CN111711343B - 电源电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电源电路和电子设备。电源电路包括电压输入端、电压输出端、主工作电路、开关电压提供电路与控制电路。主工作电路用于对输入电压进行转换，将转换后的电压提供给电压输出端输出。主工作电路包括电感和与电感连接的功率管单元，功率管单元包括第一功率管单元和第二功率管单元。开关电压提供电路用于提供能够使功率管导通或截止的开关电压。控制电路用于在第一功率管单元和第二功率管单元中的一者接收到开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使主工作电路对输入电压进行转换。电子设备包括电源电路。

Description

电源电路和电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电源电路和电子设备。

背景技术

电源电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路。电源电路是电源产品中不可缺少的组成部分。电源产品包括大功率开关电源与小功率开关电源。在相关技术的电源电路中，采用专用的同步芯片或非同步芯片，例如，小功率开关电源采用非同步芯片，大功率开关电源采用同步芯片。专用芯片采用多驱动控制，对多个功率管同时进行控制驱动，产生的共模噪声大。

发明内容

本申请提供一种改进的电源电路和电子设备。

本申请提供一种电源电路，其包括：

电压输入端，用于接收输入电压；

电压输出端；

主工作电路，与所述电压输入端和所述电压输出端连接，用于对所述输入电压进行转换，将转换后的电压提供给所述电压输出端输出，所述主工作电路包括电感和与所述电感连接的功率管单元，所述电感包括与所述电压输入端连接的第一电感端和与所述电压输出端连接的第二电感端，所述功率管单元包括第一功率管单元和第二功率管单元，所述第一功率管单元与所述第一电感端连接，所述第二功率管单元与所述第二电感端连接；

开关电压提供电路，与所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的至少一者连接，用于提供能够使功率管导通或截止的开关电压；及

控制电路，连接于所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的至少一者，用于在所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的一者接收到所述开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使所述主工作电路对所述输入电压进行转换。

本申请提供一种电子设备，包括上述电源电路。

本申请实施例的电源电路的控制电路在第一功率管单元和第二功率管单元中的一者接收到开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使主工作电路对输入电压进行转换。控制电路可以控制第一功率管单元和第二功率管单元中的一者开关，另一者由开关电压提供电路提供的开关电压而保持通断状态不变，如此实现单驱动控制，从而减小共模噪声。

附图说明

图1所示为相关技术的电源电路的电路原理图；

图2所示为另一相关技术的电源电路的电路原理图；

图3所示为再一相关技术的电源电路的电路原理图；

图4所示为本申请电源电路的一个实施例的电路原理框图；

图5所示为图4所示的电源电路的电路原理图；

图6所示为图5所示的电源电路的直流供电电路的电路原理图；

图7所示为图5所示的电源电路的部分电路原理图；

图8所示为图7所示的电源电路的控制电路输出的功率管控制信号的波形图；

图9所示为图7所示的电源电路的储能控制电路输出的储能控制信号的波形图；

图10所示为图5所示的电源电路的另一部分电路原理图；

图11所示为图5所示的电源电路的另一部分电路原理图；

图12所示为图5所示的电源电路的切换控制电路的电路原理图；

图13所示为图10所示的控制电源电路的第一主功率管和续流功率管的功率管控制信号的波形图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示至少两个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1所示为相关技术的电源电路的电路原理图。如图1所示，该电源电路为升降压SEPIC(Single Ended Primary Inductor Converter，单端初级电感式转换器)的斩波电路，该斩波电路是一种允许输出电压大于、小于或等于输入电压的DC-DC电路。该斩波电路的电压输入端与电压输出端共地，具备完全关断功能。当功率管Q1300关闭时，输出电压关断。该斩波电路可以实现升降压的电压转换，适用于小功率开关电源。但该斩波电路需要两个电感L1300、L1301，输出的谐波会受到电磁干扰，输出纹波大，且两个电感的体积大，成本高，效率低。

图2所示为另一相关技术的电源电路的电路原理图。如图2所示，该电源电路为二级调压电路，该二级调压电路先把输入电压进行一级降压调节，然后再进行一级升压调节。该二级调压电路可以实现电压转换，且效率高于一般的拓扑电路结构，器件选型方便，电路简单。但该二级调压电路需要两个电感L1400、L1401，和两个控制器(未图示)分别控制。两个电感的体积大，成本高。一个控制器产生控制信号PWM1400，控制功率管Q1400，另一个控制器产生控制信号PWM1401，控制功率管Q1401，两级功率管的开关频率不一致存在开关电磁兼容性问题较难处理，且该二级调压电路将输入电压先降压调节后升压调节，两级损耗大，效率低。

图3所示为另一相关技术的电源电路的电路原理图。如图3所示，该电源电路为专用芯片，该专用芯片的电路能够实现小型化与高度集成，使得使用该专用芯片设计的电子设备的整体电路设计简洁。但该专用芯片的四个功率管Q1500-Q1503分别通过控制信号PWM1500-PWM1503独立控制，当四个功率管都工作在开关状态时，产生的共模噪声大。专用芯片的型号少，造成电路设计时选型难，使得印制电路板的布线要求高，且专用芯片价格贵，造成使用其的电路和电子设备成本高。

本申请提供一种改进的电源电路和电子设备，电子设备包括电源电路。

本申请实施例的电源电路包括电压输入端、电压输出端、主工作电路、开关电压提供电路、控制电路。电压输入端用于接收输入电压。主工作电路与电压输入端和电压输出端连接，用于对输入电压进行转换，将转换后的电压提供给电压输出端输出，主工作电路包括电感和与电感连接的功率管单元，电感包括与电压输入端连接的第一电感端和与电压输出端连接的第二电感端，功率管单元包括第一功率管单元和第二功率管单元，第一功率管单元与第一电感端连接，第二功率管单元与第二电感端连接。开关电压提供电路与第一功率管单元和第二功率管单元中的至少一者连接，开关电压提供电路用于提供能够使功率管导通或截止的开关电压。控制电路连接于第一功率管单元和第二功率管单元中的至少一者，用于在第一功率管单元和第二功率管单元中的一者接收到开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使主工作电路对输入电压进行转换。

电源电路的控制电路在第一功率管单元和第二功率管单元中的一者接收到开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使主工作电路对输入电压进行转换。控制电路可以控制第一功率管单元和第二功率管单元中的一者开关，另一者由开关电压提供电路提供的开关电压而保持通断状态不变，如此实现单驱动控制，从而减小共模噪声。

图4所示为本申请电源电路10的一个实施例的电路原理框图。如图4所示，该电源电路10包括电压输入端VIN、电压输出端VOUT、主工作电路100、开关电压提供电路101、控制电路102。电压输入端VIN用于接收输入电压。主工作电路100与电压输入端VIN和电压输出端VOUT连接，用于对输入电压进行转换，将转换后的电压提供给电压输出端VOUT输出。主工作电路100包括电感1000和与电感1000连接的功率管单元，电感1000包括与电压输入端VIN连接的第一电感端1000A和与电压输出端VOUT连接的第二电感端1000B。功率管单元包括第一功率管单元1001和第二功率管单元1002，第一功率管单元1001与第一电感端1000A连接，第二功率管单元1002与第二电感端1000B连接。开关电压提供电路101与第一功率管单元1001和第二功率管单元1002中的至少一者连接，开关电压提供电路101用于提供能够使功率管导通或截止的开关电压。控制电路102连接于第一功率管单元1001和第二功率管单元1002中的至少一者，用于在第一功率管单元1001和第二功率管单元1002中的一者接收到开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使主工作电路100对输入电压进行转换。

