CN116937984A - Dcdc电路、电源适配器和电压转换方法 - Google Patents

Dcdc电路、电源适配器和电压转换方法 Download PDF

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CN116937984A CN202210338596.0A CN202210338596A CN116937984A CN 116937984 A CN116937984 A CN 116937984A CN 202210338596 A CN202210338596 A CN 202210338596A CN 116937984 A CN116937984 A CN 116937984A
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郭红光
张晨松
张锦
李建国
纪策
田晨
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Abstract

本申请涉及一种DCDC电路、电源适配器和电压转换方法。该DCDC电路包括反馈电路和转换电路,所述反馈电路和所述转换电路连接;所述反馈电路,用于接收前级电路输入的输入电压,并根据所述输入电压输出基准电压;所述转换电路,用于根据所述基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。本申请实施例提供的技术方案可以提升DCDC电路的应用灵活性。

Description

DCDC电路、电源适配器和电压转换方法
技术领域
本申请涉及电路技术领域,特别是涉及一种DCDC电路、电源适配器和电压转换方法。
背景技术
随着电子工业的不断发展,开关电源的应用越来越广泛。DCDC(Direct Current-Direct Current,直流转直流)电路是开关电源技术的一个分支,DCDC电路按功能分为升压电路、降压电路以及反相电路。
目前,大多数DCDC电路为恒压输出模式,即在DCDC电路的输入电压变化的情况下,DCDC电路也能够输出恒定的电压。
但是,上述具有恒压输出模式的DCDC电路在实际应用中灵活性较差,存在一定的应用局限性。
发明内容
本申请实施例提供了一种DCDC电路、电源适配器和电压转换方法,可以提升DCDC电路的应用灵活性。
第一方面,提供了一种DCDC电路,包括反馈电路和转换电路,所述反馈电路和所述转换电路连接;
所述反馈电路,用于接收前级电路输入的输入电压,并根据所述输入电压输出基准电压;
所述转换电路,用于根据所述基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。
第二方面,提供了一种电源适配器,包括如上述第一方面所述的DCDC电路。
第三方面,提供了一种电压转换方法,用于如上述第一方面所述的DCDC电路中,所述方法包括:
接收前级电路输入的输入电压,并根据所述输入电压输出基准电压;
根据所述基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本申请实施例DCDC电路包括反馈电路和转换电路,反馈电路和转换电路连接,其中,反馈电路用于接收前级电路输入的输入电压,并根据输入电压输出基准电压,转换电路用于根据基准电压进行电压转换处理,得到输出电压;由于在DCDC电路中,输出电压的大小由基准电压(或称为参考电压)的大小决定,输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,这样,本申请实施例反馈电路可以根据输入电压输出基准电压,例如,在输入电压增大的情况下反馈电路输出的基准电压也同步增大,实现了基准电压的大小随输入电压的大小变化而变化,而由于输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,因此,本申请实施例输出电压的大小也随着输入电压大小的变化而变化。基于此,本申请实施例提供的DCDC电路能够适用于一些传统恒压输出的DCDC电路所不能适用的特殊需求的场景,示例性地,在通过设置有本申请实施例提供的DCDC电路的电源适配器给电池充电的场景下,在输入电压变化的情况下,DCDC电路的输出电压也随着输入电压的变化而变化,从而电源适配器提供给电池的输出电流可以随着输出电压的变化而变化,这就避免了电源适配器配备传统恒压输出的DCDC电路给电池充电时,由于电池长期维持在固定大电流的情况下导致的电池损伤,本申请实施例提供的DCDC电路在上述示例场景下可以延长电池的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种具有恒压输出模式的降压电路的示意图;
