CN219960397U - 供电电路及电子产品 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种供电电路及电子产品。供电电路包括电源端、供电端、第一供电电路和第二供电电路。电源端用于连接电源。供电端用于为被供电设备供电；第一供电电路包括与电源端连接的电源变换器，电源变换器包括辅助绕组，辅助绕组与供电端连接，以通过供电端给被供电设备供电；第二供电电路包括第一电压转换电路和单向导通电路，第一电压转换电路包括转换输入端和转换输出端，电源端与转换输入端连接，第一电压转换电路用于将电源端提供的电压转换为目标电压，并通过转换输出端输出，单向导通电路串联连接于转换输出端和供电端之间，单向导通电路用于在供电端的电压低于目标电压时导通，使第二供电电路通过供电端为被供电设备供电。可靠性高。

Description

供电电路及电子产品

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种供电电路及电子产品。

背景技术

目前，在一些家电行业，会使用隔离变换器的辅助绕组给控制负载(比如电机)的控制芯片供电。但是，辅助绕组的供电会随着隔离变换器的带载发生变化。在隔离变换器的带载很轻或空载时，隔离变换器储存的能量很少，会使辅助绕组的供电严重不足，无法达到控制芯片所需的供电要求。这种供电电路的可靠性还有待提高。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施方式提供了一种供电电路及电子产品，供电可靠性较高。

本申请一方面提供了一种供电电路，所述供电电路包括：

电源端，用于连接电源；

供电端，用于为被供电设备供电；

第一供电电路，包括与所述电源端连接的电源变换器，所述电源变换器包括辅助绕组，所述辅助绕组与所述供电端连接，以通过所述供电端给所述被供电设备供电；

第二供电电路，包括第一电压转换电路和单向导通电路，所述第一电压转换电路包括转换输入端和转换输出端，所述电源端与所述转换输入端连接，所述第一电压转换电路用于将所述电源端提供的电压转换为目标电压，并通过所述转换输出端输出，所述单向导通电路串联连接于所述转换输出端和所述供电端之间，所述单向导通电路用于在所述供电端的电压低于所述目标电压时导通，使所述第二供电电路通过所述供电端为所述被供电设备供电。

在一些实施例中，所述第一电压转换电路包括降压电路和稳压电路，所述降压电路连接于所述转换输入端和所述稳压电路之间，所述转换输出端与所述稳压电路连接。

在一些实施例中，所述降压电路包括三极管，所述三极管的基极与所述稳压电路连接，所述三极管的集电极与所述转换输入端连接，所述三极管的发射极与所述转换输出端连接。

在一些实施例中，所述稳压电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极接地，负极通过所述三极管的基极和发射极与所述转换输出端连接。

在一些实施例中，所述单向导通电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述转换输出端，所述第一二极管的阴极连接所述供电端。

在一些实施例中，所述供电电路还包括变频电路，所述变频电路包括变频输入端、多个变频输出端以及多个第一开关电路，所述变频输入端与所述电源端连接，所述变频输出端与所述转换输入端连接，所述变频输入端与各个所述变频输出端之间通过所述多个第一开关电路连接，所述变频电路通过控制所述多个第一开关电路的工作状态，来控制至少一个所述变频输出端与所述电源端连通。

在一些实施例中，所述变频电路还包括接地端和多个第二开关电路，所述接地端与各个所述变频输出端之间通过不同的第二开关电路连接，所述变频电路通过控制所述第二开关电路的通断，来控制未连通所述电源端的变频输出端与所述接地端连通。

在一些实施例中，所述变频输出端与所述转换输入端之间通过第二二极管连接，所述第二二极管的阳极连接所述变频输出端，所述第二二极管的阴极连接所述转换输入端。

在一些实施例中，所述供电电路还包括负载连接端和第二电压转换电路，所述供电端通过所述负载连接端连接所述被供电设备，所述第二电压转换电路连接于所述供电端和所述负载连接端之间，以将所述供电端的电压进行转换后，通过所述负载连接端给所述被供电设备供电。

本申请另一方面提供了一种电子产品，所述电子产品包括如上任一所述的供电电路。

在本申请一些实施例的技术方案中，在供电电路中设置第一供电电路和第二供电电路，第一供电电路的辅助绕组连接供电端，通过供电端为被供电设备供电；第二供电电路的第一电压转换电路将电源端提供的电压转换为目标电压输出，并且在供电端的电压低于目标电压时，单向导通电路导通，使得第二供电电路可以通过供电端给被供电设备供电。如此，在辅助绕组的供电不足，供电端的供电电压下降时，通过第二供电电路可以使供电端为被供电设备提供稳定的供电电压，电路供电可靠性较高。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本申请的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本申请进行任何限制，在附图中：

