CN218678835U - 一种快启动电路与电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种快启动电路与电子设备,涉及电路快启动技术领域。快启动电路包括降压模块、稳压模块以及开关模块，降压模块的输入端与电源电连接，降压模块的输出端分别与稳压模块、开关模块电连接，稳压模块还与开关模块电连接，开关模块还用于连接负载：其中，稳压模块用于在降压模块的输出端电压大于阈值时，向开关模块输出驱动电压，以使开关模块导通；开关模块用于在导通时，向负载提供输出端电压。本申请提供的快启动电路与电子设备具有能够缩短负载的启动时间的优点。

Description

一种快启动电路与电子设备

技术领域

本申请涉及电路快启动技术领域，具体而言，涉及一种快启动电路与电子设备。

背景技术

BUCK电路又称降压电路，是目前常见的电压转换电路，其输出电压低于输入电压。

随着BUCK电源技术的不断发展，对控制器硬件进行测试时发现，BUCK电源中电感上的电流不能突变，BUCK电源的Vout电压会从0V开始上升，因此BUCK电源的Vout建立时间较长，对后级负载的正常工作可能会有影响。

综上，现有技术中存在BUCK电源的输出电压建立时间较长，负载的启动时间相对较长，对负载的正常工作造成影响的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种快启动电路与电子设备，以解决现有技术中存在的负载的启动时间相对较长的问题。

为解决上述问题，本申请提供了一种快启动电路，所述快启动电路包括降压模块、稳压模块以及开关模块，所述降压模块的输入端与电源电连接，所述降压模块的输出端分别与所述稳压模块、所述开关模块电连接，所述稳压模块还与所述开关模块电连接，所述开关模块还用于连接负载：其中，

所述稳压模块用于在所述降压模块的输出端电压大于阈值时，向所述开关模块输出驱动电压，以使所述开关模块导通；

所述开关模块用于在导通时，向所述负载提供所述输出端电压。

由于本申请设置了开关模块与稳压模块，且稳压模块在降压模块的输出端电压大于阈值时，才会输出驱动电压，因此，当降压模块的输出端电压从OV到阈值电压区间，稳压模块不会输出驱动电压，此时开关模块不会导通，不会对负载供电，而只有在降压模块的输出端电压上升到阈值时，稳压模块才会输出驱动电压，开关模块导通，此时为负载的供电电压则为阈值电压，负载的初始电压更大，因此其启动时间可以更快，达到了快速启动的目的。

可选地，所述开关模块包括开关管，所述开关管的控制端与所述稳压模块电连接，所述开关管的第一端与所述降压模块的输出端电连接，所述开关管的第二端与所述负载电连接。

可选地，所述开关模块还包括第一电阻与第二电阻，所述开关管的控制端通过所述第一电阻与所述稳压模块电连接；所述开关管的第一端通过所述第二电阻与所述降压模块的输出端电连接。

可选地，所述开关管的类型包括N形MOS管或NPN三极管，且当所述开关管为NPN三极管时，所述开关管的基极与所述稳压模块电连接，所述开关管的集电极与所述降压模块的输出端电连接。

可选地，所述稳压模块包括7805稳压块，所述7805稳压块用于在所述降压模块的输出端电压大于7.5V时，向所述开关模块输出5V驱动电压，以使所述开关模块导通。

可选地，所述降压模块包括电源芯片、电感、第一二极管、第二二极管、第一电容组件以及第三电阻，所述电源芯片的第一脚分别与所述电感的一端、第二二极管的阴极电连接，所述电源芯片的第四脚与所述第一二极管的阴极电连接，所述第一电容组件与所述第三电阻并联后的一端与所述电感的另一端、所述第一二极管的阳极电连接，所述第一电容组件与所述第三电阻并联后的另一端与所述第二二极管的阳极电连接；且所述第一电容组件与所述第三电阻并联后的两端作为所述降压模块的输出端。

可选地，所述降压模块还包括第二电容组件，所述第二电容组件的两端分别与所述电源芯片的第一脚与第四脚之间。

可选地，所述快启动电路还包括第三电容组件，所述第三电容组件的一端与所述稳压模块的输出端电连接，所述第三电容组件的另一端与所述降压模块的输出端电连接。

另一方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括负载与上述的快启动电路，所述负载与所述快启动电路中的开关模块电连接。