图2为本申请实施例中一种DCDC电路的示意图;
图3为本申请实施例中另一种DCDC电路的示意图;
图4为本申请实施例中DCDC电路与负载连接的示意图;
图5为本申请实施例中一种示例性地输出电压Vout、输出电流Iout随输入电压Vin变化的示意图;
图6为一种关于PFC的背景说明图;
图7为本申请实施例中一种反馈电路的示意图;
图8为本申请实施例中另一种反馈电路的示意图;
图9为本申请实施例中DCDC电路调试连接示意图;
图10为本申请实施例中另一种DCDC电路的示意图;
图11为本申请实施例中一种电压转换方法的流程示意图。
附图标记说明:
反馈电路:100;第一反馈电路:101;第二反馈电路:102;第二分压电阻:101;同相放大电路:102;反相放大电路:103;转换电路:200;运放电路:201;波形发生电路:202;第一分压电阻:203;负载:300;控制电路:400。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一电阻称为第二电阻,且类似地,可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻,但其不是同一电阻。
可以理解,以下实施例中的“连接”,如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
DCDC(Direct Current-Direct Current,直流转直流)电路是开关电源技术的一个分支,DCDC电路按功能分为升压电路(Boost电路)、降压电路(Buck电路)以及BUCK-BOOST电路。传统技术中,大多数DCDC电路为恒压输出模式,即在DCDC电路的输入电压变化的情况下,DCDC电路也能够输出恒定的电压。部分DCDC电路具有恒流输出模式。
以恒压输出为例,示例性地,参见图1,图1为一种具有恒压输出模式的降压电路的示意图。其中,图1中左侧所示的LMV7219为比较器,图1中右侧所示的OPAMP为理想运放。
请继续参见图1,在DCDC电路中,通常都存在基准电压(如图1中箭头所指示的Vref节点,基准电压也可以称为参考电压),在DCDC电路稳定工作时基准电压为一个恒定电压,DCDC电路的输出电压(图1所示的Vout)的大小由基准电压的大小决定,输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,因此,图1所示的降压电路的输出电压Vout为一个恒定的电压。
然而,在一些特殊需求的场景下,恒压输出的DCDC电路无法适用。例如,在通过设置有DCDC电路的电源适配器给电池充电的场景下,期望电源适配器提供给电池的输出电流可以在一定范围内变化,这样有利于延长电池的寿命。但是,传统的DCDC电路仅能够恒压输出,从而电源适配器提供给电池的输出电流也恒定,电池在充电时通常都是长期维持在一个大电流的情况下,容易导致电池损伤。
鉴于此,本申请实施例提供一种DCDC电路、电源适配器和电压转换方法,该DCDC电路包括反馈电路和转换电路,反馈电路和转换电路连接,其中,反馈电路,用于接收前级电路输入的输入电压,并根据输入电压输出基准电压,转换电路,用于根据基准电压进行电压转换处理,得到输出电压,由于在DCDC电路中,输出电压的大小由基准电压的大小决定,输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,这样,本申请实施例反馈电路可以根据输入电压输出基准电压,例如,在输入电压增大的情况下反馈电路输出的基准电压也增大,实现了基准电压的大小随输入电压的大小变化而变化,而由于输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,因此,本申请实施例输出电压的大小也随着输入电压大小的变化而变化,以本申请实施例提供的DCDC电路用于上述电池充电为例,在输入电压变化的情况下,DCDC电路的输出电压也随着输入电压的变化而变化,从而电源适配器提供给电池的输出电流可以随着输出电压的变化而变化,避免了电池充电时长期维持在大电流的情况下导致的电池损伤,本申请实施例提供的DCDC电路在上述电池充电的场景下可以延长电池的寿命。
