CN211183791U - 电源芯片控制电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源芯片控制电路，涉及电子电路技术领域，其包括升压电路和比较电路，其中升压电路用于将外部直流电源输出的直流电压信号进行升压，输出控制电压信号；比较电路用于比较直流电压信号和控制电压信号，输出控制信号；电源芯片具有电源端、内部电路控制端以及使能端；电源端、内部电路控制端以及使能端分别接收直流电压信号、控制电压信号以及控制信号；当控制电压信号大于直流电压信号时，控制信号控制电源芯片工作。本实用新型实施例还公开了包括上述电源芯片控制电路的电子设备。本实用新型实施例通过设置比较电路，用于对升压电路产生的控制电压信号进行检测，从而根据检测结果确定是否启动电源芯片，简单安全。

Description

电源芯片控制电路以及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及电子电路技术领域，具体涉及一种电源芯片控制电路及电子设备。

背景技术

通常电子产品都会使用不同水平的电压，大多都是利用电源芯片(主要是 DC-DC电源芯片)进行降压，转化成其他水平的电压，供电子产品使用。

现有的电源芯片，因为输入电压VCC不高(比如1.8V)，同时这些芯片都是通过内部NMOS控制，因此输入电压VCC无法满足芯片内部控制需求，因此配置了独立的控制单元电源(称作VCNTL或是VBIAS)。而且VCNTL的电压，往往还要比VCC的电压还要高1.5V左右。若控制单元电源不能达到满足的电压水平，电源芯片会出现导通不完全，芯片工作不正常，输出电源水平抖动，从而造成系统不稳定。

当VCC的电压已经是电子产品最高的电压。我们将无法得到更高的电压；因此就需要增加升压线路，产生一个比VCC高的电压，以供电源芯片内部控制使用。而升压线路产生的电压是否能够满足要求，则并没有被验证。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电源芯片控制电路以及电子设备，其对升压电路产生的控制电压信号进行检测，从而根据检测结果判断是否启动电源芯片，简单安全。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电源芯片控制电路，用于对电源芯片的工作进行控制；其包括：

升压电路，用于将外部直流电源输出的直流电压信号进行升压，输出控制电压信号；

比较电路，用于比较所述直流电压信号和控制电压信号，输出控制信号；

所述电源芯片具有电源端、内部电路控制端以及使能端；所述电源端、内部电路控制端以及使能端分别接收直流电压信号、控制电压信号以及控制信号；

当所述控制电压信号大于所述直流电压信号时，所述控制信号控制所述电源芯片工作。

在一个优选的实施例中，所述升压电路包括微处理器以及电容C1；所述升压电路具有第一支路、第二支路、输出线路以及交汇点；

所述微处理器的PWM端经由所述电容C1连接至交汇点，形成第一支路；所述直流电源通过第二支路连接至交汇点；所述输出线路的一端连接至交汇点，所述输出线路的另一端形成升压电路的输出端，用于输出控制电压信号。

在一个优选的实施例中，所述第二支路上还设置有第一二极管，所述输出线路上还设置有第二二极管；所述第一二极管的正极连接至直流电源，所述第一二极管的负极连接至交汇点；所述第二二极管的正极连接至交汇点，所述第二二极管的负极连接至升压电路的输出端。

在一个优选的实施例中，所述输出线路上还连接有滤波电路，所述滤波电路的一端连接至第二二极管的负极和升压电路的输出端之间，所述滤波电路的另一端接地。

在一个优选的实施例中，所述比较电路为比较器，所述比较器的两个输入端分别接收直流电压信号和控制电压信号，所述比较器的输出端连接至电源芯片的使能端。

在一个优选的实施例中，用于接收直流电压信号的比较器的输入端记为第一输入端；所述电源芯片控制电路还包括用于输出预设阈值电压的辅助电源，所述辅助电源的输出端也连接至第一输入端，所述第一输入端和直流电源的输出端之间设置有第三二极管，所述第三二极管的正极连接至直流电源的输出端，所述第三二极管的负极连接至第一输入端；所述辅助电源的输出端和第一输入端之间设置有第四二极管，所述第四二极管的正极连接至辅助电源的输出端，所述第四二极管的负极连接至第一输入端和第三二极管的负极之间。

