CN217693086U - 一种电源转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电源转换电路，该电路包括：电源转换控制子电路、第一电阻及若干反馈电阻调节电路，其中，电源转换控制子电路包括：电源转换控制芯片，电源转换控制芯片的第一端外接输入电压，第二端外接芯片控制信号，第三端分别与负载及第一电阻的一端连接，反馈输入端与第一电阻的另一端连接；各反馈电阻调节电路并联连接后与电源转换控制芯片的反馈输入端连接；每个反馈电阻调节电路均由反馈电阻和开关电路串联构成，开关电路的控制端外接反馈电阻的接入控制信号。通过对反馈电阻调节电路的通断进行控制，从而可根据负载不同需求提供不同的供电电压，并且无需设置多个电源转换电路，节约了电器设备的生产成本。

Description

一种电源转换电路

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，具体涉及一种电源转换电路。

背景技术

随着家用电器功能越来越丰富，各类家用电器在不同功能所需要的供电电压不尽相同，以风扇为例，风扇分为多个运行档位，不同运行档位对应的供电电压不同，档位风速越快，对应的供电电压也越大。因此，为了满足电器设备多样化的供电需求，在电器设备上通常设置有电源转换电路。

目前，常规的电源转换电路如图1所示，由电源转换控制芯片U2及外围电路构成，其中，VIN为输入电压。EN为电源转换控制芯片关断信号输入，由主控芯片的IO口控制，当EN为高电平时是正常的工作模式，当EN为低电平时是停机状态，由主控芯片给出的信号控制。GND为系统地。VOUT为输出电压。FB 为反馈输入引脚，FB连接到外部电阻分压器的中心点，VFB为反馈阈值电压。输出电压VOUT由反馈电阻R10和R0决定，VOUT＝VFB＊(1+R10/R0)。负载接在 VOUT和GND之间。在R10和R0确定后输出电压VOUT即为一个固定值，无法满足多个不同输出电压的使用需求。因此，在有多个不同输出电压需求时往往需要增加多路电源转换电路，大大增加了家用电器的生产成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电源转换电路，以克服现有技术中的电源转换电路无法满足多个不同输出电压需求，增加电器设备生产成本的问题。

本实用新型实施例提供了一种电源转换电路，包括：

电源转换控制子电路、第一电阻及若干反馈电阻调节电路，其中，

所述电源转换控制子电路包括：电源转换控制芯片，所述电源转换控制芯片的第一端外接输入电压，第二端外接芯片控制信号，第三端分别与负载及所述第一电阻的一端连接，反馈输入端与所述第一电阻的另一端连接；

各所述反馈电阻调节电路并联连接后与所述电源转换控制芯片的反馈输入端连接；

每个反馈电阻调节电路均由反馈电阻和开关电路串联构成，所述开关电路的控制端外接反馈电阻的接入控制信号。

可选地，所述的电源转换电路还包括：

供电控制电路，所述供电控制电路包括：第一受控开关，所述第一受控开关的控制端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以按照所述芯片控制信号控制所述供电控制电路导通或关断；

所述供电控制电路串联于所述电源转换控制芯片的第一端与所述输入电压之间，或者，所述供电控制电路设置于所述负载与接地端之间。

可选地，所述的电源转换电路还包括：

主控芯片，所述主控芯片包括第一输出端和若干第二信号输出端，其中，

所述第一输出端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以向所述电源转换控制芯片提供芯片控制信号；

各所述第二信号输出端与所述反馈电阻调节电路一一对应设置，所述第二信号输出端与其对应的反馈电阻调节电路中开关电路的控制端连接，以向对应的开关电路提供反馈电阻的接入控制信号。

可选地，所述的电源转换电路还包括：

或电路，所述或电路的输入端外接各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号，输出端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以将各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号转换为所述电源转换控制芯片的芯片控制信号。

可选地，所述开关电路包括：第二受控开关，所述第二受控开关用于基于所述反馈电阻的接入控制信号控制所述反馈电阻接入或断开。

可选地，所述或电路包括：若干复用电路，其中，

各复用电路与各反馈电阻调节电路一一对应设置；

所述复用电路包括：转换器件，所述转换器件的一端与其对应的反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号连接，另一端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以将所述反馈电阻的接入控制信号转换为所述芯片控制信号。

可选地，所述反馈电阻调节电路的数量和/或所述反馈电阻调节电路中反馈电阻的阻值由所述负载对不同供电电压的需求及所述第一电阻的阻值确定。

可选地，所述的电源转换电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述电源转换控制芯片的反馈输入端连接，另一端接地。