以下,通过一些示例性地实施方式对本申请实施例的技术方案进行介绍。
请参考图2,其示出了本申请实施例提供的一种DCDC电路的示意图。如图2所示,该DCDC电路包括反馈电路100和转换电路200。
本申请实施例中,反馈电路100和转换电路200连接。示例性地,反馈电路100的输入端可以用于与前级电路的输出端连接,反馈电路100的输出端可以与转换电路200的输入端连接,转换电路200的输出端可以与负载连接。
其中,反馈电路100用于接收前级电路输入的输入电压,并根据输入电压输出基准电压。
前级电路例如可以是变压器等电路元件。反馈电路100可以根据DCDC电路实际应用场景的不同,使用三极管(bipolar junction transistor,BJT)、场效应管(又称MOS管)、运算放大器等分立器件搭建,也可以使用其他变换电路实现,以实现基准电压的电压波形跟随输入电压的电压波形变化的目的。
本申请实施例中,基准电压的电压波形变化规律与输入电压的电压波形变化规律相同或相反。示例性地,基准电压随着输入电压的增大而增大且基准电压和输入电压的相位相同,或者,基准电压随着输入电压的增大而增大且基准电压和输入电压的相位相反。
例如,反馈电路100可以是分压电阻,这样,输入电压增大基准电压也随之增大,且基准电压是通过分压电阻将输入电压按比例缩小后的电压;例如,反馈电路100还可以是反相电路,这样,输入电压增大基准电压也随之增大,且基准电压和输入电压的相位相反,等等。
需要说明的是,在模拟电路设计上,可以将传统DCDC芯片中的Vref引脚引出来,然后在DCDC的输入端子和Vref引脚之间设置本申请实施例的反馈电路100,从而使得Vref引脚的基准电压的电压波形可以跟随输入电压的电压波形变化;或者,也可以在DCDC芯片设计阶段将本申请实施例的反馈电路100设置在DCDC芯片内部,在此不做具体限制。
下面,对转换电路200的实施方式进行示例性地说明。
本申请实施例中,转换电路200用于根据基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。
转换电路200用于实现将基准电压转化为输出电压的目的,示例性地,转换电路200可以包括PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)波形发生器;或者,转换电路200可以包括图1中的OPAMP理想运放、LMV7219比较器以及LMV7219比较器与Vout之间的电路部分。
在本申请实施例转换电路200一种可能的实施方式中,参见图3,转换电路200可以包括运放电路201和波形发生电路202,反馈电路100的输出端与运放电路201的正向输入端连接,运放电路201的输出端与波形发生电路202的输入端连接。
可选地,运放电路201可以包括图1中的OPAMP理想运放,波形发生电路202可以包括图1中的LMV7219比较器以及LMV7219比较器与Vout之间的电路部分。
其中,运放电路201用于对反馈电路100输出的基准电压进行放大,得到放大电压,该放大电压为一个模拟的电压;波形发生电路202用于根据放大电压输出输出电压,示例性地,波形发生电路202可以将该模拟的放大电压转换为PWM波形,则得到输出电压Vout。
波形发生电路202还包括电容(图3未示出),该电容连接在波形发生电路202的输出端,该电容用于与波形发生电路202中的电感形成滤波电路,从而保证输出电压Vout是一个直流电压。
上述实施例DCDC环路中输入量为输入电压Vin,通过搭建反馈电路100,将输入电压Vin调整成需要的基准电压Vref,从而实现基准电压Vref的电压波形跟随输入电压Vin的电压波形变化的目的。
进一步地,DCDC环路中输出电压Vout为控制对象,而输出电压Vout的大小与基准电压Vref的大小线性相关,因此,当基准电压Vref发生变化时,输出电压Vout也会随之线性变化。