在一个优选的实施例中，所述微处理器具有检测端和控制端；所述比较电路为比较器，所述比较器的两个输入端分别接收直流电压信号和控制电压信号，所述比较器的输出端连接至所述检测端，所述控制端连接至所述使能端；所述检测端接收所述控制信号，并在所述控制电压信号大于所述直流电压信号时，生成使能信号控制所述电源芯片工作。

在一个优选的实施例中，用于接收直流电压信号的比较器的输入端记为第一输入端；所述电源芯片控制电路还包括用于输出预设阈值电压的辅助电源，所述辅助电源的输出端也连接至第一输入端，所述第一输入端和直流电源的输出端之间设置有第三二极管，所述第三二极管的正极连接至直流电源的输出端，所述第三二极管的负极连接至第一输入端；所述辅助电源的输出端和第一输入端之间设置有第四二极管，所述第四二极管的正极连接至辅助电源的输出端，所述第四二极管的负极连接至第一输入端和第三二极管的负极之间。

在一个优选的实施例中，所述电源芯片为芯片NCP133AMXADJTCG。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，其包括本实用新型第一方面所述的电源芯片控制电路。

相比于现有技术，本实用新型实施例通过设置比较电路，用于对升压电路产生的控制电压信号进行检测，从而根据检测结果确定是否启动电源芯片，简单安全。

附图说明

图1为实施例1的电源芯片控制电路的原理框图；

图2为实施例2的电源芯片控制电路的原理框图；

图3为实施例3的电源芯片控制电路的原理框图。

图中：10、微处理器；20、电源芯片；30、比较器；40、直流电源；50、辅助电源。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施例方式，对本实用新型实施例做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。

实施例1：

请参照图1所示，一种电源芯片控制电路，用于对电源芯片20是否工作进行控制。该控制电路主要包括升压电路和比较电路。其中，升压电路用于将外部直流电源40输出的直流电压信号(VCC)进行升压，输出控制电压信号 (VCNTL)；而比较电路，用于比较直流电压信号和控制电压信号，输出控制信号。

外部直流电源可以是任意直流源，例如电池等，也可以是将市电通过AC-DC 变换形成的直流源，这里不做限定。电源芯片具有电源端、内部电路控制端以及使能端，电源芯片可以采用芯片NCP133AMXADJTCG，当然也可以是其他型号的具有电源端、内部电路控制端以及使能端的电源芯片。电源端、内部电路控制端以及使能端分别接收直流电压信号、控制电压信号以及控制信号；当控制电压信号大于直流电压信号时，控制信号控制电源芯片工作。

升压电路可以采用任意现有升压电路，例如通过现有DC-DC升压芯片等。在本实用新型较佳的实施例中，升压电路通过微处理器发出的PWM信号对直流电源输出的直流电压信号进行升压。具体地，升压电路包括微处理器10以及电容C1；升压电路具有第一支路、第二支路、输出线路以及交汇点；微处理器的 PWM端经由电容C1连接至交汇点，形成第一支路；直流电源通过第二支路连接至交汇点；输出线路的一端连接至交汇点，输出线路的另一端形成升压电路的输出端，用于输出控制电压信号。

微处理器可以采用内置有PWM模块的常规单片机或其他微处理芯片。微处理器发出的PWM信号利用电容C1电压不突变的原理(即电荷泵)，对直流电压信号VCC进行升压(电压叠加)。

为了防止电压倒灌，在本实用新型较佳的实施例中，第二支路上还设置有第一二极管(D1)，输出线路上还设置有第二二极管(D2)；第一二极管的正极连接至直流电源，第一二极管的负极连接至交汇点；第二二极管的正极连接至交汇点，第二二极管的负极连接至升压电路的输出端。二极管D1和二极管 D2起到防止电压倒灌的目的。另外，还在输出线路上还连接有滤波电路，滤波电路的一端连接至第二二极管的负极和升压电路的输出端之间，滤波电路的另一端接地。滤波电路可以采用一个或多个滤波电容组成，例如图1中采用电容 C2和电容C3的组合结构，电容C2和电容C3的一端均连接至第二二极管的负极和升压电路的输出端之间，电容C2和电容C3的另一端均接地。

