CN104122971A - 电源电路 - Google Patents

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Abstract

一种电源电路，包括一欠压保护单元及一电压转换单元，所述欠压保护单元包括一控制芯片、第一至第三NMOS场效应管及第一至第四电阻。所述欠压保护单元与所述电压转换单元相连。所述欠压保护单元及所述电压转换单元均与一电源相连。当所述电源的电压在正常范围内时，所述欠压保护单元输出一第一控制信号给所述电压转换单元，所述电压转换单元将所述电源的电压转换成一工作电压后输出，当所述电源的电压低于一阈值电压时，所述欠压保护单元输出一第二控制信号给所述电压转换单元，所述电压转换单元不工作。上述电源电路具有欠压保护的功能。

Description

电源电路
技术领域
本发明涉及一种电源电路。
背景技术
电源是电子设备(如台式电脑，笔记本电脑，服务器等)的功率部件，电子设备中每个部件的电能都来自于电源。当由于短路等原因而造成电源的电压在短时间内出现大幅度降低甚至消失（即欠压）时，若不及时采取相应的保护措施，电子设备将会受到损坏。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种具有欠压保护功能的电源电路。
一种电源电路，包括一欠压保护单元及一电压转换单元，所述欠压保护单元包括一控制芯片、第一至第三NMOS场效应管及第一至第四电阻，所述控制芯片与所述第一NMOS场效应管的栅极相连，所述第一NMOS场效应管的漏极通过所述第一电阻与一电源相连，所述第一NMOS场效应管的源极接地，所述第二NMOS场效应管的栅极与所述第一NMOS场效应管的漏极相连，所述第二NMOS场效应管的漏极通过所述第二电阻与所述电源相连，所述第二NMOS场效应管的源极接地，所述第三NMOS场效应管的栅极与所述第二NMOS场效应管的漏极相连，所述第三NMOS场效应管的漏极通过所述第三电阻与所述电源相连，所述第三NMOS场效应管的源极与所述电压转换单元相连并通过所述第四电阻接地，所述电压转换单元与所述电源相连，所述控制芯片输出一高电平信号给所述第一NMOS场效应管的栅极，所述第一NMOS场效应管导通，所述第二NMOS场效应管截止，所述第三NMOS场效应管导通，当所述电源的电压在正常范围内时，所述第三NMOS场效应管的源极输出一第一控制信号给所述电压转换单元，所述电压转换单元将所述电源的电压转换成一工作电压后输出，当所述电源的电压低于一阈值电压时，所述第三NMOS场效应管的源极输出一第二控制信号给所述电压转换单元，所述电压转换单元不工作。
本发明电源电路通过所述欠压保护单元根据所述电源的电压的大小来控制所述电压转换单元是否工作，以在所述电源的电压小于所述阈值电压时使所述电压转换单元停止工作，从而实现了欠压保护的功能。
附图说明
图1是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
欠压保护单元 20
控制芯片 22
电压转换单元 30
驱动芯片 32
第一电容 C1
第二电容 C2
电感 L
第一NMOS场效应管 Q1
第二NMOS场效应管 Q2
第三NMOS场效应管 Q3
第一电子开关 Q4
第二电子开关 Q5
第一电阻 R1
第二电阻 R2
第三电阻 R3
第四电阻 R4
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的较佳实施方式包括一欠压保护单元20及一电压转换单元30。所述欠压保护单元20及所述电压转换单元30均与一电源Vin相连。所述欠压保护单元20用于根据所述电源Vin的电压大小来控制所述电压转换单元30是否工作。所述电压转换单元30用于将所述电源Vin的电压转换成一工作电压Vout后输出。