在一些实施例中，电压输入端VIN可以接收直流输入电压。在图4所示的实施例中，电压输入端VIN的输入电压范围可以是DC9V-DC36V，该电源电路10的输入电压可满足较宽输入电压。在一些实施例中，电压输出端VOUT用于输出转换之后的直流电压。在图4所示的实施例中，电压输出端VOUT输出的输出电压为12V，输出电流为10A，输出功率为120W。

在一些实施例中，主工作电路100用于对输入电压进行转换，将转换后的电压提供给电压输出端VOUT输出。在图4所示的实施例中，该主工作电路100可以将输入电压进行升压转换与降压转换中的至少一种。

开关电压为高电平或低电平，可以使功率管导通或截止的电压。在一些实施例中，开关电压提供电路101包括第一电压提供电路1010与第二电压提供电路1011。第一电压提供电路1010连接第一功率管单元1001，用于给第一功率管单元1001提供开关电压。第二电压提供电路1011连接第二功率管单元1002，用于给第二功率管单元1002提供开关电压。在一些实施例中，电源电路10工作在升压模式下时，主工作电路10将输入电压进行升压转换，第二电压提供电路1011提供能够使第二功率管单元1002的通断状态不变的开关电压，此时，控制电路102控制第一功率管单元1001通断，使主工作电路100对输入电压进行升压转换。相对于相关技术的专用芯片，该电源电路10工作在单独的升压模式时，第二功率管单元1002未由控制电路102控制，接入开关电压而保持在通断状态不变，第一功率管单元1001处于开关状态，共模噪声小。在一些实施例中，电源电路10工作在降压模式下时，主工作电路10将输入电压进行降压转换，第一电压提供电路1010提供能够使第一功率管单元1001的通断状态不变的开关电压，此时，控制电路102控制第二功率管单元1002通断，使主工作电路100对输入电压进行降压转换。相对于相关技术的专用芯片，该电源电路10工作在单独的降压模式下，第一功率管单元1001未由控制电路102控制，接入开关电压而保持在通断状态不变，第二功率管单元1002处于开关状态，共模噪声小。

在一些实施例中，电源电路10可以工作在升压模式和降压模式，可在升压模式和降压模式之间切换。在一些实施例中，电源电路10包括与功率管单元连接的切换电路103，切换电路103连接于控制电路102和开关电压提供电路101，用于使功率管单元在受控制电路102控制的状态和受开关电压控制的状态之间切换。切换电路103可以使控制电路102与功率管单元连通，使控制电路102可以控制功率管单元，或者使开关电压提供电路101与功率管单元连通，使功率管单元接入开关电压。

在一些实施例中，切换电路103包括第一切换电路1030与第二切换电路1031。第一切换电路1030与控制电路102、第一功率管单元1001和第一电压提供电路1010连接，第一切换电路1030用于使第一功率管单元1001在受控制电路102控制的状态和受第一电压提供电路1010的开关电压控制的状态之间切换。第二切换电路1031与控制电路102、第二功率管单元1002和第二电压提供电路1011连接，第二切换电路1031用于使第二功率管单元1002在受控制电路102控制的状态和受第二电压提供电路1011的开关电压控制的状态之间切换。在升压模式下，第一切换电路1030连通第一功率管单元1001和第一电压提供电路1010，使第一功率管单元1001接收开关电压而保持通断状态不变；第二切换电路1031连通控制电路102和第二功率管单元1002，使控制电路102控制第二功率管单元1002实现升压。在降压模式下，第二切换电路1031连通第二电压提供电路1011和第二功率管单元1002，使第二功率管单元1002接收开关电压而保持通断状态不变。第一切换电路1030连通第一功率管单元1001和控制电路102，使控制电路102控制第一功率管单元1001实现降压。

在另一些实施例中，电源电路10仅工作在升压模式或降压模式，切换电路103可以省略。在一个实施例中，电源电路10仅工作在升压模式，为升压电源电路。第一功率管单元1001连接至第一电压提供电路1010，接收开关电压，而一直保持通断状态不变。第二电压提供电路1011可省略。控制电路102控制第二功率管单元1002。在另一个实施例中，电源电路10仅工作在降压模式，为降压电源电路。第二功率管单元1002连接至第二电压提供电路1011，接收开关电压，一直保持通断状态不变。第一电压提供电路1010可省略。控制电路102控制第一功率管单元1001。

控制电路102可以控制第一功率管单元1001和第二功率管单元1002中的一者开关，另一者由开关电压提供电路101提供的开关电压而保持通断状态不变，如此实现单驱动控制，从而减小共模噪声。并且相对于专用芯片，本申请电源电路10成本低，且可以根据实际应用灵活设计电路，解决专用芯片选型难的问题，降低电路设计难度，便于灵活设计电路板的布线。本申请通过同一控制电路控制，可以解决二级调压电路中两级功率管的开关频率不一致存在开关电磁兼容性较难处理的问题，且相对于二级调压电路，本申请电源电路10损耗小，效率高。

在一些实施例中，主工作电路100设有一个电感1000。该相对于相关技术的升降压SEPIC的斩波电路，本申请电源电路10的主工作电路100采用单电感，缩小整个电源电路10的体积，且降低成本，避免输出的谐波受到电磁干扰，输出纹波小，且效率高。本申请电源电路10可以适用于小功率，也可适用于大功率。

图5所示为图4所示的电源电路10的电路原理图。在图5所示的实施例中，电压输入端VIN通过电解电容E1连接至接地端，电压输出端VOUT通过电解电容E2连接至接地端，该电源电路10属于非隔离电源电路。非隔离电源电路在电压转换时减少损耗，且成本较低。

在一些实施例中，第一功率管单元1001包括第一主功率管Q25，第一主功率管Q25连接于电压输入端VIN和第一电感端1000A之间。在一些实施例中，第二功率管单元1002包括第二主功率管Q28和/或整流功率管Q26，其中第二主功率管Q28连接于第二电感端1000B和接地端之间，整流功率管Q26连接于第二电感端1000B和电压输出端VOUT之间。在图5所示的实施例中，第二主功率管Q28为主升压功率管，整流功率管Q26为同步整流功率管。在一些实施例中，当输入电压小于输出电压时，该电源电路10工作在升压模式，该第一主功率管Q25保持导通，主工作电路100对输入电压进行升压转换。第一电压提供电路1010提供给第一主功率管Q25导通的开关电压并保持第一主功率管Q25的导通状态不变，同时提供给续流功率管Q27截止的开关电压并保持续流功率管Q27的截止状态不变。控制电路102控制第二主功率管Q28与整流功率管Q26的通断，使主工作电路100对输入电压进行升压转换。该电源电路10工作在升压模式时，第二主功率管Q28处于开关状态，整流功率管Q26处于开关状态。相对于相关技术的专用芯片，共模噪声小，降低损耗，提高升压转换效率。在一些实施例中，对于小功率开关电源，整流功率管Q26可以采用二极管替换，以实现整流同步作用。

在一些实施例中，第一功率管单元1001包括续流功率管Q27，续流功率管Q27连接于第一电感端1000A和接地端之间。在图5所示的实施例中，第一主功率管Q25为主降压功率管，续流功率管Q27为续流功率管。在一些实施例中，当输入电压大于输出电压时，该电源电路10工作在降压模式，该整流功率管Q26导通，主工作电路100对输入电压进行降压转换。第二电压提供电路1011提供给整流功率管Q26导通的开关电压并保持整流功率管Q26的导通状态不变，同时提供给第二主功率管Q28截止的开关电压，并保持第二主功率管Q28的截止状态不变。控制电路102控制第一主功率管Q25与续流功率管Q27的通断，使主工作电路100对输入电压进行降压转换。该电源电路10工作在降压模式下，第一主功率管Q25处于开关状态，续流功率管Q27处于开关状态，相对于相关技术的专用芯片，共模噪声小，降低损耗，提高降压转换效率。在一些实施例中，对于小功率开关电源，续流功率管Q27可以采用二极管替换，以实现续流作用。

