CN220382945U - 供电电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种供电电路及电子设备,属于电源技术领域,通过降压电路基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行降压或转接,以输出第一电压;升压电路基于第三驱动信号和第四驱动信号对第一电压进行升压或转接,以输出输出电压;输入检测电路对输入电压进行采样,以输出输入采样信号;输出检测电路对输出电压进行采样,以输出输出采样信号;控制电路根据输入采样信号得到工作模式,且根据工作模式和输出采样信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号;从而在一个供电电路中既可以实现降压输出也可以实现升压输出,以输出不同的电压值,从而满足了多种输出电压的需求。
Description
技术领域
本申请属于电源技术领域,尤其涉及一种供电电路及电子设备。
背景技术
电子产品离不开电源管理系统,在实际应用中,直流-直流转换电路效率高、输入电压宽、输出电流大,常被应用到人工智能、仪器仪表、工业自动化、新能源等各行各业中。
直流-直流转换电路分降压型电路和升压型电路,对于输入电压和输出电压固定不变的应用场合,降压型电路和升压型电路根据实际需求选择其中之一即可达到应用需求。但是,对于输入电压波动较大的发电场合,为了能获得较大的电量输出,当发电电压低于输出电压时,需要升压输出;当输入电压大于输出电压时,需要降压输出。另外,不同规格的电源的额定输出电压也相差很大。此种情况下,单一的降压型电路或者升压型电路无法满足多种输出电压的需求。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种供电电路及电子设备,旨在解决单一的降压型电路或者升压型电路无法满足既可以升压输出又可以降压输出的使用需求的问题。
本申请实施例提供了一种供电电路,包括:
降压电路,用于基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行降压或转接,以输出第一电压;
升压电路,与所述降压电路连接,用于基于第三驱动信号和第四驱动信号对所述第一电压进行升压或转接,以输出输出电压;
输入检测电路,与所述降压电路连接,用于接入所述输入电压,并对所述输入电压进行采样,以输出输入采样信号;
输出检测电路,与所述升压电路连接,用于对所述输出电压进行采样,以输出输出采样信号;
控制电路,与所述降压电路和所述升压电路连接,用于根据所述输入采样信号得到工作模式,且根据所述工作模式和所述输出采样信号输出所述第一驱动信号、所述第二驱动信号、所述第三驱动信号和所述第四驱动信号。
在其中一个实施例中,所述降压电路还用于基于所述第一驱动信号和所述第二驱动信号对所述输入电压进行转换,以输出第一基准电压;所述升压电路还用于基于所述第三驱动信号和所述第四驱动信号对所述第一电压进行转换,以输出第二基准电压;
所述控制电路包括:
控制模块,与所述输入检测电路和所述输出检测电路连接,用于根据所述输入采样信号得到所述工作模式,且根据所述工作模式和所述输出采样信号输出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号;
第一驱动模块,与所述控制模块和降压电路连接,用于第二驱动模块,与所述控制模块和升压电路连接,用于基于所述第二基准电压和所述第三控制信号输出所述第三驱动信号,且基于所述第四控制信号输出所述第四驱动信号。
在其中一个实施例中,所述第一驱动模块包括第一高低侧驱动器、第九电阻、第十电阻以及第一二极管;
所述第二高低侧驱动器的低端和逻辑固定电源端与所述第一二极管的正极共接于第一电源,所述第二高低侧驱动器的高端浮动电源端与所述第一二极管的负极连接;
所述第一高低侧驱动器的高端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第一驱动模块的第一控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第一控制信号;所述第一高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第一驱动模块的第二控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第二控制信号;所述第一高低侧驱动器的高端浮动电源回路端作为所述第一驱动模块的第一基准电压输入端,与所述降压电路连接,以输入所述第一基准电压;
所述第一高低侧驱动器的高端栅极驱动输出端与所述第九电阻的第一端连接,所述第九电阻的第二端作为所述第一驱动模块的第一驱动信号输出端,与所述降压电路连接,以输出所述第一驱动信号;所述第一高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出端与所述第十电阻的第一端连接,所述第十电阻的第二端作为所述第一驱动模块的第二驱动信号输出端,与所述降压电路连接,以输出所述第二驱动信号。