图1示出了一些技术中的供电电路的电路图；

图2示出了本申请的一个实施例提供的供电电路的电路框图；

图3为图2中的供电电路的电路图；

图4示出了本申请的一个实施例提供的电子产品的模块示意图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，为一些技术中的供电电路100的电路图。图1中，供电电路100包括电源端VIN、隔离电压变换器T1、主路供电端12、第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14、PWM(pulse width modulation，脉冲宽度调制)芯片U2、开关管Q4、降压芯片U3，其中，隔离电压变换器T1包括初级线圈15、次级线圈16、辅助绕组11、二极管D5、D6、D7、降压电阻R12。其中：

电源端VIN可以通过电源电路(未示出)与交流电源(比如市电)连接。电源电路对交流电源输出的交流电进行滤波、整流后，通过电源端VIN输出直流电。电源端VIN输出的直流电可以是直流强电，比如310伏的直流强电。

初级线圈15其中一端连接电源端VIN，另一端通过开关管Q4与PWM芯片U2连接，次级线圈16与主路供电端12连接。PWM芯片U2通过控制开关管Q4的通断，控制隔离电压变换器T1对从电源端VIN输出的电压进行转换，并通过主路供电端12输出转换后的电压。主路供电端12可以与后级电路连接，以给后级电路供电。比如，主路供电端12可以与控制芯片等电路元器件连接。隔离电压变换器T1将电源端VIN提供的310伏的强电转换为5V的弱电，并通过主路供电端12给控制芯片等电路元器件供电。

辅助绕组11通过降压电阻R12与第二辅助绕组供电端14连接，以及通过降压芯片U3与第一辅助绕组供电端13连接。降压电阻R12和降压芯片U3可以对辅助绕组11提供的电压进行不同程度的降压，使得第一辅助绕组供电端13和第二辅助绕组供电端14输出不同的供电电压，以为不同的电路元器件供电。图1中，第一辅助绕组供电端13可以输出15伏的供电电压，为电机驱动芯片供电；第二辅助绕组供电端14可以输出5V的供电电压，为PWM芯片U2供电。

在图1所示的电路中，通过隔离电压变换器T1可以对外提供三个供电端，分别为主路供电端12、第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14。除三个供电端可以提供不同的供电电压外，主路供电端12与第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14的区别在于：主路供电端12是通过隔离电压变换器T1与强电进行隔离后的供电端，第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14是与强电未隔离的供电端。通常，在电路设计中，出于安全性考虑，在涉及用户可能触摸到的供电场景中，可以使用主路供电端12进行供电，以保护用户的人身安全。在用户不可能会触摸到的供电场景中，可以使用第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14进行供电。如此，通过一个隔离电压变换器T1，可以提供多个供电端。

进一步的，隔离电压变换器T1可以为反激式变压器。所谓反激式变压器，是指开关管Q4连通时，主路供电端12、第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14对外不提供供电电压；开关管Q4断开时，主路供电端12、第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14对外提供供电电压。

为实现上述供电方式，初级线圈15可以包括第一线圈端A和第二线圈端B，次级线圈16可以包括第三线圈端C和第四线圈端D，电源端VIN通过第一线圈端A与第二线圈端B连接，第二线圈端B与开关管Q4连接，二极管D7的阳极与第三线圈端C连接，阴极与主路供电端12连接，第四线圈端D通过第三线圈端C与主路供电端12连接。第二线圈端B和第三线圈端C为同相端。在开关管Q4导通时，第一线圈端A为正，第二线圈端B为负。由于第二线圈端B和第三线圈端C为同相端，因此第三线圈端C为负，第四线圈端D为正，二极管D7截止，进而实现开关管Q4导通时，主路供电端12对外不提供供电电压。在开关管Q4断开时，基于初级线圈15本身的特性，其内部磁场会发生转向，使得第一线圈端A为负，第二线圈端B为正。此时第三线圈端C为正，第四线圈端D为负，二极管D7导通，进而实现开关管Q4断开时，主路供电端12对外提供供电电压。