在一些实施例中，第一主功率管Q25为N沟道MOS管，整流功率管Q26为N沟道MOS管，续流功率管Q27为N沟道MOS管，第二主功率管Q28为N沟道MOS管。该功率管单元选用N沟道MOS管，相比于P沟道MOS管，N沟道MOS管的导通电阻小，选择导通电阻小的N型MOS管会减小导通损耗。在一些实施例中，施加给N沟道MOS管的栅极和源极之间的电压VGS大于一定的值即可导通，例如，N沟道MOS管的栅极电压达到4V或10V可以导通。且相比于P沟道MOS管，N型MOS管的成本低，且容易制造。

图6所示为图5所示的电源电路10的直流供电电路105的电路原理图。如图6所示，电源电路10包括与控制电路102连接的直流供电电路105，直流供电电路105用于产生直流电压，直流供电电路105包括连接于电压输入端VIN和电压输出端VOUT的直流供电三极管Q33，和与直流供电三极管Q33连接的直流输出端VCC，直流供电三极管Q33在电压输出端VOUT的输出电压低于阈值时连通电压输入端VIN和直流输出端VCC，在输出电压不低于阈值时连通电压输出端VOUT和直流输出端VCC。在一些实施例中，直流供电三极管Q33在电压输出端VOUT的输出电压低于12V时，连通电压输入端VIN和直流输出端VCC，以基于电压输入端VIN的电压产生直流电压。直流供电三极管Q33在电压输出端VOUT的输出电压不低于12V时连通电压输出端VOUT和直流输出端VCC，以基于电压输出端VOUT的电压产生直流电压。直流供电电路105可以给控制电路102供电。在一些实施例中，直流供电电路105还可以给其他电路供电，例如开关电压提供电路101、切换电路103等。

在一些实施例中，直流供电电路105包括第一稳压二极管ZD5和第二稳压二极管ZD6。直流供电三极管Q33的基极连接于电压输入端VIN，直流供电三极管Q33的集电极和发射极中的一者连接于电压输入端VIN，另一者连接于电压输出端VOUT，直流输出端VCC连接于直流供电三极管Q33和电压输出端VCC之间。在一些实施例中，第一稳压二极管ZD5的正极接地GND，第一稳压二极管ZD5的负极连接于直流供电三极管Q33的基极和电压输入端VIN，第二稳压二极管ZD6的正极连接直流供电三极管Q33的基极，第二稳压二极管ZD6的负极连接电压输出端VOUT。在图6所示的实施例中，直流供电三极管Q33为NPN型三极管，集电极连接电压输入端VIN，发射极连接电压输出端VOUT和直流输出端VCC。

电路刚上电时，电压输出端VOUT的输出电压较低，电压输入端VIN的电压使直流供电三极管Q33导通。当直流供电三极管Q33的基极电压到达第一稳压二极管ZD5的稳压值例如12V时，直流供电三极管Q33的发射极输出约等于第一稳压二极管ZD5的电压，为直流输出端VCC输出的直流电压。当电压输出端VOUT的输出电压逐渐升高，达到第二稳压二极管ZD6的稳压值例如9V时，第二稳压二极管ZD6导通，直流供电三极管Q33基极接地，直流供电三极管Q33截止，直流输出端VCC的直流电压由电压输出端VOUT提供。电路启动后，直流电压一直由电压输出端VOUT提供。如此可以降低直流供电三极管Q33的线性压降损耗。

在一些实施例中，该直流供电电路105还包括三极管Q32、电阻R15、电阻R45、电阻R47、电容C19、电解电容E3、二极管D5与二极管D6。在一些实施例中，三极管Q32的发射极连接接地端，三极管Q32的集电极连接至直流供电三极管Q33的基极，直流供电三极管Q32的集电极连接至第二稳压二极管ZD6的正极。电阻R15连接于电压输入端VIN与直流供电三极管Q33的集电极之间，电阻R45连接于直流供电三极管Q33的集电极和基极之间，电阻R47连接于电压输出端VOUT与第二稳压二极管ZD6的负极之间，电容C19连接于第一稳压二极管ZD5的负极与接地端之间。电解电容E3的正极连接至直流输出端VCC，电解电容E3的负极连接至接地端。二极管D6的正极连接至电压输出端VOUT，二极管D6的负极连接至直流输出端VCC。

电路刚上电时，电压输入端VIN的电压经过电阻R15提供给直流供电三极管Q33的集电极，同时经过电阻R15和R45为直流供电三极管Q33提供基极电流，直流供电三极管Q33导通。当直流供电三极管Q33的基极电压达到第一稳压二极管ZD5的稳压值时，直流供电三极管Q33的发射极输出约等于第一稳压二极管ZD5的电压，为该直流输出端VCC输出的直流电压。二极管D5的正极连接直流供电三极管Q33的发射极，二极管D5的负极连接直流输出端VCC。二极管D5可以防止电压倒灌。

当电压输出端VOUT的输出电压达到第二稳压二极管ZD6的稳压值时，第二稳压二极管ZD6导通，三极管Q32因基极得到驱动电流而导通，直流供电三极管Q33基极接地，此时直流供电三极管Q33三极管截止，电压输出端VOUT的电压通过二极管D6提供给直流输出端VCC。直流供电电路105启动后的直流电压一直由电压输出端VOUT提供，可以降低直流供电三极管Q33组成的线性压降损耗。

图7所示为图5所示的电源电路10的部分电路原理图，图8所示为图7中所示的电源电路10的控制电路102输出的功率管控制信号PWM的波形图。结合图7与图8所示，控制电路102包括控制芯片1020，控制芯片1020包括控制端口OP，用于输出控制第一功率管单元1001和第二功率管单元1002中的至少一个的功率管控制信号PWM，第一功率管单元1001和第二功率管单元1002连接于同一个控制端口。在图7所示的实施例中，该控制芯片1020的型号为UC3842，属于单端输出电流控制型脉宽调制芯片。控制芯片1020的控制端口OP单端输出功率管控制信号PWM。功率管控制信号PWM的波形图如图8所示，在图8中横坐标为时间，纵坐标为功率管控制信号PWM的电压。在一些实施例中，相对于相关技术的专用芯片，该控制芯片1020通过同一个控制端口控制功率管单元，采用单驱动控制，共模噪声小，且节省芯片端口。且相对于相关技术的专用芯片，该控制芯片1020的选型简单，成本低。

在一些实施例中，控制芯片1020包括电流检测端口IS，控制电路102包括电流检测电路1021和基准电压输出端1022，电流检测电路1021连接电流检测端口IS和电压输出端VOUT，电流检测端口IS通过电流检测电路1021与基准电压输出端1022连接，控制电路102用于通过基准电压输出端1022输出基准电压，控制芯片1020用于通过电流检测端口IS检测基准电压和电压输出端VOUT的输出电压经电流检测电路1021叠加后的叠加电压，根据叠加电压调节功率管控制信号PWM。

在图7所示的实施例中，该电流检测电路1021包括电阻R53、电阻R3和三极管Q31。基准电压输出端1022连接三极管Q31的基极。三极管Q31的集电极连接至标准电压输出端口VRE，发射极连接电阻R3的一端。电阻R3的另一端连接于电流检测端口IS，电阻R53连接于电流检测端口IS与电压输出端VOUT之间。在一些实施例中，基准电压输出端1022输出的电压波形为三角波，电流检测端口IS的电压值由电压输出端VOUT的分压值(经电阻R53和电阻R3分压)和基准电压输出端1022的三角波叠加而成，通过斜率补偿使输出的功率管控制信号PWM的波形更稳定。其中，电阻R53的一端通过第二主功率管Q28连接至电感1000的第二端1000B，电流检测端口IS的电压值可以采集到电感1000的第二端1000B输出的输出电压经过电阻R53和电阻R3进行分压。当该电流检测端口IS的电压值大于1V时，控制芯片1020将会减小输出功率管控制信号PWM的驱动波形的脉冲宽度。

