CN211670640U - 一种供电电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种供电电路和电子设备，包括：第一电源电路中公共走线与第一电源连接，至少两个分支走线与公共走线连接，至少两个分支走线与至少两个电容模块一一对应连接；比较模块，分别与第一电源电路中第一节点和第二节点连接，当第二节点电压大于第一节点电压时，输出第一控制信号；第一节点和第二节点之间走线的长度小于公共走线的长度；第二电源电路，输出的电压大于公共走线对应的公共电压；开关模块，第一端与第二电源电路的输出端连接，控制端与比较模块的输出端连接，第二端与第一节点连接，第一控制信号用于控制开关模块导通。本实用新型可以消除第二节点与第一节点之间的电源噪声耦合问题，并极大提高了供电电路的可靠性。

Description

一种供电电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种供电电路和一种电子设备。

背景技术

目前，由于电子设备的体积和成本限制，现有电子设备中越来越多的负载共用同一电源。这会导致电源所在的供电电路出现以下情况：如图1所示，假设电子设备中第一负载和第二负载共用同一供电电路，且该供电电路中电源与第一负载、第二负载之间的走线并非星形拓扑走线结构(星形拓扑走线结构中各负载与电源之间的走线长度相等)时，若第一负载电流突变，且第一负载对应的储能元件无法满足第一负载的电流需求，则第一负载将按照从近到远的顺序从电源输出网络上的其它储能元件和电源中获得电能。此时，若电源与第一负载之间的走线长度，大于第二负载对应储能元件与第一负载之间的走线长度，第一负载将先从第二负载对应储能元件中获得电能，第二负载对应储能元件为第一负载提供反向电流的同时，第二负载对应储能元件还为第二负载提供电能。这样会导致两个负载之间出现电源噪声耦合问题。此外，由于电源通常会限制其输出网络上的总电容值，若第二负载对应储能元件无法满足第一负载和第二负载的电流需求，则会导致第一负载和第二负载无法工作的问题出现，供电电路的可靠性差。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种供电电路和一种电子设备，以解决现有供电电路导致电子设备中负载之间出现电源噪声耦合问题和供电电路可靠性差的问题。

为了解决上述问题，本实用新型实施例公开了一种供电电路，包括：

第一电源电路，所述第一电源电路包括第一电源、至少两个电容模块、公共走线以及至少两个分支走线，所述公共走线与所述第一电源连接，所述至少两个分支走线与所述公共走线连接，所述至少两个分支走线与所述至少两个电容模块一一对应连接；

比较模块，所述比较模块分别与所述第一电源电路中第一节点和第二节点连接，当第二节点电压大于第一节点电压时，所述比较模块输出第一控制信号；所述第一节点为所述公共走线与所述至少两个分支走线的连接点，所述第二节点为一所述分支走线与对应电容模块的连接点；所述第一节点和所述第二节点之间走线的长度小于所述公共走线的长度；

第二电源电路，所述第二电源电路输出的电压大于所述公共走线对应的公共电压；

开关模块，所述开关模块的第一端与所述第二电源电路的输出端连接，所述开关模块的控制端与所述比较模块的输出端连接，所述开关模块的第二端与所述第一节点连接，所述第一控制信号用于控制所述开关模块导通，此时所述第二电源电路对所述第一节点供电。

本实用新型实施例还公开了一种电子设备，包括所述的供电电路。

本实用新型实施例包括以下优点：在第一电源与两个电容模块之间的走线结构并非星形拓扑走线结构，且第一节点和第二节点之间走线的长度小于公共走线的长度情况下，设置比较模块分别与第一节点和第二节点连接，通过比较模块对第二节点电压和第一节点电压进行比较，并在第二节点电压大于第一节点电压时即出现第二节点到第一节点的电流时，比较模块输出第一控制信号，并设置开关模块的第一端与第二电源电路的输出端连接，开关模块的控制端与比较模块的输出端连接，开关模块的第二端与第一节点连接，第一控制信号用于控制开关模块导通，由于第二电源电路输出的电压大于公共走线对应的公共电压，而此时第一节点电压为第二电源电路输出的电压，使得第一节点电压大于第二节点电压，第二电源电路对第一节点供电，从而有效消除了第一电源输出网络上第二节点与第一节点之间的电源噪声耦合问题，且即便第一电源限制其输出网络上的总电容值，由于第二电源电路可以为第一电源输出网络上任意无法满足负载电流需求的电容模块提供电能，从而极大提高了供电电路的可靠性。

