CN219123982U

CN219123982U - 供电电路和电子设备

Info

Publication number: CN219123982U
Application number: CN202320141668.2U
Authority: CN
Inventors: 孔谭友; 朱勇; 陶兴安
Original assignee: Xi'an Lingchong Digital Energy Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Lingchong Digital Energy Technology Co ltd
Priority date: 2023-01-19
Filing date: 2023-01-19
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2033-01-19

Abstract

本申请提供一种供电电路和电子设备，涉及电路技术领域。该供电电路包括：储能电容、检测模块、比较模块、电源转换模块，其中，储能电容的一端连接预设电源，储能电容的另一端接地，储能电容的另一端连接电源转换模块的输入端；检测模块连接预设电源，检测模块还连接比较模块的输入端，比较模块的输出端连接电源转换模块的使能端，电源转换模块的输出端用于连接处理单元。通过储能电容向电源转换模块供电，并通过比较模块控制电源转换模块使能，从而向处理单元稳定输出电压，保护处理单元，避免由于向处理单元输出电压不稳定导致处理单元的部分管脚进入闩锁效应从而影响正常通讯。

Description

供电电路和电子设备

技术领域

本申请涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种供电电路和电子设备。

背景技术

在微电网和新能源汽车充电领域，处理器是微电网设备和充电设备的核心器件，对于功能复杂的处理器模块，一般会有个储能电容经过DC-DC转化给处理器供电，在系统掉电后，储能电容可以维持一段时间，供处理器存储一些重要的数据信息。

当储能电容电压低于降压式变换电路的使能电压时，降压式变换电路无输出，处理单元无输入电压，当负载减小，储能电容电压回升，超过降压式变换电路的使能电压时，降压式变换电路正常输出，当负载增大，储能电容电压降低，低于降压式变换电路的使能电压时，降压式变换电路无输出，反复几次经过上述过程，直至储能电容电量耗尽，导致处理单元反复上电、掉电，容易导致处理器的部分管脚进入闩锁效应而不能正常通讯。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种供电电路和电子设备，以便控制输出稳定电压，避免处理单元的管脚进入闩锁效应，无法正常通讯。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种供电电路，包括：储能电容、检测模块、比较模块、电源转换模块，其中，所述储能电容的一端连接预设电源，所述储能电容的另一端接地，所述储能电容的另一端连接所述电源转换模块的输入端；

所述检测模块连接所述预设电源，所述检测模块还连接所述比较模块的输入端，所述比较模块的输出端连接所述电源转换模块的使能端，所述电源转换模块的输出端用于连接处理单元。

在可选的实施方式中，所述检测模块包括：第一分压电路、并联稳压器，其中，所述第一分压电路的一端为：所述检测模块的输入端，以连接所述预设电源，所述第一分压电路的另一端接地，所述并联稳压器的输入端接地，所述并联稳压器的输出端连接所述第一分压电路的一端，所述并联稳压器的控制端还连接所述第一分压电路的分压点；

所述并联稳压器的输出端为所述检测模块的输出端，用以连接所述比较模块的输入端。

在可选的实施方式中，所述检测模块还包括：第一限流电阻，所述第一分压电路的一端通过所述第一限流电阻连接所述预设电源。

在可选的实施方式中，所述比较模块包括：比较器、第二分压电路、反馈电阻和输出电阻；其中，所述第二分压电路的一端连接所述预设电源，所述第二分压电路的另一端接地，所述第二分压电路的分压点连接所述比较器的同向输入端，所述比较器的反向输入端为：所述比较模块的输入端，以连接所述检测模块的输出端；

所述比较器的输出端连接所述输出电阻的一端，所述输出电阻的另一端为所述比较模块的输出端，以连接所述电源转换模块的使能端，所述比较器的输出端还通过所述反馈电阻连接同向输入端。

在可选的实施方式中，所述供电电路还包括：第二限流电阻，所述预设电源通过所述第二限流电阻连接所述储能电容的一端。

在可选的实施方式中，所述供电电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接直流电源，所述第一二极管的阴极连接所述储能电容的一端。

在可选的实施方式中，所述供电电路还包括：第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述储能电容的一端，所述第二二极管的阴极连接所述预设电源。

在可选的实施方式中，所述供电电路还包括：滤波电路，所述储能电容的一端还通过所述滤波电路连接所述电源转换模块的输入端。

在可选的实施方式中，所述滤波电路包括：电感和电容，所述电感的一端为所述滤波电路的输入端，以连接所述储能电容的一端，所述电感的另一端通过所述电容接地，所述电感的另一端为所述滤波电路的输出端，以连接所述电源转换模块的输入端。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：供电电路和处理单元；

