CN220273518U - 一种电压转换电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及开关电源技术领域，具体涉及一种电压转换电路及电子设备。该电压转换电路包括输入端口、输出端口、电压转换芯片、储能电感、自举电容和保护模块，电压转换芯片可以通过输入端口接收输入电压，并结合自举电容，基于输入电压提供开关信号至储能电感，以使储能电感根据开关信号提供输出电压至所述输出端口，且输出电压小于输入电压，而保护模块可以在输入端口的电压低于输出端口的电压时提供电流回路，降低流经所述电压转换芯片的电流，避免倒灌电压损坏电压转换芯片，提高了电路的可靠性和稳定性。

Description

一种电压转换电路及电子设备

技术领域

本申请涉及开关电源技术领域，具体涉及一种电压转换电路及电子设备。

背景技术

目前的电压转换电路(DC-DC电路)应用广泛，电压转换电路中的电压转换芯片(DC-DC芯片)可以将输入电压转换为符合用电器要求的电压，尤其在各种电器中的应用，例如对于连接USB接口的电路，通常USB接口需要5V的电压，电压转换电路就可以将大于5V的输入电压转换为5V的输出电压，以满足USB接口处连接的电子设备。基于此，现有的电压转换电路存在以下问题：以接入USB端口为例，若输入端主设备还未开机时，USB端口就接入带电的数据线，如图1所示，电压转换芯片中存在MOS管(上管和下管)，这时数据线会通过USB端口将+5V电压传输到电压转换芯片中上管的体二极管，容易导致电压转换芯片的上管被烧坏或损毁。

实用新型内容

本申请实施方式主要解决现有的电压转换电路在输出端电压高于输入端电压时容易损坏电压转换芯片的上管的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的一个技术方案是：提供一种电压转换电路，包括：输入端口、输出端口、电压转换芯片、储能电感、自举电容和保护模块；

所述电压转换芯片的输入引脚连接所述输入端口，所述电压转换芯片用于通过所述输入端口接收输入电压；

所述自举电容的第一端连接所述电压转换芯片的自举引脚，所述自举电容的第二端连接所述电压转换芯片的输出引脚，所述电压转换芯片用于结合所述自举电容，基于所述输入电压，提供开关信号至所述储能电感；

所述储能电感的第一端连接所述电压转换芯片的输出引脚，所述储能电感的第二端连接所述输出端口，所述储能电感用于根据所述开关信号提供输出电压至所述输出端口，所述输出电压小于所述输入电压；

所述保护模块的第一端连接所述电压转换芯片的输入引脚，所述保护模块的第二端连接所述电压转换芯片的输出引脚，所述保护模块用于在所述输入端口的电压低于所述输出端口的电压时，提供电流回路，以降低流经所述电压转换芯片的电流。

可选的，所述保护模块包括二极管D1，所述二极管D1的阴极连接所述电压转换芯片的输入引脚，所述二极管D1的阳极连接所述电压转换芯片的输出引脚。

可选的，所述电路还包括使能模块，所述使能模块分别连接所述输入端口和所述电压转换芯片的使能引脚，所述使能模块提供使能信号，以使所述电压转换芯片在接收到所述使能信号时输出开关信号。

可选的，所述使能模块包括电阻R1，所述电阻R1的第一端连接所述输入端口，所述电阻R1的第二端连接所述电压转换芯片的使能引脚。

可选的，所述使能模块包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的第一端连接所述输入端口，所述电阻R1的第二端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第一端还连接所述电压转换芯片的使能引脚，所述电阻R2的第二端接地。

可选的，所述电路还包括反馈模块，所述反馈模块的第一端连接所述电压转换芯片的反馈引脚，所述反馈模块的第二端连接所述输出端口，所述反馈模块的第三端接地，所述反馈模块用于基于所述输出电压提供反馈信号至所述电压转换芯片。

可选的，所述反馈模块包括反馈电容CFF、电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的第一端连接所述输出端口，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端接地，所述反馈电容CFF的第一端连接所述输出端口，所述反馈电容CFF的第二端连接所述电压转换芯片的反馈引脚。

可选的，所述电路还包括输入滤波单元，所述输入滤波单元包括电容C1，所述电容C1的第一端连接所述输入端口，所述电容C1的第二端接地。

可选的，所述电路还包括输出滤波单元，所述输出滤波单元包括电容C3，所述电容C3的第一端连接所述输出端口，所述电容C3的第二端接地。

为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，包括上述所述的电压转换电路。

区别于相关技术的情况，本申请提供一种电压转换电路及电子设备。该电压转换电路包括输入端口、输出端口、电压转换芯片、储能电感、自举电容和保护模块，电压转换芯片可以通过输入端口接收输入电压，并结合自举电容，基于输入电压提供开关信号至储能电感，以使储能电感根据开关信号提供输出电压至所述输出端口，且输出电压小于输入电压，而保护模块可以在输入端口的电压低于输出端口的电压时提供电流回路，降低流经所述电压转换芯片的电流，避免倒灌电压损坏电压转换芯片，提高了电路的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是现有的电压转换芯片内部的MOS管结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电压转换电路的结构框图；