在其中一个实施例中,所述第二驱动模块包括第二高低侧驱动器;
所述第二高低侧驱动器的高端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第二驱动模块的第三控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第三控制信号;所述第二高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第二驱动模块的第四控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第四控制信号;所述第二高低侧驱动器的高端浮动电源回路端作为所述第二驱动模块的第一基准电压输入端,与所述升压电路连接,以输入所述第二基准电压;
所述第二高低侧驱动器的高端栅极驱动输出端作为所述第二驱动模块的第三驱动信号输出端,与所述升压电路连接,以输出所述第三驱动信号;所述第二高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出端作为所述第二驱动模块的第四驱动信号输出端,与所述升压电路连接,以输出所述第四驱动信号。
在其中一个实施例中,所述控制模块包括微处理器;
所述微处理器的第一通用输入输出端作为所述控制模块的输入采样信号输入端,与所述输入检测电路连接,以输入所述输入采样信号;所述微处理器的第二通用输入输出端作为所述控制模块的输出采样信号输入端,与所述输出检测电路连接,以输入所述输出采样信号;
所述微处理器的第三通用输入输出端作为所述控制模块的第一控制信号输出端,与所述第一驱动模块连接,以输出所述第一控制信号;所述微处理器的第四通用输入输出端作为所述控制模块的第二控制信号输出端,与所述第一驱动模块连接,以输出所述第二控制信号;所述微处理器的第五通用输入输出端作为所述控制模块的第三控制信号输出端,与所述第二驱动模块连接,以输出所述第三控制信号;所述微处理器的第六通用输入输出端作为所述控制模块的第四控制信号输出端,与所述第二驱动模块连接,以输出所述第四控制信号。
在其中一个实施例中,所述供电电路还包括:
输入滤波电路,与所述输入检测电路和所述降压电路连接,对所述输入电压进行滤波,以输出滤波后的所述输入电压;
输出滤波电路,与所述输出检测电路和所述升压电路连接,对所述输出电压进行滤波,以输出滤波后的所述输出电压。
在其中一个实施例中,所述降压电路和所述升压电路共用第一电感。
在其中一个实施例中,所述降压电路包括所述第一电感、第一场效应管、第二场效应管、第一电阻以及第二电阻;
所述第一场效应管的漏极作为所述降压电路的输入电压输入端,以输入所述输入电压;所述第一场效应管的栅极与所述第一电阻的第一端共同作为所述降压电路的第一驱动信号输入端,与所述第一驱动模块连接,以输入所述第一驱动信号;所述第二场效应管的栅极与所述第二电阻的第一端共同作为所述降压电路的第二驱动信号输入端,与所述第一驱动模块连接,以输入所述第二驱动信号;
所述第一场效应管的源极与所述第一电感的第一端、所述第一电阻的第二端以及所述第二场效应管的漏极共同作为所述降压电路的第一基准电压输出端,与所述第一驱动模块连接,以输出所述第一基准电压;所述第一电感的第二端作为所述降压电路的第一电压输出端,与所述升压电路连接,以输出所述第一电压;
所述第二场效应管的源极与所述第二电阻的第二端共接于电源地。
在其中一个实施例中,所述升压电路包括所述第一电感、第三场效应管、第四场效应管、第三电阻以及第四电阻;
所述第一电感的第一端作为所述升压电路的第一电压输入端,与所述降压电路连接,以输入所述第一电压;所述第四场效应管的栅极与所述第三电阻的第二端共同作为所述升压电路的第三驱动信号输入端,与所述第二驱动模块连接,以输入所述第三驱动信号;所述第三场效应管的栅极与所述第四电阻的第一端共同作为所述升压电路的第四驱动信号输入端,与所述第二驱动模块连接,以输入所述第四驱动信号;
所述第四场效应管的漏极作为所述升压电路的输出电压输出端,以输出所述输出电压;所述第四场效应管的源极与所述第一电感的第二端、所述第三电阻的第一端以及所述第三场效应管的漏极共同作为所述升压电路的第二基准电压输出端,与所述第二驱动模块连接,以输出所述第二基准电压;
所述第三场效应管的源极与所述第四电阻的第二端共接于电源地。
本申请实施例还提供一种电子设备,所述电子设备包括上述的供电电路。