需要说明的是,传统技术中,输入电压前馈的目的一般是为了实现稳压输出,而本申请实施例,设置反馈电路100是为了让输出电压在稳压的基础上加入一个小纹波,从而得到与传统DCDC电路不同的特性,以适用于一些特殊需求的场景。
本申请实施例DCDC电路包括但不限于升压电路(Boost电路)、降压电路(Buck电路)以及BUCK-BOOST电路,其可用于光伏系统、太阳能充电单元等需要根据输入电压实现输出电压、输出功率控制的场合,其在在光伏系统、电池充电系统中具有优越的性能体现。
整体而言,上述实施例的DCDC电路包括反馈电路100和转换电路200,反馈电路100和转换电路200连接,其中,反馈电路100用于接收前级电路输入的输入电压,并根据输入电压输出基准电压,转换电路200用于根据基准电压进行电压转换处理,得到输出电压;由于在DCDC电路中,输出电压的大小由基准电压(或称为参考电压)的大小决定,输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,这样,本申请实施例反馈电路100可以根据输入电压输出基准电压,例如,在输入电压增大的情况下反馈电路100输出的基准电压也同步增大,实现了基准电压的大小随输入电压的大小变化而变化,而由于输出电压的大小与基准电压的大小线性相关,因此,本申请实施例输出电压的大小也随着输入电压大小的变化而变化。基于此,本申请实施例提供的DCDC电路能够适用于一些传统恒压输出的DCDC电路所不能适用的特殊需求的场景,示例性地,在通过设置有本申请实施例的DCDC电路的电源适配器给电池充电的场景下,在输入电压变化的情况下,DCDC电路的输出电压也随着输入电压的变化而变化,从而电源适配器提供给电池的输出电流可以随着输出电压的变化而变化,这就避免了电源适配器配备传统恒压输出的DCDC电路给电池充电时,由于电池长期维持在固定大电流的情况下导致的电池损伤,本申请实施例提供的DCDC电路在上述示例场景下可以延长电池的寿命。
需要说明的是,上述实施例均是针对模拟控制进行的介绍。在数字控制中,同样也是根据固定的基准电压Vref调整输出电压Vout,因此,在数字控制中,若需要实现输出电压Vout的电压波形跟随输入电压Vin的电压波形变化的目的,仅通过修改基准电压Vref的值则可以方便地实现,在此不做限制。
在一个实施例中,基于上述实施例,参见图4,本申请实施例中转换电路200的输出端与负载300连接,图4所示的电容包含于转换电路200中。
其中,负载300为充电类型的负载或者电阻式负载。充电类型的负载300即通过充电电池供电的负载,例如:手机、移动电源、笔记本电脑、平板电脑、手表、手环、智能眼镜、扫地机器人、无线耳机、蓝牙音响、电动牙刷、可充电无线鼠标,等等;电阻式负载例如电磁炉等。
请继续参见图4,在本申请实施例DCDC电路与负载300连接的情况下,从DCDC电路的输出端输出的输出电压为Vout,负载300电压为Vload,线阻(即DCDC电路和负载之间的线缆自身的阻抗)R上面通过的电流为Iout,则:
Iout=(Vout-Vload)/R
线阻R的阻值通常较小,例如小于100毫欧,这样,当输出电压Vout上叠加一个小幅度的纹波时,Iout上则会有一个大幅度的纹波。
参见图5,图5为一种示例性的输出电压Vout、输出电流Iout随输入电压Vin变化的示意图。可以看出,在输入电压Vin变化的同时,输出电压Vout跟随输入电压Vin小幅度变化,而输出电流Iout大幅度变化,即Vout上的小纹波会造成Iout的大幅度纹波。
本申请的发明人在研发过程中通过大量的仿真实验发现,不管是从DCDC电路的输出功率来看,还是从负载300的抽取功率来看,Vout和Vload的纹波分量(即变化量)相对于直流分量都是很小的,影响功率(Pout=Vout*Iout)的主要因素为Iout,Pout和Iout成线性关系。因此,本申请实施例的DCDC电路与负载300连接的情况下,DCDC电路的输出功率跟随DCDC电路的输入电压Vin也发生动态变化。
可见,本申请实施例可以通过输入电压Vin实现对DCDC电路输出功率的控制,在输入电压Vin较高时,输出较大功率,在输入电压Vin较低时,输出较小功率,防止DCDC电路将前级电路拉挂。
以下,对本申请实施例提供的DCDC电路的输出功率可以跟随DCDC电路的输入电压Vin发生动态变化的这种特性所带来的另一有益效果进行简要说明。
