CN218276106U - 电源电路的控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电源电路的控制电路，控制电路中的电流采样电路可以根据电源电路输出三相交流电在电流采样电路的输出端产生的第二电压，与电流采样电路的供电电压在电流采样电路输出端产生的第三电压相加得到的第一电压，向控制器发送电压信号形式的电流指示信号，使控制器确定电源电路输出的电流大小。由于本申请提供的电源电路的控制电路中不用设置逻辑器件，因此能够降低控制电路的电路复杂度。

Description

电源电路的控制电路

技术领域

本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源电路的控制电路。

背景技术

电子设备中的电源电路可用于接收外部输入的直流电，并对直流电进行逆变等处理后，向负载提供输出三相交流电，驱动负载工作。同时，电源电路的控制电路可用于对电源电路进行控制。

相关技术中，控制电路具体包括：控制器、电流采样电路和过流保护电路。其中，电流采样电路可用于对电源电路的输出三相交流电的电流进行检测，并向控制器发送电流检测信号；过流保护电路可用于在电源电路101向电机通过输出三相交流电的电流大于预设值时，向控制器提供中断信号，控制器可以根据接收到的信号对电源电路进行相应的控制。

但是，相关技术中的控制电路中包括运算放大器、比较器等逻辑处理器件，导致了控制电路的电路复杂度较高。

实用新型内容

本申请提供一种电源电路的控制电路，以克服相关技术中控制电路的电路复杂度较高的技术问题。

本申请第一方面提供一种电源电路的控制电路，包括：电流采样电路和控制器，其中，电流采样电路用于根据第一电压向控制器发送电流指示信号，所述电流指示信号用于指示所述输出三相交流电的电流值；其中，所述第一电压为第二电压和第三电压之和，所述第二电压为所述输出三相交流电在所述电流采样电路输出端产生的电压，所述第三电压为所述电流采样电路的供电电压在所述电流采样电路输出端产生的电压；控制器用于根据所述电流指示信号，控制所述电源电路调整所述输出三相交流电的电流。

本申请第二方面提供一种电子设备，包括如本申请第一方面提供的电源电路的控制电路。

本申请提供的电源电路的控制电路，控制电路中的电流采样电路可以根据电源电路的输出三相交流电在电流采样电路的输出端产生的第二电压，与电流采样电路的供电电压在所述电流采样电路输出端产生的第三电压相加得到的第一电压，向控制器发送电压信号形式的电流指示信号，使控制器确定电源电路输出的电流大小。由于本申请提供的电源电路的控制电路中不用设置逻辑器件，因此能够降低控制电路的电路复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一种电子设备的结构示意图；

图2为一种控制电路的结构示意图；

图3为相关技术中一种电源电路的电路结构示意图；

图4为本申请提供的控制电路一实施例的电路结构示意图；

图5为本申请提供的控制电路另一实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在正式介绍本申请实施例之前，先结合附图，对本申请所应用的场景，以及相关技术中所存在的问题进行说明。

图1为一种电子设备的结构示意图，如图1所示的电子设备10包括：电源电路101和负载102，其中，电源电路101可用于接收外部输入的直流电Vi，并对直流电Vi进行逆变、电流调频等处理后，向负载102提供输出三相交流电Vo，使输出三相交流电Vo驱动负载12工作。

在一些实施例中，电子设备10可以是手机、电脑、交互平板等设备，则负载102可以是设置在电子设备10内部的芯片等；在另一些实施例中，电子设备10可以是适配器、充电桩等设备，则负载102还可以是电子设备10所连接的外部设备等。

在一些实施例中，电子设备10可以是空调，则负载102可以是空调的风机，例如具体可以是无刷三相直流风机等。

电子设备10中还包括：控制电路103，可用于对电源电路101进行控制。例如，图2为一种控制电路的结构示意图，如图2所示的控制电路103包括：控制器1031、电流采样电路1032和过流保护电路1033。

其中，控制器1031可以是电子设备10中设置的可用于控制电源电路101的中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、微控制单元(Microcontroller Unit，简称：MCU)或者系统级芯片(System on Chip，简称：SoC)等控制单元，可用于直接对电源电路101进行控制，例如，控制电源电路101将输入的直流电Vi进行处理后输出三相交流电Vo，或者控制电源电路101停止输出三相交流电Vo等。