比较电路可以采用比较器30实现，当然，也可以是其他具有比较功能的芯片，例如单片机等。以比较器实现为例，微处理器具有检测端和控制端；比较器的两个输入端分别接收直流电压信号和控制电压信号，比较器的输出端连接至检测端，控制端连接至使能端；检测端接收控制信号(PWR_EN_IN)，并在控制电压信号大于直流电压信号时，由控制端生成使能信号(PWR_EN)控制电源芯片工作。

比较器的两个输入端(正相输入端和反相输入端)分别接收直流电压信号和控制电压信号，并不限定输入端和相应信号的对应关系，只要能比较直流电压信号和控制电压信号的大小即可，当直流电压信号小于控制电压信号，则微处理器输出的使能信号为高电平，电源芯片则工作，反之，如果直流电压信号大于控制电压信号，则微处理器输出的使能信号为低电平，电源芯片则不工作。从而实现对升压电路产生的控制电压信号进行检测，保证电源芯片乃至电源芯片所在电子设备的安全性。

实施例2：

实施例2是在实施例1的基础上进行的改进，在实施例2中，将比较器30 输出的控制信号(PWR_EN_IN)直接输出给电源芯片的使能端，而不经过微处理器。请参照图2所示，比较器的两个输入端分别接收直流电压信号和控制电压信号，比较器的输出端连接至电源芯片20的使能端。

比较器的两个输入端(正相输入端和反相输入端)分别接收直流电源40产生的直流电压信号和微处理器10产生的控制电压信号，并不限定输入端和相应信号的对应关系，只要能比较直流电压信号和控制电压信号的大小即可。

当比较器的正相输入端接收控制电压信号，而比较器的反相输入端接收直流电压信号时，比较器的输出端连接至电源芯片20的使能端，当直流电压信号小于控制电压信号，则比较器输出的控制信号为高电平，电源芯片工作，反之，如果直流电压信号大于控制电压信号，则比较器输出的控制信号为低电平，电源芯片则不工作。从而实现对升压电路产生的控制电压信号进行检测，保证电源芯片乃至电源芯片所在电子设备的安全性。

当当比较器的正相输入端接收直流电压信号，而比较器的反相输入端接收控制电压信号时，比较器的输出端通过反相器后再连接至电源芯片20的使能端。

实施例3：

实施例3是在实施例1或实施例2的基础上进行的改进，电源芯片20的内部电路控制端接收的控制电压信号一般会比电源端接收的直流电压信号大1.5V (称为预设阈值)左右，则可以通过在比较器输入的直流电压信号上增加预设阈值的方式实现。

这里仅以在实施例1的方案的基础上进行说明，在实施例2基础上进行的改进与之类似。请参照图3所示，用于接收直流电压信号的比较器30的输入端记为第一输入端；电源芯片控制电路还包括用于输出预设阈值电压的辅助电源 50，辅助电源的输出端也连接至第一输入端，第一输入端和直流电源的输出端之间设置有第三二极管(D3)，第三二极管的正极连接至直流电源40的输出端，第三二极管的负极连接至第一输入端；辅助电源的输出端和第一输入端之间设置有第四二极管(D4)，第四二极管的正极连接至辅助电源的输出端，第四二极管的负极连接至第一输入端和第三二极管的负极之间。

辅助电源的输出电压为预设阈值电压(考虑二极管D3和D4的分压，可以辅助电源的输出电压大于预设阈值电压，大于部分的电压为二极管D3和D4上产生的压降)。比较器的第一输入端接收的电压则为直流电压信号与预设阈值电压的叠加值(VCC1)，当控制电压信号大于该叠加值时，则微处理器10的控制端输出高电平的使能信号，从而控制电源芯片20工作。

实施例4：

实施例4公开了一种电子设备，该电子设备可以是笔记本电脑，也可以是平板电脑、手机等。电子设备除了包括上述实施例1-3中的电源芯片控制电路外，该电子设备还包括必要的部件，例如电源芯片、直流电源、安装电源芯片控制电路各元器件的PCB板以及安装PCB板、输出接口、指示灯、显示屏等的壳体，当然，根据需要还可以包括其他部件，例如散热器等。