首先引入一个概念:PFC(Power Factor Correction,功率因数校正),功率因数是用来衡量用电设备用电效率的参数,低功率因数代表低电力效能,为了提高用电设备功率因数的技术就称为功率因数校正。
示例性地,参见图6,为了提升DCDC电路对应的用电设备(如电源适配器)的PFC值(用电设备的PFC值可以衡量电力被有效利用的程度,当PFC值越大,代表用电设备电力利用率越高),通常会在DCDC电路前加PFC电路,PFC电路的功能是让DCDC电路的输入电压和输入电流尽可能同波形、同相位,以此提升用电设备的PFC值。
也就是说,提高PFC值的途径是让DCDC电路的输入电压和输入电流尽可能同波形、同相位。但是,传统技术中,DCDC电路通常是恒定功率输出,这样,在输出功率一定的情况下,传统的DCDC电路的输入电压低时输入电流则大,而输入电压高时输入电流则小,这与提高PFC值的途径正好相反。在不增加PFC电路的情况下,传统的DCDC电路对应的用电设备的PFC值很低,即用电效率低下,不利于电网的用电规划部署。例如,由于用电设备的用电效率低下,电网可能需要布置200兆瓦的电力资源提供电力设备实际上消耗的100兆瓦的电量,造成电力资源的浪费。
本申请实施例提出的具有输入前馈功能的DCDC电路,在连接负载300的情况下,通过上述分析可知,DCDC电路的输出电压随着输入电压的变化而变化,即输入电压与输出电压具有同向性(同向性是指同步增大或者同步减小),且输入电压和输出电流同向,输出电压上的小纹波会造成输出电流的大幅度纹波,那么,随着输入电压的变化,输出功率可以大幅度变化,因此可以实现:输入电压增高时输入电流也增高,输入电压低时输入电流也小,即输入电压和输入电流具有同向性。
本申请实施例DCDC电路的这个特性和PFC电路的特性相同,也就是说,本申请实施例DCDC电路的这个特性让DCDC电路有了一定的PFC功能,可以大大减少对前级的谐波增加,搭配其他DCX架构,本申请实施例DCDC电路可以很容易实现较高的PFC值,而不需要增加额外的PFC电路和损耗,提升了DCDC电路对应的用电设备的用电效率,避免冗余的电力部署,节约了电网的电力资源。
基于上述图2-图4任一所示实施例,以下,对反馈电路100可能的实施方式进行示例性地介绍。
示例性地,反馈电路100可以包括第二分压电阻101,第二分压电阻101的电压输入端用于与前级电路连接,第二分压电阻101的电压输出端与转换电路200的输入端连接。这样,输入电压增大基准电压也随之增大,且基准电压是通过第二分压电阻101将输入电压按比例缩小后的电压。
本申请实施例中,反馈电路100还可以包括同相放大电路102或反相放大电路103,以下,结合图示,对包括同相放大电路102或反相放大电路103的两种实施方式分别进行介绍。
在一种可能的实施方式中,参见图7,反馈电路100还包括同相放大电路102,第二分压电阻101的电压输出端与同相放大电路102的输入端连接,同相放大电路102的输出端与转换电路200的输入端连接。
该同相放大电路102用于对第二分压电阻101的电压输出端输出的电压进行同相位放大,得到基准电压。即基准电压随着输入电压的增大而增大,且基准电压和输入电压的相位相同。
该实施方式的反馈电路100则可以用于上述用于提升PFC值的实施场景中,以提升用电设备,如电源适配器的用电效率。
在另一种可能的实施方式中,参见图8,反馈电路100还包括反相放大电路103,第二分压电阻101的电压输出端与反相放大电路103的输入端连接,反相放大电路103的输出端与转换电路200的输入端连接。
该反相放大电路103用于对第二分压电阻101的电压输出端输出的电压进行反相位放大,得到基准电压。即基准电压随着输入电压的增大而增大,且基准电压和输入电压的相位相反。
该实施方式的反馈电路100可以适用于一些需要DCDC电路的输出电压随输入电压的增大而增大,且输出电压和输入电压的相位相反的场景中。
由此可见,本申请实施例的反馈电路100可以依据使用场景灵活设置,提升了DCDC电路的应用灵活性。
基于上述图3所示的实施例,本实施例对DCDC电路在设计调试阶段的实施过程进行示例性地说明。
