CN221354135U - 电源电路、电路板及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源电路技术领域,公开了一种电源电路、电路板及电子设备。电源电路包括电源输入电路、开关模组、电源输出电路、开关驱动电路及驱动控制电路,电源输入电路用于接收目标供电电源,目标供电电源包括第一供电电源和/或第二供电电源。开关模组包括第一开关支路与第二开关支路。驱动控制电路选通目标开关支路,使得与目标开关支路对应的供电电源传输给电源输出电路,第一供电电源对应的第一电源回路与第二供电电源对应的第二电源回路不共地。第一供电电源的地端电压和第二供电电源的地端电压不会互相干扰而导致发生偏移,第一电源回路或第二电源回路的干扰信号不会互相串扰,有利于提高电源电路的工作稳定性和输出电压的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源电路技术领域,尤其涉及一种电源电路、电路板及电子设备。
背景技术
特殊电力设备通常需要配备双路电源,每路电源都能够提供独立的电源供电功能,比如特殊电路设备为UPS设备(Uninterruptible Power System,不间断电源系统)或者逆变器等。相关技术提供的双路电源是共地的,亦即双路电源共享一个地端。基于共地的电路结构,一路电源的电源回路会串扰到另一路的电源回路上,从而降低了每路电源的工作性能。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提供一种电源电路、电路板及电子设备,用于解决相关技术的电源电路的工作性能不高的技术问题。
在第一方面,本实用新型实施例提供一种电源电路,包括:
电源输入电路,用于接收目标供电电源的输入,其中,所述目标供电电源包括第一供电电源和/或第二供电电源,所述第一供电电源的平均电压大于所述第二供电电源的平均电压;
开关模组,与所述电源输入电路电连接,所述开关模组包括并联的第一开关支路与第二开关支路,所述第一开关支路对应所述第一供电电源,所述第二开关支路对应所述第二供电电源;
电源输出电路,与所述开关模组电连接;
开关驱动电路,分别与所述开关模组和所述电源输出电路电连接;
驱动控制电路,分别与所述电源输入电路和所述开关驱动电路电连接,用于根据所述目标供电电源的电源强弱类型及电源数量,控制所述开关驱动电路在所述第一开关支路与所述第二开关支路之间选通目标开关支路,使得与所述目标开关支路对应的供电电源传输给所述电源输出电路,其中,所述第一供电电源、第一开关支路及电源输出电路形成的第一电源回路与所述第二供电电源、第二开关支路及电源输出电路形成的第二电源回路不共地。
在第二方面,本实用新型实施例提供一种电路板,包括上述的电源电路。
在第三方面,本实用新型实施例提供一种电子设备,包括上述的电源电路。
与现有技术相比较,在本实用新型实施例的电源电路中,电源输入电路用于接收目标供电电源的输入,其中,目标供电电源包括第一供电电源和/或第二供电电源,第一供电电源的平均电压大于第二供电电源的平均电压,相对而言,第一供电电源为强电,第二供电电源为弱电。开关模组与电源输入电路电连接,开关模组包括并联的第一开关支路与第二开关支路,第一开关支路对应第一供电电源,第二开关支路对应第二供电电源。电源输出电路与开关模组电连接。开关驱动电路分别与开关模组和电源输出电路电连接。驱动控制电路分别与电源输入电路和开关驱动电路电连接,用于根据目标供电电源的电源强弱类型及电源数量,控制开关驱动电路在第一开关支路与第二开关支路之间选通目标开关支路,使得与目标开关支路对应的供电电源传输给电源输出电路,其中,第一供电电源、第一开关支路及电源输出电路形成的第一电源回路与第二供电电源、第二开关支路及电源输出电路形成的第二电源回路不共地,因此,第一供电电源的地端电压和第二供电电源的地端电压是稳定的,不会互相干扰而导致发生偏移,且第一电源回路的干扰信号并不会串扰到第二电源回路,同理第二电源回路的干扰信号并不会串扰到第一电源回路,如此有利于提高电源电路的工作稳定性和输出电压的精度,进而提升了电源电路的工作性能。另外,本实施例能够根据目标供电电源的变化,自适应地选通目标开关支路,对每路电源进行分开控制,避免出现交叉影响,如此有利于提高电源电路的智能程度和工作可靠性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为相关技术提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图3为本实用新型另一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图4为本实用新型再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图5为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图6为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