CN105676934A - 一种电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于电源设备技术领域，提供了一种电源电路。在本发明实施例中，电源电路包括电压转换模块、第一电压检测模块、电压电流检测模块和控制模块，第一电压检测模块对电压转换模块的输入电压进行采样，电压电流检测模块对电压转换模块的输出电压进行采样，控制模块根据第一电压检测模块和/或电压电流检测模块的采样值，控制电压转换模块输出任意的电压值。这样，用户只需配置一个电源，便可通过该电源电路实现对不同电源电压需求的电子产品进行供电或充电，克服了不同电子产品使用不同电压供电，电源太多，用户易用错电源，导致电源不匹配，存在安全隐患的问题。

Description

一种电源电路

技术领域

本发明属于电源设备技术领域，尤其涉及一种电源电路。

背景技术

随着科技的发展，电子产品越来越多，现有的电子产品一般都是采用固定电压的电源供电，内置电池的电子产品一般也是采用固定电压的电源充电。

不同的电子产品，其工作所需的固定电压不尽相同，若要为不同的电子产品供电或充电，则用户需要配置多块不同电压的电源，而在使用这些电源时，由于电源太多，用户容易用错电源，导致电源不匹配，存在安全隐患。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电源电路，旨在解决现有技术中若要为不同的电子产品供电或充电，则用户需要配置多块不同电压的电源，由于电源太多，用户容易用错电源，导致电源不匹配，存在安全隐患的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电源电路，所述电源电路包括：

与外部电源连接的电源接口；

输入端接所述电源接口，对所述电源接口输出的电压进行转换的电压转换模块；

输入端接所述电压转换模块，输出端接电池或用电模块，对所述电压转换模块输出的电压及电流进行采样，并将所述电压转换模块输出的电压输出至所述电池或所述用电模块的电压电流检测模块；

输入端接所述电源接口，对所述电源接口输出的电压进行采样的第一电压检测模块；以及

分别与所述电压转换模块、所述电压电流检测模块和所述第一电压检测模块连接，根据所述电压电流检测模块和/或所述第一电压检测模块的采样值来控制所述电压转换模块的输出电压的控制模块。

进一步的，所述第一电压转换模块为升压电路或降压电路。

进一步的，所述控制模块还与所述电源接口连接，所述控制模块根据所述电压电流检测模块和/或所述第一电压检测模块的采样值，通过所述电源接口来控制所述外部电源的输出电压。

进一步的，所述电源电路还包括：

输入端接所述电源接口、所述电池及所述控制模块，根据所述控制模块输出的控制信号来切换电源输出方式的开关模块。

进一步的，所述电源电路还包括：

连接在所述电源接口与所述外部电源之间，根据所述控制模块输出的控制信号控制所述外部电源的输出电压的电压控制模块。

进一步的，所述电源电路还包括：

连接在所述外部电源与所述电压控制模块之间，对所述外部电源输出的电压进行采样，并将采样值输出至所述电压控制模块的第二电压检测模块。

进一步的，所述电压电流检测模块包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

所述电阻R1的两端分别为所述电压电流检测模块的输入端和输出端，所述电阻R2和所述电阻R3依次串联于所述电压电流检测模块的输入端和地之间，所述电阻R4和所述电阻R5依次串联于所述电压电流检测模块的输出端和地之间，所述电阻R2和所述电阻R3的公共端以及所述电阻R4和所述电阻R5的公共端均接所述控制模块。

进一步的，所述电压电流检测模块包括：

电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、比较器U1和MOS管Q7；

所述电阻R6的两端分别为所述电压电流检测模块的输入端和输出端，所述电阻R7和所述电阻R8依次串联于所述电压电流检测模块的输入端和地之间，所述电阻R7和所述电阻R8的公共端接所述控制模块，所述电阻R9接于所述电压电流检测模块的输入端和所述比较器U1的正输入端之间，所述电阻R10接于所述电压电流检测模块的输出端和所述比较器U1的负输入端之间，所述比较器U1的输出端接所述MOS管Q7的栅极，所述MOS管Q7的漏极接所述比较器U1的正输入端，所述MOS管Q7的源极通过所述电阻R11接地，所述MOS管Q7的源极还接所述控制模块。