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是:降压电路基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行降压或转接,以输出第一电压;升压电路基于第三驱动信号和第四驱动信号对第一电压进行升压或转接,以输出输出电压;输入检测电路,对输入电压进行采样,以输出输入采样信号;输出检测电路对输出电压进行采样,以输出输出采样信号;控制电路根据输入采样信号得到工作模式,且根据工作模式和输出采样信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号;从而在一个供电电路中既可以实现降压输出也可以实现升压输出,以输出不同的电压值,从而满足了多种输出电压的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术申请,下面将对实施例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为本申请一实施例提供的供电电路的一种结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的供电电路的另一种结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的供电电路的另一种结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的供电电路的一种部分示例电路原理图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
图1示出了本申请一实施例提供的供电电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
上述供电电路包括降压电路100、升压电路200、输入检测电路300、输出检测电路400以及控制电路500。
降压电路100,用于基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行降压或转接,以输出第一电压。
升压电路200,与降压电路100连接,用于基于第三驱动信号和第四驱动信号对第一电压进行升压或转接,以输出输出电压。
输入检测电路300,与降压电路100连接,用于接入输入电压,并对输入电压进行采样,以输出输入采样信号。
输出检测电路400,与升压电路200连接,用于对输出电压进行采样,以输出输出采样信号。
控制电路500,与降压电路100和升压电路200连接,用于根据输入采样信号得到工作模式,且根据工作模式和输出采样信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号。
通过输出检测电路400,实现了对输出电压的监控,当输出电压存在误差时,控制电路500可以通过输出采样信号对输出电压进行调节,从而提升了供电电路的可靠性和稳定性。
值得强调的是,上述各驱动信号为PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)信号或电平信号。
具体来说,控制模块530接收到输入采样信号后,根据输入采样信号得到输入电压,并将输入电压与预设输出电压进行比较,当输入电压大于预设输出电压时,控制电路500控制供电电路工作在降压模式,此时降压电路100对输入电压进行降压得到第一电压,升压电路200对第一电压进行转接,以输出降压后的输出电压。当输入电压等于预设输出电压时,控制电路500控制供电电路工作在直接转接输入电压到负载的模式,此时降压电路100对输入电压进行转接得到第一电压,升压电路200对第一电压进行转接以输出输出电压。当输入电压小于预设输出电压时,控制电路500控制供电电路工作在升压模式,此时降压电路100对输入电压进行转接得到第一电压,升压电路200对第一电压进行升压,以输出升压后的输出电压。
进一步地,控制模块530还接收输出采样信号,根据输出采样信号得到输出电压,并将输出电压与预设输出电压进行比较得出电压差值。当供电电路工作在降压模式且电压差值超出预设的误差范围时,第一驱动信号和第二驱动信号不同时为高电平,若输出电压的电压大于预设输出电压,控制模块530通过第一驱动模块510减少第一驱动信号的占空比,增加第二驱动信号的占空比,直至电压差值处于预设的误差范围内;若输出采样信号的电压小于预设输出电压,控制模块530通过第一驱动模块510增加第一驱动信号的占空比,减少第二驱动信号的占空比,直至电压差值处于预设的误差范围内。当供电电路工作在升压模式且电压差值超出预设的误差范围时,第三驱动信号和第四驱动信号不同时为高电平,若输出电压大于预设输出电压,控制模块530通过第二驱动模块520减少第四驱动信号的占空比,增加第三驱动信号的占空比,直至电压差值处于预设的误差范围内;若输出电压小于预设输出电压,控制模块530通过第二驱动模块520增加第四驱动信号的占空比,减少第三驱动信号的占空比,直至电压差值处于预设的误差范围内,从而实现了输出电压的稳定输出。
供电电路还通过调节各驱动信号的占空比输出变化速度,实现了对输出电压的软启动输出。
降压电路100基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行降压或转接,以输出第一电压;升压电路200基于第三驱动信号和第四驱动信号对第一电压进行升压或转接,以输出输出电压;输入检测电路300,对输入电压进行采样,以输出输入采样信号;输出检测电路400对输出电压进行采样,以输出输出采样信号;控制电路500根据输入采样信号得到工作模式,且根据工作模式和输出采样信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号;从而在一个供电电路中既可以实现降压输出也可以实现升压输出,以输出不同的电压值,从而满足了多种输出电压的需求。