图7为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图8为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图9为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图10为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图11为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图12为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图;
图13为本实用新型又再一实施例提供的一种电源电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型,下面结合附图和具体实施例,对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“电连接”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。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”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,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”“第三”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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型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,不是用于限制本实用新型。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。此外,下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
发明人在实现本发明的过程中,发现相关技术提供如图1所示的电源电路。如图1所示,电源电路包括二极管输入电路11、单刀双掷继电器12、隔离DC-DC电路13、继电器驱动电路14及控制器15。
二极管输入电路11可被配置输入不稳定电源(+U2,-U2)和稳定电源(+U1,-U1),其中,不稳定电源可市电,稳定电源可由蓄电池输出。二极管输入电路11包括二极管D1和二极管D2,二极管D1和二极管D2可避免不稳定电源和稳定电源之间的互相干扰。
单刀双掷继电器12设置在不稳定电源的回路上,用于控制不稳定电源的回路的断开或者连通。
隔离DC-DC电路13用于对不稳定电源或稳定电源进行隔离输出。
继电器驱动电路14用于控制单刀双掷继电器12的工作状态。
控制器15用于控制继电器驱动电路14。当控制器15检测到稳定电源的输入时,控制器15通过继电器驱动电路14断开继电器RL1,亦即继电器RL1的第3触点与第5触点断开,第3触点与第4触点连接,因此,稳定电源可施加给隔离DC-DC电路13。当控制器15检测到不稳定电源的输入时,控制器15通过继电器驱动电路14连接继电器RL1,亦即继电器RL1的第3触点与第5触点连接,第3触点与第4触点断开,因此,不稳定电源可施加给隔离DC-DC电路13。
由图1可知,不稳定电源和稳定电源是共地的,如此容易出现背景技术指出的技术问题。另外,稳定电源对应的回路一直连接在隔离DC-DC电路13,并没有断开,相关技术不能够对不稳定电源和稳定电源进行分开控制。
基于此,本实施例提供相关技术方案并至少能够达到以下技术效果:
1)采用多路电源不共地的电路结构,避免多路电源之间的信号串扰,提高电源电路的输出电压的准确性和可靠性,进而提升电源电路的工作性能。
2)根据目标供电电源的变化,自适应地选通目标开关支路,对每路电源进行分开控制,避免出现交叉影响,如此有利于提高电源电路的智能程度和工作可靠性。
3)当一路强电电源输入时,电源电路能够将强电驱动转换成弱电驱动,如此减少工作损耗。
4)当一路弱电电源输入时,电源电路能够控制弱电电源直接提供给隔离DC-DC电路,如此有利于提高电源供电效率。
5)当强电电源和弱电电源同时输入时,电源电路能够在强电电源和弱电电源之间自适应选择比较稳定可靠的弱电电源提供给隔离DC-DC电路。
至于在此未记载的技术效果及技术方案会在下文继续展开说明。
本发明实施例提供一种电源电路。请参阅图2,电源电路200包括电源输入电路300、开关模组400、电源输出电路500、开关驱动电路600及驱动控制电路700。