进一步的，所述升压电路包括：

电感L1、稳压二极管D1、MOS管Q1及电容C1；

所述电感L1的第一端接所述电源接口，所述电感L1的第二端和所述MOS管Q1的漏极共接于所述稳压二极管D1的阳极，所述MOS管Q1的栅极接所述控制模块，所述MOS管Q1的源极接地，所述稳压二极管D1的阴极与所述电容C1的第一端共接于所述电压电流检测模块，所述电容C1的第二端接地。

进一步的，所述降压电路包括：

MOS管Q4、电感L3、稳压二极管D2及电容C3；

所述MOS管Q4的源极接所述电源接口，所述MOS管Q4的栅极接所述控制模块，所述MOS管Q4的漏极与所述稳压二极管D2的阴极共接于所述电感L3的第一端，所述电感L3的第二端和所述电容C3的第一端共接于所述电压电流检测模块，所述稳压二极管D2的阳极和所述电容C2的第二端均接地。

在本发明实施例中，电源电路包括电压转换模块、第一电压检测模块、电压电流检测模块和控制模块，第一电压检测模块对电压转换模块的输入电压进行采样，电压电流检测模块对电压转换模块的输出电压进行采样，控制模块的输入端接电压电流检测模块和第一电压检测模块，控制模块的输出端接电压转换模块，控制模块根据第一电压检测模块和/或电压电流检测模块的采样值，控制电压转换模块输出任意的电压值。这样，用户只需配置一个电源，便可通过该电源电路实现对不同电源电压需求的电子产品进行供电或充电，克服了不同电子产品使用不同电压供电，电源太多，用户易用错电源，导致电源不匹配，存在安全隐患的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的电源电路的模块结构图；

图2是本发明第二实施例提供的电源电路的模块结构图；

图3是本发明第三实施例提供的电源电路的模块结构图；

图4是本发明第四实施例提供的电源电路的模块结构图；

图5是本发明第五实施例提供的电源电路的模块结构图；

图6是本发明第六实施例提供的电源电路的模块结构图；

图7是本发明第七实施例提供的电源电路的模块结构图；

图8是本发明实施例提供的电压转换模块的第一实施例的电路结构图；

图9是本发明实施例提供的电压转换模块的第二实施例的电路结构图；

图10是本发明实施例提供的电压转换模块的第三实施例的电路结构图；

图11是本发明实施例提供的电压转换模块的第四实施例的电路结构图；

图12是本发明实施例提供的电压电流检测模块的第一实施例的电路结构图；

图13是本发明实施例提供的电压电流检测模块的第二实施例的电路结构图；

图14是本发明实施例提供的第一电压检测模块的电路结构图；

图15是本发明实施例提供的开关模块的电路结构图；

图16是本发明实施例提供的控制模块的电路结构图；

图17是本发明实施例提供的电压控制模块的电路结构图。

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。

图1示出了本发明第一实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

与外部电源连接的电源接口1；

输入端接电源接口1，对电源接口1输出的电压进行转换的电压转换模块2；

输入端接电压转换模块2，输出端接电池或用电模块，对电压转换模块2输出的电压及电流进行采样，并将电压转换模块2输出的电压输出至电池或用电模块的电压电流检测模块3；

输入端接电源接口1，对电源接口1输出的电压进行采样的第一电压检测模块4；以及

输入端接电压电流检测模块3和第一电压检测模块4，输出端接电压转换模块2，根据电压电流检测模块3和/或第一电压检测模块4的采样值来控制电压转换模块2的输出电压的控制模块5。

在本实施例中，所述外部电源可以是电池、AC/DC电源或DC/DC电源等。

作为本发明一实施例，第一电压转换模块2为升压电路或降压电路。

图2示出了本发明第二实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，控制模块5还与电源接口1连接，控制模块5根据电压电流检测模块3和/或第一电压检测模块4的采样值，通过电源接口1来控制外部电源的输出电压。