类似的，辅助绕组11可以包括第五线圈端E，第五线圈端E与二极管D5的阳极、二极管D6的阳极连接，二极管D5的阴极与第二辅助绕组供电端14连接，二极管D6的阴极与第一辅助绕组供电端13连接。第五线圈端E与第二线圈端B为同相端。如此，在开关管Q4导通时，二极管D5和二极管D6截止，从而实现开关管Q4导通时，第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14对外不提供供电电压；在开关管Q4断开时，二极管D5和二极管D6导通，从而实现开关管Q4断开时，第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14对外提供供电电压。

在图1所示的供电电路100中，第一辅助绕组供电端13、第二辅助绕组供电端14的供电电压会受辅助绕组11的供电影响。具体的，辅助绕组11的供电与主路供电端12的带载情况相关。在主路供电端12的带载很轻或空载时，隔离电压变换器T1的储存能量很少，会导致辅助绕组11的供电不足，辅助绕组11的供电电压经过降压芯片U3的降压后，第一辅助绕组供电端13的供电电压可能无法达到所需的供电电压，导致电机驱动芯片等存在欠压保护风险。

在一些解决方案中，是通过增加辅助绕组11的线圈匝数，来提高辅助绕组11的输出电压，但这同时也会带来新的问题。具体的，由于PWM芯片U2也是从辅助绕组11取电，在辅助绕组11的线圈匝数增加时，PWM芯片U2的供电会存在过压风险，导致PWM芯片U2存在被烧坏的风险。另外，改变辅助绕组11的线圈匝数，会给隔离电压变换器T1带来性能风险。可见，通过增加辅助绕组11的线圈匝数，也不能完全解决问题。

鉴于此，本申请提供一种供电电路，可以在不改变辅助绕组的线圈匝数的情况下，使第一辅助绕组供电端的供电电压保持稳定输出，供电电路的可靠性较高。

请参阅图2，为本申请的一个实施例提供的供电电路200的电路框图。图2中，供电电路200包括电源端21、供电端22、第一供电电路23和第二供电电路24。电源端21用于连接电源。具体的，电源端21连接的电源可以是交流强电源(比如市电)。交流强电源输出的交流强电经电源电路的滤波、整流后，从电源端21输出直流强电。在本实施例中，电源端21输出310伏的直流强电。

供电端22用于与被供电设备连接，并为被供电设备供电。被供电设备包括但不限于电机控制芯片、PWM芯片等需要弱电供电的设备。

第一供电电路23包括与电源端21连接的电源变换器231，电源变换器231包括辅助绕组2311，辅助绕组2311与供电端22连接，以通过供电端22给被供电设备供电。第二供电电路24包括第一电压转换电路241和单向导通电路241，第一电压转换电路241包括转换输入端P1和转换输出端P2，电源端21与转换输入端P1连接，第一电压转换电路241用于将电源端21提供的电压转换为目标电压，并通过转换输出端P2输出，单向导通电路242串联连接于转换输出端P2和供电端22之间，单向导通电路242用于在供电端22的电压低于目标电压时导通，使第二供电电路24通过供电端22为被供电设备供电。

其中，目标电压可以设置为一个合理的值，使得在辅助绕组2311供电充足时，辅助绕组2311为供电端22提供的电压大于目标电压。如此，在辅助绕组2311供电充足时，单向导通电路242处于截止状态，第二供电电路24不供电，由第一供电电路24通过供电端22为被供电设备供电。在辅助绕组2311供电不足时，供电端22的电压下降，在供电端22的电压小于目标电压时，单向导通电路242导通，由第一供电电路23和第二供电电路24通过供电端22共同为被供电设备供电，使供电端22为被供电设备提供的稳定的供电电压。

综上所述，在本申请一些实施例的技术方案中，在供电电路200中设置第一供电电路23和第二供电电路24，第一供电电路23的辅助绕组2311连接供电端22，通过供电端22为被供电设备供电；第二供电电路24的第一电压转换电路241将电源端21提供的电压转换为目标电压输出，并且在供电端22的电压低于目标电压时，单向导通电路242导通，使得第二供电电路24可以通过供电端22给被供电设备供电。如此，在辅助绕组2311的供电不足，供电端22的供电电压下降时，通过第二供电电路24可以使供电端22为被供电设备提供稳定的供电电压，电路供电可靠性较高。