图3是本申请实施例提供的另一种电压转换电路的结构框图；

图4是本申请实施例提供的一种电压转换电路的电路结构示例图；

图5是本申请实施例提供的另一种电压转换电路的电路结构示例图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本说明书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。本说明书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，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供一种电压转换电路，请参阅图2，该电压转换电路100包括输入端口11、输出端口16、电压转换芯片12、储能电感14、自举电容13和保护模块15。其中，常见的电压转换芯片包括TMI3253T型号的DC-DC芯片。

具体的，电压转换芯片12的输入引脚连接输入端口11，电压转换芯片可以通过输入端口11接收输入电压。自举电容13的第一端连接电压转换芯片12的自举引脚，自举电容13的第二端连接电压转换芯片12的输出引脚，电压转换芯片12可以结合自举电容13，基于输入电压，提供开关信号至储能电感14。

储能电感14的第一端连接电压转换芯片12的输出引脚，储能电感14的第二端连接输出端口16，储能电感14可以根据电压转换芯片12提供的开关信号，提供输出电压至输出端口16，其中，输出电压小于输入电压。

保护模块15的第一端连接电压转换芯片12的输入引脚，保护模块15的第二端连接电压转换芯片12的输出引脚，保护模块15可以在输入端口的电压低于输出端口的电压时，提供电流回路，以降低流经电压转换芯片的电流。

例如，以USB端口的连接为例，假设输出端口为USB端口，若输入端口连接的主设备没有开机，则输入端口的电压可以近似看作0，若输出端口(USB端口)插入带电数据线，此时就可以通过保护模块15提供电流回路，降低电压转换芯片上管的体二极管电流，避免上管损毁。

在一些实施例中，请参阅图3，该电压转换电路100还包括使能模块17，使能模块17分别连接输入端口11和电压转换芯片12的使能引脚，使能模块17可以提供使能信号，以使电压转换芯片12在接收到使能信号时输出开关信号。

在一些实施例中，该电压转换电路100还包括反馈模块18，反馈模块18的第一端连接电压转换芯片12的反馈引脚，反馈模块18的第二端连接输出端口16，反馈模块18的第三端接地，反馈模块18可以基于输出电压提供反馈信号至电压转换芯片12。

在一些实施例中，该电压转换电路100还包括滤波模块(图中未标出)，滤波模块可以对输入电压或者所述输出电压进行滤波。具体的，滤波模块包括输入滤波单元191和输出滤波单元192，输入滤波单元191可以对输入电压进行滤波，输出滤波单元192可以对输出电压进行滤波。

本申请实施例以图3对应的电路为例，请参阅图4，图4是图3对应的电压转换电路的电路结构示意图。图中将输入端口11表示为VIN，输出端口16表示为5V_USB(本实施例以连接USB接口为例)，自举电容13表示为Cbs，储能电感14表示为L1，电压转换芯片12表示为UD1。其中，电压转换芯片UD1的输入引脚为UD1_5，输出引脚为UD1_6，自举引脚为UD1_1，使能引脚为UD1_4，反馈引脚为UD1_3，接地引脚为UD1_2。

如图4所示，保护模块15包括二极管D1，二极管D1的阴极连接电压转换芯片UD1的输入引脚UD1_5，二极管D1的阳极连接电压转换芯片UD1的输出引脚UD1_6。

使能模块17包括电阻R1，电阻R1的第一端连接输入端口VIN，电阻R1的第二端连接电压转换芯片UD1的使能引脚UD1_4。当输入电压接通时，通过电阻R1提供使能信号至电压转换芯片12的使能引脚UD1_4，激活该管脚，以使电压转换芯片12工作。某些情况下，若输入电压大于电压转换芯片的使能引脚的正常使用电压，则可以通过电阻R1进行分压，避免电压转换芯片的使能引脚处电压过大而导致芯片损坏。某些情况下，若输入电压始终在使能引脚的正常使用电压范围内，则可以去掉电阻R1，直接将使能引脚连接输入端口。

反馈模块18包括反馈电容CFF、电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端连接输出端口5V_USB，电阻R3的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端接地，反馈电容CFF的第一端连接输出端口，反馈电容CFF的第二端连接电压转换芯片UD1的反馈引脚UD1_3。反馈模块18可以基于输出电压提供反馈信号至电压转换芯片UD1，以使电压转换芯片UD1收到电压反馈，方便后续芯片内部的误差放大器的参考电压进行比较。