本申请实施例中,波形发生电路202的输出端与运放电路201的反向输入端连接。运放电路201还用于根据基准电压和波形发生电路202输出的输出电压,输出电压控制信号;波形发生电路202包括导通开关和电感,波形发生电路202还用于接收输入电压,并按照电压控制信号的指示调整导通开关的导通时长,以调整输入电压施加于电感的时长。
进一步地,参见图9,该转换电路200还包括第一分压电阻203,第一分压电阻203的电压输入端与波形发生电路202的输出端连接,第一分压电阻203的电压输出端与运放电路201的反向输入端连接。
运放电路201,具体用于根据基准电压和第一分压电阻203输出的电压之间的大小关系,输出电压控制信号。
以下,基于图9,对DCDC电路调试阶段的原理进行说明。
在DCDC电路设计的过程中,基准电压和输出电压线性相关,针对不同的应用场景,开发人员可能需要基准电压和输出电压之间呈现不同的倍数关系。
例如,基于应用场景,期望输出电压Vout为基准电压Vref的5倍,即Vout与Vref之间呈现5倍的关系。
在测试过程中,通过运放电路201比较基准电压Vref和输出电压Vout,可以理解的是,在转换电路200不包括第一分压电阻203的情况下,运放电路201直接比较基准电压Vref和输出电压Vout的倍数关系,在转换电路200包括第一分压电阻203的情况下,运放电路201通过比较基准电压和第一分压电阻203输出的电压之间的大小关系,来确定基准电压Vref和输出电压Vout的倍数关系是否满足设计要求。
承接上述举例,若运放电路201通过比较确定基准电压Vref和输出电压Vout的倍数关系不满足设计要求,即满足输出电压Vout不是基准电压Vref的5倍,则输出电压控制信号,指示波形发生电路202调整整导通开关的导通时长。
请结合图1,导通开关可以是指MOS管T1,导通开关的导通时长越长,输入电压Vin加在电感L1上的时间就越长,输入电压Vin对输出电压Vout的影响就越大,从而可以增大输出电压Vout;相反,导通开关的导通时长越短,输入电压Vin加在电感L1上的时间就越短,输入电压Vin对输出电压Vout的影响就越小,从而可以减小输出电压Vout。
因此,若运放电路201通过比较确定基准电压Vref和输出电压Vout的倍数关系不满足设计要求,且输出电压Vout需要增大,则电压控制信号用于指示波形发生电路202延长导通开关的导通时长;若运放电路201通过比较确定基准电压Vref和输出电压Vout的倍数关系不满足设计要求,且输出电压Vout需要减小,则电压控制信号用于指示波形发生电路202缩短导通开关的导通时长。
而若运放电路201通过比较确定基准电压Vref和输出电压Vout的倍数关系满足设计要求,则电压控制信号用于指示波形发生电路202保持当前的导通开关的导通时长,从而使得DCDC电路在设计阶段可以符合设计要求,以灵活应用于各种场景。
在一个实施例中,基于图2所示的实施例,参见图10,本申请实施例DCDC电路还可以包括控制电路400,反馈电路100包括第一反馈电路101和第二反馈电路102,控制电路400与第一反馈电路101和第二反馈电路102均连接。
控制电路400,用于根据预设的导通条件,控制第一反馈电路101与转换电路200导通,或者,控制第二反馈电路102与转换电路200导通。
其中,第一反馈电路101和第二反馈电路102输出的基准电压的电压波形变化规律不同,例如,第一反馈电路101为图7所示的反馈电路100,第二反馈电路102为图8所示的反馈电路100,分别用于实现不同的效果。
这样,在实际应用的过程中,根据当前应用场景的不同,控制电路400可以选择不同的反馈电路100与转换电路200导通,以使当前应用场景与反馈电路100匹配。该预设的导通条件可以是接收到用户针对使用场景的选择指令,控制电路400则选择与该选择指令匹配的第一反馈电路101或者第二反馈电路102与转换电路200导通。
可以理解的是,第一反馈电路101和第二反馈电路102的数量均可以是多个,以实现多个反馈电路100匹配多个使用场景的灵活切换,提升DCDC电路的应用灵活性。
在一个实施例中,提供一种电源适配器,该电源适配器包括如上述任一实施例所述的DCDC电路。
关于电源适配器的具体限定和有益效果可以参见上述实施例,在此不再赘述。
在一个实施例中,参见图11,提供一种电压转换方法,该电压转换方法用于如上述任一实施例所述的DCDC电路中,该方法包括如下步骤:
步骤100,接收前级电路输入的输入电压,并根据输入电压输出基准电压。
步骤200,根据基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。
关于电压转换方法的具体限定和有益效果可以参见上述DCDC电路的实施例,在此不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种DCDC电路,其特征在于,包括反馈电路和转换电路;
所述反馈电路,用于接收前级电路输入的输入电压,并根据所述输入电压输出基准电压;
所述转换电路,用于根据所述基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。
2.根据权利要求1所述的DCDC电路,其特征在于,所述转换电路包括运放电路和波形发生电路,所述反馈电路的输出端与所述运放电路的正向输入端连接,所述运放电路的输出端与所述波形发生电路的输入端连接;
所述运放电路,用于对所述反馈电路输出的所述基准电压进行放大,得到放大电压;
所述波形发生电路,用于根据所述放大电压输出所述输出电压。
3.根据权利要求2所述的DCDC电路,其特征在于,所述波形发生电路的输出端与所述运放电路的反向输入端连接;
所述运放电路,还用于根据所述基准电压和所述波形发生电路输出的所述输出电压,输出电压控制信号;
所述波形发生电路包括导通开关和电感,所述波形发生电路还用于接收所述输入电压,并按照所述电压控制信号的指示调整所述导通开关的导通时长,以调整所述输入电压施加于所述电感的时长。
4.根据权利要求3所述的DCDC电路,其特征在于,所述转换电路还包括第一分压电阻,所述第一分压电阻的电压输入端与所述波形发生电路的输出端连接,所述第一分压电阻的电压输出端与所述运放电路的反向输入端连接;
所述运放电路,具体用于根据所述基准电压和所述第一分压电阻输出的电压之间的大小关系,输出所述电压控制信号。
5.根据权利要求1所述的DCDC电路,其特征在于,所述转换电路的输出端与负载连接;
其中,所述负载为充电类型的负载或者电阻式负载。
6.根据权利要求1所述的DCDC电路,其特征在于,所述DCDC电路还包括控制电路,所述反馈电路包括第一反馈电路和第二反馈电路,所述控制电路与所述第一反馈电路和所述第二反馈电路均连接,所述第一反馈电路和所述第二反馈电路输出的基准电压的电压波形变化规律不同;
所述控制电路,用于根据预设的导通条件,控制所述第一反馈电路与所述转换电路导通,或者,控制所述第二反馈电路与所述转换电路导通。
7.根据权利要求1所述的DCDC电路,其特征在于,所述反馈电路包括同相放大电路或反相放大电路。
8.根据权利要求1所述的DCDC电路,其特征在于,所述基准电压的电压波形变化规律与所述输入电压的电压波形变化规律相同或相反。
9.一种电源适配器,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的DCDC电路。
10.一种电压转换方法,其特征在于,用于如权利要求1-8任一项所述的DCDC电路中,所述方法包括:
接收前级电路输入的输入电压,并根据所述输入电压输出基准电压;
根据所述基准电压进行电压转换处理,得到输出电压。
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US5726845A (en) * 1996-02-28 1998-03-10 Astec International Limited Short circuit protection for power factor correction circuit
US7095215B2 (en) * 2004-06-04 2006-08-22 Astec International Limited Real-time voltage detection and protection circuit for PFC boost converters
CN104967323B (zh) * 2015-06-12 2017-08-04 南京理工大学 低输出电压纹波断续模式反激功率因数校正变换器

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