CN202424521U - 电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源电路，包括电压输入端、电压输出端及升压电路，其中升压电路的外围还设有一用于对电压输入端的输入电压进行降压的降压电路，升压电路根据电压输出端的输出电压输出一控制信号控制降压电路的降压工作。本实用新型由于在现有升压电路的外围设计了一降压电路，当电压输入端的输入电压低于预设升降压临界值时，升压电路对输入电压进行升压处理，当电压输入端的输入电压高于预设升降压临界值时，降压电路对输入电压进行降压处理，从而使得本实用新型不仅能实现对输入电压的升压功能，还能实现对输入电压的降压功能，并且本实用新型相对于现有技术中用作电源电路的专用集成电路，具有成本更低、效率更高的优点。

Description

电源电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源电路。 

背景技术

现有技术中，消费类电子产品，尤其是便携式的电子产品，其电源电路的升压电路或降压电路均是采用集成电路来实现，然而，现有的采用集成电路实现的电源电路，其很少同时具备对输入电压的升压和降压两种功能，并且，这种用作电子产品电源电路的专用集成电路，其成本较高。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种成本低且同时具备对输入电压的升压和降压两种功能的电源电路。 

为了达到上述目的，本实用新型提出一种电源电路，包括电压输入端、电压输出端及升压电路，所述升压电路的外围还设有一用于对所述电压输入端的输入电压进行降压的降压电路，所述升压电路根据所述电压输出端的输出电压输出一控制信号控制所述降压电路的降压工作。 

优选地，所述降压电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一分压电阻、第二分压电阻及第三分压电阻，所述第一分压电阻、第二分压电阻及第三分压电阻相互串联，其一端连接于所述电压输入端，另一端接地，所述第一三极管的基极连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间，所述第二三极管的基极连接于所述第二分压电阻和第三分压电阻之间，所述第一三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第四三极管的发射极与所述电压输入端连接。 

优选地，所述降压电路还包括第一MOS管，所述第一MOS管的源极与所述电压输入端连接，所述第一MOS管的栅极与所述第四三极管的集电极连接，所述第一MOS管的漏极与所述升压电路连接。 

优选地，所述降压电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一二极管的阳极接地。 

优选地，所述升压电路包括电感器、第二二极管、第二MOS管、升压IC、第一取样电阻及第二取样电阻，所述电感器的一端与所述降压电路连接，另一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阳极还与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二二极管的阴极与所述电压输出端连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管栅极与所述升压IC的脉冲宽度调制信号输出脚连接，所述第一取样电阻与所述第二取样电阻相互串联，其一端连接于所述电压输出端，另一端接地，所述升压IC的反馈电压输入脚连接于所述第一取样电阻和所述第二取样电阻之间。 

优选地，所述第一三极管的发射极还与所述升压电路中升压IC的脉冲宽度调制信号输出脚连接。 

优选地，所述电感器连接于所述降压电路中第一MOS管的漏极和所述第二二极管的阳极之间。 

优选地，所述第一三极管及第三三极管为NPN三极管，所述第二三极管及第四三极管为PNP三极管。 

本实用新型提出的电源电路，通过在现有升压电路的外围设计一由三极管、MOS管及二极管等元器件构成的降压电路，使得本实用新型同时具备了对输入电压的升压和降压两种功能，并且本实用新型相对于现有技术中用作电源电路的专用集成电路，具有成本更低、效率更高的优点。 

附图说明

图1是本实用新型电源电路较佳实施例的电路原理框图； 

图2是本实用新型电源电路较佳实施例的电路结构示意图。 

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

参照图1，图1是本实用新型电源电路较佳实施例的电路原理框图，包括电压输入端1、电压输出端2及升压电路4，在升压电路4的外围还设有降压电路3，升压电路4根据电压输出端2的输出电压输出一脉冲宽度调制（PulseWidth Modulation，简称PWM）控制信号控制降压电路3的降压工作。 

具体的，当电压输入端1的输入电压高于预设升降压临界值时，降压电路3对输入电压进行降压处理，当电压输入端1的输入电压低于预设升降压临界值时，升压电路4对输入电压进行升压处理。 

参照图2，图2是本实用新型电源电路较佳实施例的电路结构示意图，包括降压电路3及升压电路4，图中Vin为电压输入端的输入电压，Vout为电压输出端的输出电压。 

其中，降压电路3包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一MOS管Q5、第一二极管D1、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3、第三分压电阻R8、电阻R1、电阻R4、电阻R5、电阻R6及电阻R7，其中第一三极管Q1及第三三极管Q3为NPN三极管，第二三极管Q2及第四三极管Q4为PNP三极管。 