附图说明

图1是现有电子设备中供电电路的结构示意图；

图2是本实用新型的一种供电电路实施例中第一电源电路的结构示意图；

图3是本实用新型的一种供电电路实施例中比较模块、第二电源电路以及开关模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的一种供电电路1实施例可以包括：第一电源电路10、比较模块20、第二电源电路30以及开关模块40。其中，如图2所示，第一电源电路10可以包括第一电源11、至少两个电容模块12、公共走线13以及至少两个分支走线14，公共走线13与第一电源11连接，至少两个分支走线14与公共走线13连接，至少两个分支走线14与至少两个电容模块12一一对应连接；比较模块20，如图3所示，比较模块20分别与第一电源电路10中第一节点b和第二节点a连接，当第二节点电压大于第一节点电压时，比较模块20输出第一控制信号K1；第一节点b为公共走线13与至少两个分支走线14的连接点，第二节点a为一分支走线14与对应电容模块12的连接点；第一节点b和第二节点a之间走线的长度小于公共走线13的长度。如图3所示，第二电源电路30输出的电压Vout大于公共走线13对应的公共电压；开关模块40的第一端与第二电源电路30的输出端连接，开关模块40的控制端与比较模块20的输出端连接，开关模块40的第二端与第一节点b连接，第一控制信号K1用于控制开关模块40导通，此时第二电源电路30对第一节点b供电。其中，如图2和图3所示，第一电源电路10通过连接点J与外部负载连接。

在第一开关模块40导通后，由于第二电源电路30输出的电压Vout大于公共走线13对应的公共电压，而此时第一节点电压为第二电源电路30输出的电压Vout，即此时第一节点电压为供电电路1中最大的电压Vout，使得第一节点电压大于第二节点电压，第二电源电路30为第一节点b提供电能，从而有效消除了第一电源11输出网络上第二节点a与第一节点b之间的电源噪声耦合问题，且即便第一电源11限制其输出网络上的总电容值，由于第二电源电路30可以为第一电源11输出网络上任意无法满足负载电流需求的电容模块12提供电能，从而极大提高了供电电路1的可靠性。

需要说明的是，第一电源电路10还可以包括其它走线，例如第一电源11可以通过该其它走线与至少两个电容模块12之外的其它器件或电容模块实现以星形拓扑走线结构连接，而不仅限于包括与第一电源11以非星形拓扑走线结构布局的公共走线13以及至少两个分支走线14。

具体地，第一电源11可以为现有技术中的任意电源，例如LDO(Low DropoutRegulator，低压差线性稳压器)电源或其它电源。

可选地，电容模块12可以包括至少一个去耦电容，其中，去耦电容可以为现有技术中的任意去耦电容。

具体地，当第二节点电压小于第一节点电压时，比较模块20输出第二控制信号K2，第二控制信号K2控制开关模块40断开，此时，第二电源电路30停止为第一节点b提供电能。

可选地，参照图3，比较模块20可以包括：运算放大器21，运算放大器21的同相输入端与第二节点a连接，运算放大器21的反相输入端与第一节点b连接，运算放大器21的输出端与开关模块40的控制端连接。其中，在第二节点电压大于第一节点电压时，比较模块20输出第一控制信号K1；在第二节点电压小于第一节点电压时，比较模块20输出第二控制信号K2。图3中，VDD为比较模块20的电源端电压。