可选地，所述电子设备包括空调器。

附图说明

图1为现有技术中负载启动电路的电路示意图。

图2为本申请实施例提供的快启动电路的模块示意图。

图3为本申请实施例提供的快启动电路的电路示意图。

附图标记说明：

100-快启动电路；110-降压模块；120-开关模块；130-稳压模块。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。

正如背景技术中所述，目前存在BUCK电源的输出电压建立时间较长，负载的启动时间相对较长，对负载的正常工作造成影响的问题。

如图1所示，为现有技术中BUCK电源电路的示意图。其中，当电源芯片U1的1、8脚之间的MOS管闭合时，DC+经过电感给后级供电，由于电感上的电流不能突变，因此其输出至负载与稳压器(图中芯片U2)的电压会从0V开始上升。例如，对于负载而言，若其需求电压为15V，则负载在启动时，电压从0V上升至15V的时间段内，负载不会被启动。且电压从0V上升至15V需要较长的时间，因此负载的启动时间相对较长，可能对负载的正常工作会造成影响。

并且，在BUCK电源电路还包括稳压器，稳压器可以将输入的高压稳定为定值的电压，例如，将15V的电压稳压为5V电压。通过该实现方式，可以实现对负载的供电外，还可以同时对其他电路进行供电，且供电电压可以不同。例如，图1所述的电路中，可以为负载提供15V电压，同时经过稳压器后，输出+5V的电压，该电压可用于为其它负载供电，实现了通过一个电路，提供不同供电电压的效果。

综上，图1中存在负载启动时间较长的问题。

有鉴于此，本申请提供了一种快启动电路，通过设置开关模块的方式，实现降压模块的输出电压升高至阈值时，才会为负载供电，达到缩短负载的启动时间的目的。

下面对本申请提供的快启动电路进行示例性说明：

请参阅图2，作为一种可选的实现方式，该快启动电路100包括降压模块110、稳压模块130以及开关模块120，降压模块110的输入端与电源电连接，降压模块110的输出端分别与稳压模块130、开关模块120电连接，稳压模块130还与开关模块120电连接，开关模块120还用于连接负载：其中，稳压模块130用于在降压模块110的输出端电压大于阈值时，向开关模块120输出驱动电压，以使开关模块120导通；开关模块120用于在导通时，向负载提供输出端电压。

其中，本申请提供的降压模块110即为BUCK模块，其能够将输入的直流电源降压为需求电压并输出。并且，由于本申请提供的快启动电路100中设置有开关模块120，且只有在降压模块110的输出端电压大于阈值时，开关模块120才会导通，当降压模块110的输出端电压小于阈值时，则开关模块120不会导通，负载不会工作。因此，当开关模块120导通时，负载接收到的电压实际已经为该阈值电压，并从该阈值电压开始上升，而不是从0V开始上升，因此负载的启动时间更短，进而达到了快启动的目的。

作为一种可选的实现方式，请参阅图3，降压模块110包括电源芯片U1、电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容组件以及第三电阻R3，电源芯片U1的第一脚分别与电感L1的一端、第二二极管D2的阴极电连接，电源芯片U1的第四脚与第一二极管D1的阴极电连接，第一电容组件与第三电阻R3并联后的一端与电感L1的另一端、第一二极管D1的阳极电连接，第一电容组件与第三电阻R3并联后的另一端与第二二极管D2的阳极电连接；且第一电容组件与第三电阻R3并联后的两端作为降压模块110的输出端。

其中，当电源芯片U1的1、8脚之间的MOS管(芯片内MOS管，图未示)闭合时，DC+经过电感L1给后级供电，由于电感L1上的电流不能突变，导致流入稳压模块130的电压会从0V开始上升。图示中，第二二极管D2作为续流二极管使用。并且，电感L1与第一电容组件共同作用，使得电路具有平滑电压的功能。