图3示出了本发明第三实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电源电路还包括：

输入端接电源接口1、电池及控制模块5，根据控制模块5输出的控制信号来切换电源输出方式的开关模块6。

图4示出了本发明第四实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电源电路还包括：

连接在电源接口1与外部电源之间，根据控制模块5输出的控制信号控制所述外部电源的输出电压的电压控制模块7。

在本实施例中，所述外部电源为AC/DC电源。所述AC/DC电源包括第一整流滤波模块、变压模块、第二整流滤波模块、取样反馈模块、开关模块和开关控制模块。所述变压模块的输入端接所述第一整流滤波模块，所述第二整流滤波模块的输入端接所述变压模块，所述第二整流滤波模块的输出端为所述AC/DC电源的输出端，所述第二整流滤波模块的输出端接电源接口1，所述取样反馈模块的输入端接所述第二整流滤波模块的输出端和电源控制模块7的输出端，所述开关控制模块的输入端接所述取样反馈模块的输出端，所述开关模块的输入端接所述开关控制模块，所述开关模块的输出端接所述变压模块和所述开关控制模块。所述开关控制模块根据所述取样反馈模块的采样结果和/或电压控制模块7输出的控制信号控制所述开关模块，进而实现对所述变压模块的输出电压的控制。

图5示出了本发明第五实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电源电路还包括：

连接在外部电源与电压控制模块7之间，对外部电源输出的电压进行采样，并将采样值输出至电压控制模块7的第二电压检测模块8。

在本实施例中，所述外部电源为AC/DC电源。所述AC/DC电源包括第一整流滤波模块、变压模块、第二整流滤波模块、取样反馈模块、开关模块和开关控制模块。所述变压模块的输入端接所述第一整流滤波模块，所述第二整流滤波模块的输入端接所述变压模块，所述第二整流滤波模块的输出端为所述AC/DC电源的输出端，所述第二整流滤波模块的输出端接电源接口1，所述取样反馈模块的输入端接所述第二整流滤波模块的输出端和电源控制模块7的输出端，所述开关控制模块的输入端接所述取样反馈模块的输出端，所述开关模块的输入端接所述开关控制模块，所述开关模块的输出端接所述变压模块和所述开关控制模块。所述开关控制模块根据所述取样反馈模块的采样结果和/或电压控制模块7输出的控制信号控制所述开关模块，进而实现对所述变压模块的输出电压的控制。

图6示出了第六实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电源电路还包括：

连接在电源接口1与外部电源之间，根据控制模块5输出的控制信号控制所述外部电源的输出电压的电压控制模块7。

在本实施例中，所述外部电源为DC/DC电源。所述DC/DC电压包括电压转换模块、电压转换控制模块及取样反馈模块。所述取样反馈模块的输入端接所述电压转换模块的输出端和电压控制模块7的输出端，所述电压转换控制模块的输入端接所述取样反馈模块，所述电压转换控制模块的输出端接所述电压转换模块。所述电压转换控制模块根据所述取样反馈模块的采样结果和/或电压控制模块7输出的控制信号，来控制所述电压转换模块的输出电压。

图7示出了第七实施例提供的电源电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电源电路还包括：

连接在外部电源与电压控制模块7之间，对外部电源输出的电压进行采样，并将采样值输出至电压控制模块7的第二电压检测模块8。

在本实施例中，所述外部电源为DC/DC电源。所述DC/DC电压包括电压转换模块、电压转换控制模块及取样反馈模块。所述取样反馈模块的输入端接所述电压转换模块的输出端和电压控制模块7的输出端，所述电压转换控制模块的输入端接所述取样反馈模块，所述电压转换控制模块的输出端接所述电压转换模块。所述电压转换控制模块根据所述取样反馈模块的采样结果和/或电压控制模块7输出的控制信号，来控制所述电压转换模块的输出电压。

图8示出了本发明实施例提供的电压转换模块的第一实施例的电路结构图,为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本实施例中，电压转换模块3采用升压电路，所述升压电路包括：

电感L1、稳压二极管D1、MOS管Q1及电容C1；

电感L1的第一端接电源接口1，电感L1的第二端和MOS管Q1的漏极共接于稳压二极管D1的阳极，MOS管Q1的栅极接控制模块5，MOS管Q1的源极接地，稳压二极管D1的阴极与电容C1的第一端共接于电压电流检测模块3，电容C1的第二端接地。

在本实施例中，当控制模块5输出低电平时MOS管Q1不导通，电源直接经电感L1和稳压二极管D1输出。

图9示出了本发明实施例提供的电压转换模块的第二实施例的电路结构图,为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本实施例中，电压转换模块3采用同步升压电路，所述同步升压电路包括：电感L2、MOS管Q2、MOS管Q3和电容C2；

电感L2的第一端为电压转换模块3的输入端，电感L2的第二端和MOS管Q2的漏极共接于MOS管Q3的源极，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的栅极和MOS管Q3的栅极均接控制模块5，MOS管Q3的漏极为电压转换模块3的输出端，电容C2接在MOS管Q3的漏极和地之间。