可选地，参照图3，比较模块20还可以包括：第一电阻单元22，第一电阻单元22分别与运算放大器21的同相输入端和第二节点a连接；第二电阻单元23，第二电阻单元23分别与运算放大器21的反相输入端和第一节点b连接；第三电阻单元24，第三电阻单元24的一端与运算放大器21的同相输入端连接，第三电阻单元24的另一端接地；第四电阻单元25，第四电阻单元25的一端与运算放大器21的输出端连接，第四电阻单元25的另一端与运算放大器21的反相输入端连接；第一电阻单元22的阻值等于第二电阻单元23的阻值，第三电阻单元24的阻值等于第四电阻单元25的阻值，第四电阻单元25的阻值大于第二电阻单元23的阻值。

可选地，参照图2，开关模块40可以包括：PMOS管P1，PMOS管P1的栅极G与比较模块20的输出端连接，PMOS管P1的源极S与第二电源电路30的输出端连接，PMOS管P1的漏极D与第一节点b连接。则在比较模块20输出的第一控制信号K1的电压大于第二电源电路30的输出电压时，PMOS管P1导通；在比较模块20输出的第二控制信号K2的电压小于第二电源电路30的输出电压时，PMOS管P1断开。图2中，在第二节点电压大于第一节点电压时即第二节点电压与第一节点电压之间的电压差Eba为负时，比较模块20输出的第一控制信号K1的电压大于第二电源电路30的输出电压Vout，K1＝Eba*R4/R2，R4为第四电阻单元25的阻值，R2为第二电阻单元23的阻值；在第二节点电压小于第一节点电压时即Eba为正时，比较模块20输出的第二控制信号K2的电压为负电压，第二控制信号K2小于第二电源电路30的输出电压Vout，K2＝Eba*R4/R2。

可选地，参照图2，第二电源电路30可以包括：振荡器31；整流升压模块32，整流升压模块32的输入端与振荡器31连接，整流升压模块32的输出端与开关模块40的第一端连接，整流升压模块32对振荡器31输出的交流电压进行整流处理和升压处理，整流升压模块32的输出端作为第二电源电路30的输出端。本实用实施例中，第二电源电路30输出的电压Vout小于第一控制信号K1的电压。

可选地，参照图2，整流升压模块32可以包括依次级联的第一整流升压单元321和至少一个第二整流升压单元322，其中，第一整流升压单元321包括：第一电容C1，第一电容C1的一端与振荡器31连接；第一二极管D1，第一二极管D1的阴极与第一电容C1的另一端连接，第一二极管D1的阳极接地；第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第一电容C1的另一端连接；第二电容C2，第二电容C2的一端与第二二极管D2的阴极连接，第二电容C2的另一端接地；第二整流升压单元322包括：第三电容C3，第三电容C3的一端与振荡器31连接；第三二极管D3，第三二极管D3的阴极与第三电容C3的另一端连接；第四电容C4，第四电容C4的一端与第三二极管D3的阳极连接，第四电容C4的另一端接地；第四二极管D4，第四二极管D4的阳极与第三电容C3的另一端连接；第五电容C5，第五电容C5的一端与第四二极管D4的阴极连接，第五电容C5的另一端接地；最后一级第二整流升压单元322中第五电容C5的一端作为整流升压模块32的输出端。从而第二电源电路30输出的电压Vout＝N*Vm，N为第一整流升压单元321和至少一个第二整流升压单元322的总个数，Vm为振荡器31输出交流电压信号的半波电压幅值。由于振荡器31输出交流电压信号的半波电压幅值可调，至少一个第二整流升压单元322的个数可按需求设置，因此，第二电源电路30输出的电压Vout的大小可以根据需要进行设置。图2中，N＝3。

需要说明的是，图2仅作为本实用新型的一种具体实施方式，本实用新型实施例中比较模块20、第二电源电路30以及开关模块40的结构包括但不限于图2所示的结构，任何能够当第二节点电压大于第一节点电压时，输出第一控制信号K1的比较电路均可以作为比较模块20应用于本实用新型实施例，任何能够输出电压大于公共走线13对应的公共电压的电源电路均可以作为第二电源电路30应用于本实用新型实施例，任何能够在第一控制信号K1的控制下导通的开关管或开关电路均可以作为开关模块40应用于本实用新型实施例。

