CN107528469A - 电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种电源电路，包括：电源输入模块、电源输出模块以及加法电路模块；其中，所述电源输入模块，用于根据所述加法电路模块输出的调整电压，向所述电源输出模块输出工作电压；所述电源输出模块，用于根据所述电源输入模块输出的所述工作电压，以及电源控制信号输入的参考电压，向所述加法电路模块输出实际工作电压；所述加法电路模块，用于将所述电源输出模块输出的所述实际工作电压与所述加法电路模块参考电压相加，得到所述调整电压并向所述电源输入模块输出。

Description

电源电路
技术领域
本发明实施例涉及电源效率调整技术，尤其涉及一种电源电路。
背景技术
目前，现有的手机终端的客户识别模块(Subscriber Identification Module，SIM)卡或安全数字存储卡(Secure Digital Memory Card，SD)卡电源都采用1.8v/3v可变电压输出技术，以适于不同电压的SIM卡或者SD卡，其供电电源采用低压差线性稳压器，电源的输入都是固定电压，一般较高的输入电压值Vi为3.4v-4.2v，如附图1，当输出电压Vo较高时，如Vo＝3.0v时，因电源的转换效率为Vo/Vi，所以效率较高，但是，当适配1.8v的卡时，由于输入电压Vi保持不变，所以电源的效率就非常低，在当前对手机待机时间要求较高的情况下，现有的电源方案存在功耗浪费的情况，影响手机的续航能力。
直接采用直流到直流转换(DC/DC)电源给SIM/SD卡供电，可以提高供电效率，但DC/DC电源存在供电能力强，电压波动比较大的情况，且输出电压上耦合了较高的高频干扰，直接给SIM/SD供电可能会因供电电流较大而造成SIM/SD卡损坏的情况，也会因为较高的开关频率会耦合在输出电压上，给SIM/SD带来高频干扰，造成SIM/SD信号读写出错。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种电源电路，以实现动态提高电源效率，降低系统功耗的目的。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种电源电路，包括：电源输入模块、电源输出模块以及加法电路模块；
其中，所述电源输入模块，用于根据所述加法电路模块输出的调整电压，向所述电源输出模块输出工作电压；
所述电源输出模块，用于根据所述电源输入模块输出的所述工作电压，以及电源控制信号输入的参考电压，向所述加法电路模块输出实际工作电压；
所述加法电路模块，用于将所述电源输出模块输出的所述实际工作电压与所述加法电路模块参考电压相加，得到所述调整电压并向所述电源输入模块输出。
如上所述的电源电路，其中，所述电源输入模块包括：直流电源U1、输出电感L1、反馈配置电阻R1、反馈配置电阻R2、输出滤波电容C1以及比较器COMP1；
所述直流电源U1的输出与所述输出电感L1的一端相连，所述输出电感L1的另一端与所述反馈配置电阻R1的一端、所述输出滤波电容C1的一端以及所述电源输出模块的输入端相连，所述反馈配置电阻R1的另一端分别与所述反馈配置电阻R2的一端、以及所述比较器COMP1的负端相连，所述输出滤波电容C1的另一端以及所述反馈配置电阻R2的另一端均接地；所述比较器COMP1的正端与所述加法电路模块的输出端相连，所述比较器COMP1的输出端与所述直流电源U1的输入端相连。
如上所述的电源电路，其中，所述电源输出模块包括：PMOS开关管Q1、输出电容C2，反馈配置电阻R5、反馈配置电阻R6、比较器COMP2以及数字模拟转换器DAC模块；
所述PMOS开关管Q1的源极与所述输出电感L1的一端连接，所述PMOS开关管Q1的漏极与所述输出电容C2的一端、所述反馈配置电阻R5的一端以及所述加法电路模块的输入端连接，所述PMOS开关管Q1的栅极与所述比较器COMP2的输出端连接；
所述输出电容C2的另一端接地；所述反馈配置电阻R5的另一端分别与所述反馈配置电阻R6的一端以及所述比较器COMP2的负端连接；所述反馈配置电阻R6的另一端接地；所述比较器COMP2的正端与所述DAC模块的输出端连接，所述电源控制信号从所述DAC的输入端输入。
如上所述的电源电路，其中，所述加法电路模块包括：电压同向加法器、输出电压配置电阻R3、输出电压配置电阻R4；
所述电压同向加法器的输入端分别与所述PMOS开关管Q1的漏极以及加法电路模块参考电压相连，所述电压同向加法器的输出端与所述输出电压配置电阻R3的一端相连，所述输出电压配置电阻R3的另一端分别与所述输出电压配置电阻R4的一端以及所述比较器COMP1的正端相连，所述输出电压配置电阻R4的另一端接地。
如上所述的电源电路，其中，所述反馈配置电阻R1的阻值与所述输出电压配置电阻R3的阻值相同；所述反馈配置电阻R2的阻值与所述输出电压配置电阻R4的阻值相同。