在一些实施例中，控制芯片1020包括基准端口RC，控制电路102包括与基准端口RC连接的RC电路，RC电路包括电阻R43与电容C13。电阻R43连接于标准电压输出端口VRE与基准端口RC之间。电容C13连接于基准端口RC与接地端之间。控制芯片1020产生锯齿波，通过基准端口RC输出，通过RC电路生成三角波，作为基准电压。

在一些实施例中，控制芯片1020包括电压反馈端口VFB，控制电路102包括电压反馈分压电路1023，电压反馈分压电路1023连接于电压反馈端口VFB和电压输出端VOUT，控制芯片1020用于检测电压输出端VOUT的输出电压经电压反馈分压电路1023分压后的电压，根据该分压后的电压调节功率管控制信号PWM。该电压反馈分压电路1023包括电阻R52与电阻R46。电阻R52连接于电压反馈端口VFB与电压输出端VOUT之间。电阻R46连接于电压反馈端口VFB与接地端之间。在一些实施例中，电压输出端VOUT经电阻R52和电阻R46分压后输入电压反馈端口VFB，其标称值为2.5V，控制芯片1020根据该电压反馈端口VFB的电压值控制输出功率管控制信号PWM的波形的占空比。

在一些实施例中，控制芯片1020包括补偿端口COM、标准电压输出端口VRE，控制电路102包括连接于补偿端口COM和标准电压输出端口VREF的补偿电路1024。在一些实施例中，第一主功率管Q25、整流功率管Q26、续流功率管Q27、第二主功率管Q28的功率管控制信号PWM由控制芯片1020的控制端口OP输出。控制芯片1020根据电流检测端口IS、电压反馈端口VFB和补偿端口COM的工作状态来控制输出的功率管控制信号PWM的波形。补偿电路1024分别包括电阻R41、电阻R42、电容C9、电容C15、二极管D9与二极管D10。其中，电阻R41和电容C15连接于标准电压输出端口VREF与接地端之间，电容C15连接于接地端和电阻R41之间。电阻R42连接于标准电压输出端口VRE与补偿端口COM之间。电容C9连接于标准电压输出端口VRE与接地端之间。二极管D9的正极连接至二极管D10的负极、且连接于电阻R41和电容C15之间，二极管D9的负极连接至标准电压输出端口VRE和电阻R43。二极管D10的正极连接至补偿端口COM。在一些实施例中，电阻R42和电容C9进行补偿，刚开始补偿端口COM经二极管D10、电容C15接地；随着标准电压输出端口VRE的标准电压的建立，标准电压输出端口VRE经电阻R41对电容C15充电，功率管控制信号PWM的驱动波形随之输出，实现了功率管控制信号PWM的缓启动，有利于降低功率管器件的电流应力；当功率管控制信号PWM输出关闭时，电容C15的电压经二极管D9向电阻R43放电，提供另一个泄放回路，加快释放过程。

在一些实施例中，控制电路102还包括连接于控制芯片1020的外围电路。控制芯片1020的外围电路包括电阻R14、电阻R34、电容C10、电容C16、电容C17与电容C18。电阻R14连接于直流输出端VCC与控制芯片1020的电源端VCC，控制芯片1020的电源端VCC接收到直流输出端VCC输出的电源电压时，为控制芯片1020提供启动电压，启动控制芯片1020。电阻R34和电容C18串联连接于电压反馈端口VFB与补偿端口COM之间。电容C10连接于控制芯片1020的电源端VCC与接地端之间。电容C16连接于补偿端口COM与电压反馈端口VFB之间。电容C17连接于电流检测端口IS与接地端之间。

在图7所示的实施例中，控制电路102包括与储能控制电路1013连接的基准电压输出端1022，控制电路102用于产生基准电压，通过基准电压输出端1022输出给储能控制电路1013，储能控制电路1013用于根据基准电压产生储能控制信号PWM1，以控制储能电路1012A、1012B。控制电路102包括标准电压输出端VRE，控制电路102用于通过标准电压输出端VRE输出标准电压。储能控制电路1013包括储能控制分压电路1016和储能控制比较器1017，储能控制分压电路1016与标准电压输出端VRE连接，储能控制比较器1017包括第一输入端和第二输入端，第一输入端连接于基准电压输出端1022，第二输入端连接于储能控制分压电路1016，储能控制比较器1017的输出端与储能电路1012连接，储能控制比较器1017用于比较基准电压和储能控制分压电路1016对标准电压分压后的电压，产生储能控制信号PWM1。在一些实施例中，储能电路1012A、1012B可以共用同一个储能控制电路1013。在一些其他实施例中，储能电路1012A、1012B可以应用不同的储能控制电路1013。

在图7所示的实施例中，储能控制分压电路1016包括电阻R11与电阻R44。其中，电阻R11连接于储能控制比较器1017的第二输入端与接地端之间。电阻R44连接于储能控制比较器1017的第二输入端与标准电压输出端VRE之间。储能控制比较器1017的第一输入端为同相输入端，储能控制比较器1017的第二输入端为反相输入端。该储能控制比较器1017的型号可以为LM2903，该储能控制比较器1017属于双路差动比较器，选型简单，且成本低。

图9所示为图7所示的电源电路的储能控制电路1013输出的储能控制信号PWM1的波形图。在图9所示的实施例中，储能控制信号PWM1为方波。调整储能控制分压电路1016的分压值，可以调整储能控制信号PWM1占空比。分压值取基准电压的一半，则储能控制比较器1017输出的储能控制信号PWM1的占空比约为50％，在图9中横坐标为时间，纵坐标为储能控制信号PWM1的电压。

图10所示为图5所示的电源电路10的另一部分电路原理图。结合图5、图7和图10所示，开关电压提供电路101包括第一电压提供电路1010，第一电压提供电路1010用于给第一功率管单元1001提供开关电压。在一些实施例中，开关电压提供电路101还包括储能电路1012A以及与储能电路1012A连接的储能控制电路1013，储能电路1012A与功率管单元连接，储能控制电路1013用于控制储能电路1012A充放电，产生开关电压。

在一些实施例中，第一电压提供电路1010包括与第一主功率管Q25连接的储能电路1012A。第一电压提供电路1010包括与第一主功率管Q25连接的第一电压提供单元1010A，第一电压提供单元1010A用于提供开关电压给第一主功率管Q25。在一些实施例中，电源电路10工作在升压模式时，控制电路102控制第二主功率管Q28与整流功率管Q26的导通或截止，储能控制电路1013控制储能电路1012A，提供导通第一主功率管Q25的开关电压。在一些实施例中，电源电路10工作在降压模式时，控制电路102控制第一主功率管Q25与续流功率管Q27的导通或截止，储能控制电路1013控制储能电路1012B，提供导通整流功率管Q26的开关电压。

在一些实施例中，由于第一主功率管Q25和整流功率管Q26采用的是N沟道MOS管，其开关电压建立在有高于VGS的电压条件下，因第一主功率管Q25和整流功率管Q26在电压输入端与电压输出端的高侧，所以需要设计高于输入电压的开关电压。这里VGS指的是功率管的栅极相对于源极的电压。N沟道MOS管的VGS达到导通的门限值，漏极与源极就可以导通过电流。在一些实施例中，控制电路102输出的基准电压为三角波，频率设置为400KHz。