本实用新型实施例的供电电路包括以下优点：在第一电源与两个电容模块之间的走线结构并非星形拓扑走线结构，且第一节点和第二节点之间走线的长度小于公共走线的长度情况下，设置比较模块分别与第一节点和第二节点连接，通过比较模块对第二节点电压和第一节点电压进行比较，并在第二节点电压大于第一节点电压时即出现第二节点到第一节点的电流时，比较模块输出第一控制信号，并设置开关模块的第一端与第二电源电路的输出端连接，开关模块的控制端与比较模块的输出端连接，开关模块的第二端与第一节点连接，第一控制信号用于控制开关模块导通，由于第二电源电路输出的电压大于公共走线对应的公共电压，而此时第一节点电压为第二电源电路输出的电压，使得第一节点电压大于第二节点电压，第二电源电路为第一节点提供电能，从而有效消除了第一电源输出网络上第二节点与第一节点之间的电源噪声耦合问题，且即便第一电源限制其输出网络上的总电容值，由于第二电源电路可以为第一电源输出网络上任意无法满足负载电流需求的电容模块提供电能，从而极大提高了供电电路的可靠性，且使得第一电源的走线布局更灵活(无需考虑公共走线和分支走线的长度问题)。

本实用新型实施例还公开了一种电子设备，包括上述的供电电路1。

可选地，电子设备还可以包括多个(至少两个)负载，多个负载与供电电路1中多个分支走线14一一对应连接。

这样，即便其中一个负载电流突变，且该负载对应的电容模块12无法满足电流需求，由于第二电源电路30为第一节点b提供电能，该负载无需从其它负载对应的电容模块12获取电能，从而有效消除了第一电源11输出网络上第二节点a与第一节点b之间的电源噪声耦合问题，即多个负载之间的电源噪声耦合问题，实现对多个负载之间的电源噪声进行隔离，且即便第一电源11限制其输出网络上的总电容值，由于第二电源电路30可以为第一电源11输出网络上任意无法满足负载电流需求的电容模块12提供电能，从而极大提高了供电电路1、电子设备的可靠性。

可选地，供电电路1中第二电源电路30输出电压Vout的值小于多个负载的耐压值，以保证多个负载可以在第二电源电路30输出电压Vout时能够正常工作。其中，第二电源电路30输出电压Vout的值小于多个负载的耐压值，可以为第二电源电路30输出电压Vout的值小于多个负载的耐压值中最小的值。

可选地，本实用新型实施例公开的电子设备可以包括至少一个上述的供电电路1，其中，供电电路1中至少两个分支走线14分别与至少两个负载一一对应连接。

可选地，在供电电路1对应的至少两个负载之间的电源噪声需要同步进行隔离时，可以通过时钟定时，来实现分时序对至少两个负载之间的电源噪声进行隔离。

本实用新型实施例的电子设备包括以下优点：在第一电源与两个电容模块之间的走线结构并非星形拓扑走线结构，且第一节点和第二节点之间走线的长度小于公共走线的长度情况下，设置比较模块分别与第一节点和第二节点连接，通过比较模块对第二节点电压和第一节点电压进行比较，并在第二节点电压大于第一节点电压时即出现第二节点到第一节点的电流时，比较模块输出第一控制信号，并设置开关模块的第一端与第二电源电路的输出端连接，开关模块的控制端与比较模块的输出端连接，开关模块的第二端与第一节点连接，第一控制信号用于控制开关模块导通，由于第二电源电路输出的电压大于公共走线对应的公共电压，而此时第一节点电压为第二电源电路输出的电压，使得第一节点电压大于第二节点电压，第二电源电路为第一节点提供电能，从而有效消除了第一电源输出网络上第二节点与第一节点之间的电源噪声耦合问题(即多个负载之间的电源噪声耦合问题)，且即便第一电源限制其输出网络上的总电容值，由于第二电源电路可以为第一电源输出网络上任意无法满足负载电流需求的电容模块提供电能，从而极大提高了供电电路、电子设备的可靠性。

