CN219068069U - 供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种供电电路，包括：供电电源，用于为供电回路提供电源电压；运算放大器，所述运算放大器包括输入端以及输出端；反馈电路，连接所述输入端以及所述输出端，所述输出端电压为预设电压，用于计算所述输入端的电压；采样电阻，连接所述输入端，用于计算所述供电回路中的电流。本申请通过对反馈电路以及采样电阻进行合理的设置，可以控制供电电路的功率。本申请采用较少的元件便可以实现功率的控制，成本低。

Description

供电电路

技术领域

本实用新型涉及电气自动化技术领域，特别是涉及一种供电电路。

背景技术

传统的供电电路需要多个元器件来完成升压操作，且在完成升压功能时，其输入功率仅由负载决定。

目前的供电电路无法实现输入功率的控制。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种功率可控的供电电路。

一种供电电路，包括：

供电电源，用于为供电回路提供电源电压；

运算放大器，所述运算放大器包括输入端以及输出端；

反馈电路，连接所述输入端以及所述输出端，所述输出端电压为预设电压，用于计算所述输入端的电压；

采样电阻，连接所述输入端，用于计算所述供电回路中的电流。

在其中一个实施例中，所述输入端包括第一输入端及第二输入端，所述采样电阻连接所述第一输入端，

所述反馈电路包括：

电阻R8，连接所述第二输入端以及所述输出端；

电阻R9，连接所述第二输入端以及接地端。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

控制器，所述控制器包括反馈信号输入引脚，所述反馈信号输入引脚连接所述输出端。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

电感L1，一端连接所述供电电源，另一端连接所述供电电路的第一供电端；

晶体管Q1，一端连接所述电感L1，另一端连接所述供电电路的第二供电端，所述第二供电端与所述第一供电端之间用于连接负载；

所述控制器连接所述晶体管Q1的控制端。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

二极管D3，一端连接所述输出端，另一端连接所述反馈信号输入引脚。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

第一滤波电路，一端连接所述二极管D3，另一端连接所述反馈信号输入引脚。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

电感L1，一端连接所述供电电源，另一端连接所述供电电路的第一供电端；

晶体管Q1，一端连接所述电感L1，另一端连接所述供电电路的第二供电端，所述第二供电端与所述第一供电端之间用于连接负载；

电容C3，一端连接至所述电感L1与所述第一供电端，另一端连接所述第二供电端。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

二极管D1，一端连接至所述电感L1，另一端与所述电容C3连接。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

二极管D2，一端连接所述第一供电端，另一端与所述电容C3连接。

在其中一个实施例中，所述供电电路还包括：

第二滤波电路，包括电阻R4以及电容C2，所述电阻R4连接所述采样电阻的一端以及所述第一输入端，所述电容C2连接所述采样电阻的另一端以及所述第一输入端。

通过在供电电路中设置连接运算放大器的输入端的采样电阻，且在运算放大器输入端以及输出端设置反馈电路，并且设置运算放大器的输出端的电压为预设电压，从而可以通过反馈电路计算出运算放大器的输入端的电压，从而可以获取采样电阻两端的电压，进而可以计算流过采样电阻的电流(供电回路中的电流值)。同时，根据供电回路中的电流值以及供电电源的电压值可以计算出供电电路的功率。因此，本申请通过对反馈电路以及采样电阻进行合理的设置，可以控制供电电路的功率。本申请采用较少的元件便可以实现功率的控制，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的供电电路的结构示意图；

图2为一实施例的供电电路的电路示意图。

附图标记说明：100-供电电源，200-采样电阻，300-运算放大器，400-反馈电路。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

请参阅图1，一实施例的供电电路包括：供电电源100、运算放大器300、反馈电路400以及采样电阻200。

供电电源100可以为整个供电电路提供电源电压。

运算放大器300包括输入端与输出端。

反馈电路400连接运算放大器300的输入端以及输出端，设置运算放大器300的输出端的电压为预设电压，可以根据预设电压以及反馈电路400的设置，计算运算放大器300的输入端的电压。

采样电阻200连接到运算放大器300的输入端，根据运算放大器300的输入端的电压以及采样电阻200的阻值，可以计算供电回路中的电流值I。而供电电路的输入功率P＝I*Vin，其中，Vin为供电电源100的电压值。因此，此时可以对供电电路的输入功率进行有效控制。

作为示例，采样电阻200可以一端连接放大器的输入端，另一端与电源电压负极一起接地。此时，采样电阻200两端的电压等于运算放大器300的输入端的电压Vcs。据此,可以计算供电回路中的电流值I＝Vcs/R3。