在图10所示的实施例中，储能电路1012A包括第一储能单元1014A和与第一储能单元1014A连接的第二储能单元1015A，第一储能单元1014A与储能控制电路1013连接，第二储能单元1015A与功率管单元连接，储能控制电路1013用于控制第一储能单元1014A充放电，使第一储能单元1014A在放电时给第二储能单元1015A充电，以提供开关电压给功率管单元。在图10所示的实施例中，第一储能单元1014A包括电容C1。电容C1连接于第一三极管Q5的发射极与第一二极管D1的正极之间。第二储能单元1015A包括电容C4与电容C5。电容C4连接于第一二极管D1的负极与电压输入端VIN之间，电容C5并联于电容C4的两端。

在图10所示的实施例中，储能电路1012A包括第一三极管Q5、第二三极管Q19、第一二极管D1和第二二极管D2，第一三极管Q5的发射极和第二三极管Q19的发射极连接，且第一三极管Q5的基极和第二三极管Q19的基极连接至储能控制电路1013，第一储能单元1014A的一端连接于第一三极管Q5和第二三极管Q19之间，第一二极管D1的负极与第二储能单元1015A连接，第一二极管D1的正极与第一储能单元1014A的另一端连接，第二二极管D2的负极与第一储能单元1014A的另一端连接，第二二极管D2的正极与直流供电电路105的直流输出端VCC连接；储能控制电路1013用于控制第一三极管Q5和第二三极管Q19轮流导通和截止，使第一储能单元1014A在由直流供电电路105充电的状态和向第二储能单元1015A放电的状态之间循环切换。在一些实施例中，储能电路1012A还包括电阻R1、三极管Q1、电阻R16。其中，电阻R1连接于储能控制电路1013的输出端与三极管Q1的基极之间，三极管Q1的集电极分别连接至第一三极管Q5与第二三极管Q19的基极，三极管Q1的发射极连接至接地端。电阻R16连接于三极管Q1的集电极与电压输入端VIN之间。

在图10所示的实施例中，当电源电路10工作在升压模式时，储能控制信号PWM1经电阻R1驱动三极管Q1控制三极管Q5和三极管Q19轮流导通和截止，电压输入端VIN经电阻R16为三极管Q5提供驱动电流(需要说明的是，三极管Q5和三极管Q19不能直接连接到三极管Q25的源极，否则在三极管Q25导通前不能提供三极管Q5的驱动电流)。当第二三极管Q19导通、第一三极管Q5截止时，直流输出端VCC输出的直流电压经二极管D2向电容C1经第二三极管Q19进行充电；当第二三极管Q19截止、第一三极管Q5导通时，电容C1储存的电压由于二极管D2的反向截止，此时，电容C1的电压是在建立于电压输入端VIN的基础上经二极管D1向电容C4、电容C5进行充电，电容C4、电容C5储存的电压作为第一主功率管Q25开关电压VCC1。需要说明的是，在升压电路中，开关电压提供电路101给第一主功率管Q25提供稳定的开关电压VCC1，使第一主功率管Q25保持导通。

图11所示为图5所示的电源电路10的另一部分的电路原理图。在图11所示的实施例中，开关电压提供电路101包括第二电压提供电路1011，第二电压提供电路1011用于给第二功率管单元1002提供开关电压。在一些实施例中，开关电压提供电路101还包括与整流功率管Q26连接的储能电路1012B以及与储能电路1012B连接的储能控制电路1013，储能电路1012B与功率管单元连接，储能控制电路1013用于控制储能电路1012B充放电，产生开关电压。在一些实施例中，储能电路1012B，类似于储能电路1012A。

在图11所示的实施例中，储能电路1012B包括第一储能单元1014B和第二储能单元1015B。第一储能单元1014B包括电容C3。电容C3连接于第一三极管Q9的发射极与第一二极管D3的正极之间。第二储能单元1015B包括电容C2。电容C2连接于第二二极管D4的负极与电压输出端VOUT之间。在一些实施例中，储能电路1012B包括第一三极管Q9、第二三极管Q23、第一二极管D3、第二二极管D4。其中，第一三极管Q9的发射极和第二三极管Q23的发射极连接，且第一三极管Q9的基极和第二三极管Q23的基极连接至储能控制电路1013，第一储能单元1014的一端连接于第一三极管Q9和第二三极管Q23之间，第二二极管D4的负极与第二储能单元1015连接，第二二极管D4的正极与第一储能单元1014的另一端连接，第一二极管D3的负极与第一储能单元1014的另一端连接，第一二极管D3的正极与直流供电电路105的输出端VCC连接；储能控制电路1013用于控制第一三极管Q9和第二三极管Q23轮流导通和截止，使第一储能单元1014在由直流供电电路105充电的状态和向第二储能单元1015放电的状态之间循环切换。

在一些实施例中，储能电路1012B还包括电阻R2、三极管Q4、电阻R22。其中，电阻R2连接于储能控制电路1013的输出端与三极管Q4的基极之间，三极管Q4的集电极分别连接至第三三极管Q59与第二三极管Q23的基极，三极管Q4的发射极连接至接地端。电阻R22连接于三极管Q4的集电极与电压输出端VOUT之间。在一些实施例中，于电压输出端VOUT与接地端之间还连接有电容C6。

在图11所示的实施例中，当电源电路10工作在降压模式时，储能控制信号PWM1经电阻R2驱动三极管Q4，控制三极管Q9、三极管Q23实现轮流导通和截止。当第二三极管Q23导通、第一三极管Q9截止时，直流输出端VCC输出的直流电压经第一二极管D3对电容C3经第二三极管Q23进行充电；当第二三极管Q23截止、第一三极管Q9导通时，电容C3储存的电压经二极管D4向电容C2充电，电容C2储存的电压作为整流功率管Q26的开关电压VCC2。需要说明的是，该电容C3储存的电压应高于整流功率管Q26的源极电压。需要说明的是，在降压电路中，开关电压提供电路101给整流功率管Q26提供稳定的开关电压VCC2，使整流功率管Q26保持导通。

图12所示为图5所示的电源电路10的切换控制电路104的电路原理图。如图12所示，电源电路10包括与切换电路103连接的切换控制电路104，切换控制电路104连接于电压输入端VIN和电压输出端VOUT，用于根据输入电压和电压输出端VOUT的输出电压的大小关系，控制切换电路103的切换。该电源电路10根据切换控制电路104产生的切换控制信号V1，切换于升压模式与降压模式之间。在一些实施例中，在切换控制电路104中，当电压输入端VIN输入的输入电压小于电压输出端VOUT输出的输出电压时，切换控制比较器1040输出的切换控制信号V1为高电平，电源电路10工作在升压模式。在一些实施例中，当电压输入端VIN输入的输入电压大于电压输出端VOUT输出的输出电压时，切换控制比较器1040输出的切换控制信号V1为低电平，该电源电路10工作在降压模式。

在图12所示的实施例中，切换控制电路104包括切换控制比较器1040，切换控制比较器1040的输入端连接于电压输入端VIN和电压输出端VOUT，切换控制比较器1040的输出端与切换电路103连接，用于比较输入电压和输出电压，产生比较结果电压，通过比较结果电压控制切换电路103的切换。在一些实施例中，切换电路103包括至少一个切换三极管，切换三极管与切换控制电路104连接，且与控制电路102、开关电压提供电路101和功率管单元连接，切换控制电路104用于控制切换三极管的通断，以控制切换电路103的切换。该电源电路10设置输入电压与输出电压模式采样，判断电压输入端VIN输入的输入电压与电压输出端VOUT输出的输出电压，并根据判断结果分析该电源电路10的工作模式，实现升压或降压转换，从而提高模式转换准确度。