如上所述的电源电路，其中，所述加法电路模块参考电压为所述PMOS开关管Q1的最小转压值。
本发明实施例提供的电源电路，包括：电源输入模块、电源输出模块以及加法电路模块；其中，所述电源输入模块，用于根据所述加法电路模块输出的调整电压，向所述电源输出模块输出工作电压；所述电源输出模块，用于根据所述电源输入模块输出的所述工作电压，以及电源控制信号输入的参考电压，向所述加法电路模块输出实际工作电压；所述加法电路模块，用于将所述电源输出模块输出的所述实际工作电压与所述加法电路模块参考电压相加，得到所述调整电压并向所述电源输入模块输出。如此，可以根据输出电压值动态调整电源输入电压，使得低压差线性稳压电源的电压转换效率达到最佳值，从而提高了电源效率，降低了系统功耗。
附图说明
在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为现有技术中电源电路的原理图图；
图2为本发明实施例提供的电源电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电源电路原理图。
具体实施方式
在本发明各实施例中，利用线性电源效率等于输出电压/输入电压，当输出电压发生变化时，相应的改变输入电压值，线性电源效率进行动态调整，从而提高电源效率。
图2为本发明实施例提供的电源电路的结构示意图，图3为本发明实施例提供的电源电路原理图。同时参照图2及图3，本实施例提供的电源电路具体可以包括：电源输入模块21、电源输出模块22以及加法电路模块23；
其中，所述电源输入模块21，用于根据所述加法电路模块23输出的调整电压Vo+Vref，向所述电源输出模块22输出工作电压Vi；
所述电源输出模块22，用于根据所述电源输入模块21输出的所述工作电压Vi，以及电源控制信号输入的参考电压，向所述加法电路模块23输出实际工作电压Vo；
所述加法电路模块23，用于将所述电源输出模块22输出的所述实际工作电压Vo与所述加法电路模块23参考电压Vref相加，得到所述调整电压Vo+Vref并向所述电源输入模块21输出。
具体的，所述电源输入模块21包括：直流电源U1、输出电感L1、反馈配置电阻R1、反馈配置电阻R2、输出滤波电容C1以及比较器COMP1；所述直流电源U1的输出与所述输出电感L1的一端相连，所述输出电感L1的另一端与所述反馈配置电阻R1的一端、所述输出滤波电容C1的一端以及所述电源输出模块22的输入端相连，所述反馈配置电阻R1的另一端分别与所述反馈配置电阻R2的一端、以及所述比较器COMP1的负端相连，所述输出滤波电容C1的另一端以及所述反馈配置电阻R2的另一端均接地；所述比较器COMP1的正端与所述加法电路模块23的输出端相连，所述比较器COMP1的输出端与所述直流电源U1的输入端相连。
具体的，所述电源输出模块22包括：PMOS开关管Q1、输出电容C2，反馈配置电阻R5、反馈配置电阻R6、比较器COMP2以及数字模拟转换器(Digitalto analog converter，DAC)模块；所述PMOS开关管Q1的源极与所述输出电感L1的一端连接，所述PMOS开关管Q1的漏极与所述输出电容C2的一端、所述反馈配置电阻R5的一端以及所述加法电路模块23的输入端连接，所述PMOS开关管Q1的栅极与所述比较器COMP2的输出端连接；所述输出电容C2的另一端接地；所述反馈配置电阻R5的另一端分别与所述反馈配置电阻R6的一端以及所述比较器COMP2的负端连接；所述反馈配置电阻R6的另一端接地；所述比较器COMP2的正端与所述DAC模块的输出端连接，所述电源控制信号从所述DAC的输入端输入。
具体的，所述加法电路模块23包括：电压同向加法器、输出电压配置电阻R3、输出电压配置电阻R4；所述电压同向加法器的输入端分别与所述PMOS开关管Q1的漏极以及加法电路模块23参考电压相连，所述电压同向加法器的输出端与所述输出电压配置电阻R3的一端相连，所述输出电压配置电阻R3的另一端分别与所述输出电压配置电阻R4的一端以及所述比较器COMP1的正端相连，所述输出电压配置电阻R4的另一端接地。
需要说明的是，在本实施例中，所述反馈配置电阻R1的阻值与所述输出电压配置电阻R3的阻值相同；所述反馈配置电阻R2的阻值与所述输出电压配置电阻R4的阻值相同；所述加法电路模块23参考电压Vref为所述PMOS开关管Q1的最小转压值，通常，Vref＝0.3V。
在实际应用中，所述电源输出模块22，可以由低压差线性稳压电源(LDO)构成，其输出的实际工作电压Vo具体可以由电源控制信号通过DAC模块控制比较器COMP2的正端电压作为LDO的参考电压，当LDO的参考电压发生变化时，反馈配置电阻R5、反馈配置电阻R6对输出电压的分压值会跟随参考电压进行变化，从而实现对输出电压的控制，从而可实现SIM/SD卡在使用过程中改变供电电压的需求。
加法电路模块23，对输出电压Vo和加法电路模块23参考电压Vref的电压进行相加，其中Vref为LDO的最小转压值，即可实现电压转换的最小输入输出电压差。