当然，采样电阻200在供电回路中的设置形式并不限于此，例如，采样电阻200可以一端连接放大器的输入端，另一端与电源电压正极连接。此时，采样电阻R3两端的电压等于运算放大器300的输入端的电压Vin-Vcs。据此,可以计算供电回路中的电流值I＝(Vin-Vcs)/R3。

在本实施例中，通过在供电电路中设置连接运算放大器300的输入端的采样电阻200，且在运算放大器300输入端以及输出端设置反馈电路400，并且根据运算放大器300的输出端的预设电压，从而可以通过反馈电路400计算出运算放大器300的输入端的电压，从而可以获取采样电阻200两端的电压，进而可以计算流过采样电阻200的电流(供电回路中的电流值)。同时，根据供电回路中的电流值以及供电电源100的电压值可以计算出供电电路的功率。因此，本实施例通过对反馈电路400以及采样电阻200进行合理的设置，可以控制供电电路的功率。本实施例采用较少的元件便可以实现功率的控制，成本低。

在一个实施例中，运算放大器300的输入端包括第一输入端以及第二输入端，采样电阻200连接运算放大器300的第一输入端。具体地，运算放大器300的第一输入端可以为同相输入端，运算放大器300的第二输入端可以为反相输入端。

此时，反馈电路400包括：电阻R8以及电阻R9。电阻R8一端连接运算放大器300的第二输入端，一端连接运算放大器300的输出端。电阻R9一端连接运算放大器300的第二输入端，一端连接接地端。此时的运算放大器300是同相比例运算放大器300，根据同相比例运算放大器300的输入电压与输出电压间的关系，可得Vout＝Vcs(1+R8/R9)。其中，运算放大器300的输出端的电压Vout为预设电压。可以根据预设电压的值求解运算放大器300的输入端的电压Vcs。可以理解是，二极管D3负极的电压为Vout+V_D,其中V_D为D3的正向压降。因此，可以通过控制二极管D3负极的电压为一预设值，从而控制运算放大器300的输出端的电压Vout为预设电压。

因此，将电阻R8与电阻R9接入到反馈电路400中，可以通过改变两者的值，进而改变运算放大器300的输入电压Vcs，实现对运算放大器300的输入电压Vcs的控制。同时，供电回路中的电流值I与运算放大器300输入端的电压Vcs相关。例如I＝Vcs/R3。此时，通过电阻R8、电阻R9、R3可以求解供电回路的电流I。而又因整个供电回路的功率P＝I*Vin，所以通过改变电阻R8、电阻R9、R3的值可以控制整个供电回路的功率。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括控制器，控制器包括反馈信号输入引脚，此引脚将控制器与运算放大器300的输出端相连接。

在本实施例中，控制器的反馈信号输入引脚连接运算放大器300的输出端，从而可以将运算放大器300输出端的信号反馈至控制器，控制器可以控制相关电路，从而使得运算放大器300输出端的电压维持在预设电压。此时，运算放大器300的输出端的电压与之相同，可以为预设电压。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括电感L1以及晶体管Q1。电感L1一端连接供电电源100，另一端与供电电路的第一供电端相连接。晶体管Q1一端连接电感L1，另一端与供电电路的第二供电端相连接。第二供电端与第一供电端之间可以连接有负载。

当晶体管Q1闭合时，供电电源100通过电感L1、晶体管Q1、以及采样电阻200形成闭合回路，可以给储能元件电感L1进行充电。当晶体管Q1断开时，供电电源100提供的电压以及电感L1中存储的电压可以共同传递到供电电路的第一供电端以及第二供电端之间，进而对负载供电，完成升压操作。

控制器连接晶体管Q1的控制端，控制器可以对晶体管Q1的开关速度进行控制。

作为示例，控制器可以是脉冲宽度调制(PWM)控制器。脉冲宽度调制控制器具有反馈输入引脚，此引脚将接收到的电压值与PWM控制器内的参考电压值进行比较。当反馈输入引脚的电压小于参考电压值，说明运算放大器300的输出端电压小于预设电压，此时控制器可以控制晶体管Q1闭合的时间更长,使电感L1的充电的时间更长，进而使供电回路中的电流(流经R3的电流)更大，从而可以提高运算放大器300的输入端电压Vcs,从而可以提高运算放大器300的输出端电压，进而使得运算放大器300输出端电压维持在预设电压。

在本实施例中，通过控制晶体管Q1断开或者闭合，可以实现对供电电路的第一供电端与第二供电端间的负载进行升压的操作，并且控制器可以控制晶体管Q1的开关时间，从而使得运算放大器300输出端的电压维持在预设电压。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括二极管D3。二极管D3一端连接运算放大器300的输出端，一端连接至控制器的反馈信号输入引脚。

在本实施例中，二极管D3可以起隔离作用，防止控制器中的电流倒灌到运算放大器300，避免对反馈回路造成影响。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括第一滤波电路。第一滤波电路一端连接二极管D3，另一端连接控制器的反馈信号输入引脚。