在一些实施例中，该切换控制电路104还包括电阻R51、电阻R49、电阻R50与电阻R48。其中，电阻R51连接于电压输出端VOUT与切换控制比较器1040的第一输入端之间。电阻R49连接于切换控制比较器1040的第一输入端与接地端之间。电阻R50连接于电压输入端VIN与切换控制比较器1040的第二输入端之间。电阻R48连接于切换控制比较器1040的第二输入端与接地端之间。切换控制比较器1040的第一输入端为同相输入端，切换控制比较器1040的第二输入端为反相输入端。在一些实施例中，该切换控制电路104还包括电容C14与电阻R33。其中，电容C14连接于切换控制比较器1040的第一输入端与切换控制比较器1040的第二输入端之间。电阻R33连接于切换控制比较器1040的电源端与切换控制比较器1040的输出端之间，切换控制比较器1040的电源端连接直流输出端VCC。在一些实施例中，在切换控制电路104中，电压输入端VIN、电压输出端VOUT经相同分压比的电阻分压后分别接入切换控制比较器1040的输入端，其中电压输入端VIN经电阻R50与电阻R48分压，电压输出端VOUT经电阻R51与电阻R49进行分压，此处切换控制比较器1040的两个输入端之间接入电容C14，以避免输入输出电压纹波引起的模式频繁误切换。

在一些实施例中，电源电路10包括与功率管单元连接的切换电路103，切换电路103连接于控制电路102和开关电压提供电路101，用于使功率管单元在受控制电路102控制的状态和受开关电压控制的状态之间切换。结合图4与图10所示，第一切换电路1030包括驱动第一主功率管Q25的第一切换单元1032与驱动续流功率管Q27的第二切换单元1033。在一些实施例中，第一切换单元1032包括电阻R17与切换三极管Q2。其中，电阻R17连接于切换控制电路104的输出端与切换三极管Q2的基极之间。切换三极管Q2的集电极通过电阻R18连接至直流输出端VCC。切换三极管Q2的发射极连接至接地端。在一些实施例中，第二切换单元1033包括电阻R26与切换三极管Q11。其中，电阻R26连接于切换控制电路104的输出端与三极管Q11的基极之间。三极管Q11的集电极通过电阻R27连接至直流输出端VCC，三极管Q11的发射极连接至接地端。

在一些实施例中，结合图4与图10所示，第一电压提供电路1010包括给第一主功率管Q25提供开关电压的第一电压提供单元1010A与给续流功率管Q27提供开关电压的第二电压提供单元1010B。第一电压提供单元1010A包括第一主功率管Q25和续流功率管Q27驱动的死区时间产生电路1050。死区时间产生电路1050包括电容C11、电阻R39与三极管Q29，死区时间产生电路1050用于产生切换第一主功率管Q25和续流功率管Q27驱动的死区时间，该死区时间指的是功率管控制信号PWM的响应时间，避免第一主功率管Q25和续流功率管Q27同时导通。其中，电容C11连接于控制芯片1020的控制端口OP与三极管Q29的基极之间。电阻R39连接于三极管Q29的基极与三极管Q29的发射极之间。三极管Q29的发射极连接至接地端。

在一些实施例中，第一电压提供单元1010A还包括与死区时间产生电路1050连接的第一电压驱动单元1051。在一些实施例中，第一电压驱动单元1051包括二极管D7、电阻R24、三极管Q3、三极管Q6、电阻R19、电阻R4、电阻R12、三极管Q7、三极管Q20、电阻R35、电阻R5、稳压二极管ZD1。其中，二极管D7的正极连接至三极管Q29的集电极，二极管D7的负极连接至控制芯片1020的控制端口OP。三极管Q3的基极通过电阻R24连接至二极管D7的负极，三极管Q3的集电极连接至三极管Q2的集电极，三极管Q3的发射极连接至接地端。三极管Q6的基极连接至三极管Q3的集电极，三极管Q6的集电极通过R19连接至第一二极管D1的负极，三极管Q6的发射极通过电阻R4连接至接地端。电阻R4连接于三极管Q6的基极与接地端之间。三极管Q7的基极连接至三极管Q6的集电极，三极管Q7的集电极连接至电阻R19的一端，三极管Q7的发射极通过电阻R35连接至第一主功率管Q25的栅极。三极管Q20的基极连接至三极管Q6的集电极，三极管Q20的集电极连接至电压输入端VIN，三极管Q20的发射极连接至三极管Q7的发射极。电阻R5连接于第一主功率管Q25的源极与第一主功率管Q25的栅极之间。稳压二极管ZD1的正极连接至第一主功率管Q25的源极，稳压二极管ZD1的负极连接至第一主功率管Q25的栅极。第一主功率管Q25的漏极连接至电压输入端VIN，第一主功率管Q25的源极连接电感1000的第一电感端1000A。在一些实施例中，三极管Q7、三极管Q20可以省略。

在图10所示的实施例中，第二电压提供单元1010B还包括第二电压驱动电路1052。在一些实施例中，第二电压驱动电路1052包括电阻R25、三极管Q10、三极管Q12、三极管Q21、电容C7、电阻R37、电阻R7、稳压二极管ZD3。其中，三极管Q10的基极通过电阻R25连接至控制芯片1020的控制端口OP，三极管Q10的集电极连接至三极管Q11的集电极，三极管Q10的发射极连接至接地端。三极管Q12的基极连接至三极管Q11的集电极，三极管Q12的集电极连接至直流输出端VCC，三极管Q12的发射极通过电阻R37连接至续流功率管Q27的栅极。三极管Q21的基极连接至三极管Q11的集电极，三极管Q21的集电极连接至接地端，三极管Q21的发射极连接至三极管Q12的发射极。电容C7连接于直流输出端VCC与接地端之间。电阻R7连接于续流功率管Q27的栅极与续流功率管Q27的源极的之间。稳压二极管ZD3的正极连接至续流功率管Q27的源极，稳压二极管ZD3的负极接至续流功率管Q27的栅极。续流功率管Q27的漏极连接至第一主功率管Q25的源极，续流功率管Q27的源极通过电阻R54连接至接地端，续流功率管Q27的源极还连接至电阻R53的一端。在一些实施例中，三极管Q12、三极管Q21可以省略。

结合图4与图11所示，第二切换电路1031包括驱动整流功率管Q26的第三切换单元1034与第二主功率管Q28的第四切换单元1035。在一些实施例中，第三切换单元1034包括三极管Q15、三极管Q16与电阻R30。其中，电阻R30连接于切换控制电路104的输出端与三极管Q16的基极之间。三极管Q16的集电极通过电阻R28连接至直流输出端VCC，三极管Q16的发射极连接至接地端。三极管Q15的基极连接至三极管Q16的集电极，三极管Q15的发射极连接接地端。在一些实施例中，第四切换单元1035包括三极管Q17、三极管Q18、电阻R57。其中，电阻R57连接于切换控制电路104的输出端与三极管Q18的基极之间。三极管Q18的集电极通过电阻R29连接至直流输出端VCC，三极管Q18的发射极连接接地端。三极管Q17的基极连接至三极管Q18的集电极，三极管Q17的发射极连接至接地端。

在一些实施例中，第二电压提供电路1011用于给整流功率管Q26与第二主功率管Q28提供开关电压。该第二电压提供电路1011还包括给整流功率管Q26提供开关电压的第三电压提供单元1011A与给第二主功率管Q28提供开关电压的第四电压提供单元1011B。