对于电子设备实施例而言，由于其包括上述的供电电路，所以描述的比较简单，相关之处参见供电电路实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种供电电路和一种电子设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：

第一电源电路，所述第一电源电路包括第一电源、至少两个电容模块、公共走线以及至少两个分支走线，所述公共走线与所述第一电源连接，所述至少两个分支走线与所述公共走线连接，所述至少两个分支走线与所述至少两个电容模块一一对应连接；

比较模块，所述比较模块分别与所述第一电源电路中第一节点和第二节点连接，当第二节点电压大于第一节点电压时，所述比较模块输出第一控制信号；所述第一节点为所述公共走线与所述至少两个分支走线的连接点，所述第二节点为一所述分支走线与对应电容模块的连接点；所述第一节点和所述第二节点之间走线的长度小于所述公共走线的长度；

第二电源电路，所述第二电源电路输出的电压大于所述公共走线对应的公共电压；

开关模块，所述开关模块的第一端与所述第二电源电路的输出端连接，所述开关模块的控制端与所述比较模块的输出端连接，所述开关模块的第二端与所述第一节点连接，所述第一控制信号用于控制所述开关模块导通，此时所述第二电源电路对所述第一节点供电。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述比较模块包括：

运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述第二节点连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第一节点连接，所述运算放大器的输出端与所述开关模块的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述比较模块还包括：

第一电阻单元，所述第一电阻单元分别与所述运算放大器的同相输入端和所述第二节点连接；

第二电阻单元，所述第二电阻单元分别与所述运算放大器的反相输入端和所述第一节点连接；

第三电阻单元，所述第三电阻单元的一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述第三电阻单元的另一端接地；

第四电阻单元，所述第四电阻单元的一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第四电阻单元的另一端与所述运算放大器的反相输入端连接；

所述第一电阻单元的阻值等于所述第二电阻单元的阻值，所述第三电阻单元的阻值等于所述第四电阻单元的阻值，所述第四电阻单元的阻值大于所述第二电阻单元的阻值。

4.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述开关模块包括：

PMOS管，所述PMOS管的栅极与所述比较模块的输出端连接，所述PMOS管的源极与所述第二电源电路的输出端连接，所述PMOS管的漏极与所述第一节点连接。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第二电源电路包括：

振荡器；

整流升压模块，所述整流升压模块的输入端与所述振荡器连接，所述整流升压模块的输出端与所述开关模块的第一端连接，所述整流升压模块对所述振荡器输出的交流电压进行整流处理和升压处理，所述整流升压模块的输出端作为所述第二电源电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述整流升压模块包括依次级联的第一整流升压单元和至少一个第二整流升压单元，其中，

所述第一整流升压单元包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述振荡器连接；

第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的另一端连接，所述第一二极管的阳极接地；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一电容的另一端连接；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第二电容的另一端接地；所述第二整流升压单元包括：

第三电容，所述第三电容的一端与所述振荡器连接；

第三二极管，所述第三二极管的阴极与所述第三电容的另一端连接；

第四电容，所述第四电容的一端与所述第三二极管的阳极连接，所述第四电容的另一端接地；

第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第三电容的另一端连接；

第五电容，所述第五电容的一端与所述第四二极管的阴极连接，所述第五电容的另一端接地；

最后一级所述第二整流升压单元中所述第五电容的一端作为所述整流升压模块的输出端。

7.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一电源为LDO电源。

8.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电容模块包括至少一个去耦电容。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的供电电路。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，还包括：多个负载，所述多个负载与所述供电电路中多个分支走线一一对应连接，所述供电电路中第二电源电路输出电压的值小于所述多个负载的耐压值。

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