所述欠压保护单元20包括一控制芯片22、第一至第三NMOS场效应管Q1-Q3及第一至第四电阻R1-R4。所述控制芯片22与所述第一NMOS场效应管Q1的栅极相连。所述第一NMOS场效应管Q1的漏极通过所述第一电阻R1与所述电源Vin相连。所述第一NMOS场效应管Q1的源极接地。所述第二NMOS场效应管Q2的栅极与所述第一NMOS场效应管Q1的漏极相连。所述第二NMOS场效应管Q2的漏极通过所述第二电阻R2与所述电源Vin相连。所述第二NMOS场效应管Q2的源极接地。所述第三NMOS场效应管Q3的栅极与所述第二NMOS场效应管Q2的漏极相连。所述第三NMOS场效应管Q3的漏极通过所述第三电阻R3与所述电源Vin相连。所述第三NMOS场效应管Q3的源极与所述电压转换单元30相连，并通过所述第四电阻R4接地。
所述电压转换单元30包括一驱动芯片32、一第一电子开关Q4、一第二电子开关Q5、一电感L、一第一电容C1及一第二电容C2。所述驱动芯片32的使能引脚EN与所述第三NMOS场效应管Q3的源极相连。所述第一电子开关Q4的第一端与所述驱动芯片32的高通驱动引脚Hgate相连。所述第一电子开关Q4的第二端与所述电源Vin相连。所述第一电子开关Q4的第三端依次通过所述电感L及所述第一电容C1接地。所述第二电子开关Q5的第一端与所述驱动芯片32的低通驱动引脚Lgate相连。所述第二电子开关Q5的第二端与所述第一电子开关Q4的第三端相连。所述第二电子开关Q5的第三端接地。所述第一电子开关Q4的第二端还通过所述第二电容C2接地。所述电感L与所述第一电容C1之间的节点A作为所述电压转换单元30的输出端输出一工作电压Vout。在本实施方式中，所述驱动芯片32在所述使能引脚EN接收到的信号的电压大于或等于所述使能引脚EN的使能电压时开始工作。
当所述控制芯片22输出一高电平信号给所述第一NMOS场效应管Q1的栅极时，所述第一NMOS场效应管Q1导通，所述第二NMOS场效应管Q2截止，所述第三NMOS场效应管Q3导通，所述第三NMOS场效应管Q3的源极输出的电压等于所述电源Vin的电压经所述第三及第四电阻R3及R4分压后所述第四电阻R4分得电压。
此时，当所述电源Vin的电压在正常范围内时，所述第三NMOS场效应管Q3的源极输出的电压大于或等于所述驱动芯片32的使能引脚EN的使能电压，所述驱动芯片32开始工作。所述驱动芯片32的高通驱动引脚Hgate及低通驱动引脚Lgate交替输出高低电平信号以交替控制所述第一电子开关Q4及第二电子开关Q5的导通及截止。当所述驱动芯片32的高通驱动引脚Hgate输出高电平信号，低通驱动引脚Lgate输出低电平信号时，所述第一电子开关Q4导通，所述第二电子开关Q5截止，所述电源Vin通过所述第一电子开关Q4给所述电感L及所述第一电容C1充电。当所述驱动芯片32的高通驱动引脚Hgate输出低电平信号，低通驱动引脚Lgate输出高电平信号时，所述第一电子开关Q4截止，所述第二电子开关Q5导通，所述电感L及所述第一电容C1通过所述第二电子开关Q5放电。如此周而复始，即可得到所述电压转换单元30的输出端输出的所述工作电压Vout。
当由于短路等原因而造成所述电源Vin的电压低于一阈值电压（即欠压保护点的电压）时，所述第三NMOS场效应管Q3的源极输出的电压小于所述驱动芯片32的使能引脚EN的使能电压，所述驱动芯片32不工作，所述电压转换单元30的输出端不输出所述工作电压Vout，从而实现了欠压保护的功能。
当所述控制芯片22输出一低电平信号给所述第一NMOS场效应管Q1的栅极时，所述第一NMOS场效应管Q1截止，所述第二NMOS场效应管Q2导通，所述第三NMOS场效应管Q3截止，所述驱动芯片32的使能引脚EN通过所述第四电阻R4接地，所述驱动芯片32不工作。
在本实施方式中，所述第一电子开关Q4及所述第二电子开关Q5均为NMOS场效应管，所述第一电子开关Q4及所述第二电子开关Q5的第一端、第二端及第三端分别对应于NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。在其它实施方式中，所述第一电子开关Q4及所述第二电子开关Q5均可替换为NPN型三极管及其它具有相同功能的开关。
本发明电源电路10通过所述欠压保护单元20根据所述电源Vin的电压的大小来控制所述电压转换单元30是否工作，以在所述电源Vin的电压小于所述阈值电压时使所述电压转换单元30停止工作，从而实现了欠压保护的功能。