在本实施例中，当控制模块5输出低电平时，MOS管Q2不导通，MOS管Q3导通，电源经电感L2和MOS管Q3输出。

图10示出了本发明实施例提供的电压转换模块的第三实施例的电路结构图,为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本实施例中，电压转换模块3采用降压电路，所述降压电路包括：

MOS管Q4、电感L3、稳压二极管D2及电容C3；

MOS管Q4的源极接电源接口1，MOS管Q4的栅极接控制模块5，MOS管Q4的漏极与稳压二极管D2的阴极共接于电感L3的第一端，电感L3的第二端和电容C3的第一端共接于电压电流检测模块3，稳压二极管D2的阳极和电容C2的第二端均接地。

在本实施例中，当控制模块5输出低电平时，MOS管Q4导通，电源经MOS管Q4和电感L3输出。

图11示出了本发明实施例提供的电压转换模块的第四实施例的电路结构图,为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本实施例中，电压转换模块3采用同步降压电路，所述同步降压电路包括：MOS管Q5、MOS管Q5、电感L4和电容C4；

MOS管Q5的源极为电压转换模块3的输入端，MOS管Q5的漏极与MOS管Q6的漏极共接于电感L4的第一端，MOS管Q5的栅极和MOS管Q6的栅极均接控制模块5，电感L4的第二端为电压转换模块3的输出端，电容C4接在电感L4的第二端和地之间。

在本实施例中，当控制模块5输出低电平时，MOS管Q5导通，MOS管Q6不导通，电源直接经MOS管Q5和电感L4输出。

图12示出了本发明实施例提供的电压电流检测模块的第一实施例的电路结构图,为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电压电流检测模块3包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

电阻R1的两端分别为电压电流检测模块3的输入端和输出端，电阻R2和电阻R3依次串联于电压电流检测模块3的输入端和地之间，电阻R4和电阻R5依次串联于电压电流检测模块3的输出端和地之间，电阻R2和电阻R3的公共端以及电阻R4和电阻R5的公共端均接控制模块5。

图13示出了本发明实施例提供的电流检测模块的第二实施例的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，电压电流检测模块3包括：

电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、比较器U1和MOS管Q7；

电阻R6的两端分别为电压电流检测模块3的输入端和输出端，电阻R7和电阻R8依次串联于电压电流检测模块3的输入端和地之间，电阻R7和电阻R8的公共端接控制模块5，电阻R9接于电压电流检测模块3的输入端和比较器U1的正输入端之间，电阻R10接于电压电流检测模块3的输出端和比较器U1的负输入端之间，比较器U1的输出端接MOS管Q7的栅极，MOS管Q7的漏极接比较器U1的正输入端，MOS管Q7的源极通过电阻R11接地，MOS管Q7的源极还接控制模块5。

图14示出了本发明实施例提供的第一电压检测模块的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明的一实施例，第一电压检测模块4包括电阻R12和电阻R13，电阻R12电阻R13依次串接于第一点也检测模块4的输入端和地之间，电阻R12电阻R13的公共端接控制模块5。

图15示出了本发明实施例提供的开关模块的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本实施例中，开关模块6的两个输入端a和b分别接电源接口1和所述电池，开关模块6的控制端c接控制模块5，开关模块6的输出端d接所述用电模块，开关模块6根据控制模块5输出的控制信号来切换电源输出方式。当控制端c控制输出端d与输入端a连接时，通过电源接口1向所述用电模块供电；当控制端c控制输出端d与输入端b连接时，通过所述电池向所述用电模块供电。即控制模块5通过控制开关模块6来控制是通过电源接口1向所述用电模块供电，还是通过所述电池向所述用电模块供电。

图16示出了本发明实施例提供的控制模块的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明的一实施例，控制模块5采用控制芯片U1，控制芯片U1将相应的控制信号通过其数据脚DATA和时钟脚CLOCK传输至电源接口1。

图17示出了本发明实施例提供的电压控制模块的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明的一实施例，电压控制模块7包括控制芯片U2、电阻R14和电容C5；控制芯片U2通过其数据脚DATA和时钟脚CLOCK接收控制模块5输出的控制信号，控制芯片U2的脉冲调制脚PWM接电阻R14的第二端，电阻R14的第二端为电压控制模块7的输出端，电容C5接在电阻R14的第二端和地之间。