具体的，第一分压电阻R2、第二分压电阻R3及第三分压电阻R8相互串联，其一端与电压输入端连接，另一端接地，第一三极管Q1的基极连接于第一分压电阻R2和第二分压电阻R3之间，第一三极管Q1的集电极与第四三极管Q4的基极连接并经电阻R4与电压输入端连接，第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的发射极连接并经电阻R1与升压电路中升压IC的脉冲宽度调制信号输出脚连接，第二三极管Q2的基极连接于第二分压电阻R3和第三分压电阻R8之间，第二三极管Q2的集电极与第三三极管Q3的基极连接并经电阻R7接地，第三三极管Q3的集电极与第四三极管Q4的集电极连接并经电阻R6与第一MOS管Q5的栅极连接，第三三极管Q3的发射极接地， 第四三极管Q4的发射极分别与第一MOS管Q5的源极及电压输入端连接，第一MOS管Q5的源极经电阻R5与第一MOS管Q5的栅极连接，第一二极管D1的阴极与第一MOS管Q5的漏极连接，第一二极管D1的阳极接地。 

升压电路4包括电感器L1、第二二极管D2、第二MOS管Q6、升压IC、第二取样电阻R10、第一取样电阻R11、电阻R9、电阻R12及电容C1。 

具体的，电感器L1连接于降压电路3中第一MOS管Q5的漏极和第二二极管D2的阳极之间，第二二极管D2的阳极还与第二MOS管Q6的漏极连接，第二二极管D2的阴极与电压输出端连接，第二MOS管Q6的源极接地，第二MOS管Q6栅极经电阻R12与升压IC的脉冲宽度调制信号输出脚连接。第一取样电阻R11的一端与电压输出端连接，另一端经第二取样电阻R10接地，电阻R9的一端连接于升压IC的反馈电压输入脚，另一端连接于第一取样电阻R11和第二取样电阻R10之间，电容C1的一端与电压输出端连接，电容C1的另一端接地。 

本实用新型实施例可以通过改变第一三极管Q1与第二三极管Q2之间的第二分压电阻R3来调节该电源电路的升降压临界值，该升降压临界值可以根据设计需求的不同而不同，该升降压临界值由电压输入端的输入电压Vin、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3及第三分压电阻R8决定，调节第一分压电阻R2、第二分压电阻R3及第三分压电阻R8的阻值，可以调节升降压临界值，本实施例的预设升降压临界值为10.5V。 

本实用新型实施例中，若Vin=10.5V，R2=6.8K欧姆，R3=0欧姆，R8=470欧姆，则第一三极管Q1及第二三极管Q2的基极B的电压Vb=0.68V。 

当输入电压端的输入电压Vin低于预设升降压临界值10.5V时，且当第一三极管Q1、第二三极管Q2的发射极E所输入的脉冲宽度调制信号（PWM）为正半周时（此时该脉冲宽度调制信号的占空比较大），第二三极管Q2、第三三极管Q3导通，从而第一MOS管Q5导通，此时输入电压Vin经第一MOS管Q5进入到后续的升压电路，实现对输入电压Vin的升压处理； 

当第一三极管Q1、第二三极管Q2的发射极E所输入的脉冲宽度调制信号（PWM）为负半周时（此时该脉冲宽度调制信号的占空比较大），第二三极管Q2、第三三极管Q3截止，又由于第一MOS管Q5的栅极G与源极之间的结电容作用，当第三三极管Q3截止时，第一MOS管Q5导通，使得输入电 压Vin电压进入到后续的升压电路，实现对输入电压Vin的升压处理。 

因此，当本实用新型实施例用作对输入电压Vin的升压功能时，第一MOS管Q5将处于常导通的状态，输入电压Vin直接被升压电路进行升压处理。 

当输入电压端的输入电压Vin高于预设升降压临界值10.5V时，因第一三极管Q1、第二三极管Q2的基极B的电位为由第一分压电阻R2、第二分压电阻R3及第三分压电阻R8分压所得，此时第一三极管Q1、第二三极管Q2的基极B的电压Vb＞0.7V，当第一三极管Q1、第二三极管Q2的发射极E所输入的脉冲宽度调制信号（PWM）为正半周时（此时该脉冲宽度调制信号的占空比较小）,第二三极管Q2、第三三极管Q3导通，从而第一MOS管Q5导通，此时输入电压Vin经第一MOS管Q5进入到后续的升压电路，实现对输入电压Vin的升压处理； 