电流采样电路1032可用于对电源电路101向电机102通过输出三相交流电Vo的电流进行检测，并向控制器1031发送电流检测信号，使得控制器1031根据电流检测信号确定电源电路101的输出三相交流电Vo的电流后，对电源电路101进行相应的控制。

过流保护电路1033可用于在电源电路101向电机102通过输出三相交流电Vo的电流大于预设值时，向控制器1031提供中断信号，使控制器101根据接收到的中断信号控制电源电路101停止向负载提供输出三相交流电Vo，防止电源电路101向负载102输出的三相交流电Vo的电流过大而对负载102和电源电路101造成损坏。

在一些实施例中，电流采样电路1032和过压保护电路1033均通过反馈的方式，对电源电路101提供给负载102的电流进行实时采集，并对电流进行处理后，将电流信号转换为小电压信号最终发送给控制器1031，使控制器1031根据接收到的信号对电源电路101进行相应的控制和保护动作等。

例如，图3为相关技术中一种电源电路的电路结构示意图，如图3所示，以电子设备为空调、负载102为电机、控制器1031为MCU作为示例。则可以设置两个电流采样电路1032，分别记为电流采样电路1032a和电流采样电路1032b。其中，电流采样电路1032a用于采集电源电路101向负载102提供的输出三相交流电Vo中的u相交流电的电流，电流采样电路1032b用于采集电源电路101向负载102提供的输出三相交流电Vo中的v相交流电的电流。

以电流采样电路1032a为例，输出三相交流电Vo中的u相电流Iu流经电阻R7上所产生的压降Viu＝Iu*R7。由于u相电流Iu流经电阻R7的电流方向不同，故需要通过放大器给Viu叠加一定的偏置电压，并对Viu放大一定倍数后，得到电流采样电路1032a输出的电压信号Viu_out，电压信号Viu_out可以通过如下公式一表示。

公式一：

其中，VCC为电流采样电路1032a的供电电源，R1、R2、R3、R4、R5和R8分别为图中对应的标号的电阻的阻值。

随后，由电阻R6和电容C2组成的滤波电路对电压信号Viu_out进行滤波处理后，输出到MCU的标号为ADC_I_U的接口，由MCU根据电压信号Viu_out进行后续的处理，本申请对MCU等控制器1031接收到电压信号Viu_out后进行的处理不做限定。

相应地，电流采样电路1032b也可以得到输出三相交流电Vo中的v相电流Iv在电阻R14上的压降Viv，并通过放大器叠加偏置电压进行放大处理后得到电流采样电路1032b输出的电压信号Viv_out，随后通过电阻R15和C4组成的滤波电路进行滤波处理后，输出到MCU的标号为ADC_I_V的接口。其具体的处理方式和原理与电流采样电路1032a相同，不再赘述。

过流保护电路1033用于采集输出三相交流电Vo中的所有三相相电流流经电阻R18上所产生的压降Viall，并通过比较器U3对压降Viall与参考电压Vref进行比较，当压降Viall大于参考电压Vref时，说明电源电路101向负载102输出的三相交流电的电流过大，则比较器U3的输出端生成低电平的电压信号，并经过电阻R21和电容C6滤波电路后输出到MCU的标号为Interupt_I_OCP的接口，使MCU根据接收到的电压信号进行输出中断保护，例如控制电源电路101停止向负载102提供输出三相交流电Vo等。

但是，在如图3所示的相关技术中，控制电路103的每个电流采样电路1032和过流保护电路1033中都包括运算放大器、比较器等逻辑处理器件，既引入了一定的相应延时，又增加了控制电路103的电路复杂度，在控制电路103及其所在电子设备10的具体实现过程中，这些器件又增加了控制电路103所在的印刷电路板(Printed Circuit Board，简称：PCB)的布局面积，提高了电子设备10的成本，且不利于PCB上功率密度的提升。