请参阅图3，为图2中的供电电路200的电路图。

在一些实施例中，第一电压转换电路241包括降压电路2411和稳压电路2412，降压电路2411连接于转换输入端P1和稳压电路2412之间，转换输出端P2与稳压电路2412连接。在单向导通电路242导通的情况下，降压电路2411可以对电源端21提供的电压进行分压，防止稳压电路2412因两端电压过大而被损坏。稳压电路2412可以起到稳定电压的作用，为转换输出端P2提供稳定的目标电压。

具体的，在一些实施例中，降压电路2411可以包括三极管Q8，三极管Q8的基极与稳压电路2412连接，三极管Q8的集电极与转换输入端P2连接，三极管Q8的发射极与转换输出端P1连接。三极管Q8可以工作于放大区，对供电端21通过转换输入端P1提供的电压进行分压，以对稳压电路2412进行保护。

在一些实施例中，稳压电路2412包括稳压二极管D12，稳压二极管D12的正极接地，负极通过三极管Q2的基极和发射极与转换输出端P2连接。单向导通电路242包括第一二极管D7，第一二极管D7的阳极连接转换输出端P2，第一二极管D7的阴极连接供电端22。基于转换输出端P2处所需的目标电压以及第一二极管D7的压降，可以选择合适的稳压二极管D12，使得稳压二极管D12两端的电压减去第一二极管D7的压降后，等于目标电压。

在本实施例中，选择18伏的稳压二极管D12(即稳压二极管D12两端的电压为18伏)，稳压二极管D12经过第一二极管D7的压降、三极管Q8的基极和发射极之间压降后，可以使供电端22处的电压保持在16.5伏。

在一些实施例中，供电电路200还包括负载连接端25和第二电压转换电路26，供电端22通过负载连接端25连接被供电设备，第二电压转换电路26连接于供电端22和负载连接端25之间，以将供电端22的电压进行转换后，通过负载连接端25给被供电设备供电。具体的，第二电压转换电路26可以包括电压转换芯片U3。电压转换芯片U3可以是降压芯片。在单向导通电路242导通的情况下，电压转换芯片U3可以将供电端22处的电压降低为被供电设备所需的供电电压。比如，本实施例中，在单向导通电路242导通的情况下，供电端22处的电压为16.5伏，经过电压转换芯片U3的降压后，可以通过负载连接端25输出15伏的供电电压。

综上，介绍了第二供电电路24的电路结构原理。第一供电电路23的电路结构原理与图1中的电路类似，此处不再赘述。

继续请参阅图3。在一些实施例中，供电电路200还可以包括变频电路27。变频电路27包括变频输入端271、多个变频输出端272以及多个第一开关电路273，变频输入端271与电源端21连接，以及变频输入端P1与各个变频输出端272之间通过该多个第一开关电路273连接，变频电路27通过控制多个第一开关电路273的工作状态，来控制至少一个变频输出端272与电源端21连通。变频电路27控制第一开关电路273依次交替连通，可以使电源端21通过变频电路27给电机等需要强电供电的设备进行供电。以图1所示的变频电路27为例，变频电路27包括3个变频输出端272以及3个第一开关电路273。针对三相绕组的电机来说，每个变频输出端272可以连接电机的其中一个绕组。变频电路27控制第一开关电路273依次交替连通，可以依次交替给电机的三个绕组供电，从而驱动电机工作。比如，假设变频输出端U连接电机的第一绕组，变频输出端V连接电机的第二绕组，变频输出端W连接电机的第三绕组。在时间点T1，变频电路27可以控制第一开关电路Q1连通，以及控制第一开关电路Q2、Q3断开，可以给电机的第一绕组供电；在时间点T2，变频电路27可以控制第一开关电路Q2连通，以及控制第一开关电路Q1、Q3断开，可以给电机的第二绕组供电；在时间点T3，变频电路27可以控制第一开关电路Q3连通，以及控制第一开关电路Q1、Q2断开，可以给电机的第三绕组供电。如此依次交替给电机供电，驱动电机工作。

具体的，供电电路200可以包括开关CN1。开关CN1可以包括与变频输出端272一一对应的连接端子275。每个变频输出端272可以与对应的连接端子275连接。开关CN1同时可用于连接电机等需要强电供电的设备。如此，以实现变频输出端272与电机等设备的连接。

在一些实施例中，变频电路27还可以包括接地端GND和多个第二开关电路274，接地端GND与各个变频输出端272之间通过不同的第二开关电路274连接，变频电路27通过控制第二开关电路274的通断，来控制未连通电源端21的变频输出端272与接地端GND连通。如此，以保证变频电路27正常工作。