在图11所示的实施例中，第三电压提供单元1011A包括驱动第二主功率管Q28和整流功率管Q26的死区时间产生电路1053。在一些实施例中，死区时间产生电路1053包括电容C12、电阻R40与三极管Q30，用于产生驱动第二主功率管Q28和整流功率管Q26的死区时间，该死区时间指的是功率管控制信号PWM的响应时间，避免第二主功率管Q28和整流功率管Q26同时导通。其中，电容C10连接于控制芯片1020的控制端口OP与三极管Q30的基极之间。电阻R40连接于三极管Q30的基极与三极管Q30的发射极之间。三极管Q30的发射极连接至接地端。

在图11所示的实施例中，第三电压提供单元1011A还包括第三电压驱动电路1054。第三电压驱动电路1054包括电阻R9、电阻R21、三极管Q13、电阻R20、电阻R13、三极管Q8、三极管Q22、电阻R36、电阻R6、稳压二极管ZD2。其中，三极管Q13的基极通过电阻R21连接至控制芯片1020的控制端口OP，三极管Q13的集电极通过电阻R20连接至二极管D4的负极，三极管Q13的发射极通过电阻R13连接至接地端。电阻R9连接于三极管Q13的基极与接地端之间。三极管Q8的基极连接至三极管Q13的集电极，三极管Q8的集电极连接至电阻R20的一端，三极管Q8的发射极通过电阻R36连接至整流功率管Q26的栅极。三极管Q22的基极连接至三极管Q13的集电极，三极管Q22的集电极连接至电压输出端VOUT，三极管Q22的发射极连接至三极管Q8的发射极。电阻R6连接于整流功率管Q26的源极与整流功率管Q26的栅极之间。稳压二极管ZD2的正极连接至整流功率管Q26的源极，稳压二极管ZD2的负极连接至整流功率管Q26的栅极。整流功率管Q26的漏极连接至电压输出端VOUT，整流功率管Q26的源极连接电感1000的第二电感端1000B。在一些实施例中，三极管Q8、三极管Q22可以省略。

在图11所示的实施例中，第四电压提供单元1011B包括第四电压驱动电路1055。第四电压驱动电路1055包括二极管D8、电阻R31、三极管Q14、三极管Q24、电容C8、电阻R38、电阻R8、稳压二极管ZD4。其中，二极管D8的正极连接三极管Q30的集电极，二极管D8的负极连接至控制芯片1020的控制端口OP。电阻R31连接于三极管Q30的集电极与控制芯片1020的控制端口OP之间。三极管Q14的基极连接至三极管Q17的集电极，三极管Q14的集电极连接至直流输出端VCC，三极管Q14的发射极通过电阻R38连接至第二主功率管Q28的栅极。三极管Q24的基极连接至三极管Q17的集电极，三极管Q24的集电极连接至接地端，三极管Q24的发射极连接至三极管Q14的发射极。电容C8连接于直流输出端VCC与接地端之间。电阻R8连接于第二主功率管Q28的栅极与第二主功率管Q28的源极的之间。稳压二极管ZD4的正极连接至第二主功率管Q28的源极，稳压二极管ZD4的负极接至第二主功率管Q28的栅极。第二主功率管Q28的漏极连接至整流功率管Q26的源极，第二主功率管Q28的源极通过电阻R54连接至接地端，第二主功率管Q28的源极还连接至电阻R53的一端。在一些实施例中，三极管Q14、三极管Q24可以省略。

在一些实施例中，结合图10与图12所示的实施例中，当电压输入端VIN输入的输入电压小于电压输出端VOUT输出的输出电压时，切换控制比较器1040输出的切换控制信号V1为高电平，即该电源电路10工作在升压模式。此时，第一主功率管Q25一直导通，续流功率管Q27一直关断，第二主功率管Q28和整流功率管Q26由控制电路102输出的功率管控制信号PWM驱动。在该电源电路10中，对于第二主功率管Q28的驱动部分，高电平V1经电阻R57驱动三极管Q18导通，此时三极管Q17基极接地，使得三极管Q17截止。功率管控制信号PWM的波形经电阻R31驱动三极管Q14和三极管Q24控制三极管Q28的导通与关断，其中，二极管D8用于功率管驱动的快速关断，电容C12、电阻R40、三极管Q30组成第二主功率管Q28和整流功率管Q26驱动的死区时间产生电路，避免第二主功率管Q28和整流功率管Q26同时导通。在一些实施例中，对于整流功率管Q26的驱动部分，高电平V1经电阻R30驱动三极管Q16导通与三极管Q15截止，功率管控制信号PWM的波形经电阻R21、三极管Q13反向后经三极管Q8、三极管Q22加强驱动能力后控制整流功率管Q26。在一些实施例中，对于第一主功率管Q25的驱动部分，高电平V1经电阻R17驱动三极管Q2一直导通，功率管控制信号PWM的波形被拉低，使得三极管Q3与三极管Q6截止，开关电压VCC1经电阻R19驱动三极管Q7一直导通，故第一主功率管Q25的驱动电路一直工作，第一主功率管Q25一直导通，其中，二极管D7用于功率管驱动的快速关断，电容C11、电阻R39、三极管Q29组成第一主功率管Q25和续流功率管Q27驱动的死区时间产生电路，该死区时间指的是功率管控制信号PWM的响应时间，避免第一主功率管Q25和续流功率管Q27同时导通。在一些实施例中，对于续流功率管Q27的驱动部分，高电平V1经电阻R26为三极管Q11提供驱动电流，使得三极管Q11导通，功率管控制信号PWM的波形接地，使得续流功率管Q27驱动电路关闭，即续流功率管Q27一直不导通。

在一些实施例中，结合图11与图12所示的实施例中，当电压输入端VIN输入的输入电压大于电压输出端VOUT输出的输出电压时，切换控制比较器1040输出的切换控制信号V1为低电平，即该电源电路10工作在降压模式。此时，整流功率管Q26一直导通，第二主功率管Q28一直关断，第一主功率管Q25和续流功率管Q27由控制电路102输出的功率管控制信号PWM驱动。在该电源电路10中，对于第二主功率管Q28的驱动部分，低电平V1经电阻R57控制三极管Q18一直截止，直流输出端VCC输出的电源电压经电阻R29控制三极管Q17导通，功率管控制信号PWM被拉低，故第二主功率管Q28一直关断。在一些实施例中，对于整流功率管Q26的驱动部分，低电平V1经电阻R30控制三极管Q16一直截止，直流输出端VCC输出的电源电压经电阻R28控制三极管Q15一直导通，功率管控制信号PWM被拉低，使得三极管Q13截止，开关电压VCC2经电阻R20控制三极管Q8和三极管Q22轮流导通和截止，进而保证整流功率管Q26一直导通。在一些实施例中，对于第一主功率管Q25的驱动部分，低电平V1经电阻R17接入到三极管Q2的基极，使得三极管Q2截止，功率管控制信号PWM的波形经电阻R24通过控制三极管Q3和三极管Q6的导通和截止，经三极管Q7和三极管Q20加强驱动能力后控制第一主功率管Q25。在一些实施例中，对于续流功率管Q27的驱动部分，低电平V1经电阻R26控制三极管Q11截止，功率管控制信号PWM的波形经电阻R25通过三极管Q10反向后，经三极管Q12和三极管Q21加强驱动能力后控制续流功率管Q27。其中，第一主功率管Q25和续流功率管Q27输出的功率管控制信号PWM的波形如图13所示，在图13中横坐标为时间，纵坐标为功率管控制信号PWM的电压。波形20为第一主功率管Q25输出的功率管控制信号PWM的波形，波形30为续流功率管Q27输出的功率管控制信号PWM的波形。

