CN201066822Y - 电源供给电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源供给电路，包括直流电源；第一储能元件；驱动电路；受驱动电路驱动使直流电源对第一储能元件充电的第一开关元件；使直流电源向负载供电的第二开关元件；连接在第二开关元件与地之间的第二储能元件；向所述驱动电路提供反馈电压的反馈电路以及一设置在第二开关元件前端的能量控制支路，该能量控制支路有第一储能元件和第三开关元件串联构成。在需要停止向负载供电时，本实用新型提供的电源供给电路能有效切断直流电源与负载之间的通路，从而减少电能的消耗。

Description

电源供给电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源供给电路，尤其是一种将升压后的直流电源供给负载使用的电源供给电路。

背景技术

现有的MP3、MP4播放器大多使用一节AAA电池供电，但一节AAA电池一般只能提供1.2伏至1.5伏的电压，不能满足播放器工作的需要。因此现有播放器的电源供给电路一般设有电压转换电路，将电池提供的电压升高后再向负载供电。

参见图1，图1是现有电源供给电路的电原理图。现有的电源供给电路包括直流电源Vin、电感L、场效应管Q1、二极管D、电容C、驱动电路11以及由电阻R1、R2组成的反馈电路。其中，驱动电路11由误差比较器1、振荡器2和驱动器3组成。

反馈电路中，电阻R1的一端连接到电源供给电路的输出端，也就是与负载5连接，另一端与电阻R2连接，并将输出端的电压信息反馈输入到误差比较器1的一个输入端中。误差比较器1的另一输入端连接到参考电压Vref上，并通过对两输入端的电压进行比较后向将比较结果输送到驱动器3中，驱动器3根据比较结果将振荡器2的脉冲信号输送到第一开关元件，即场效应管Q1的栅极g1中。场效应管Q1为一N型场效应管，其漏极d1连接到第二开关元件，即二极管D的正极，其源极s1接地。现有的电源供给电路包括有两个储能元件，即第一储能元件电感L和第二储能元件电容C。电感L连接在直流电源Vin与场效应管Q1的漏极d1之间，电容C则连接在场效应管Q1的源极s1与二极管D的负极之间，也就是连接在二极管D的负极与地之间。

在负载5需要供电时，驱动电路11交替地向场效应管Q1的栅极g1输出高电平信号和低电平信号。当驱动电路11向场效应管Q1的栅极g1输出高电平信号时，场效应管Q1导通，直流电源Vin、电感L、场效应管Q1与地形成通路，电感L开始充电，流经电感L的电流开始增大，电压开始升高。此时，由于电感L的电压不足以导通二极管D，故二极管D截止。当驱动电路11向场效应管Q1的栅极g1输出低电平信号时，场效应管Q1截止，但由于流经电感L的电流不能突变，并在电感L上感生出高电压，使二极管D导通，电感L上的电能便通过二极管D向电容C充电并向负载5提供电流。随着电感L上的电能被不断释放，其电压也不断下降。当电感L上的电压下降到某一值时二极管D截止，电容C随即向负载5供电。当场效应管Q1再次导通时，电感L再次充电，其电压不断升高，同时电容C继续向负载5供电，直至场效应管Q1再次截止时，二极管D导通，并由电感L向负载5供电。场效应管Q1交替地导通与截止，使电感L的电压不断升高，同时电感L与电容C交替地充电与放电，并交替地向负载5供电。

在需要停止向负载5供电时，驱动电路11停止驱动场效应管Q1，但由于此时电感L经过多次充放电后，电压已经升高，即使场效应管Q1截止时也能让二极管D导通，直流电源Vin仍然可以通二极管D向负载5供电，这样会增加电力的消耗，若负载5为发光二极管，则还会造成其继续发光而严重影响产品的寿命。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种节省电能且不会明显增加生产成本的电源供给电路。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电源供给电路，包括直流电源；第一储能元件；驱动电路；受驱动电路驱动使直流电源对第一储能元件充电的第一开关元件；使直流电源向负载供电的第二开关元件；连接在第二开关元件与地之间的第二储能元件；向所述驱动电路提供反馈电压的反馈电路以及一设置在第二开关元件前端的能量控制支路，该能量控制支路由第一储能元件与第三开关元件串联构成。

较佳的实施方案是第一开关元件为场效应管Q1，其栅极g1连接驱动电路的输出端，其漏极连接到第一储能元件，源极接地。第三开关元件为一由控制电路控制的场效应管Q3，其源极与第一储能元件连接，漏极与第二开关元件连接，并与第一储能元件串联组成能量控制支路。第一储能元件为电感L，第二开关元件为连接在场效应管Q3的漏极与负载之间的二极管D。