作为一种实现方式，降压模块110还包括第二电容组件，第二电容组件的两端分别与电源芯片U1的第一脚与第四脚之间。此外，快启动电路100还包括第三电容组件，第三电容组件的一端与稳压模块130的输出端电连接，第三电容组件的另一端与降压模块110的输出端电连接。

其中，第一电容组件包括并联的第一电解电容E1与第一电容C1，第二电容组件包括并联的第二电解电容E2与第二电容C2，第三电容组件包括并联的第三电解电容E3与第三电容C3。

在一种实现方式中，开关模块120包括开关管Q1，开关管Q1的控制端与稳压模块130电连接，开关管Q1的第一端与降压模块110的输出端电连接，开关管Q1的第二端与负载电连接。

当然地，在其它的一些实施例中，也可以采用其它器件作为开关模块120，例如，也可以采用继电器作为稳压模块130，其中，继电器线圈的一端可以与稳压模块130的输出端电连接，继电器线圈的另一端接地。在此基础上，当降压模块110输出驱动电压时，继电器线圈上电进而导通，实现为负载的供电。

其中，当开关模块120采用开关管Q1时，开关管Q1的类型可以为N形MOS管或NPN三极管，本申请以开关管Q1为NPN三极管为例进行说明，其中，开关管Q1的基极与稳压模块130电连接，开关管Q1的集电极与降压模块110的输出端电连接，开关管Q1的发射极与负载电连接。

当稳压模块130输出驱动电压时，NPN三极管的基极接收到高电平，NPN三极管导通，此时向负载提供输出端电压。

在此基础上，为了保护开关管Q1，第一电阻R1与第二电阻R2，开关管Q1的控制端通过第一电阻R1与稳压模块130电连接；开关管Q1的第一端通过第二电阻R2与降压模块110的输出端电连接。其中，第一电阻R1与第二电阻R2均可以起到限流的作用，进而可以保证流过开关管Q1的电流不会过大，达到保护开关管Q1的目的。

此外，负载的输入端包括两条线路，其中一条线路与开关模块120电连接，并作为负载的正极，另一条线路与降压模块110的输出端电连接，并作为负载的负极，两条线路可以与负载形成回路，并且，两条线路之间还连接有电容C4，以实现滤波功能。

在一种实现方式中，稳压模块130包括7805稳压块U2，7805稳压块U2用于在降压模块110的输出端电压大于7.5V时，向开关模块120输出5V驱动电压，以使开关模块120导通。

在此基础上，本申请提供的快启动电路100的工作原理为：

当降压模块110在工作时，由于电感L1上的电流不能突变，因此降压模块110输出端的电压会从0V开始逐渐升高，同时，由于7805稳压块U2的输入电压额定值范围是7.5～35V，因此只有7805稳压块U21脚的电位高于7.5V，7805稳压块U2的3脚才可能输出5V电压。在此基础上，当降压模块110输出端的电压在0V～7.5V时，7805稳压块U2无输出，此时三极管的基极悬空，无法导通，因此无法为负载供电。

而当降压模块110输出端的电压升高至7.5V时，此时7805稳压块U2的3脚输出5V电压，NPN三极管的基极输入高电平，NPN三极管导通，进而使得为负载供电，此时，负载接收到的初始电压为7.5V，相对于传统的电路中负载接收到的初始电压为0V而言，在设置开关模块120后，负载接收到的初始电压明显增大。

需要说明的是，负载接收到初始电压后，并不会立即工作，而是在降压模块110的输出端电压上升至工作电压时开始工作。例如，负载的工作电压为15V，则当负载接收到初始电压7.5V后，会直到降压模块110输出端的电压达到15V才会工作，因此，从7.5V上升至15V的时间即为负载启动所需时间，而现有技术中，负载启动时间为从0V上升至15V所需的时间，因此，本申请提供的快启动电路100中负载启动时间缩短了将近一般，达到了快启动的目的，提高了工作效率。

基于上述实现方式，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括负载与上述的快启动电路100，负载与快启动电路100中的开关模块120电连接，通过快启动电路100为负载进行供电。