作为示例而非限定,降压电路100还用于基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行转换,以输出第一基准电压;升压电路200还用于基于第三驱动信号和第四驱动信号对第一电压进行转换,以输出第二基准电压。
如图2所示,控制电路500包括控制模块530、第一驱动模块510和第二驱动模块520。
控制模块530,与输入检测电路300和输出检测电路400连接,用于根据输入采样信号得到工作模式,且根据工作模式和输出采样信号输出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号。
第一驱动模块510,与控制模块530和降压电路100连接,用于基于第一基准电压和第一控制信号输出第一驱动信号,且基于第二控制信号输出第二驱动信号。
第二驱动模块520,与控制模块530和升压电路200连接,用于基于第二基准电压和第三控制信号输出第三驱动信号,且基于第四控制信号输出第四驱动信号。
降压电路100包括高侧场效应管和低侧场效应管,其中,第一基准电压作为基准电压以抬升降压电路100的高侧场效应管的驱动电压,以便提升高侧场效应管开关的可靠性。
升压电路200包括高侧场效应管和低侧场效应管,其中,第二基准电压作为基准电压以抬升升压电路200的高侧场效应管的驱动电压,以便提升高侧场效应管开关的可靠性。
如图3所示,供电电路还包括输入滤波电路600和输出滤波电路700。
输入滤波电路600,与输入检测电路300和降压电路100连接,对输入电压进行滤波,以输出滤波后的输入电压。
输出滤波电路700,与输出检测电路400和升压电路200连接,对输出电压进行滤波,以输出滤波后的输出电压。
通过输入滤波电路600对输入电压进行滤波,避免了尖峰电流对供电电路的干扰,通过输出滤波电路700输出电压进行滤波,提升了输出电压的可靠性。
图4示出了本申请实施例提供的供电电路的一种部分示例电路结构,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分,详述如下:
第一驱动模块510包括第一高低侧驱动器U1、第九电阻R9、第十电阻R10以及第一二极管D1。
第一高低侧驱动器U1的低端和逻辑固定电源端VCC与第一二极管D1的正极共接于第一电源VAA,第一高低侧驱动器U1的高端浮动电源端VB与第一二极管D1的负极连接。
第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN作为第一驱动模块510的第一控制信号输入端,与控制模块530连接,以输入第一控制信号;第一高低侧驱动器U1的低端栅极驱动器输出的同相输入端LIN作为第一驱动模块510的第二控制信号输入端,与控制模块530连接,以输入第二控制信号;第一高低侧驱动器U1的高端浮动电源回路端VS作为第一驱动模块510的第一基准电压输入端,与降压电路100连接,以输入第一基准电压。
第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出端HO与第九电阻R9的第一端连接,第九电阻R9的第二端作为第一驱动模块510的第一驱动信号输出端,与降压电路100连接,以输出第一驱动信号;第一高低侧驱动器U1的低端栅极驱动器输出端LO与第十电阻R10的第一端连接,第十电阻R10的第二端作为第一驱动模块510的第二驱动信号输出端,与降压电路100连接,以输出第二驱动信号。
通过第一高低侧驱动器U1,实现了对第一控制信号和第二控制信号的转换和对降压模块的驱动。
第二驱动模块520包括第二高低侧驱动器U2、第十一电阻R11、第十二电阻R12以及第二二极管D2。
第二高低侧驱动器U2的低端和逻辑固定电源端VCC与第二二极管D2的正极共接于第一电源VAA,第二高低侧驱动器U2的高端浮动电源端VB与第二二极管D2的负极连接。
第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN作为第二驱动模块520的第三控制信号输入端,与控制模块530连接,以输入第三控制信号;第二高低侧驱动器U2的低端栅极驱动器输出的同相输入端LIN作为第二驱动模块520的第四控制信号输入端,与控制模块530连接,以输入第四控制信号;第二高低侧驱动器U2的高端浮动电源回路端VS作为第二驱动模块520的第一基准电压输入端,与升压电路200连接,以输入第二基准电压。
第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出端HO与第十一电阻R11的第一端连接,第十一电阻R11的第二端作为第二驱动模块520的第三驱动信号输出端,与升压电路200连接,以输出第三驱动信号;第二高低侧驱动器U2的低端栅极驱动器输出端LO与第十二电阻R12的第一端连接,第十二电阻R12的第二端作为第二驱动模块520的第四驱动信号输出端,与升压电路200连接,以输出第四驱动信号。