具体地，第一滤波电路包括电阻R7以及电容C1，其中，电容C1的一端连接接地端，此时，第一滤波电路为低通滤波电路。

此外，第一低通滤波电路还通过电阻R5连接到二极管D1。

在本实施例中，第一滤波电路可以抑制来自于运算放大器300以及电阻R5对回路的干扰，使控制器接收到的信号的抗扰度增加。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括：电感L1、晶体管Q1以及电容C3。

其中，电感L1一端连接供电电源100，另一端连接供电电路的第一供电端，晶体管Q1一端连接电感L1，另一端连接供电电路的第二供电端。

此时，电容C3一端连接至电感与第一供电端，另一端连接第二供电端。在晶体管Q1断开时，电容C3被充电。而在晶体管Q1闭合时，电容C3用于给供电电路的第一供电端与第二供电端间的负载供电。

在本实施例中，设置电容C3，可以在晶体管Q1闭合时，使电容C3对外放电，将能量传递到供电电路的负载，保证负载的正常工作。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括二极管D1。二极管D1一端与电感L1连接，一端与电容C3连接。

当晶体管Q1断开时，二极管D1导通，此时电容C3被充电，负载被供电。

当晶体管Q1闭合时，二极管D1截止，此时整个供电电路被分为两部分，一部分用于对电感L1进行充电，另一部分电容C3放电给第一供电端与第二供电端间的负载。

在本实施例中，晶体管Q1闭合时，二极管D1截止，从而可以在对电感L1进行充电时，切断供电电源100以及电感L1对负载的供电路径，从而可以对电感L1进行有效充电。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括二极管D2。二极管D2连接在供电电路的第一输入端与电容C3之间。作为示例，二极管D2可以选择整流二极管。

在本实施例中，二极管D2用于防止后续电路中的电流倒灌到电容C3以及运算放大器回路中。

在其他实施例中，也可以采用MOS管来代替二极管D2。

在一个实施例中，请参阅图2，供电电路还包括第二滤波电路，第二滤波电路包括电阻R4以及电容C2。其中，电阻R4连接采样电阻200以及第一输入端，电容C2连接供电电源100与第一输入端。电容C2的一端连接接地端，此时，第一滤波电路为低通滤波电路。

在本实施例中，第二滤波电路可以增加供电回路中的信号的抗干扰程度。

此外，供电电路还可以包括电阻R1以及电阻R2。其中，电阻R1一端连接晶体管Q1，一端连接电感L1，电阻R1可以对晶体管Q1起到保护作用。电阻R2一端连接晶体管Q1，另一端连接采样电阻R3，电阻R2用于进行电流检测，并将该电流通过控制器的控制感应电流输入端输入到控制器中，用于后续控制器的相关操作。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：

供电电源，用于为供电回路提供电源电压；

运算放大器，所述运算放大器包括输入端以及输出端；

反馈电路，连接所述输入端以及所述输出端，所述输出端电压为预设电压，用于计算所述输入端的电压；

采样电阻，连接所述输入端，用于计算所述供电回路中的电流。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述输入端包括第一输入端及第二输入端，所述采样电阻连接所述第一输入端，

所述反馈电路包括：

电阻R8，连接所述第二输入端以及所述输出端；

电阻R9，连接所述第二输入端以及接地端。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

控制器，所述控制器包括反馈信号输入引脚，所述反馈信号输入引脚连接所述输出端。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

电感L1，一端连接所述供电电源，另一端连接所述供电电路的第一供电端；

晶体管Q1，一端连接所述电感L1，另一端连接所述供电电路的第二供电端，所述第二供电端与所述第一供电端之间用于连接负载；

所述控制器连接所述晶体管Q1的控制端。

5.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

二极管D3，一端连接所述输出端，另一端连接所述反馈信号输入引脚。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

第一滤波电路，一端连接所述二极管D3，另一端连接所述反馈信号输入引脚。

7.根据权利要求1或2所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

电感L1，一端连接所述供电电源，另一端连接所述供电电路的第一供电端；

晶体管Q1，一端连接所述电感L1，另一端连接所述供电电路的第二供电端，所述第二供电端与所述第一供电端之间用于连接负载；

电容C3，一端连接至所述电感L1与所述第一供电端，另一端连接所述第二供电端。

8.根据权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

二极管D1，一端连接至所述电感L1，另一端与所述电容C3连接。

9.根据权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

二极管D2，一端连接所述第一供电端，另一端与所述电容C3连接。

10.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括：

第二滤波电路，包括电阻R4以及电容C2，所述电阻R4连接所述采样电阻的一端以及所述第一输入端，所述电容C2连接所述采样电阻的另一端以及所述第一输入端。

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