因此，本申请提供一种控制电路103及其所在电子设备10的电路实现方式，以克服相关技术中控制电路103的电路复杂度较高的技术问题。下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图4为本申请提供的控制电路一实施例的电路结构示意图，如图4所示的控制电路可应用于如图1和图2所示的电子设备10中，作为图1和图2所示电子设备10的一种具体的电路实现方式。

如图4所示，本实施例提供的控制电路103中可以设置两个电流采样电路1032，分别记为电流采样电路1032a和电流采样电路1032b。其中，电流采样电路1032a用于采集电源电路101向负载102提供的输出三相交流电Vo中的u相交流电的电流，电流采样电路1032b用于采集电源电路101向负载102提供的输出三相交流电Vo中的v相交流电的电流。

更为具体地，本实施例提供的电流采样电路1032可以根据电源电路101的输出三相交流电在电流采样电路1032的输出端产生的第二电压，与电流采样电路1032的供电电压VCC在所述电流采样电路1032输出端产生的第三电压相加得到的第一电压，向控制器1031发送电压信号形式的电流指示信号。使控制器1031能够根据电流指示信号，控制电源电路101调整其向负载102提供的输出三相交流电Vo的电流等。

在一些实施例中，以如图4所示的电流采样电路1032a作为示例，该电流采样电路1032a包括：电流采样电阻R5和分压电路。分压电路可用于根据电流采样电阻R5上的电流，向控制器1031发送电流指示信号。

在一种实施例中，分压电路具体包括：第一分压电阻R2、第二分压电阻R1和第三分压电阻R4。电流采样电阻R5的第一端连接第一分压电阻R2的第一端，以及电源电路101输出u相交流电的输出端。如图4所示的实施例中，当控制电路103中还包括过流保护电路1033时，电流采样电阻R5的第二端通过过流采样电阻R12接地。第一分压电阻R2的第二端连接第二分压电阻R1的第二端，第三分压电阻R4的第一端，以及电流采样电路1032a的输出端。第二分压电阻R1的第一端用于接收供电电压VCC。第三分压电阻R4的第二端接地。

图5为本申请提供的控制电路另一实施例的电路结构示意图，在图5所示的实施例中，当控制电路103中不包括过流保护电路1033时，电流采样电阻R5的第二端接地。图5所示的控制电路103除过流保护电路1033之外的其他器件的连接方式与原理与图4所示相同，不再赘述。

则根据电路叠加原理，输出三相交流电Vo中的u相交流电的电流Iu在电流采样电路1032a的输出端产生的第二电压Viu_out可以通过如下公式二表示。

公式二：

其中，Viu为输出三相交流电Vo中的u相交流电的电流Iu流经R5时产生的分压，R1、R2和R4分别为图4中第二分压电阻R1、第一分压电阻R2和第三分压电阻R4的电阻值。

同时，供电电压VCC在电流采样电路1032a的输出端产生的第三电压Viu_ref可以通过如下公式三表示。

公式三：

其中，VCC为供电电压的电压值，R1、R2、R4、R5和R12分别为图4中第二分压电阻R1、第一分压电阻R2、第三分压电阻R4的电阻值、电流采样电阻R5的电阻值和过流采样电阻R12的电阻值。

则对于电流采样电路1032a输出端，其输出的第一电压为第二电压Viu_out和第三电压Viu_ref之和，并通过如下公式四表示。

公式四：

Viu_AD＝Viu_ref+Viu_out

在一些实施例中，电流采样电路1032a还包括：第一滤波模块，设置在第一分压电阻R2的第二端与控制器1031之间，在图4所示的示例中包括滤波电阻R3和滤波电容C1。第一滤波模块可用于对电流采样电路1032a向控制器1031发送的电流指示信号进行滤波处理，最终得到输出的电流指示信号F_U_I。电流指示信号F_U_I可用于指示电源电路101向负载102提供的输出三相交流电Vo中的u相交流电的电流。

在一些实施例中，电流采样电路1032a还包括第一过压保护模块D1，第一端连接第一分压电阻R2的第二端，第二端用于接收供电电压VCC，第三端接地。过压保护模块可用于将电流指示信号的电压值控制在预设电压范围内，例如限制在-0.7V到VCC+0.7V之间的电压范围，能够防止电流指示信号的电压过大损坏控制器1031。