在本发明实施例中，电源电路包括电压转换模块、第一电压检测模块、电压电流检测模块和控制模块，第一电压检测模块对电压转换模块的输入电压进行采样，电压电流检测模块对电压转换模块的输出电压进行采样，控制模块的输入端接电压电流检测模块和第一电压检测模块，控制模块的输出端接电压转换模块，控制模块根据第一电压检测模块和/或电压电流检测模块的采样值，控制电压转换模块输出任意的电压值。这样，用户只需配置一个电源，便可通过该电源电路实现对不同电源电压需求的电子产品进行供电或充电，克服了不同电子产品使用不同电压供电，电源太多，用户易用错电源，导致电源不匹配，存在安全隐患的问题。

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 (10)

1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：

与外部电源连接的电源接口；

输入端接所述电源接口，对所述电源接口输出的电压进行转换的电压转换模块；

输入端接所述电压转换模块，输出端接电池或用电模块，对所述电压转换模块输出的电压及电流进行采样，并将所述电压转换模块输出的电压输出至所述电池或所述用电模块的电压电流检测模块；

输入端接所述电源接口，对所述电源接口输出的电压进行采样的第一电压检测模块；以及

输入端接所述电压电流检测模块和所述第一电压检测模块，输出端接所述电压转换模块，根据所述电压电流检测模块和/或所述第一电压检测模块的采样值来控制所述电压转换模块的输出电压的控制模块。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一电压转换模块为升压电路或降压电路。

3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述控制模块还与所述电源接口连接，所述控制模块根据所述电压电流检测模块和/或所述第一电压检测模块的采样值，通过所述电源接口来控制所述外部电源的输出电压。

4.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括：

输入端接所述电源接口、所述电池及所述控制模块，根据所述控制模块输出的控制信号来切换电源输出方式的开关模块。

5.如权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括：

连接在所述电源接口与所述外部电源之间，根据所述控制模块输出的控制信号控制所述外部电源的输出电压的电压控制模块。

6.如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括：

连接在所述外部电源与所述电压控制模块之间，对所述外部电源输出的电压进行采样，并将采样值输出至所述电压控制模块的第二电压检测模块。

7.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电压电流检测模块包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

所述电阻R1的两端分别为所述电压电流检测模块的输入端和输出端，所述电阻R2和所述电阻R3依次串联于所述电压电流检测模块的输入端和地之间，所述电阻R4和所述电阻R5依次串联于所述电压电流检测模块的输出端和地之间，所述电阻R2和所述电阻R3的公共端以及所述电阻R4和所述电阻R5的公共端均接所述控制模块。

8.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电压电流检测模块包括：

电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、比较器U1和MOS管Q7；

所述电阻R6的两端分别为所述电压电流检测模块的输入端和输出端，所述电阻R7和所述电阻R8依次串联于所述电压电流检测模块的输入端和地之间，所述电阻R7和所述电阻R8的公共端接所述控制模块，所述电阻R9接于所述电压电流检测模块的输入端和所述比较器U1的正输入端之间，所述电阻R10接于所述电压电流检测模块的输出端和所述比较器U1的负输入端之间，所述比较器U1的输出端接所述MOS管Q7的栅极，所述MOS管Q7的漏极接所述比较器U1的正输入端，所述MOS管Q7的源极通过所述电阻R11接地，所述MOS管Q7的源极还接所述控制模块。

9.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述升压电路包括：

电感L1、稳压二极管D1、MOS管Q1及电容C1；

所述电感L1的第一端接所述电源接口，所述电感L1的第二端和所述MOS管Q1的漏极共接于所述稳压二极管D1的阳极，所述MOS管Q1的栅极接所述控制模块，所述MOS管Q1的源极接地，所述稳压二极管D1的阴极与所述电容C1的第一端共接于所述电压电流检测模块，所述电容C1的第二端接地。

10.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述降压电路包括：

MOS管Q4、电感L3、稳压二极管D2及电容C3；

所述MOS管Q4的源极接所述电源接口，所述MOS管Q4的栅极接所述控制模块，所述MOS管Q4的漏极与所述稳压二极管D2的阴极共接于所述电感L3的第一端，所述电感L3的第二端和所述电容C3的第一端共接于所述电压电流检测模块，所述稳压二极管D2的阳极和所述电容C2的第二端均接地。