其中，所述供电电路为采用上述第一方面任一所述的供电电路，所述供电电路中电源转换模块的输出端连接所述处理单元，以为所述处理单元进行供电。

本申请的有益效果是：

本申请提供一种供电电路和电子设备，包括：储能电容、检测模块、比较模块、电源转换模块，其中，储能电容的一端连接预设电源，储能电容的另一端接地，储能电容的另一端连接电源转换模块的输入端；检测模块连接预设电源，检测模块还连接比较模块的输入端，比较模块的输出端连接电源转换模块的使能端，电源转换模块的输出端用于连接处理单元。在系统掉电过程中，通过储能电容向电源转换模块供电，并通过比较模块控制电源转换模块使能，从而向处理单元稳定输出电压，保护处理单元，避免由于向处理单元输出电压不稳定导致处理单元的部分管脚进入闩锁效应从而影响正常通讯。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之一；

图2为本申请实施例提供的一种电源转换模块的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之二；

图4为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之三；

图5为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之四；

图6为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之五；

图7为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之六；

图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构图。

主要元件符号说明：C11-储能电容；110-检测模块；120-比较模块；130-电源转换模块；111-第一分压电路；U1-并联稳压器；112-第一限流电阻；U2-比较器；121-第二分压电路；R12-反馈电阻；R13-输出电阻；140-第二限流电阻；D1-第一二极管；D2-第二二极管；150-滤波电路；L1-电感；C-电容；210-处理单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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”等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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

以下结合附图通过多个示例对本申请提供的供电电路进行具体的示例说明。

图1为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之一。如图1所示，该电路包括：储能电容C11、检测模块110、比较模块120、电源转换模块130，其中，储能电容C11的一端连接预设电源，储能电容C11的另一端接地，储能电容C11的另一端连接电源转换模块130的输入端。

具体的，储能电容C11可以为超级电容C，作为新型的储能装置，具有极大地容量可向处理单元210进行供电，预设电源+12V_BAT用于向系统中的各模块供电，通过预设电源连接储能电容C11的一端，可对储能电容C11进行充电，储能电容C11的另一端连接电源转换模块130的输入端，使得储能电容C11向电源转换模块130供电。

检测模块110连接预设电源，检测模块110还连接比较模块120的输入端，比较模块120的输出端连接电源转换模块130的使能端，电源转换模块130的输出端用于连接处理单元210。

其中，检测模块110通过连接预设电源，向检测模块110供电，通过检测模块110对输入电压的调节向比较模块120输出固定电压，使得比较模块120的输入电压为固定电压值。

电源转换模块130可采用降压式变换(BUCK)电路，由于比较模块120的输出端连接电源转换模块130的使能端，电源转换模块130的输出端用于连接处理单元210，使得比较模块120可控制电源转换模块130使能，并向处理单元210输出需求电压。

需要说明的是，图2为本申请实施例提供的一种电源转换模块的结构图，如图2所示，电源转换模块130包括：BUCK芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5以及第一电感L1，其中，BUCK芯片U3的使能引脚EN用于连接比较模块120的输出端，BUCK芯片U3的使能引脚VIN用于连接储能电容C11，BUCK芯片U3的反馈引脚FB通过第一电阻R1接地，BUCK芯片U3的输出引脚连接第一电感L1与第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1并联并通过第一电阻R1接地，其中，第二电阻R2和第三电阻R3串联并与第一电容C1并联，BUCK芯片U3的输出引脚SW还通过第一电感L1与第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5以及第四电阻R4连接，从而连接处理单元210，向处理单元210输出需求电压，其中第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5以及第五电阻R5并联连接，第四电阻R4为负载电阻，具有缓冲、制动的作用，BUCK芯片U3的自升引脚BST通过第六电容C6和第五电阻R5连接输出引脚SW，通过电源转换模块130对输入电压进行调节，从而输出处理单元210需要的电压。

综上所述，本申请提供一种供电电路，包括：储能电容、检测模块、比较模块、电源转换模块，其中，储能电容的一端连接预设电源，储能电容的另一端接地，储能电容的另一端连接电源转换模块的输入端；检测模块连接预设电源，检测模块还连接比较模块的输入端，比较模块的输出端连接电源转换模块的使能端，电源转换模块的输出端用于连接处理单元。在系统掉电过程中，通过储能电容向电源转换模块供电，并通过比较模块控制电源转换模块使能，从而向处理单元稳定输出电压，保护处理单元，避免由于向处理单元输出电压不稳定导致处理单元的部分管脚进入闩锁效应从而影响正常通讯。

在上述任一实施例所示的供电电路的基础上，本申请实施例还提供另一种供电电路的可能实现方式。图3为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之二。如图3所示，检测模块110包括：第一分压电路111、并联稳压器U1，其中，第一分压电路111的一端为：检测模块110的输入端，以连接预设电源，第一分压电路111的另一端接地，并联稳压器U1的输入端接地，并联稳压器U1的输出端连接第一分压电路111的一端，并联稳压器U1的控制端还连接第一分压电路111的分压点。