上述实施方式仅为本实用新型实施例的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型实施例保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型实施例的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型实施例所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种电源芯片控制电路，用于对电源芯片的工作进行控制；其特征在于，其包括：

升压电路，用于将外部直流电源输出的直流电压信号进行升压，输出控制电压信号；

比较电路，用于比较所述直流电压信号和控制电压信号，输出控制信号；

所述电源芯片具有电源端、内部电路控制端以及使能端；所述电源端、内部电路控制端以及使能端分别接收直流电压信号、控制电压信号以及控制信号；

当所述控制电压信号大于所述直流电压信号时，所述控制信号控制所述电源芯片工作。

2.如权利要求1所述的电源芯片控制电路，其特征在于，所述升压电路包括微处理器以及电容C1；所述升压电路具有第一支路、第二支路、输出线路以及交汇点；

所述微处理器的PWM端经由所述电容C1连接至交汇点，形成第一支路；所述直流电源通过第二支路连接至交汇点；所述输出线路的一端连接至交汇点，所述输出线路的另一端形成升压电路的输出端，用于输出控制电压信号。

3.如权利要求2所述的电源芯片控制电路，其特征在于，所述第二支路上还设置有第一二极管，所述输出线路上还设置有第二二极管；所述第一二极管的正极连接至直流电源，所述第一二极管的负极连接至交汇点；所述第二二极管的正极连接至交汇点，所述第二二极管的负极连接至升压电路的输出端。

4.如权利要求3所述的电源芯片控制电路，其特征在于，所述输出线路上还连接有滤波电路，所述滤波电路的一端连接至第二二极管的负极和升压电路的输出端之间，所述滤波电路的另一端接地。

5.如权利要求1-4任一项所述的电源芯片控制电路，其特征在于，所述比较电路为比较器，所述比较器的两个输入端分别接收直流电压信号和控制电压信号，所述比较器的输出端连接至电源芯片的使能端。

6.如权利要求5所述的电源芯片控制电路，其特征在于，用于接收直流电压信号的比较器的输入端记为第一输入端；所述电源芯片控制电路还包括用于输出预设阈值电压的辅助电源，所述辅助电源的输出端也连接至第一输入端，所述第一输入端和直流电源的输出端之间设置有第三二极管，所述第三二极管的正极连接至直流电源的输出端，所述第三二极管的负极连接至第一输入端；所述辅助电源的输出端和第一输入端之间设置有第四二极管，所述第四二极管的正极连接至辅助电源的输出端，所述第四二极管的负极连接至第一输入端和第三二极管的负极之间。

7.如权利要求2-4任一项所述的电源芯片控制电路，其特征在于，所述微处理器具有检测端和控制端；所述比较电路为比较器，所述比较器的两个输入端分别接收直流电压信号和控制电压信号，所述比较器的输出端连接至所述检测端，所述控制端连接至所述使能端；所述检测端接收所述控制信号，并在所述控制电压信号大于所述直流电压信号时，生成使能信号控制所述电源芯片工作。

8.如权利要求7所述的电源芯片控制电路，其特征在于，用于接收直流电压信号的比较器的输入端记为第一输入端；所述电源芯片控制电路还包括用于输出预设阈值电压的辅助电源，所述辅助电源的输出端也连接至第一输入端，所述第一输入端和直流电源的输出端之间设置有第三二极管，所述第三二极管的正极连接至直流电源的输出端，所述第三二极管的负极连接至第一输入端；所述辅助电源的输出端和第一输入端之间设置有第四二极管，所述第四二极管的正极连接至辅助电源的输出端，所述第四二极管的负极连接至第一输入端和第三二极管的负极之间。

9.如权利要求1-4任一项所述的电源芯片控制电路，其特征在于，所述电源芯片为芯片NCP133AMXADJTCG。

10.一种电子设备，其特征在于，其包括权利要求1-9任一项所述的电源芯片控制电路。

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