在一些实施例中，电源电路10为升压电路或降压电路时，可以不对输入电压与输出电压模式进行采样，因此，可以不设置切换控制电路104。该电源电路10对输入电压进行升压转换或降压转换时，可以是上文描述的电源电路10，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种电源电路，其特征在于，包括：

电压输入端，用于接收输入电压；

电压输出端；

主工作电路，与所述电压输入端和所述电压输出端连接，用于对所述输入电压进行转换，将转换后的电压提供给所述电压输出端输出，所述主工作电路包括电感和与所述电感连接的功率管单元，所述电感包括与所述电压输入端连接的第一电感端和与所述电压输出端连接的第二电感端，所述功率管单元包括第一功率管单元和第二功率管单元，所述第一功率管单元与所述第一电感端连接，所述第二功率管单元与所述第二电感端连接；

开关电压提供电路，与所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的至少一者连接，用于提供能够使功率管导通或截止的开关电压；及

控制电路，连接于所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的至少一者，用于在所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的一者接收到所述开关电压而保持通断状态不变时，控制另一者通断，使所述主工作电路对所述输入电压进行转换；

所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片包括控制端口，用于输出控制所述第一功率管单元和所述第二功率管单元中的至少一个的功率管控制信号；所述第一功率管单元和所述第二功率管单元连接于同一个所述控制端口。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一功率管单元包括第一主功率管，所述第一主功率管连接于所述电压输入端和所述第一电感端之间；

所述第二功率管单元包括第二主功率管和/或整流功率管，其中所述第二主功率管连接于所述第二电感端和接地端之间，所述整流功率管连接于所述第二电感端和所述电压输出端之间。

3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述第一功率管单元包括续流功率管，所述续流功率管连接于所述第一电感端和接地端之间。

4.如权利要求1-3任一项所述的电源电路，其特征在于，所述开关电压提供电路包括与所述第一功率管单元连接的第一电压提供电路，和与所述第二功率管单元连接的第二电压提供电路；

所述控制电路连接于所述第一功率管单元和所述第二功率管单元，用于在所述第一功率管单元接收到所述第一电压提供电路提供的所述开关电压而保持通断状态不变时，控制所述第二功率管单元通断，且在所述第二功率管单元接收到所述第二电压提供电路提供的所述开关电压而保持通断状态不变时，控制所述第一功率管单元通断。

5.如权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括与所述功率管单元连接的切换电路，所述切换电路连接于所述控制电路和所述开关电压提供电路，用于使所述功率管单元在受所述控制电路控制的状态和受所述开关电压控制的状态之间切换。

6.如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括与所述切换电路连接的切换控制电路，所述切换控制电路连接于所述电压输入端和所述电压输出端，用于根据所述输入电压和所述电压输出端的输出电压的大小关系，控制所述切换电路的切换。

7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述切换控制电路包括切换开关比较器，所述切换开关比较器的输入端连接于所述电压输入端和所述电压输出端，所述切换开关比较器的输出端与所述切换电路连接，用于比较所述输入电压和所述输出电压，产生比较结果电压，通过所述比较结果电压控制所述切换电路的切换；和/或

所述切换电路包括至少一个切换三极管，所述切换三极管与所述切换控制电路连接，且与所述控制电路、所述开关电压提供电路和所述功率管单元连接，所述切换控制电路用于控制所述切换三极管的通断，以控制所述切换电路的切换。

8.如权利要求1-3任一项所述的电源电路，其特征在于，所述开关电压提供电路包括储能电路和与所述储能电路连接的储能控制电路，所述储能电路与所述功率管单元连接，所述储能控制电路用于控制所述储能电路充放电，产生所述开关电压。

9.如权利要求8所述的电源电路，其特征在于，所述储能电路包括第一储能单元和与所述第一储能单元连接的第二储能单元，所述第一储能单元与所述储能控制电路连接，所述第二储能单元与所述功率管单元连接，所述储能控制电路用于控制所述第一储能单元充放电，使所述第一储能单元在放电时给所述第二储能单元充电，以提供所述开关电压给所述功率管单元。

10.如权利要求9所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括用于产生直流电压的直流供电电路，所述储能电路包括第一三极管、第二三极管、第一二极管和第二二极管，所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极连接，且所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极连接至所述储能控制电路，所述第一储能单元的一端连接于所述第一三极管和所述第二三极管之间，所述第一二极管的负极与所述第二储能单元连接，所述第一二极管的正极与所述第一储能单元的另一端连接，所述第二二极管的负极与所述第一储能单元的另一端连接，所述第二二极管的正极与所述直流供电电路的输出端连接；

所述储能控制电路用于控制所述第一三极管和所述第二三极管轮流导通和截止，使所述第一储能单元在由所述直流供电电路充电的状态和向所述第二储能单元放电的状态之间循环切换。

11.如权利要求8所述的电源电路，其特征在于，所述控制电路包括与所述储能控制电路连接的基准电压输出端，所述控制电路用于产生基准电压，通过所述基准电压输出端输出给所述储能控制电路，所述储能控制电路用于根据所述基准电压产生储能控制信号，以控制所述储能电路。

12.如权利要求11所述的电源电路，其特征在于，所述控制电路包括标准电压输出端口，所述控制电路用于通过所述标准电压输出端口输出标准电压；所述储能控制电路包括储能控制分压电路和储能控制比较器，所述储能控制分压电路与所述标准电压输出端口连接，所述储能控制比较器包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端连接于所述基准电压输出端，所述第二输入端连接于所述储能控制分压电路，所述储能控制比较器的输出端与所述储能电路连接，所述储能控制比较器用于比较所述基准电压和所述储能控制分压电路对所述标准电压分压后的电压，产生所述储能控制信号。

13.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述控制芯片包括电流检测端口，所述控制电路包括基准电压输出端和电流检测电路，所述电流检测电路连接所述电流检测端口和所述电压输出端，且所述电流检测端口通过所述电流检测电路与所述基准电压输出端连接，所述控制电路用于通过所述基准电压输出端输出基准电压，所述控制芯片通过所述电流检测端口检测所述基准电压和所述电压输出端的输出电压经所述电流检测电路叠加后的叠加电压，根据所述叠加电压调节所述功率管控制信号；和/或

所述控制芯片包括电压反馈端口，所述控制电路包括电压反馈分压电路，所述电压反馈分压电路连接于所述电压反馈端口和所述电压输出端，所述控制芯片用于检测所述电压输出端的输出电压经所述电压反馈分压电路分压后的电压，根据该分压后的电压调节所述功率管控制信号；和/或

所述控制芯片包括补偿端口和标准电压输出端口，所述控制电路包括连接于所述补偿端口和所述标准电压输出端口的补偿电路，所述控制芯片用于通过所述标准电压输出端口输出标准电压。

14.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括与所述控制电路连接的直流供电电路，所述直流供电电路包括连接于所述电压输入端和所述电压输出端的直流供电三极管，和与所述直流供电三极管连接的直流输出端；所述直流供电三极管在所述电压输出端的输出电压低于阈值时连通所述电压输入端和所述直流输出端，在所述输出电压不低于阈值时连通所述电压输出端和所述直流输出端。

15.如权利要求14所述的电源电路，其特征在于，所述直流供电电路包括第一稳压二极管和第二稳压二极管；

所述直流供电三极管的基极连接于所述电压输入端，所述直流供电三极管的集电极和发射极中的一者连接于所述电压输入端，另一者连接于所述电压输出端，所述直流输出端连接于所述直流供电三极管和所述电压输出端之间；

所述第一稳压二极管的正极接地，所述第一稳压二极管的负极连接于所述直流供电三极管的基极和所述电压输入端；

所述第二稳压二极管的正极连接所述直流供电三极管的基极，所述第二稳压二极管的负极连接所述电压输出端。

16.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-15任一项所述的电源电路。

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