在一些实施例中，第一开关电路273、第二开关电路274是由晶体管等开关管构成。变频电路27通过控制这些开关管的通断，来控制第一开关电路273、第二开关电路274的通断。考虑在这些开关管的通断过程中，变频输出端272输出的电压会产生尖峰电压，多个变频输出端272还可以与转换输入端P1连接。如此，变频输出端272输出的尖峰电压会在第二供电电路241得到吸收。一方面，有效利用了尖峰电压中的能量，供电电路200更加节能；另一方面，通过第二供电电路241吸收尖峰电压，可以降低供电电路200中的电磁干扰。

具体的，变频输出端272与转换输入端P1之间可以通过第二二极管D11、D13、D14连接，第二二极管D11、D13、D14的阳极连接变频输出端272，第二二极管D11、D13、D14的阴极连接转换输入端P1。每个变频输出端272与转换输入端P1之间通过一个第二二极管连接。可以理解的是，基于二极管的单向导通特性，在与转换输入端P连接的多个变频输出端272中，只有具有最大电压输出的变频输出端272才会与转换输入端P1连通，以给第二供电电路241供电。比如，假设在第一开关电路Q1导通，第一开关电路Q2、Q3断开的情况下，变频输出端U输出尖峰电压以及稳定的310伏左右(在310伏周围浮动)的电压，变频输出端V、W输出0伏左右的电压，此时，二极管D11导通，变频输出端U与转换输入端P1连通，二极管D13、D14截止，变频输出端V、W与转换输入端P1断开。电源端21通过变频输出端U给第二供电电路24供电。

综上，完成对本申请的供电电路200的相关阐述。

请参阅图4，为本申请的一个实施例提供的电子产品500的模块示意图。图4中，电子产品500包括图2所示的供电电路200。由于电子产品500包括供电电路200，因此具有与供电电路200相同的有益效果，具体可参见供电电路200的相关描述，此处不赘述。

虽然结合附图描述了本申请的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本申请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)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括：

电源端，用于连接电源；

供电端，用于为被供电设备供电；

第一供电电路，包括与所述电源端连接的电源变换器，所述电源变换器包括辅助绕组，所述辅助绕组与所述供电端连接，以通过所述供电端给所述被供电设备供电；

第二供电电路，包括第一电压转换电路和单向导通电路，所述第一电压转换电路包括转换输入端和转换输出端，所述电源端与所述转换输入端连接，所述第一电压转换电路用于将所述电源端提供的电压转换为目标电压，并通过所述转换输出端输出，所述单向导通电路串联连接于所述转换输出端和所述供电端之间，所述单向导通电路用于在所述供电端的电压低于所述目标电压时导通，使所述第二供电电路通过所述供电端为所述被供电设备供电。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一电压转换电路包括降压电路和稳压电路，所述降压电路连接于所述转换输入端和所述稳压电路之间，所述转换输出端与所述稳压电路连接。

3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述降压电路包括三极管，所述三极管的基极与所述稳压电路连接，所述三极管的集电极与所述转换输入端连接，所述三极管的发射极与所述转换输出端连接。

4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述稳压电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极接地，负极通过所述三极管的基极和发射极与所述转换输出端连接。

5.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述单向导通电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述转换输出端，所述第一二极管的阴极连接所述供电端。

6.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括变频电路，所述变频电路包括变频输入端、多个变频输出端以及多个第一开关电路，所述变频输入端与所述电源端连接，所述变频输出端与所述转换输入端连接，所述变频输入端与各个所述变频输出端之间通过所述多个第一开关电路连接，所述变频电路通过控制所述多个第一开关电路的工作状态，来控制至少一个所述变频输出端与所述电源端连通。

7.如权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述变频电路还包括接地端和多个第二开关电路，所述接地端与各个所述变频输出端之间通过不同的第二开关电路连接，所述变频电路通过控制所述第二开关电路的通断，来控制未连通所述电源端的变频输出端与所述接地端连通。

8.如权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述变频输出端与所述转换输入端之间通过第二二极管连接，所述第二二极管的阳极连接所述变频输出端，所述第二二极管的阴极连接所述转换输入端。

9.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括负载连接端和第二电压转换电路，所述供电端通过所述负载连接端连接所述被供电设备，所述第二电压转换电路连接于所述供电端和所述负载连接端之间，以将所述供电端的电压进行转换后，通过所述负载连接端给所述被供电设备供电。

10.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品如权利要求1至9任一项所述的供电电路。