通过第二高低侧驱动器U2,实现了对第三控制信号和第四控制信号的转换和对升压模块的驱动。
控制模块530包括微处理器U3。
微处理器U3的第一通用输入输出端PA1作为控制模块530的输入采样信号输入端,与输入检测电路300连接,以输入输入采样信号;微处理器U3的第二通用输入输出端PA0作为控制模块530的输出采样信号输入端,与输出检测电路400连接,以输入输出采样信号。
微处理器U3的第三通用输入输出端PA8作为控制模块530的第一控制信号输出端,与第一驱动模块510连接,以输出第一控制信号;微处理器U3的第四通用输入输出端PA9作为控制模块530的第二控制信号输出端,与第一驱动模块510连接,以输出第二控制信号;微处理器U3的第五通用输入输出端PA10作为控制模块530的第三控制信号输出端,与第二驱动模块520连接,以输出第三控制信号;微处理器U3的第六通用输入输出端PA11作为控制模块530的第四控制信号输出端,与第二驱动模块520连接,以输出第四控制信号。
通过一个微处理器U3实现了对降压电路100和升压电路200的控制,简化了控制模块530的搭建,提高了供电电路的集成度,增强了产品的市场竟争力度。
降压电路100和升压电路200共用第一电感L1。
通过降压电路100和升压电路200共用第一电感L1,实现了减少电子元件的基础上对输入电压的降压或升压,简化了电路拓扑,降低了电路搭建成本。
在其中一个实施例中,降压电路100包括第一电感L1、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一电阻R1以及第二电阻R2。
第一场效应管Q1的漏极作为降压电路100的输入电压输入端,以输入输入电压;第一场效应管Q1的栅极与第一电阻R1的第一端共同作为降压电路100的第一驱动信号输入端,与第一驱动模块510连接,以输入第一驱动信号;第二场效应管Q2的栅极与第二电阻R2的第一端共同作为降压电路100的第二驱动信号输入端,与第一驱动模块510连接,以输入第二驱动信号。
第一场效应管Q1的源极与第一电感L1的第一端、第一电阻R1的第二端以及第二场效应管Q2的漏极共同作为降压电路100的第一基准电压输出端,与第一驱动模块510连接,以输出第一基准电压;第一电感L1的第二端作为降压电路100的第一电压输出端,与升压电路200连接,以输出第一电压。
第二场效应管Q2的源极与第二电阻R2的第二端共接于电源地。
需要说明的是,第一场效应管Q1为上述降压电路100的高侧场效应管,第二场效应管Q2为降压电路100的低侧场效应管。
通过第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的交错导通,实现了对输入电压的降压输出。
升压电路200包括第一电感L1、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第三电阻R3以及第四电阻R4。
第一电感L1的第一端作为升压电路200的第一电压输入端,与降压电路100连接,以输入第一电压;第四场效应管Q4的栅极与第三电阻R3的第二端共同作为升压电路200的第三驱动信号输入端,与第二驱动模块520连接,以输入第三驱动信号;第三场效应管Q3的栅极与第四电阻R4的第一端共同作为升压电路200的第四驱动信号输入端,与第二驱动模块520连接,以输入第四驱动信号。
第四场效应管Q4的漏极作为升压电路200的输出电压输出端,以输出输出电压;第四场效应管Q4的源极与第一电感L1的第二端、第三电阻R3的第一端以及第三场效应管Q3的漏极共同作为升压电路200的第二基准电压输出端,与第二驱动模块520连接,以输出第二基准电压。
第三场效应管Q3的源极与第四电阻R4的第二端共接于电源地。
需要说明的是,第四场效应管Q4为上述升压电路200的高侧场效应管,第三场效应管Q3为升压电路200的低侧场效应管。
通过第三场效应管Q3和第四场效应管Q4的交错导通,实现了对输入电压的升压输出。
输入检测电路300包括第五电阻R5和第六电阻R6。
第五电阻R5的第一端作为输入检测电路300的输入电压输入端,以接入输入电压,第五电阻R5的第二端和第六电阻R6的第一端共同作为输入检测电路300的输入采样信号输出端,与控制模块530连接,以输出输入采样信号,第六电阻R6的第二端连接于电源地。
输出检测电路400包括第七电阻R7和第八电阻R8。
第七电阻R7的第一端作为输出检测电路400的输出电压输入端,以接入输出电压,第七电阻R7的第二端和第八电阻R8的第一端共同作为输出检测电路400的输出采样信号输出端,与控制模块530连接,以输出输出采样信号,第八电阻R8的第二端连接于电源地。
输入滤波电路600包括第一电容C1。
第一电容C1的第一端作为输入滤波电路600的输入电压输入端,以接入输入电压,第一电容C1的第二端连接于电源地。
输出滤波电路700包括第二电容C2。
第二电容C2的第一端作为输出滤波电路700的输出电压输入端,以接入输出电压,第二电容C2的第二端连接于电源地。
以下结合工作原理对图4所示的作进一步说明:
第五电阻R5的第一端接入输入电压,第五电阻R5的第二端输出输入采样信号到微处理器U3的第一通用输入输出端PA1,微处理器U3根据输入采样信号得到输入电压,并将输入电压与预设输出电压进行比较。第七电阻R7的第一端接入输出电压,第七电阻R7的第二端输出输出采样信号到微处理器U3的第二通用输入输出端PA0,微处理器U3根据输出采样信号得到输出电压,并将输出电压与预设输出电压进行比较,得到偏差电压。
当输入电压大于预设输出电压时,微处理器U3从微处理器U3的第三通用输入输出端PA8输出第一控制信号到第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN,从微处理器U3的第四通用输入输出端PA9输出第二控制信号到第一高低侧驱动器U1的低端栅极驱动器输出的同相输入端LIN,从微处理器U3的第五通用输入输出端PA10输出第三控制信号到第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN,第一高低侧驱动器U1接收第一控制信号并从第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出端HO输出第一驱动信号到第一场效应管Q1的栅极,第一高低侧驱动器U1接收第二控制信号并从第一高低侧驱动器U1的低端栅极驱动器输出端LO输出第二驱动信号到第二场效应管Q2的栅极,第二高低侧驱动器U2接收第三控制信号并从第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出端HO输出第三驱动信号到第四场效应管Q4的栅极,从第一场效应管Q1的源极和第二场效应管Q2的漏极输出第一基准电压到第一高低侧驱动器U1的高端浮动电源回路端VS,第一高低侧驱动器U1基于第一基准电压和第一控制信号输出第一驱动信号到第一场效应管Q1的栅极;第一场效应管Q1和第二场效应管Q2分别根据第一驱动信号和第二驱动信号开启或关闭以对输入电压进行降压转换,并实现从第一电感L1的第二端输出第一电压到第四场效应管Q4的源极,第四场效应管Q4的栅极接收第三驱动信号并导通,以转接降压后的第一电压作为输出电压,并从第四场效应管Q4的漏极输出输出电压。当偏差电压大于预设的误差范围时,若输出电压大于预设输出电压,微处理器U3调节第一控制信号和第二控制信号以使第一高低侧驱动器U1对应减少第一驱动信号的占空比且增加第二驱动信号的占空比,第一场效应管Q1导通时间减少,第二场效应管Q2导通时间增加,直至偏差电压处于预设的误差范围内;若输出电压小于预设输出电压,微处理器U3调节第一控制信号和第二控制信号以使第一高低侧驱动器U1对应增加第一驱动信号的占空比且减少第二驱动信号的占空比,第一场效应管Q1导通时间增加,第二场效应管Q2导通时间减少,直至偏差电压处于预设的误差范围内,需要强调的是,第一场效应管Q1和第二场效应管Q2交替导通;此时,第一驱动信号和第二驱动信号为PWM信号,第三驱动信号为高电平,第四驱动信号为低电平。
当输入电压等于预设输出电压时,微处理器U3从微处理器U3的第三通用输入输出端PA8输出第一控制信号到第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN,从微处理器U3的第五通用输入输出端PA10输出第三控制信号到第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN,第一高低侧驱动器U1接收第一控制信号并从第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出端HO输出第一驱动信号到第一场效应管Q1的栅极,第二高低侧驱动器U2接收第三控制信号并从第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出端HO输出第三驱动信号到第四场效应管Q4的栅极,第一场效应管Q1的栅极接收第一驱动信号并导通,以转接输入电压为第一电压,并从第一电感L1的第二端输出第一电压到第四场效应管Q4的源极,第四场效应管Q4的栅极接收第三驱动信号并导通,以转接第一电压为输出电压,并从第四场效应管Q4的漏极输出输出电压。值得强调的是,此时,第一驱动信号和第三驱动信号为高电平,第二驱动信号和第四驱动信号为低电平。
当输入电压小于预设输出电压时,微处理器U3从微处理器U3的第五通用输入输出端PA10输出第三控制信号到第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN,微处理器U3的第六通用输入输出端PA11输出第四控制信号到第二高低侧驱动器U2的低端栅极驱动器输出的同相输入端LIN,从微处理器U3的第三通用输入输出端PA8输出第一控制信号到第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出的同相输入端HIN,第二高低侧驱动器U2接收第三控制信号并从第二高低侧驱动器U2的高端栅极驱动器输出端HO输出第三驱动信号到第四场效应管Q4的栅极,第二高低侧驱动器U2接收第四控制信号并从第二高低侧驱动器U2的低端栅极驱动器输出端LO输出第四驱动信号到第三场效应管Q3的栅极,第一高低侧驱动器U1接收第一控制信号并从第一高低侧驱动器U1的高端栅极驱动器输出端HO输出第一驱动信号到第一场效应管Q1的栅极,第一场效应管Q1的栅极接收第一驱动信号并导通,以转接输入电压为第一电压,并从第一电感L1的第二端输出第一电压到第四场效应管Q4的源极;从第四场效应管Q4的源极和第三场效应管Q3的漏极输出第二基准电压到第二高低侧驱动器U2的高端浮动电源回路端VS,第二高低侧驱动器U2基于第二基准电压和第三控制信号输出第三驱动信号到第四场效应管Q4的栅极;第四场效应管Q4和第三场效应管Q3分别根据第三驱动信号和第四驱动信号开启或关闭以对第一电压进行升压转换,并实现从第四场效应管Q4的漏极输出输出电压。