并联稳压器U1的输出端为检测模块110的输出端，用以连接比较模块120的输入端。

具体的，并联稳压器U1可采用美国德州仪器(TI)生产的可调式精密并联稳压器U1，其输出电压在2.5V-3.6V范围内连续可调，第一分压电路111还包括调节电阻分别为第六电阻R6和第七电阻R7，第六电阻R6和第七电阻R7串联，并联稳压器U1的控制端连接第一分压电路111的分压点即第六电阻R6和第七电阻R7之间，通过调节电阻对输出电压进行调节，输出预设电压可以为3V、5V等，输出预设电压可表示为U₀＝V_ref*(1+R6/R7)。

检测模块110还包括：第一限流电阻112，第一分压电路111的一端通过第一限流电阻112连接预设电源。

第一限流电阻112包括第八电阻R8和第九电阻R9，其中第八电阻R8和第九电阻R9并联，并连接并联稳压器U1的输出端，通过第一限流电阻112对预设电源输入电流进行限流，以便保证并联稳压器U1的正常工作。需要说明的是，并联稳压器U1的输入端和输出端之间还并联第七电容C7进行滤波。

本申请实施例提供的供电电路中，由于检测模块110的输出端与比较模块120的输入端连接，所以通过检测模块110中的第一分压电路111、并联稳压器U1和第一限流电阻112对预设电源进行调节，输出预设电压至比较模块120的输入端，使得比较模块120有固定的输入电压。

在上述任一实施例所示的供电电路的基础上，本申请实施例还提供另一种供电电路的可能实现方式。图4为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之三。如图4所示，比较模块120包括：比较器U2、第二分压电路121、反馈电阻R12和输出电阻R13；其中，第二分压电路121的一端连接预设电源，第二分压电路121的另一端接地，第二分压电路121的分压点连接比较器U2的同向输入端，比较器U2的反向输入端为：比较模块120的输入端，以连接检测模块110的输出端。

具体的，第二分压电路121中包括：第十电阻R10和第十一电阻R11，其中第十电阻R10的一端接地，第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11，第十一电阻R11的另一端连接预设电源，比较器U2的同向输入端连接第二分压电路121的分压点即第十电阻R10和第十一电阻R11之间，比较器U2的反向输入端连接检测模块110的输出端，接收预设电压，其中比较器U2的同向输入电压可表示为V₊＝+12V_BAT*(R10/(R10+R11))。

比较器U2的输出端连接输出电阻R13的一端，输出电阻R13的另一端为比较模块120的输出端，以连接电源转换模块130的使能端，比较器U2的输出端还通过反馈电阻R12连接同向输入端，比较器U2的输出端还通过第十四电阻R14连接预设电源，还通过第十二电容接地，通过预设电源向比较器U2供电。

具体的，比较器U2的输出端通过输出电阻R13连接电源转换模块130的使能端，从而控制电源转换模块130工作输出，比较器U2的门限电压可表示为：

V_REF(H)＝[R10*(+12V_BAT)]/[(R11||R12)+R10]

V_REF(L)＝(R10||R12)·(+12V_BAT)/[(R10||R12)+R11]

其中，通过调整第十电阻R10、第十一电阻R11和反馈电阻R12的阻值从而调整比较器U2的迟滞区间，当电源转换模块130的输入电压低于V_REF(L)或大于V_REF(L)小于V_REF(H)时比较器U2输出低电平，控制BUCK芯片U3禁能，输出电压为0。当电源转换模块130的输入电压大于V_REF(H)时比较器U2输出高电平，控制BUCK芯片U3使能，输出处理单元210需求电压。

本申请实施例提供的供电电路中，基于电源转换模块130的输入电压，通过比较模块120中的第十电阻R10、第十一电阻R11和反馈电阻R12调整比较器U2的迟滞区间，从而控制电源转换模块130中的BUCK芯片U3使能，从而向处理单元210稳定输出电压，保护处理单元210，避免由于向处理单元210输出电压不稳定导致处理单元210的部分管脚进入闩锁效应从而影响正常通讯。

在上述任一实施例所示的供电电路的基础上，本申请实施例还提供另一种供电电路的可能实现方式。图5为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之四。如图5所示，供电电路还包括：第二限流电阻140，预设电源通过第二限流电阻140连接储能电容C11的一端。

具体的，第二限流电阻140包括第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17，其中第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17并联，并且第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17并联的一端连接预设电源，另一端连接储能电容C11，从而限制上电时对储能电容C11的充电电流。