可选地，所述第一受控开关或所述第二受控开关为三极管或MOS管。

可选地，所述或电路包括：多输入或门，所述多输入或门的输入端与所述反馈电阻调节电路一一对应设置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型实施例提供的电源转换电路，包括：电源转换控制子电路、第一电阻及若干反馈电阻调节电路，其中，电源转换控制子电路包括：电源转换控制芯片，电源转换控制芯片的第一端外接输入电压，第二端外接芯片控制信号，第三端分别与负载及第一电阻的一端连接，反馈输入端与第一电阻的另一端连接；各反馈电阻调节电路并联连接后与电源转换控制芯片的反馈输入端连接；每个反馈电阻调节电路均由反馈电阻和开关电路串联构成，开关电路的控制端外接反馈电阻的接入控制信号，通过设置各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号，控制接入电源转换电路的反馈电阻，以调节向负载提供的供电电压。从而通过在传统的电源转换电路的供电输出端设置多个反馈电阻调节电路，并通过对反馈电阻调节电路的通断进行控制，以控制接入电源转换电路反馈电阻的总阻值，从而可根据负载不同需求提供不同的供电电压，并且无需设置多个电源转换电路，节约了电器设备的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有电源转换电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电源转换电路的第一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电源转换电路的第二种结构示意图；

图4为本实用新型实施例的电源转换电路的第三种结构示意图；

图5为本实用新型实施例的电源转换电路的第四种结构示意图；

图6为本实用新型实施例的电源转换电路的第五种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

基于上述问题，本实用新型实施例提供了一种电源转换电路，如图2所示，该电源转换电路包括：电源转换控制子电路101、第一电阻R10及若干反馈电阻调节电路102，其中，电源转换控制子电路101包括：电源转换控制芯片11，电源转换控制芯片11的第一端外接输入电压VIN，第二端外接芯片控制信号EN，第三端VOUT分别与负载(图2中未示出)及第一电阻R10的一端连接，反馈输入端FB与第一电阻R10的另一端连接；各反馈电阻调节电路102并联连接后与电源转换控制芯片11的反馈输入端FB连接；每个反馈电阻调节电路102均由反馈电阻R和开关电路21串联构成，开关电路21的控制端外接反馈电阻的接入控制信号(图2中未示出)，通过设置各反馈电阻调节电路102的反馈电阻R 接入控制信号，控制接入电源转换电路的反馈电阻R，以调节向负载提供的供电电压。示例性地，上述负载可以是具有多个供电电压需求的电风扇，不同的风速档位对应不同的供电电压需求。

其中，如图2所示，本实用新型实施例所提供的电源转换电路是在如图1 所示的电源转换电路的基础上进行改进后得到的。上述电源转换控制子电路中电源转换控制芯片的外围电路与如图1所示的现有技术中的电源转换电路的相关电路设计均相同，在此不再进行赘述。

具体地，上述开关电路21包括第二受控开关，第二受控开关用于基于反馈电阻的接入控制信号控制反馈电阻接入或断开。该第二受控开关可以为三极管或者MOS管等开关器件，上述开关电路可由第二受控开关及其驱动电路组成，驱动电路的设计方式可参照现有技术中三极管或者MOS管的驱动电路设计方式加以实现，在此不再进行赘述。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例提供的电源转换电路，通过在传统的电源转换电路的供电输出端设置多个反馈电阻调节电路，并通过对反馈电阻调节电路的通断进行控制，以控制接入电源转换电路反馈电阻的总阻值，从而可根据负载不同需求提供不同的供电电压，并且无需设置多个电源转换电路，节约了电器设备的生产成本。

具体地，在一实施例中，如图2所示，上述的电源转换电路还包括：供电控制电路103，供电控制电路103包括：第一受控开关，第一受控开关的控制端与电源转换控制芯片的第二端连接，以按照芯片控制信号控制供电控制电路导通或关断。在本实用新型实施例中，是以供电控制电路103设置于负载与接地端之间为例进行的说明，在实际应用中，供电控制电路还可以串联于电源转换控制芯片的第一端与输入电压之间。

其中，第一受控开关与上述第二受控开关类似均可以为三极管或MOS管等，具体可参照上述关于第二受控开关的相关描述，在此不再进行赘述。

由于如图1所示的电源转换电路在电源转换控制芯片停止工作时，整个电源转换电路输出的电压VOUT＝VIN即输出电压等于输入电压，仍然有输出电压给到负载，无法有效关断负载。如图2和3所示，本实用新型实施例通过设置供电控制电路，能够在电源转换控制芯片的芯片控制信号为低电平时，使得第一受控开关关断，以保障负载被完全关断，避免负载供电带来的安全隐患，并且降低不必要的能耗。