需要说明的是，本申请并不对电子设备的类型进行限定，例如，电子设备可以为空调器或者电视机等电子设备。

综上，本申请提供了一种快启动电路与电子设备，该快启动电路包括降压模块、稳压模块以及开关模块，降压模块的输入端与电源电连接，降压模块的输出端分别与稳压模块、开关模块电连接，稳压模块还与开关模块电连接，开关模块还用于连接负载：其中，稳压模块用于在降压模块的输出端电压大于阈值时，向开关模块输出驱动电压，以使开关模块导通；开关模块用于在导通时，向负载提供输出端电压。由于本申请设置了开关模块与稳压模块，且稳压模块在降压模块的输出端电压大于阈值时，才会输出驱动电压，因此，当降压模块的输出端电压从OV到阈值电压区间，稳压模块不会输出驱动电压，此时开关模块不会导通，不会对负载供电，而只有在降压模块的输出端电压上升到阈值时，稳压模块才会输出驱动电压，开关模块导通，此时为负载的供电电压则为阈值电压，负载的初始电压更大，因此其启动时间可以更快，达到了快速启动的目的。

虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种快启动电路(100)，其特征在于，所述快启动电路(100)包括降压模块(110)、稳压模块(130)以及开关模块(120)，所述降压模块(110)的输入端与电源电连接，所述降压模块(110)的输出端分别与所述稳压模块(130)、所述开关模块(120)电连接，所述稳压模块(130)还与所述开关模块(120)电连接，所述开关模块(120)还用于连接负载：其中，

所述稳压模块(130)用于在所述降压模块(110)的输出端电压大于阈值时，向所述开关模块(120)输出驱动电压，以使所述开关模块(120)导通；

所述开关模块(120)用于在导通时，向所述负载提供所述输出端电压。

2.根据权利要求1所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述开关模块(120)包括开关管(Q1)，所述开关管(Q1)的控制端与所述稳压模块(130)电连接，所述开关管(Q1)的第一端与所述降压模块(110)的输出端电连接，所述开关管(Q1)的第二端与所述负载电连接。

3.根据权利要求2所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述开关模块(120)还包括第一电阻(R1)与第二电阻(R2)，所述开关管(Q1)的控制端通过所述第一电阻(R1)与所述稳压模块(130)电连接；所述开关管(Q1)的第一端通过所述第二电阻(R2)与所述降压模块(110)的输出端电连接。

4.根据权利要求2所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述开关管(Q1)的类型包括N形MOS管或NPN三极管，且当所述开关管(Q1)为NPN三极管时，所述开关管(Q1)的基极与所述稳压模块(130)电连接，所述开关管(Q1)的集电极与所述降压模块(110)的输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述稳压模块(130)包括7805稳压块(U2)，所述7805稳压块(U2)用于在所述降压模块(110)的输出端电压大于7.5V时，向所述开关模块(120)输出5V驱动电压，以使所述开关模块(120)导通。

6.根据权利要求1所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述降压模块(110)包括电源芯片(U1)、电感(L1)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电容组件以及第三电阻(R3)，所述电源芯片(U1)的第一脚分别与所述电感(L1)的一端、第二二极管(D2)的阴极电连接，所述电源芯片(U1)的第四脚与所述第一二极管(D1)的阴极电连接，所述第一电容组件与所述第三电阻(R3)并联后的一端与所述电感(L1)的另一端、所述第一二极管(D1)的阳极电连接，所述第一电容组件与所述第三电阻(R3)并联后的另一端与所述第二二极管(D2)的阳极电连接；且所述第一电容组件与所述第三电阻(R3)并联后的两端作为所述降压模块(110)的输出端。

7.根据权利要求6所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述降压模块(110)还包括第二电容组件，所述第二电容组件的两端分别与所述电源芯片(U1)的第一脚与第四脚之间。

8.根据权利要求1所述的快启动电路(100)，其特征在于，所述快启动电路(100)还包括第三电容组件，所述第三电容组件的一端与所述稳压模块(130)的输出端电连接，所述第三电容组件的另一端与所述降压模块(110)的输出端电连接。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括负载与如权利要求1至8任一项所述的快启动电路(100)，所述负载与所述快启动电路(100)中的开关模块(120)电连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括空调器。

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