继续参考图5，供电电路还包括：第一二极管D1，第一二极管D1的阳极连接直流电源+12V，第一二极管D1的阴极连接储能电容C11的一端，第一二极管D1可以为防反灌二极管，防止掉电时储能电容C11通过直流电源回路放电。

供电电路还包括：第二二极管D2，第二二极管D2的阳极连接储能电容C11的一端，第二二极管D2的阴极连接预设电源，通过第二二极管D2保证在掉电时为储能电容C11提供低阻抗通路。

在上述任一实施例所示的供电电路的基础上，本申请实施例还提供另一种供电电路的可能实现方式。图6为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之五。如图6所示，供电电路还包括：滤波电路150，储能电容C11的一端还通过滤波电路150连接电源转换模块130的输入端，通过滤波电路150对预设电源进行滤波，保证输入至电源转换模块130的输入干净。

滤波电路150包括：电感L1和电容C，电感L1的一端为滤波电路150的输入端，以连接储能电容C11的一端，电感L1的另一端通过并联电容C连接电源转换模块130的输入端，电容C另一端接地，可将电路输出电压中的交流成分滤波到地，其中，在一种示例中，还可将第八电容C8、第九电容C9以及第十电容C10进行并联，并与电感L1并联，从而构成滤波电路150对预设电源进行滤波。

本申请实施例还提供一种供电电路的完整实现示例。图7为本申请实施例提供的一种供电电路的结构图之六。如图7所示，供电电路包括：储能电容C11、检测模块110、比较模块120、电源转换模块130，其中，电源转换模块130包括：BUCK芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5以及第一电感L2，检测模块110包括：第一分压电路111、并联稳压器U1、第一限流电阻112和第七电容C7，第一分压电路111包括：第六电阻R6和第七电阻R7、第一限流电阻112包括：第八电阻R8和第九电阻R9，比较模块120包括：比较器U2、第二分压电路121、反馈电阻R12、输出电阻R13、第十四电阻R14和第十二电容C12，第二分压电路121包括第十电阻R10和第十一电阻R11，供电电路还包括第二限流电阻140，第二限流电阻140中包括：第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17，供电电路还包括滤波电路150，其中滤波电路150包括电感L1和电容C，电容C又包括第八电容C8、第九电容C9以及第十电容C10，供电电路还包括第一二极管D1和第二二极管D2，上述元件连接方式如图7所示，在此不做赘述。

本申请还提供一种电子设备的可能实现方式，图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构图。如图8所示，电子设备包括：供电电路和处理单元210；其中，供电电路为上述任一实施例提供的供电电路，供电电路中电源转换模块130的输出端连接处理单元210，以为处理单元210进行供电，示例的，电子设备可以为充电桩或者微电网的电力电子设备，在系统掉电过程中，通过电子设备中的供电电路向处理单元210提供稳定电压，从而实现对处理单元210的保护。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种供电电路，其特征在于，包括：储能电容、检测模块、比较模块、电源转换模块，其中，所述储能电容的一端连接预设电源，所述储能电容的另一端接地，所述储能电容的另一端连接所述电源转换模块的输入端；

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述检测模块包括：第一分压电路、并联稳压器，其中，所述第一分压电路的一端为：所述检测模块的输入端，以连接所述预设电源，所述第一分压电路的另一端接地，所述并联稳压器的输入端接地，所述并联稳压器的输出端连接所述第一分压电路的一端，所述并联稳压器的控制端还连接所述第一分压电路的分压点；

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述检测模块还包括：第一限流电阻，所述第一分压电路的一端通过所述第一限流电阻连接所述预设电源。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述比较模块包括：比较器、第二分压电路、反馈电阻和输出电阻；其中，所述第二分压电路的一端连接所述预设电源，所述第二分压电路的另一端接地，所述第二分压电路的分压点连接所述比较器的同向输入端，所述比较器的反向输入端为：所述比较模块的输入端，以连接所述检测模块的输出端；

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电电路还包括：第二限流电阻，所述预设电源通过所述第二限流电阻连接所述储能电容的一端。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接直流电源，所述第一二极管的阴极连接所述储能电容的一端。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电电路还包括：第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述储能电容的一端，所述第二二极管的阴极连接所述预设电源。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电电路还包括：滤波电路，所述储能电容的一端还通过所述滤波电路连接所述电源转换模块的输入端。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述滤波电路包括：电感和电容，所述电感的一端为所述滤波电路的输入端，以连接所述储能电容的一端，所述电感的另一端通过所述电容接地，所述电感的另一端为所述滤波电路的输出端，以连接所述电源转换模块的输入端。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：供电电路和处理单元；

其中，所述供电电路为采用上述权利要求1-9中任一所述的供电电路，所述供电电路中电源转换模块的输出端连接所述处理单元，以为所述处理单元进行供电。