电源输入模块21，由DC/DC电源提高输入电压Vi，Vi通过分压电阻分压后输入反馈到比较器COMP1的负端，COMP1的正端为加法器输出电压通过其分压电阻分压后的电压值，其中R1＝R3，R2＝R4，当加法器输出的电压Vo+Vref发生变化时，由于比较器COMP1的作用，Vi也会跟随变化，最终得到Vi＝Vo+Vref，即可使LDO始终工作在最小转压值状态，根据LDO的效率计算公式，η＝Vo/Vi＝Vo/Vo+Vref，其中Vref为最小值，所以效率η为电源的最大效率。
应用本实施例提供的电源电路工作的具体过程为：通过电源控制信号设置LDO的输出电压值Vo，DC/DC默认输出电压Vi；通过加法器将Vo和Vref相加，输出Vo+Vref；Vo+Vref通过电阻分压后跟Vi通过电阻分压值在COMP1进行比较，输出控制信号到DC/DC电源；DC/DC电源根据COMP1的输出值进行调整输出电压Vi；最终实现Vi＝Vo+Vref；此时的电源效率为η＝Vo/Vi＝Vo/Vo+Vref。
例如，SIM卡激活时，电源首先输出1.8v电压，根据本发明装置的特性，η＝1.8/1.8+0.3＝0.857,当1.8v激活不成功时，通过电源控制信号，将电源输出电压设置为3v，此时的电源效率为η＝3/3+0.3＝0.909，由此可以看出，无论电源输出哪种电压，其电源效率都处于比较高的水平。
本实施例提供的电源电路，可以提高电源效率，同时降低系统功耗。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电源电路，其特征在于，包括：电源输入模块、电源输出模块以及加法电路模块；
其中，所述电源输入模块，用于根据所述加法电路模块输出的调整电压，向所述电源输出模块输出工作电压；
所述电源输出模块，用于根据所述电源输入模块输出的所述工作电压，以及电源控制信号输入的参考电压，向所述加法电路模块输出实际工作电压；
所述加法电路模块，用于将所述电源输出模块输出的所述实际工作电压与所述加法电路模块参考电压相加，得到所述调整电压并向所述电源输入模块输出。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源输入模块包括：直流电源U1、输出电感L1、反馈配置电阻R1、反馈配置电阻R2、输出滤波电容C1以及比较器COMP1；
所述直流电源U1的输出与所述输出电感L1的一端相连，所述输出电感L1的另一端与所述反馈配置电阻R1的一端、所述输出滤波电容C1的一端以及所述电源输出模块的输入端相连，所述反馈配置电阻R1的另一端分别与所述反馈配置电阻R2的一端、以及所述比较器COMP1的负端相连，所述输出滤波电容C1的另一端以及所述反馈配置电阻R2的另一端均接地；所述比较器COMP1的正端与所述加法电路模块的输出端相连，所述比较器COMP1的输出端与所述直流电源U1的输入端相连。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述电源输出模块包括：PMOS开关管Q1、输出电容C2，反馈配置电阻R5、反馈配置电阻R6、比较器COMP2以及数字模拟转换器DAC模块；
所述PMOS开关管Q1的源极与所述输出电感L1的一端连接，所述PMOS开关管Q1的漏极与所述输出电容C2的一端、所述反馈配置电阻R5的一端以及所述加法电路模块的输入端连接，所述PMOS开关管Q1的栅极与所述比较器COMP2的输出端连接；
所述输出电容C2的另一端接地；所述反馈配置电阻R5的另一端分别与所述反馈配置电阻R6的一端以及所述比较器COMP2的负端连接；所述反馈配置电阻R6的另一端接地；所述比较器COMP2的正端与所述DAC模块的输出端连接，所述电源控制信号从所述DAC的输入端输入。
4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述加法电路模块包括：电压同向加法器、输出电压配置电阻R3、输出电压配置电阻R4；
所述电压同向加法器的输入端分别与所述PMOS开关管Q1的漏极以及加法电路模块参考电压相连，所述电压同向加法器的输出端与所述输出电压配置电阻R3的一端相连，所述输出电压配置电阻R3的另一端分别与所述输出电压配置电阻R4的一端以及所述比较器COMP1的正端相连，所述输出电压配置电阻R4的另一端接地。
5.根据权利要求2或4所述的电源电路，其特征在于，所述反馈配置电阻R1的阻值与所述输出电压配置电阻R3的阻值相同；所述反馈配置电阻R2的阻值与所述输出电压配置电阻R4的阻值相同。
6.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述加法电路模块参考电压为所述PMOS开关管Q1的最小转压值。
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