当偏差电压大于预设的误差范围时,若输出电压大于预设输出电压,微处理器U3调节第三控制信号和第四控制信号以使第二高低侧驱动器U2对应减少第三驱动信号的占空比,增加第四驱动信号的占空比,第四场效应管Q4导通时间减少,第三场效应管Q3导通时间增加,直至偏差电压处于预设的误差范围内;若输出电压小于预设输出电压,微处理器U3调节第四控制信号和第三控制信号以使第二高低侧驱动器U2对应增加第四驱动信号的占空比,减少第三驱动信号的占空比,第四场效应管Q4导通时间增加,第三场效应管Q3导通时间减少,直至偏差电压处于预设的误差范围内,需要强调的是,第三场效应管Q3和第四场效应管Q4交替导通;此时,第三驱动信号和第四驱动信号为PWM信号,第一驱动信号为高电平,第二驱动信号为低电平。
本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括上述的供电电路。
该电子设备的输入电压可以由不同的电源提供,例如光伏电池,本申请对此不做限制。
此外,该电子设备还包括负载,具体来说,负载可以为锂电池、电池管理系统、照明系统、电机等,本申请对此不做限制。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种供电电路,其特征在于,包括:
降压电路,用于基于第一驱动信号和第二驱动信号对输入电压进行降压或转接,以输出第一电压;
升压电路,与所述降压电路连接,用于基于第三驱动信号和第四驱动信号对所述第一电压进行升压或转接,以输出输出电压;
输入检测电路,与所述降压电路连接,用于接入所述输入电压,并对所述输入电压进行采样,以输出输入采样信号;
输出检测电路,与所述升压电路连接,用于对所述输出电压进行采样,以输出输出采样信号;
控制电路,与所述降压电路和所述升压电路连接,用于根据所述输入采样信号得到工作模式,且根据所述工作模式和所述输出采样信号输出所述第一驱动信号、所述第二驱动信号、所述第三驱动信号和所述第四驱动信号。
2.如权利要求1所述的供电电路,其特征在于,所述降压电路还用于基于所述第一驱动信号和所述第二驱动信号对所述输入电压进行转换,以输出第一基准电压;所述升压电路还用于基于所述第三驱动信号和所述第四驱动信号对所述第一电压进行转换,以输出第二基准电压;
所述控制电路包括:
控制模块,与所述输入检测电路和所述输出检测电路连接,用于根据所述输入采样信号得到所述工作模式,且根据所述工作模式和所述输出采样信号输出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号;
第一驱动模块,与所述控制模块和降压电路连接,用于基于所述第一基准电压和所述第一控制信号输出所述第一驱动信号,且基于所述第二控制信号输出所述第二驱动信号;
第二驱动模块,与所述控制模块和升压电路连接,用于基于所述第二基准电压和所述第三控制信号输出所述第三驱动信号,且基于所述第四控制信号输出所述第四驱动信号。
3.如权利要求2所述的供电电路,其特征在于,所述第一驱动模块包括第一高低侧驱动器、第九电阻、第十电阻以及第一二极管;
所述第一高低侧驱动器的低端和逻辑固定电源端与所述第一二极管的正极共接于第一电源,所述第一高低侧驱动器的高端浮动电源端与所述第一二极管的负极连接;
所述第一高低侧驱动器的高端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第一驱动模块的第一控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第一控制信号;所述第一高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第一驱动模块的第二控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第二控制信号;所述第一高低侧驱动器的高端浮动电源回路端作为所述第一驱动模块的第一基准电压输入端,与所述降压电路连接,以输入所述第一基准电压;
所述第一高低侧驱动器的高端栅极驱动输出端与所述第九电阻的第一端连接,所述第九电阻的第二端作为所述第一驱动模块的第一驱动信号输出端,与所述降压电路连接,以输出所述第一驱动信号;所述第一高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出端与所述第十电阻的第一端连接,所述第十电阻的第二端作为所述第一驱动模块的第二驱动信号输出端,与所述降压电路连接,以输出所述第二驱动信号。