由以上方案可见，在需要停止向负载供电时，驱动电路可向场效应管Q1的栅极g1发出一低电平信号，让场效应管Q1截止，而控制电路也让场效应管Q3截止，则直流电源与负载之间的通路被切断，直流电源无法向负载供电，这样便减少电能的消耗。同时本实用新型提供的电源供给电路与现有的相比，只增加一个或两个场效应管，不会明显增加电源供给电路的生产成本。

附图说明

图1是现有电源供给电路的电原理图；

图2是本实用新型第一实施例的电原理图；

图3是本实用新型第二实施例的电原理图；

图4是本实用新型第三实施例的电原理图；

图5是本实用新型第四实施例的电原理图；

图6是本实用新型第五实施例的电原理图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图2，图2揭示了本实用新型第一实施例的电原理图。与现有的电源供给电路相比，本实施例的电源供给电路增加了一第三开关元件，即场效应管Q3，并与电感L串联组成能量控制支路。场效应管Q3为一P型场效应管，其源极s3与电感L连接，其漏极d3与二极管D的正极连接，其栅极g3连接到控制电路4上，并由控制电路4控制其通断。

当负载5需要供电时，驱动电路11交替地向场效应管Q1的栅极g1输出高电平信号与低电平信号。当场效应管Q1导通时，直流电源Vin向电感L充电。当场效应管Q1截止时，流经电感L的电流感生出的高电压将场效应管Q3和二极管D导通，电感L上的电能向电容C充电并向负载5提供电流。场效应管Q1交替地导通与截止，电感L与电容C交替地充放电，并交替地向负载5提供电流。

当需要停止向负载5供电时，控制电路4停止驱动场效应管Q1，同时，控制电路4向场效应管Q3的栅极g3输出高电平信号，使其截止，此时直流电源Vin到负载5之间的通路被切断，负载5上也就没有电流流过。这样便可避免直流电源Vin继续通过电感L向负载5供电而导致电能的浪费。

当然，场效应管Q3不一定设置在电感L与二极管D之间，也可以设置在直流电源Vin与电感L之间。参见图3，是本实用新型第二实施例的电原理图。与第一实施例不同，本实施例的场效应管Q3设置在直流电源Vin与电感L之间，也就是场效应管Q3的源极s3与直流电源Vin连接，漏极d3连接到电感L的一端，场效应管Q1的漏极d1则连接到电感L的另一端，源极s1与电容C连接并接地。

在需要向负载5供电时，控制电路4向场效应管Q3的栅极g3发出输出低电平信号并使其导通，同时驱动电路11交替地向场效应管Q1发出高电平信号和低电平信号，使其交替地被导通和截止，电感L与电容C也交替地充放电并交替地向负载5供电。

当需要停止向负载5供电时，控制电路4向场效应管Q3输出高电平信号，让场效应管Q3截止，直流电源Vin与负载5之间的通路被切断，负载5上也就没有电流流经，避免电能的浪费。

同样，场效应管Q1的漏极d1不一定连接在电感L的一端上，也可以连接在场效应管Q3的漏极d3上。如图4所示，揭示了本实用新型的第三实施例的电原理图。本实施例中，电感L与场效应管Q3组成能量控制支路，电感L的一端连接到场效应管Q3的栅极s3，场效应管Q3的漏极d3与场效应管Q1的漏极d1连接，场效应管Q1的源极s1连接电容C并接地。本实施例的工作原理与前述的第二实施例工作原理相同，在此不在赘述。

当然，上述的实施例中，第二开关元件均为连接在能量控制支路与负载之间的二极管D，但本实用新型的实际应用中，第二开关元件可以为其他元件。

参见图5，是本实用新型的第四实施例的电原理图。与第一实施例不同的是，本实施例的第二开关元件为一场效应管Q2。场效应管Q2为一P型场效应管，其源极s2与电容C连接，其漏极d2连接到场效应管Q3的漏极d3，其栅极g2连接到驱动电路11的输出端，即场效应管Q2也是由驱动电路11驱动。这样，场效应管Q1与场效应管Q2受到驱动电路11的同步驱动，也实现对电流的同步整流。

当需要向负载5供电时，驱动电路11向场效应管Q1和Q2同步发出驱动信号，但由于场效应管Q1为N型场效应管，而场效应管Q2为P型场效应管，当驱动电路11输出高电平信号时，场效应管Q1被开启，而场效应管Q2则截止；而当驱动电路11输出低电平信号时，场效应管Q1截止，场效应管Q2开启。故当场效应管Q1开启时，直流电源Vin向电感L充电，场效应管Q2截止。当场效应管Q1截止时，场效应管Q2导通，并且流经电感L上的电流感生出的高电压将场效应管Q3导通，电感L上的电能供给场效应管Q2和Q3向电容C充电并向负载5提供电流。在场效应管Q1交替地导通与截止的同时，电感L与电容C也交替地充放电并向负载5供电。