具体地，在一实施例中，上述的电源转换电路还包括：

主控芯片(图2中未示出)，主控芯片包括第一输出端和若干第二信号输出端，其中，第一输出端与电源转换控制芯片的第二端连接，以向电源转换控制芯片提供芯片控制信号；各第二信号输出端与反馈电阻调节电路一一对应设置，第二信号输出端与其对应的反馈电阻调节电路中开关电路的控制端连接，以向对应的开关电路提供反馈电阻的接入控制信号。

其中，该主控芯片为电源转换电路所连接负载即应用电器对象的MCU。如电风扇的MCU等，本实用新型并不以此为限。

具体地，在一实施例中，上述的电源转换电路还包括：

或电路，或电路的输入端外接各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号，输出端与电源转换控制芯片的第二端连接，以将各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号转换为电源转换控制芯片的芯片控制信号。

具体地，或电路包括：若干复用电路，其中，各复用电路与各反馈电阻调节电路一一对应设置；复用电路包括：转换器件，转换器件的一端与其对应的反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号连接，另一端与电源转换控制芯片的第二端连接，以将反馈电阻的接入控制信号转换为芯片控制信号。

具体地，上述转换器件为二极管，二极管的正向输入端与其对应的反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号连接，反向输入端与电源转换控制芯片的第二端连接。

具体地，在另一可替换实施方式中，上述或电路包括：多输入或门，多输入或门的输入端与反馈电阻调节电路一一对应设置。此外，在实际应用中，上述或电路还可以由多输入比较器构成，比较器的每个输入端分别与反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号连接，具体工作过程与多输入或门类似，在此不再进行赘述。

从而通过设置或电路，使得电源转换控制芯片的芯片控制信可以不由主控芯片的IO口提供，而是通过或电路来提供，从而减少主控芯片的IO口使用数量，最大化节省主控芯片IO口资源。

具体地，在一实施例中，上述反馈电阻调节电路的数量和/或反馈电阻调节电路中反馈电阻的阻值由负载对不同供电电压的需求及第一电阻的阻值确定。在实际应用中，在不需要这么多的输出电压时可删除反馈电阻调节电路的数量，在需要更多的输出电压时可根据情况增加由反馈电阻和开关电路组成的反馈电阻调节电路，以实现灵活调整，满足不同负载的不同供电需求。

具体地，在一实施例中，上述的电源转换电路还包括：

第二电阻，第二电阻的一端与电源转换控制芯片的反馈输入端连接，另一端接地。

在实际应用中，如图4所示，该第二电阻为图4中的R0。具体地，该第二电阻的阻值可根据负载所需的最小供电电压进行设置，从而保障负载的基本用电需求，当负载具有其他供电需求时，再根据实际情况接入反馈电阻，以对负载的供电电压进行调整，本实用新型并不以此为限。

下面将结合具体应用示例，对本实用新型实施例提供的电源转换电路的工作原理及具体工作过程进行详细的描述。

与如图1所示的现有的电源转换电路类似，本实用新型实施例提供的如图 3所示的电源转换电路的VIN为输入电压，EN为芯片控制信号即芯片关断信号输入，GND为系统地，VOUT为输出，FB为反馈输入引脚，额外的V－为负载的一端，需要供电的负载接在VOUT和V－之间。“部分电源转换电路”中包含现有技术如图1所示的电源转换电路中的常见元件，如滤波电容、储能电感、开关器件、二极管、控制芯片等，并由这些元件组成现有技术中常见的BUCK、BOOST、 BUCK－BOOST等拓扑结构。供电控制电路即如图3所示的“开关电路X”用于负载电源切断，以解决现有技术中无法有效关断负载的问题，开关电路X由三极管或者MOS管等开关器件及其驱动电路组成。开关电路X的开关由主控芯片IO 口给出的信号ENX控制，当ENX为高电平时，开关器件开通，输出VOUT经负载到V－再经过开关器件到GND，负载工作；当ENX为低电平时，开关器件关断，输出VOUT经负载到V－之后无通路，负载被完全关断。在实际应用中，可以利用信号EN来代替信号ENX，即在控制电源转换控制芯片停止工作的同时控制负载被完全关断。“开关电路X”既可以接在V－和GND之间，也可以串联在VIN 和部分电源转换电路之间，作用和原理类似。