结合公式二、公式三和公式四可以看出，电流采样电路1032a输出端的第一电压，与输出三相交流电Vo中的u相交流电的电流Iu的大小有关。则当电流采样电路1032a根据第一电压Viu_AD得到电流指示信号F_U_I并发送给控制器1031的ADC_U_I接口后，对于控制器1031，即可通过该电流指示信号ADC_U_I的电压值，确定u相交流电的电流Iu的电流值，进而对电源电路101进行后续的控制。

综上，本申请实施例提供的控制电路103中，电流采样电路1032可以根据输出三相交流电在电流采样电路1032的输出端产生的第二电压，与电流采样电路1032的供电电压VCC在所述电流采样电路1032输出端产生的第三电压相加得到的第一电压，向控制器1031发送电压信号形式的电流指示信号。相当于在第二电压的基础上叠加了直流偏置电压，并且可以通过电流采样电路1032中电流采样电阻阻值大小的方式，调整电流指示信号的电压值。

因此，本实施例提供的电源电路103与图3所示的相关技术中相比，电流采样电路1032在实现向控制器1031发送电流指示信号的基础上，在电流采样电路1032中不需要设置更多的运算放大器等逻辑处理器件，既减少了这些逻辑处理器件引入的延时，又降低了控制电路103的电路复杂度。当控制电路103在PCB上实现时，还能够减少布局面积，降低了电子设备10的成本，并利于提升PCB的功率密度。

在一些实施例中，如图4所示，控制电路103还包括过流保护电路1033。其中，过流保护电路1033可用于根据第四电压向控制器1031的F_I_Compare+接口发送电流比较信号，其中，第四电压是输出三相交流电Vo的电流流经过流保护电路1033所产生的电压。

在一些实施例中，如图4所示的过流保护电路1033包括：过流采样电阻R12，过流采样电阻R12的第一端连接电流采样电路1032a中的电流采样电阻R5的第二端、电流采样电路1032b中的电流采样电阻R10的第二端，以及电源电路101中用于控制W相交流电的开关管Q4，可用于接收输出三相交流电Vo。过流采样电阻R12的第二端接地。

在一些实施例中，电流采样电路1032a还包括第二过压保护模块D3，第一端连接过流采样电阻R12的第一端，第二端用于接收供电电压VCC，第三端接地。第二过压保护模块D3可用于将电流比较信号的电压值控制在预设电压范围内，例如限制在-0.7V到VCC+0.7V之间的电压范围，能够防止电流比较信号的电压过大损坏控制器1031。

在一些实施例中，过流保护电路1033还包括：第二滤波模块，设置在过流采样电阻R12的第一端与控制器1031之间，在图4所示的示例中包括滤波电阻R11和滤波电容C3。第二滤波模块可用于对过流采样电路1033向控制器1031发送的电流比较信号进行滤波处理，得到滤波后的电流比较信号F_I_ALL。输出三相交流电Vo流经过流采样电阻R12的电流产生的电压Viall经过第二滤波模块的滤波处理后，向控制器1031发送滤波后的电流比较信号F_I_ALL。

过流保护电路1033还包括：参考信号模块，用于向控制器1031能够参考电压信号Vref1。在图4所示的示例中，参考信号模块包括电阻R13和电阻R14，可用将供电电压VCC进行分压后得到的参考电压信号Vref1发送到控制器1031的F_I_Compare-接口。

则对于控制器1031，可以将电流比较信号F_I_ALL和参考电压信号Vref1的电压值进行比较，从而确定输出三相交流电Vo的电流是否大于预设值。其中，当电流比较信号F_I_ALL的电压值大于参考电压信号Vref1的电压值，说明输出三相交流电Vo的电流大于预设值，因此可以产生低电平的中断信号并根据中断信号进行后续的保护控制。

综上，本申请实施例提供的控制电路103中，过流保护电路1033电压向控制器1031发送电流比较信号，并由控制器1031可以将电流比较信号F_I_ALL和参考电压信号Vref1的电压值进行比较，从而确定输出三相交流电Vo的电流是否大于预设值，以进行后续的过流保护处理。相当于将如图3所示的相关技术中由过流保护电路1033进行的电压值的比较改为由控制器1031执行。

