提供5V电压。该NPN三极管Q4的发射极接地。该NPN三极管Q4的集电极连接于该第二输入端15及该PWM芯片11的使能端112的连接点。

当该电子装置1关机时，该电源供应装置20无电压输出而使得该NMOS管Q3的栅极的电压为低电位。该NMOS管Q3的栅极的电压等于该NMOS管Q3的源极的电压，则该NMOS管Q3截止。该NPN三极管Q4的基极直接与该电源30电连接而获得高电平，该NPN三极管Q4的基极的电压大于该NPN三极管Q4的发射极的电压，则该NPN三极管Q4导通。该PWM芯片11的使能端112通过该导通的NPN三极管Q4直接接地而为低电平，从而该PWM芯片11处于禁能状态。此时，不管电容C1输出的电压Vcc是否为零，该PWM芯片11不输出任何信号至该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2。该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2截止，则该电压转换电路10不输出电压Vout。

当该电子装置1开启时，该电源供应装置20通过第一输出端201输出电压Vin而使得该NMOS管Q3的栅极的电压为高电位。该NMOS管Q3的栅极的电压大于该NMOS管Q3的源极的电压，则该NMOS管Q3导通。该NPN三极管Q4的基极通过该导通的NMOS管Q3接地而为低电位，则该NPN三极管Q4的基极的电压等于该NPN三极管Q4的发射极的电压，该NPN三极管Q4截止。当电子装置1开启一定时间后，即电源供应装置20输出电压一定时间后，电容C1逐渐充电而使得输出的电压Vcc不为零时,该PWM芯片11的使能端112通过该第二输入端15获得该电容C1提供的高电平信号，该PWM芯片11处于使能状态。同时，该PWM芯片的电压输入端111通过该第二输入端15获得该电容C1提供的高电平信号，则该PWM芯片11才上电工作，该PWM芯片11分别通过该第一PWM输出端113及该第二PWM输出端114控制该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2的交替导通或者截止。由于此时电源供应装置20已经输出电压一定时间，从而该第一场效应管Q1的漏极的电压的加载时间早于该PWM芯片11输出信号的时间，则该第一场效应管Q1不会烧毁，从而将电源供应装置20的第一输出端201提供的电压转换成输出电压Vout，并通过输出端16输出电压Vout。而当电容C1输出的电压Vcc为零时，则该PWM芯片11的使能端112通过该电容C1获得一低电平信号，该PWM芯片处于禁能状态，该PWM芯片11不输出任何信号至该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2，该第一场效应管Q1和该第二场效应管Q2截止，该电压转换电路10不输出电压Vout。

在本实施方式中，该电压转换电路10还包括一滤波电路17，该滤波电路17连接在该第一场效应管Q1的源极、该第二场效应管Q2的漏极及该电压转换电路10的输出端16之间，用于使得该电压转换电路10的输出端16输出一直流电压。

该滤波电路17包括一电感L和一第二电容C2。该电感L的一端连接在该第一场效应管Q1的源极及该第二场效应管Q2的漏极之间，该电感L的另一端连接于该电压转换电路10的输出端16和该第二电容C2的连接点。该第二电容C2的一端连接在该电感L和该电压转换电路10的输出端16之间，该第二电容C2的另一端接地。

对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种电压转换电路，应用于一电子装置上，该电子装置包括一电源供应装置、一电源及一电容，其中，该电压转换电路连接在该电源供应装置、该电源及该电容之间；该电源供应装置包括第一输出端及第二输出端，在该电子装置启动时，该电源供应装置通过该第一输出端及该第二输出端输出电压，在该电子装置关机时，该电源供应装置不输出电压；该电容的第一端连接在该电源供应装置的第二输出端及该电压转换电路之间，该电容的第二端接地，用于防止该电源供应装置产生的电压突变；该电压转换电路包括一PWM芯片、一第一场效应管及一第二场效应管，该PWM芯片包括一与该电容连接的电压输入端，用于从该电容处接收电压，该PWM芯片还与该第一场效应管和该第二场效应管连接，来控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止而将电源供应装置的第一输出端提供的电压转换成输出电压而输出；其特征在于，该电压转换电路还包括：

一控制模块，与该电源供应装置的第一输出端电连接，用于在该电子装置关机时，输出一截止信号，并在该电子装置开机时，输出一导通信号；及

一开关模块，与该控制模块、该电源及该PWM芯片连接，用于从该电源处接收一恒定正电压，接收该控制模块输出的截止信号，并根据该截止信号输出一禁能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片处于禁能状态而不输出任何信号至该第一场效应管和该第二场效应管；该开关模块还用于接收该控制模块输出的导通信号，并根据该导通信号输出一使能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作，而控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止。