Claims (5)

1.一种电源电路，包括一欠压保护单元及一电压转换单元，所述欠压保护单元包括一控制芯片、第一至第三NMOS场效应管及第一至第四电阻，所述控制芯片与所述第一NMOS场效应管的栅极相连，所述第一NMOS场效应管的漏极通过所述第一电阻与一电源相连，所述第一NMOS场效应管的源极接地，所述第二NMOS场效应管的栅极与所述第一NMOS场效应管的漏极相连，所述第二NMOS场效应管的漏极通过所述第二电阻与所述电源相连，所述第二NMOS场效应管的源极接地，所述第三NMOS场效应管的栅极与所述第二NMOS场效应管的漏极相连，所述第三NMOS场效应管的漏极通过所述第三电阻与所述电源相连，所述第三NMOS场效应管的源极与所述电压转换单元相连并通过所述第四电阻接地，所述电压转换单元与所述电源相连，所述控制芯片输出一高电平信号给所述第一NMOS场效应管的栅极，所述第一NMOS场效应管导通，所述第二NMOS场效应管截止，所述第三NMOS场效应管导通，当所述电源的电压在正常范围内时，所述第三NMOS场效应管的源极输出一第一控制信号给所述电压转换单元，所述电压转换单元将所述电源的电压转换成一工作电压后输出，当所述电源的电压低于一阈值电压时，所述第三NMOS场效应管的源极输出一第二控制信号给所述电压转换单元，所述电压转换单元不工作。
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、一第一电子开关、一第二电子开关、一电感及一第一电容，所述驱动芯片的使能引脚与所述第三NMOS场效应管的源极相连，所述第一电子开关的第一端与所述驱动芯片的高通驱动引脚相连，所述第一电子开关的第二端与所述电源相连，所述第一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，所述第二电子开关的第一端与所述驱动芯片的低通驱动引脚相连，所述第二电子开关的第二端与所述第一电子开关的第三端相连，所述第二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单元的输出端，当所述驱动芯片的使能引脚接收到所述第三NMOS场效应管的源极输出的第一控制信号时，所述驱动芯片开始工作，所述驱动芯片的高通驱动引脚及低通驱动引脚交替输出高低电平信号以交替控制所述第一及第二电子开关的导通及截止，当所述驱动芯片的高通驱动引脚输出高电平信号，低通驱动引脚输出低电平信号时，所述第一电子开关导通，所述第二电子开关截止，所述电源通过所述第一电子开关给所述电感及所述第一电容充电，当所述驱动芯片的高通驱动引脚输出低电平信号，低通驱动引脚输出高电平信号时，所述第一电子开关截止，所述第二电子开关导通，所述电感及所述第一电容通过所述第二电子开关放电，所述电压转换单元的输出端输出所述工作电压，当所述驱动芯片的使能引脚接收到所述第三NMOS场效应管的源极输出的第二控制信号时，所述驱动芯片不工作，所述电压转换单元的输出端不输出所述工作电压。
3.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，所述第一电子开开关的第二端通过所述第二电容接地。
4.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于：所述第一及第二电子开关均为NMOS场效应管，所述第一及第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于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：所述第一控制信号的电压大于或等于所述驱动芯片的使能引脚的使能电压，所述第二控制信号的电压小于所述驱动芯片的使能引脚的使能电压。
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