因此，本实施例提供的电源电路103与图3所示的相关技术中相比，在实现过流保护功能的基础上，过流保护电路1033中不需要设置更多的比较器等逻辑处理器件，既减少了这些逻辑处理器件引入的延时，又进一步降低了控制电路103的电路复杂度。当控制电路103在PCB上实现时，还能够减少布局面积，降低了电子设备10的成本，并利于提升PCB的功率密度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电源电路的控制电路(103)，所述电源电路(101)用于接收直流电并进行处理后，向负载(102)提供输出三相交流电；其特征在于，所述控制电路(103)包括：

电流采样电路(1032)，用于根据第一电压向控制器(1031)发送电流指示信号，所述电流指示信号用于指示所述输出三相交流电的电流值；其中，所述第一电压为第二电压和第三电压之和，所述第二电压为所述输出三相交流电在所述电流采样电路(1032)输出端产生的电压，所述第三电压为所述电流采样电路(1032)的供电电压在所述电流采样电路(1032)输出端产生的电压；

控制器(1031)，用于根据所述电流指示信号，控制所述电源电路调整所述输出三相交流电的电流。

2.根据权利要求1所述的控制电路(103)，其特征在于，所述电流采样电路(1032)包括：

电流采样电阻，所述电流采样电阻的第一端连接所述电源电路的输出端，所述电流采样电阻的第二端接地；

分压电路，所述分压电路连接所述电流采样电阻的第一端和所述控制器(1031)。

3.根据权利要求2所述的控制电路(103)，其特征在于，所述分压电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻和第三分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端连接所述电流采样电阻的第一端，所述第一分压电阻的第二端连接所述第二分压电阻的第二端、第三分压电阻的第一端和所述控制器(1031)，所述第二分压电阻的第一端用于接收所述供电电压，所述第三分压电阻的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的控制电路(103)，其特征在于，所述电流采样电路(1032)还包括：

第一过压保护模块，第一端连接所述第一分压电阻的第二端，第二端用于接收所述供电电压，第三端接地；用于将所述电流指示信号的电压值控制在预设电压范围。

5.根据权利要求3所述的控制电路(103)，其特征在于，所述电流采样电路(1032)还包括：

第一滤波模块，设置在所述第一分压电阻的第二端和所述控制器(1031)之间，用于对所述电流指示信号进行滤波处理。

6.根据权利要求1-5任一项所述的控制电路(103)，其特征在于，还包括：

过流保护电路(1033)，用于根据第四电压向所述控制器(1031)发送电流比较信号；所述第四电压为所述输出三相交流电的电流在过流保护电路(1033)所产生的电压；

所述控制器(1031)还用于，根据所述电流比较信号判断所述输出三相交流电的电流大于预设值时，控制所述电源电路(101)停止输出三相交流电。

7.根据权利要求6所述的控制电路(103)，其特征在于，所述过流保护电路(1033)，包括：

过流采样电阻，所述过流采样电阻的第一端连接所述电源电路的输出端，所述过流采样电阻的第二端接地。

8.根据权利要求7所述的控制电路(103)，其特征在于，所述过流保护电路(1033)还包括：

第二过压保护模块，第一端连接所述过流采样电阻的第一端，第二端用于接收所述供电电压，第三端接地；用于将所述电流比较信号的电压值控制在预设电压范围。

9.根据权利要求7所述的控制电路(103)，其特征在于，所述过流保护电路(1033)，还包括：

第二滤波模块，设置在所述过流采样电阻的第一端与所述控制器(1031)，用于对所述过流保护电路(1033)向所述控制器(1031)发送的电流比较信号进行滤波处理。

10.根权利要求6所述的控制电路(103)，其特征在于，所述过流保护电路(1033)，还包括：

参考信号模块，用于向所述控制器(1031)提供参考电压信号；

所述控制器(1031)具体用于，对所述电流比较信号与所述参考电压信号进行比较，确定所述输出三相交流电的电流是否大于预设值。

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