2.如权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于：该PWM芯片包括一使能端，该开关模块连接于该PWM芯片的使能端，该开关模块在接收到该截止信号时，输出该禁能信号至该PWM芯片的使能端，使得该PWM芯片处于禁能状态，并在接收到该导通信号时，输出该使能信号至该PWM芯片的使能端，使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作。

3.如权利要求2所述的电压转换电路，其特征在于：该控制模块包括一高电平导通开关，该高电平导通开关的第一端与该电源供应装置的第一输出端电连接，该高电平导通开关的第二端接地，该高电平导通开关的第三端与该开关模块连接。

4.如权利要求3所述的电压转换电路，其特征在于：该高电平导通开关为一NMOS管，该NMOS管的栅极与该电源供应装置的第一输出端电连接，该NMOS管的源极接地，该NMOS管的漏极与该开关模块连接。

5.如权利要求4所述的电压转换电路，其特征在于：该开关模块包括一高电平导通开关，该高电平导通开关的第一端与该电源与该NMOS管的漏极分别电连接，该高电平导通开关的第二端接地，该高电平导通开关的第三端连接于该电容及该PWM芯片的使能端的连接点。

6.如权利要求5所述的电压转换电路，其特征在于：该高电平导通开关为一NPN三极管，该NPN三极管的基极与该电源与该NMOS管的漏极分别电连接，该NPN三极管的发射极接地，该NPN三极管的集电极连接于该电容及该PWM芯片的使能端的连接点。

7.如权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于：该电源为独立于电源供应装置的内部电源。

8.一种电子装置，该电子装置包括一电源供应装置、一电压转换电路、一电源及一电容，该电压转换电路连接在该电源供应装置、该电源及该电容之间；该电源供应装置包括第一输出端及第二输出端，在该电子装置启动时，该电源供应装置通过该第一输出端及该第二输出端输出电压，在该电子装置关机时，该电源供应装置不输出电压；该电容的第一端连接在该电源供应装置的第二输出端及该电压转换电路之间，该电容的第二端接地，用于防止该电源供应装置产生的电压突变；该电压转换电路包括一PWM芯片、一第一场效应管及一第二场效应管，该PWM芯片包括一与该电容连接的电压输入端，用于从该电容处接收电压，该PWM芯片还与该第一场效应管和该第二场效应管连接，来控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止而将电源供应装置的第一输出端提供的电压转换成输出电压而输出；其特征在于，该电压转换电路还包括：

一控制模块，与该电源供应装置的第一输出端电连接，用于在该电子装置关机时，输出一截止信号，并在该电子装置开机时，输出一导通信号；及

一开关模块，与该控制模块、该电源及该PWM芯片连接，用于从该电源处接收一恒定正电压，接收该控制模块输出的截止信号，并根据该截止信号输出一禁能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片处于禁能状态，而不输出任何信号至该第一场效应管和该第二场效应管；接收该控制模块输出的导通信号，并根据该导通信号输出一使能信号至该PWM芯片，使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作，而控制该第一场效应管和该第二场效应管的交替导通或者截止。

9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于：该PWM芯片包括一使能端，该开关模块连接于该PWM芯片的使能端，该开关模块在接收到该截止信号时，输出该禁能信号至该PWM芯片的使能端，使得该PWM芯片处于禁能状态，并在接收到该导通信号时，输出该使能信号至该PWM芯片的使能端，使得该PWM芯片在该电容输出的电压不为零时处于使能状态并上电工作。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于：该控制模块包括一高电平导通开关，该高电平导通开关的第一端与该电源供应装置的第一输出端电连接，该高电平导通开关的第二端接地，该高电平导通开关的第三端与该开关模块连接。

11.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于：该高电平导通开关为一NMOS管，该NMOS管的栅极与该电源供应装置的第一输出端电连接，该NMOS管的源极接地，该NMOS管的漏极与该开关模块连接。

12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于：该开关模块包括一高电平导通开关，该高电平导通开关的第一端与该电源与该NMOS管的漏极分别电连接，该高电平导通开关的第二端接地，该高电平导通开关的第三端连接于该电容及该PWM芯片的使能端的连接点。

13.如权利要求12所述的电子装置，其特征在于：该高电平导通开关为一NPN三极管，该NPN三极管的基极与该电源与该NMOS管的漏极分别电连接，该NPN三极管的发射极接地，该NPN三极管的集电极连接于该电容及该PWM芯片的使能端的连接点。

14.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于：该电源为独立于电源供应装置的内部电源。