CN206559074U - 一种供电电路及移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电电路及移动终端，其中供电电路包括：供电电源；连接于供电电源与用电模组之间的保护模组，包括：与供电电源的电压输出端连接的稳压元件；连接于供电电源与用电模组之间的开关元件；连接于供电电源与开关元件之间的开关控制单元；当供电电源的输出电压位于预设电压范围内时，开关控制单元发送导通信号至开关元件，开关元件接收导通信号并导通供电电源与用电模组之间的连接；当供电电源的输出电压位于预设电压范围外时，开关控制单元发送关断信号至开关元件，开关元件接收关断信号并断开供电电源与用电模组之间的连接。本实用新型的供电电路可以防止移动终端的主板电路中的用电器件由于过电压损坏。

Description

一种供电电路及移动终端

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种供电电路及移动终端。

背景技术

移动终端中为的主板上供电的后备供给电源通路上的器件易出现过压损坏。如挂在后备供给电源的充电芯片损坏，导致不能开机或充电，或挂在后备供给电源网络上的系统电源管理芯片输入端过压损坏，导致手机上主板发热等。

移动终端的电源都是从电池电芯供电，通路上任何器件出现失效都可能会导致系统出现功能故障或安全隐患。在实际开发和生产阶段，通过加程控电源模拟电池给主板供电可能产生过电压，或移动终端在使用过程中后备供给电源网络负载瞬态变化出现高压等，都可能引入过压风险，从而导致后备供给电源网络上的用电器件损坏。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种供电电路及移动终端，以解决在供电电源产生过电压时，导致与供电电源连接的用电器件损坏的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种供电电路，包括：

供电电源；

连接于所述供电电源的电压输出端与用电模组之间的保护模组，所述保护模组包括：

与所述供电电源的电压输出端连接的稳压元件；

连接于所述供电电源的电压输出端与所述用电模组之间的开关元件；

连接于所述供电电源的电压输出端与所述开关元件之间的开关控制单元；

当所述供电电源的输出电压位于预设电压范围内时，所述开关控制单元发送导通信号至所述开关元件，所述开关元件接收所述导通信号，并导通所述供电电源与所述用电模组之间的连接；当所述供电电源的输出电压位于所述预设电压范围外时，所述开关控制单元发送关断信号至所述开关元件，所述开关元件接收所述关断信号，并断开所述供电电源与所述用电模组之间的连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种移动终端，包括上述的供电电路。

这样，本实用新型的供电电路通过在供电电源与用电模组之间加设保护模组，避免了供电电源可能输出浪涌电压或者直流过压时，导致用电模组损坏。其中保护模组包括稳压元件、开关控制单元和开关元件，一方面，保护模组通过稳压元件钳位供电电源输出端的浪涌电压。另一方面，在供电电源的输出电压位于预设电压范围内，即输出电压在用电器件的安全电压范围内时，开关控制单元控制开关元件导通，即供电电源与用电模组之间形成通路，保证在供电电源的输出电压正常情况下，用电模组可以正常工作。在供电电源的输出电压位于预设电压范围外，即产生过电压时，开关控制单元控制开关元件关断，即供电电源与用电模组之间形成断路，保证用电模组不受过电压损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本实用新型实施例的供电电路的结构框图；

图2表示本实用新型实施例的保护模组的电路结构图。

附图标记说明：

1、供电电源；

2、保护模组；

21、稳压元件；

22、开关元件；

23、开关控制单元；

231、比较器；

232、驱动器；

233、控制器；

3、用电模组；

31、第一用电元件；

32、电源管理芯片；

33、第二用电元件。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种供电电路，包括：供电电源1；连接于供电电源1的电压输出端与用电模组3之间的保护模组2。

保护模组2包括：与供电电源1的电压输出端连接的稳压元件21；连接于供电电源1的电压输出端与用电模组3之间的开关元件22；连接于供电电源1的电压输出端与开关元件22之间的开关控制单元23。

当供电电源1的输出电压位于预设电压范围内时，开关控制单元23发送导通信号至开关元件22，开关元件22接收导通信号，并导通供电电源1与用电模组3之间的连接；当供电电源1的输出电压位于预设电压范围外时，开关控制单元23发送关断信号至开关元件22，开关元件22接收关断信号，并断开供电电源1与所述用电模组3之间的连接。