当第一三极管Q1、第二三极管Q2的发射极E所输入的脉冲宽度调制信号（PWM）为负半周时（此时该脉冲宽度调制信号的占空比较小），第一三极管Q1、第四三极管Q4导通，从而使得第一MOS管Q5的栅极G的电位被拉高，从而第一MOS管Q5截止，且此时第二MOS管Q6因脉冲宽度调制信号（PWM）的控制而截止，从而此时使得的升压电路失效，电感器L1对本实用新型实施例电源电路的负载释放能量，重复如上动作则可完成对输入电压Vin的降压功能。 

当输入电压端的输入电压Vin在10.5V之间来回波动时，本实用新型实施例通过调节升压电路中升压IC输出的脉冲宽度调制信号（PWM）的占空比来控制降压电路中第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3及第四三极管Q4的交替导通，从而控制第一MOS管Q5的导通时间的长短，以实现对输入电压Vin的升压与降压功能。例如，当Vin=8.5V~10.5V，Vout=12V时，本实用新型电源电路工作在升压状态，当Vin=8.5V时，升压电路中升压IC输出的脉冲宽度调制信号（PWM）的占空比为6.6%；当Vin=13V~14.5V，Vout=12V时，本实用新型电源电路工作在降压状态，当Vin=14.5V时，升压电路中升压IC输出的脉冲宽度调制信号（PWM）的占空比为2.4%。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型由于在现有升压电路的外围设计了一降压电路，当电压输入端的输入电压低于预设升降压临界值时，升压电 路对输入电压进行升压处理，当电压输入端的输入电压高于预设升降压临界值时，降压电路对输入电压进行降压处理，从而使得本实用新型不仅能实现对输入电压的升压功能，还能实现对输入电压的降压功能，并且本实用新型相对于现有技术中用作电源电路的专用集成电路，具有成本更低、效率更高的优点。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (8)

1.一种电源电路，包括电压输入端、电压输出端及升压电路，其特征在于，所述升压电路的外围还设有一用于对所述电压输入端的输入电压进行降压的降压电路，所述升压电路根据所述电压输出端的输出电压输出一控制信号控制所述降压电路的降压工作。

2.根据权利要求1所述电源电路，其特征在于，所述降压电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一分压电阻、第二分压电阻及第三分压电阻，所述第一分压电阻、第二分压电阻及第三分压电阻相互串联，其一端连接于所述电压输入端，另一端接地，所述第一三极管的基极连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻之间，所述第二三极管的基极连接于所述第二分压电阻和第三分压电阻之间，所述第一三极管的集电极与所述第四三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述第三三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第四三极管的发射极与所述电压输入端连接。

3.根据权利要求2所述电源电路，其特征在于，所述降压电路还包括第一MOS管，所述第一MOS管的源极与所述电压输入端连接，所述第一MOS管的栅极与所述第四三极管的集电极连接，所述第一MOS管的漏极与所述升压电路连接。

4.根据权利要求2所述电源电路，其特征在于，所述降压电路还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一二极管的阳极接地。

5.根据权利要求1所述电源电路，其特征在于，所述升压电路包括电感器、第二二极管、第二MOS管、升压IC、第一取样电阻及第二取样电阻，所述电感器的一端与所述降压电路连接，另一端与所述第二二极管的阳极连 接，所述第二二极管的阳极还与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二二极管的阴极与所述电压输出端连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管栅极与所述升压IC的脉冲宽度调制信号输出脚连接，所述第一取样电阻与所述第二取样电阻相互串联，其一端连接于所述电压输出端，另一端接地，所述升压IC的反馈电压输入脚连接于所述第一取样电阻和所述第二取样电阻之间。

6.根据权利要求2述电源电路，其特征在于，所述第一三极管的发射极还与所述升压电路中升压IC的脉冲宽度调制信号输出脚连接。

7.根据权利要求5所述电源电路，其特征在于，所述电感器连接于所述降压电路中第一MOS管的漏极和所述第二二极管的阳极之间。

8.根据权利要求2所述电源电路，其特征在于，所述第一三极管及第三三极管为NPN三极管，所述第二三极管及第四三极管为PNP三极管。 

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