在需要停止向负载5供电时，驱动电路11停止驱动场效应管Q1和Q2，两场效应管均截止，同时，控制电路4向场效应管Q3的栅极g3输出高电平信号将场效应管Q3截止，从而实现切断直流电源Vin与负载5之间的通路，并实现停止对负载5供电。

在本实用新型的第三实施例中，只有场效应管Q3导通时电感L才能充电，但由于场效应管Q3导通时两端存在开启电压的压降，因此降低了电感L充电的效率。

参见图6，是本实用新型的第五实施例的电原理图。本实施例是在第三实施例的基础上增加一与场效应管Q3并联的第四开关元件，即场效应管Q4。场效应管Q4为一N型场效应管，其源极s4与场效应管Q3的漏极d3连接，漏极d4与场效应管Q3的源极s3连接，栅极g4连接到驱动电路11的输出端，这样场效应管Q4与场效应管Q1受到驱动电路11的同步驱动。

在需要向负载5供电时，控制电路4输出信号降场效应管Q3开启，并且驱动电路11发出驱动信号将场效应管Q1和Q4同时开启，直流电源Vin、电感L、场效应管Q4、场效应管Q1与地形成通路，电感L开始充电。当驱动电路11输出低电平信号时，场效应管Q1和Q4截止，电感L电压升高并使二极管D导通，并通过二极管D向负载5供电。在场效应管Q1交替地导通与截止的同时，电感L与电容C也交替地充放电并向负载5供电。

本实施例中，只要场效应管Q1和Q4同时导通便可实现对电感L充电，而场效应管Q1和Q4的开启电压均由驱动电路11提供，并不是消耗直流电源Vin的电能，因此能提高直流电源Vin对电感L充电的效率。

由上述方案可见，本实用新型提供的电源供给电路中增加的第三开关元件，即场效应管Q3能有效切断直流电源Vin与负载5之间的通路，从而避免需要停止向负载5供电时仍有电流流经负载5，有效节省电能。并且，与现有的电源供给电路相比，本实用新型的电源供给电路只增加了一个或两场效应管，并不会明显增加生产成本。

当然，上述实施例中，第三开关元件均采用场效应管，但在本实用新型的实际应该过程中，也可以使用晶体三极管等具有开关功能的元件来实现。同样，上述实施例中的其他场效应管也应可以使用其他开关元件来替代，也可实现相同的效果。

最后，需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，诸如开关元件的改变、各开关元件的连接方式的改变等小量变化也应该包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.电源供给电路，包括

直流电源；

第一储能元件；

驱动电路；

受驱动电路驱动使直流电源对第一储能元件充电的第一开关元件；

使直流电源向负载供电的第二开关元件；

连接在第二开关元件与地之间的第二储能元件；

向所述驱动电路提供反馈电压的反馈电路；

其特征在于：

一设置在所述第二开关元件前端的能量控制支路。

2.根据权利要求1所述的电源供给电路，其特征在于：

所述能量控制支路由第一储能元件与第三开关元件串联构成。

3.根据权利要求2所述的电源供给电路，其特征在于：

所述第三开关元件为一场效应管Q3。

4.根据权利要求3所述的电源供给电路，其特征在于：

所述场效应管Q3的源极与第一储能元件连接，漏极与第二开关元件连接，所述第一开关元件连接在场效应管Q3的源极与地之间。

5.根据权利要求3所述的电源供给电路，其特征在于：

所述场效应管Q3的源极与直流电源连接，漏极与第一储能元件的一端连接，所述第一开关元件连接在第一储能元件的另一端与地之间。

6.根据权利要求3所述的电源供给电路，其特征在于：

所述场效应管Q3的源极与第一储能元件连接，漏极与第二开关元件连接，所述第一开关元件连接在场效应管Q3的漏极与地之间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电源供给电路，其特征在于：

所述第二开关元件为一二极管。

8.根据权利要求1至6任一项所述的电源供给电路，其特征在于：

所述第二开关元件为一场效应管Q2；

所述场效应管Q2由所述驱动电路驱动。

9.根据权利要求6所述的电源供给电路，其特征在于：

所述电源供给电路还包括一与所述第三开关元件并联的第四开关元件。

10.根据权利要求9所述的电源供给电路，其特征在于：

所述第四开关元件为一场效应管Q4；

所述场效应管Q4由所述驱动电路驱动。

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