输入滤波单元191包括电容C1，电容C1的第一端连接输入端口，电容C1的第二端接地；输出滤波单元包括电容C3，电容C3的第一端连接输出端口，电容C3的第二端接地。可以理解的是，在实际应用中，可以设置不止一个滤波电容，例如图中的电容C2与电容C1的作用相同，都可以滤除输入电压中的杂波，同理，图中的电容C4与电容C3的作用相同，都可以滤除输出电压中的杂波。

在其他一些实施例中，请参阅图5，使能模块包括电阻R1和电阻R2，电阻R1的第一端连接输入端口，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第一端还连接电压转换芯片的使能引脚，电阻R2的第二端接地。某些情况下，若输入电压大于电压转换芯片的使能引脚的正常使用电压，则可以通过电阻R1和电阻R2进行分压，避免电压转换芯片的使能引脚处电压过大而导致芯片损坏。

本申请实施例提供的电压转换电路包括输入端口、输出端口、电压转换芯片、储能电感、自举电容和保护模块，电压转换芯片可以通过输入端口接收输入电压，并结合自举电容，基于输入电压提供开关信号至储能电感，以使储能电感根据开关信号提供输出电压至所述输出端口，且输出电压小于输入电压，而保护模块可以在输入端口的电压低于输出端口的电压时提供电流回路，降低流经所述电压转换芯片的电流，避免倒灌电压损坏电压转换芯片，提高了电路的可靠性和稳定性。

本申请实施例提供一种电子设备，包括上述的电压转换电路，该电子设备具有上述电压转换电路的技术特征，能够达到上述电压转换电路对应的有益效果，未在电子设备实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的电压转换电路。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电压转换电路，其特征在于，包括：输入端口、输出端口、电压转换芯片、储能电感、自举电容和保护模块；

所述电压转换芯片的输入引脚连接所述输入端口，所述电压转换芯片用于通过所述输入端口接收输入电压；

所述自举电容的第一端连接所述电压转换芯片的自举引脚，所述自举电容的第二端连接所述电压转换芯片的输出引脚，所述电压转换芯片用于结合所述自举电容，基于所述输入电压，提供开关信号至所述储能电感；

所述储能电感的第一端连接所述电压转换芯片的输出引脚，所述储能电感的第二端连接所述输出端口，所述储能电感用于根据所述开关信号提供输出电压至所述输出端口，所述输出电压小于所述输入电压；

所述保护模块的第一端连接所述电压转换芯片的输入引脚，所述保护模块的第二端连接所述电压转换芯片的输出引脚，所述保护模块用于在所述输入端口的电压低于所述输出端口的电压时，提供电流回路，以降低流经所述电压转换芯片的电流。

2.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述保护模块包括二极管D1，所述二极管D1的阴极连接所述电压转换芯片的输入引脚，所述二极管D1的阳极连接所述电压转换芯片的输出引脚。

3.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述电路还包括使能模块，所述使能模块分别连接所述输入端口和所述电压转换芯片的使能引脚，所述使能模块用于提供使能信号，以使所述电压转换芯片在接收到所述使能信号时输出开关信号。

4.根据权利要求3所述的电压转换电路，其特征在于，所述使能模块包括电阻R1，所述电阻R1的第一端连接所述输入端口，所述电阻R1的第二端连接所述电压转换芯片的使能引脚。

5.根据权利要求3所述的电压转换电路，其特征在于，所述使能模块包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的第一端连接所述输入端口，所述电阻R1的第二端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第一端还连接所述电压转换芯片的使能引脚，所述电阻R2的第二端接地。

6.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述电路还包括反馈模块，所述反馈模块的第一端连接所述电压转换芯片的反馈引脚，所述反馈模块的第二端连接所述输出端口，所述反馈模块的第三端接地，所述反馈模块用于基于所述输出电压提供反馈信号至所述电压转换芯片。

7.根据权利要求6所述的电压转换电路，其特征在于，所述反馈模块包括反馈电容CFF、电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的第一端连接所述输出端口，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端接地，所述反馈电容CFF的第一端连接所述输出端口，所述反馈电容CFF的第二端连接所述电压转换芯片的反馈引脚。

8.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述电路还包括输入滤波单元，所述输入滤波单元包括电容C1，所述电容C1的第一端连接所述输入端口，所述电容C1的第二端接地。

9.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述电路还包括输出滤波单元，所述输出滤波单元包括电容C3，所述电容C3的第一端连接所述输出端口，所述电容C3的第二端接地。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电压转换电路。