该实施例中，供电电源1可以是电池，或者选取一输入端作为测试点加入程控电源模拟电池。用电模组3包括移动终端的用电器件，例如：显示屏等。

其中，开关控制单元23与供电电源1的连接端相比于稳压元件21与供电电源1的连接端，为供电电源1的电流输出方向的后端。

具体的，稳压元件21为稳压二极管，稳压二极管反接于供电电路中，即稳压二极管的阴极连接于供电电源1的电压输出端，阳极接地连接。稳压二极管用于钳位供电电源1输出端的浪涌电压。当供电电源1的输出电压低于预设电压阈值时，使供电电源1的输出电压保持不变；当供电电源1的输出电压高于预设电压阈值时，使供电电源1的输出电压降低至第一电压值。其中预设电压阈值为稳压二极管的反向导通电压，第一电压值位于预设电压范围外。

这样，当供电电源1输出瞬时过电压(浪涌电压)，即供电电源1的输出电压达到稳压二极管的反向导通电压时，稳压二极管反向导通，使供电电源1 的输出电压降低至接近于零的第一电压值，实现钳位供电电源输出的浪涌电压的作用。当供电电源1的输出电压低于稳压二极管的反向导通电压时，稳压二极管不导通，使供电电源1保持稳定的电压输出。

开关元件22为场效应管，开关控制单元23为一集成电路，用于驱动场效应管的导通和关断。

进一步地，如图2所示，开关控制单元23包括：与供电电源1的电压输出端连接的比较器231；与开关元件22连接的驱动器232；连接于比较器231 的输出端和驱动器232之间的控制器233。

当供电电源1的输出电压位于预设电压范围内时，比较器231发送第一计算信号至控制器233；控制器233接收第一计算信号时，输出第一控制信号至驱动器232；驱动器232接收第一控制信号时，输出驱动开关元件22导通的导通信号至开关元件22；

当供电电源1的输出电压位于预设电压范围外时，比较器231发送第二计算信号至控制器233；控制器233接收第二计算信号时，输出第二控制信号至驱动器232；驱动器232接收第二控制信号时，输出驱动开关元件22关断的关断信号至开关元件22。

具体的，比较器231、控制器233和驱动器232封装于一集成电路中。其中，该集成电路中还包括一用于向比较器231、控制器233和驱动器232供电的基准电源，该基准电源连接至供电电源1的电压输出端。当供电电源1的电压输出端有电压输出至基准电源时，基准电源产生基准电压，其中基准电压为一固定值。

当供电电源1的输出电压处于用电器件的安全电压范围内时，开关元件 22导通供电电源1与用电模组3之间的连接。当供电电源1输出过电压时，开关元件22断开供电电源1与用电模组3之间的连接。这样在供电电源1的输出电压高于用电器件的安全电压时，开关控制单元23起到避免用电器件过电压损坏的作用。

进一步地，稳压元件21、开关元件22和开关控制单元23封装于一集成电路中。减少了器件之间的连接线路，便于空间管理。

进一步地，稳压元件21为二极管，二极管的阴极与供电电源1的电压输出端连接，二极管的阳极接地连接。

具体的，稳压元件21选用瞬变电压抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，简称TVS)，TVS二极管具有响应时间短和吸收浪涌能力强的优点。

进一步地，开关元件22为场效应管，场效应管的漏极与供电电源1的电压输出端连接，场效应管的源极与用电模组3连接，场效应管的栅极与开关控制单元23连接。

具体的，场效应管为N型金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (N-Metal-Oxide-Semiconductor，简称N-MOS)。其中N-MOS管的漏极与供电电源1的电压输出端连接，源极与用电模组3连接，栅极与开关控制单元 23连接。N-MOS管具有导通电阻小的特点，减小了导通损耗，且易于制造，成本低。

进一步地，用电模组3包括：与保护模组2连接的第一用电元件31。

进一步地，用电模组3包括：与保护模组2连接的电源管理芯片32；与电源管理芯片32连接的第二用电元件33。

具体的，用电模组3为移动终端的用电器件，包括允许供电电源1(电池) 直接供电的第一用电元件31，以及通过与供电电源1连接的电源管理芯片32 供电的第二用电元件33。

本实用新型的实施例还提供了一种移动终端，包括上述的供电电路。

该实施例中，为了便于说明，以手机作为本实用新型移动终端的具体实例进行的说明，本领域技术人员可以理解，除了手机作为移动终端之外，亦可适用于其它具备供电电路的移动终端，如平板电脑、电子书阅读器、MP3(动态影像专家压缩标准音频层面3，MovingPicture Experts Group Audio Layer III) 播放器、MP4(动态影像专家压缩标准音频层面4，Moving Picture Experts Group Audio Layer IV)播放器、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机等等均在本实用新型实施例的保护范围之内。

参见图2，示出了保护模组的电路结构图。作为一种实现方式，器件A、器件B、比较器231、驱动器232和控制器233封装于一集成芯片内。作为另一种实现方式，比较器231、驱动器232和控制器233封装于一集成芯片内，器件A和器件B分别与该集成芯片连接构成保护模组2。