图3中的三个开关电路用于反馈电阻调节，由三极管或者MOS管等开关器件及其驱动电路组成，开关器件由主控芯片IO口给出的信号FB0、FB1和FB2 控制，当主控芯片给出高电平时开关器件开通，当主控芯片给出低电平时开关器件关断。各个开关电路的一端接反馈电阻，一端接V－或者GND。当需要输出电压VOUT0给负载时FB0为高电平，FB1和FB2为低电平，VOUT0＝VFB＊(1+R10/R0)；当需要输出电压VOUT1给负载时FB1为高电平，FB0和FB2为低电平， VOUT1＝VFB＊(1+R10/R1)；当需要输出电压VOUT2给负载时FB2为高电平，FB0 和FB1为低电平，VOUT2＝VFB＊(1+R10/R2)；当不需要输出电压时EN、FB0、FB1、 FB2和ENX都为低电平，负载无电被完全切断，电源转换控制芯片也进入停机状态。

图3所示的电路框图方案可以输出3个电压OUT0、OUT1、OUT2，在不需要这么多的输出电压时可删除反馈电阻调节电路1或者反馈电阻调节电路2，在需要更多的输出电压时可根据情况增加由反馈电阻和开关电路组成的反馈电阻调节电路。

由于图3所示的电路需要主控芯片IO口较多，可见在需要3个输出电压时就需要使用5个IO口，在需要n个输出电压时就需要n+2个IO口，本实用新型提出了图4和图5两种电路框图，反馈电阻调节电路和开关电路与上述图3 中的电路功能和结构类似。此电路中的控制器信号EN不再由主控芯片IO口提供，而是由或电路即复用电路提供，复用电路由转换器件组成，转换器件可以为二极管或比较器等电路元件，复用电路可以用单个转换器件组成也可以由多个转换器件组成，转换器件用以将主控芯片IO口提供的信号FB0、FB1、FB2 等转换为控制信号EN，以减少对主控芯片IO口的占用，缓解芯片资源降低生产成本。当FB0、FB1、FB2等这些信号中的任意一个信号为高电平时EN就为高电平，当FB0、FB1、FB2等这些信号全部为低电平时EN才为低电平。在图4 电路框图中，当需要输出电压VOUT0给负载时FB0为高电平，FB1为低电平， EN为高电平，VOUT0＝VFB＊(1+R10/R0)；当需要输出电压VOUT1给负载时FB0为低电平，FB1为高电平，EN为高电平，VOUT1＝VFB＊(1+R10/R1)；当需要输出电压VOUT2给负载时FB0为高电平，FB1为高电平，EN为高电平， VOUT2＝VFB＊{1+R10/[R0R1/(R0+R1)]}；当不需要输出电压给负载时FB0为低电平，FB1为低电平，EN也为低电平，负载无电被完全切断，电源转换控制芯片也进入停机状态。在图5电路框图中，当需要输出电压VOUT0给负载时FB1为高电平，FB2为低电平，EN为高电平，VOUT0＝VFB＊{1+R10/[R0R1/(R0+R1)]}；当需要输出电压VOUT1给负载时FB1为低电平，FB2为高电平，EN为高电平， VOUT1＝VFB＊{1+R10/[R0R2/(R0+R2)]}；当需要输出电压VOUT2给负载时FB1 为高电平，FB2为高电平，EN为高电平， VOUT2＝VFB＊{1+R10/[R0R1R2/(R0R1+R0R2+R1R2)]}；当不需要输出电压给负载时FB0为低电平，FB1为低电平，EN也为低电平，负载无电被完全切断，电源转换控制芯片也进入停机状态。

图4和图5电路框图方案可以输出3个电压OUT0、OUT1、OUT2，在不需要这么多的输出电压时可根据情况删除反馈电阻调节电路和复用电路，在需要更多的输出电压时可根据情况增加复用电路和由反馈电阻以及开关电路组成的反馈电阻调节电路，在由n个反馈电阻调节电路组成的整体电路中最多可通过控制输出2n－1个输出电压。