4.如权利要求2所述的供电电路,其特征在于,所述第二驱动模块包括第二高低侧驱动器、第十一电阻、第十二电阻以及第二二极管;
所述第二高低侧驱动器的低端和逻辑固定电源端与所述第二二极管的正极共接于第一电源,所述第二高低侧驱动器的高端浮动电源端与所述第二二极管的负极连接;
所述第二高低侧驱动器的高端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第二驱动模块的第三控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第三控制信号;所述第二高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出的同相输入端作为所述第二驱动模块的第四控制信号输入端,与所述控制模块连接,以输入所述第四控制信号;所述第二高低侧驱动器的高端浮动电源回路端作为所述第二驱动模块的第一基准电压输入端,与所述升压电路连接,以输入所述第二基准电压;
所述第二高低侧驱动器的高端栅极驱动输出端与所述第十一电阻的第一端连接,所述第十一电阻的第二端作为所述第二驱动模块的第三驱动信号输出端,与所述升压电路连接,以输出所述第三驱动信号;所述第二高低侧驱动器的低端栅极驱动器输出端与所述第十二电阻的第一端连接,所述第十二电阻的第二端作为所述第二驱动模块的第四驱动信号输出端,与所述升压电路连接,以输出所述第四驱动信号。
5.如权利要求2所述的供电电路,其特征在于,所述控制模块包括微处理器;
所述微处理器的第一通用输入输出端作为所述控制模块的输入采样信号输入端,与所述输入检测电路连接,以输入所述输入采样信号;所述微处理器的第二通用输入输出端作为所述控制模块的输出采样信号输入端,与所述输出检测电路连接,以输入所述输出采样信号;
所述微处理器的第三通用输入输出端作为所述控制模块的第一控制信号输出端,与所述第一驱动模块连接,以输出所述第一控制信号;所述微处理器的第四通用输入输出端作为所述控制模块的第二控制信号输出端,与所述第一驱动模块连接,以输出所述第二控制信号;所述微处理器的第五通用输入输出端作为所述控制模块的第三控制信号输出端,与所述第二驱动模块连接,以输出所述第三控制信号;所述微处理器的第六通用输入输出端作为所述控制模块的第四控制信号输出端,与所述第二驱动模块连接,以输出所述第四控制信号。
6.如权利要求2所述的供电电路,其特征在于,还包括:
输入滤波电路,与所述输入检测电路和所述降压电路连接,对所述输入电压进行滤波,以输出滤波后的所述输入电压;
输出滤波电路,与所述输出检测电路和所述升压电路连接,对所述输出电压进行滤波,以输出滤波后的所述输出电压。
7.如权利要求2至6任意一项所述的供电电路,其特征在于,所述降压电路和所述升压电路共用第一电感。
8.如权利要求7所述的供电电路,其特征在于,所述降压电路包括所述第一电感、第一场效应管、第二场效应管、第一电阻以及第二电阻;
所述第一场效应管的漏极作为所述降压电路的输入电压输入端,以输入所述输入电压;所述第一场效应管的栅极与所述第一电阻的第一端共同作为所述降压电路的第一驱动信号输入端,与所述第一驱动模块连接,以输入所述第一驱动信号;所述第二场效应管的栅极与所述第二电阻的第一端共同作为所述降压电路的第二驱动信号输入端,与所述第一驱动模块连接,以输入所述第二驱动信号;
所述第一场效应管的源极与所述第一电感的第一端、所述第一电阻的第二端以及所述第二场效应管的漏极共同作为所述降压电路的第一基准电压输出端,与所述第一驱动模块连接,以输出所述第一基准电压;所述第一电感的第二端作为所述降压电路的第一电压输出端,与所述降压电路连接,以输出所述第一电压;
所述第二场效应管的源极与所述第二电阻的第二端共接于电源地。
9.如权利要求7所述的供电电路,其特征在于,所述升压电路包括所述第一电感、第三场效应管、第四场效应管、第三电阻以及第四电阻;
所述第一电感的第一端作为所述升压电路的第一电压输入端,与所述升压电路连接,以输入所述第一电压;所述第四场效应管的栅极与所述第三电阻的第二端共同作为所述升压电路的第三驱动信号输入端,与所述第二驱动模块连接,以输入所述第三驱动信号;所述第三场效应管的栅极与所述第四电阻的第一端共同作为所述升压电路的第四驱动信号输入端,与所述第二驱动模块连接,以输入所述第四驱动信号;
所述第四场效应管的漏极作为所述升压电路的输出电压输出端,以输出所述输出电压;所述第四场效应管的源极与所述第一电感的第二端、所述第三电阻的第一端以及所述第三场效应管的漏极共同作为所述升压电路的第二基准电压输出端,与所述第二驱动模块连接,以输出所述第二基准电压;
所述第三场效应管的源极与所述第四电阻的第二端共接于电源地。
10.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的供电电路。
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