器件A采用TVS管，用于钳位输入端Vin的浪涌电压，器件B为N-MOS 管，用于实现电源通路的导通和关断，比较器231、驱动器232和控制器233 构成保护模组2中的逻辑和控制电路。特别的，保护模组2中还包括一连接于输入端Vin的基准电源。

输入端Vin连接在电池连接器端或者接入测试点程控电源模拟电池，输出端Vout连接至接到系统端(用电器件)。当在测试点或电池端接入浪涌电压或者测试误加入直流高压时，TVS管(器件A)可以快速响应电源通路上的过压和浪涌状态，将较高的浪涌电压钳位在相对低的电压状态，以避免对后端电路中的低压模块(比较器231和器件B等)造成过压损伤。

例如，通过设定集成芯片(保护模组2)的保护门限在4.5V(通过比较器固化一个保护门限)。当输入端Vin有电压时，基准电源产生基准电压Vth(Vth 是一个固定电压)给比较器231、控制器233和驱动器232供电。当输入端 Vin的输入电压小于4.5V时，控制器233发送控制信号至驱动器232。驱动器 232根据控制信号产生高压驱动信号，驱动N-MOS管导通。当输入端Vin的输入电压超过4.5V时，驱动N-MOS管关断，并在过压状态消除时自动恢复导通，实现对连接至输出端Vout的用电器件的保护。

上述方案中，通过在供电电源1与用电模组3之间加设保护模组2，避免了供电电源1可能输出浪涌电压或者直流过压时，导致用电模组3损坏。其中保护模组2包括稳压元件21、开关控制单元23和开关元件22，一方面，保护模组2通过稳压元件21钳位供电电源1输出端的浪涌电压。另一方面，在供电电源1的输出电压位于预设电压范围内，即输出电压在用电器件的安全电压范围内时，开关控制单元23控制开关元件22导通，即供电电源1与用电模组3之间形成通路，保证在供电电源1的输出电压正常情况下，用电模组3可以正常工作。在供电电源1的输出电压位于预设电压范围外，即产生过电压时，开关控制单元23控制开关元件22关断，即供电电源1与用电模组3之间形成断路，保证用电模组3不受过电压损坏。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者移动终端不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者移动终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者移动终端中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：

供电电源；

连接于所述供电电源的电压输出端与用电模组之间的保护模组，所述保护模组包括：

与所述供电电源的电压输出端连接的稳压元件；

连接于所述供电电源的电压输出端与所述用电模组之间的开关元件；

连接于所述供电电源的电压输出端与所述开关元件之间的开关控制单元；

当所述供电电源的输出电压位于预设电压范围内时，所述开关控制单元发送导通信号至所述开关元件，所述开关元件接收所述导通信号，并导通所述供电电源与所述用电模组之间的连接；当所述供电电源的输出电压位于所述预设电压范围外时，所述开关控制单元发送关断信号至所述开关元件，所述开关元件接收所述关断信号，并断开所述供电电源与所述用电模组之间的连接。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述稳压元件、所述开关元件和所述开关控制单元封装于一集成电路中。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述开关控制单元包括：

与所述供电电源的电压输出端连接的比较器；

与所述开关元件连接的驱动器；

连接于所述比较器的输出端和所述驱动器之间的控制器；

当所述供电电源的输出电压位于所述预设电压范围内时，所述比较器发送第一计算信号至所述控制器；所述控制器接收所述第一计算信号时，输出第一控制信号至所述驱动器；所述驱动器接收所述第一控制信号时，输出驱动所述开关元件导通的导通信号至所述开关元件；

当所述供电电源的输出电压位于所述预设电压范围外时，所述比较器发送第二计算信号至所述控制器；所述控制器接收所述第二计算信号时，输出第二控制信号至所述驱动器；所述驱动器接收所述第二控制信号时，输出驱动所述开关元件关断的关断信号至所述开关元件。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述比较器、所述控制器和所述驱动器封装于一集成电路中。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述稳压元件为二极管，所述二极管的阴极与所述供电电源的电压输出端连接，所述二极管的阳极接地连接。

6.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述开关元件为场效应管，所述场效应管的漏极与所述供电电源的电压输出端连接，所述场效应管的源极与所述用电模组连接，所述场效应管的栅极与所述开关控制单元连接。

7.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述用电模组包括：

与所述保护模组的所述开关元件连接的第一用电元件。

8.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述用电模组包括：

与所述保护模组的所述开关元件连接的电源管理芯片；

与所述电源管理芯片连接的第二用电元件。

9.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的供电电路。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒或智能电视机。