图6为根据图5电路框图设计的一个具体的实施案例框图。其中，电容C1 (用于滤波)、C2(用于滤波)、C3(用于滤波)、C4(用于滤波)，电感L1(用于储能)，二极管D11(用于整流)和电源转换控制芯片U2组成了部分电源转换电路；二极管D1(用于IO隔离、复用组合)和D2(用于IO隔离、复用组合) 组成了复用电路；电阻R11(用于限流)和R12(用于下拉)组成了使能电路；电阻R13(用于限流)、R14(用于下拉)和MOS管U1和电容C1(用于抗静电) 组成了一个开关电路；电阻R15(用于限流)和三极管Q1组成了一个开关电路；电阻R16(用于限流)和三极管Q2组成了一个开关电路；电阻R10、R0、R1、 R2为反馈电阻，R1和开关电路组成了一个反馈电阻调节电路，R2和开关电路组成了另一个反馈电阻调节电路；CN2为针座，用以接负载。

如图6所示，上述复用电路由两个二极管组成，FB1接二极管D1的阳极， FB2接二极管D2的阳极，D1和D2的阴极同时接EN，根据二极管单向导通的特性，FB1和FB2之间不会相互影响，且当FB1为高电平、FB2为低电平时，EN 为高电平，当FB1为低电平、FB2为高电平时，EN也为高电平，当FB1、FB2 同时为低电平时，EN为低电平。复用电路也可用比较器组成，其原理与用二极管组成一致，FB1和FB2之间不会相互影响，且当FB1为高电平、FB2为低电平时，EN为高电平，当FB1为低电平、FB2为高电平时，EN也为高电平，当FB1、 FB2同时为低电平时，EN为低电平。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例提供的电源转换电路，通过在传统的电源转换电路的供电输出端设置多个反馈电阻调节电路，并通过对反馈电阻调节电路的通断进行控制，以控制接入电源转换电路反馈电阻的总阻值，从而可根据负载不同需求提供不同的供电电压，并且无需设置多个电源转换电路，节约了电器设备的生产成本。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种电源转换电路，其特征在于，包括：电源转换控制子电路、第一电阻及若干反馈电阻调节电路，其中，

所述电源转换控制子电路包括：电源转换控制芯片，所述电源转换控制芯片的第一端外接输入电压，第二端外接芯片控制信号，第三端分别与负载及所述第一电阻的一端连接，反馈输入端与所述第一电阻的另一端连接；

各所述反馈电阻调节电路并联连接后与所述电源转换控制芯片的反馈输入端连接；

每个反馈电阻调节电路均由反馈电阻和开关电路串联构成，所述开关电路的控制端外接反馈电阻的接入控制信号。

2.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，还包括：

供电控制电路，所述供电控制电路包括：第一受控开关，所述第一受控开关的控制端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以按照所述芯片控制信号控制所述供电控制电路导通或关断；

所述供电控制电路串联于所述电源转换控制芯片的第一端与所述输入电压之间，或者，所述供电控制电路设置于所述负载与接地端之间。

3.根据权利要求1或2所述的电源转换电路，其特征在于，还包括：

主控芯片，所述主控芯片包括第一输出端和若干第二信号输出端，其中，

所述第一输出端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以向所述电源转换控制芯片提供芯片控制信号；

各所述第二信号输出端与所述反馈电阻调节电路一一对应设置，所述第二信号输出端与其对应的反馈电阻调节电路中开关电路的控制端连接，以向对应的开关电路提供反馈电阻的接入控制信号。

4.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，还包括：

或电路，所述或电路的输入端外接各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号，输出端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以将各反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号转换为所述电源转换控制芯片的芯片控制信号。

5.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，所述开关电路包括：第二受控开关，所述第二受控开关用于基于所述反馈电阻的接入控制信号控制所述反馈电阻接入或断开。

6.根据权利要求4所述的电源转换电路，其特征在于，所述或电路包括：若干复用电路，其中，

各复用电路与各反馈电阻调节电路一一对应设置；

所述复用电路包括：转换器件，所述转换器件的一端与其对应的反馈电阻调节电路的反馈电阻的接入控制信号连接，另一端与所述电源转换控制芯片的第二端连接，以将所述反馈电阻的接入控制信号转换为所述芯片控制信号。

7.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述反馈电阻调节电路的数量和/或所述反馈电阻调节电路中反馈电阻的阻值由所述负载对不同供电电压的需求及所述第一电阻的阻值确定。

8.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述电源转换控制芯片的反馈输入端连接，另一端接地。

9.根据权利要求5所述的电源转换电路，其特征在于，所述第一受控开关或所述第二受控开关为三极管或MOS管。

10.根据权利要求4所述的电源转换电路，其特征在于，所述或电路包括：多输入或门，所述多输入或门的输入端与所述反馈电阻调节电路一一对应设置。

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