电源输入电路300用于接收目标供电电源的输入,其中,目标供电电源包括第一供电电源和/或第二供电电源,第一供电电源的平均电压大于第二供电电源的平均电压,其中,第一供电电源的平均电压为第一供电电源在一个电源周期内的电压平均值,第二供电电源的平均电压为第二供电电源在一个电源周期内的电压平均值,比如第一供电电源为市电配电网或者工业配电网提供的交流电源,第二供电电源为蓄电池存储的直流电源。相对而言,第一供电电源的电源类型为强电类型,第二供电电源的电源类型为弱电类型。
开关模组400与电源输入电路300电连接,开关模组400包括并联的第一开关支路41与第二开关支路42,第一开关支路41对应第一供电电源,第二开关支路42对应第二供电电源。
可以理解的是,开关模组400可为由电子开关管等器件组成的具有开关功能的电路,也可为继电器开关,电子开关管包括MOS管或者三极管等。
电源输出电路500与开关模组电连接,用于将输出电压传输给负载,以驱动负载工作。
可以理解的是,电源输出电路500可为降压电路或者升压电路,降压电路或者升压电路可为隔离DC-DC电路,其中,降压电路或者升压电路可采用正激电路结构或者反激电路结构等。
开关驱动电路600分别与开关模组400和电源输出电路500电连接,其中,当开关模组400为继电器开关时,此处的连接可理解为耦合连接。
驱动控制电路700分别与电源输入电路300和开关驱动电路600电连接,用于根据目标供电电源的电源强弱类型及电源数量,控制开关驱动电路600在第一开关支路41与第二开关支路42之间选通目标开关支路。举例而言,驱动控制电路700控制开关驱动电路600选择第一开关支路41作为目标开关支路,并连通第一开关支路41。或者,驱动控制电路700控制开关驱动电路600选择第二开关支路42作为目标开关支路,并连通第二开关支路42。
当目标开关支路被选通后,与目标开关支路对应的供电电源传输给电源输出电路,其中,第一供电电源、第一开关支路41及电源输出电路500形成的第一电源回路与第二供电电源、第二开关支路42及电源输出电路500形成的第二电源回路不共地,因此,第一供电电源的地端电压和第二供电电源的地端电压是稳定的,不会互相干扰而导致发生偏移,且第一电源回路的干扰信号并不会串扰到第二电源回路,同理第二电源回路的干扰信号并不会串扰到第一电源回路,如此有利于提高电源电路的工作稳定性和输出电压的精度,进而提升了电源电路的工作性能。
另外,本实施例能够根据目标供电电源的变化,自适应地选通目标开关支路,对每路电源进行分开控制,避免出现交叉影响,如此有利于提高电源电路的智能程度和工作可靠性。
可以理解的是,驱动控制电路700可为微处理芯片或者电源芯片等。
在一些实施例中,请参阅图3,电源输入电路300包括整流桥31、第一防倒灌电路32及第二防倒灌电路33。当第一供电电源为交流电源,第二供电电源为直流电源时,整流桥31的输入端被配置输入第一供电电源,整流桥32的输出端被配置输入直流电源。第一防倒灌电路32与第二防倒灌电路33都设置在第一电源回路上,用于隔离后级电路对第一供电电源的影响。
请参阅图4,整流桥31由四个二极管组成的全波整流桥,用于将第一供电电源整流成直流电源。第一防倒灌电路32包括第一二极管D1,第二防倒灌电路33包括第二二极管D2,第一二极管D1与第二二极管D2都设置在第一电源回路上,用于隔离后级电路对第一供电电源的影响。
请继续参阅图4,开关模组400为继电器开关,其中,开关模组400包括继电器线圈RL0、6个触点、第1投刀RL1及第2投刀RL2。如图4所示,继电器线圈RL0与开关驱动电路600电连接,第1投刀RL1一端固定连接在第3触点,第3投刀RL3一端固定连接在第6触点,第1投刀RL1另一端及第3投刀RL3另一端与继电器线圈RL0耦合连接,第1投刀RL1和第2投刀RL2受继电器线圈RL0的控制而联动动作。第一开关支路41由第3触点、第一投刀RL1、第4触点、第6触点、第二投刀RL2及第5触点共同构成,第二开关支路42由第3触点、第一投刀RL1、第2触点、第6触点、第二投刀RL2及第7触点共同构成。当第一投刀RL1与第二投刀RL2受继电器线圈RL0的控制而使得第3触点与第4触点连接,且第6触点与第5触点连接,则选通第一开关支路41。当第一投刀RL1与第二投刀RL2受继电器线圈RL0的控制而使得第3触点与第2触点连接,且第6触点与第7触点连接,则选通第二开关支路42。
请继续参阅图4,电源输出电路500为隔离DC-DC电路,能够提供输出电压VCC。其中,电源输出电路500可根据第一供电电源或者第二供电电源产生输出电压VCC。
在一些实施例中,请参阅图5,开关驱动电路600包括开关触发电路800和触发驱动电路900。
开关触发电路800与开关模组400耦合连接。请结合图4,开关触发电路800包括第一电阻R1及第三二极管D3,第一电阻R1为继电器线圈RL0的等效阻抗。第三二极管D3与继电器线圈RL0并联连接,用于当继电器线圈RL0断电时,泄放残留在继电器线圈RL0的电源,避免继电器线圈RL0产生的反电动势损坏周边电路。
触发驱动电路900分别与开关触发电路800、电源输入电路300及驱动控制电路700电连接,用于在驱动控制电路700的控制下,控制开关触发电路800在第一开关支路41与第二开关支路42之间选通目标开关支路。
在一些实施例中,请参阅图6,触发驱动电路900包括第一驱动电路91及第二驱动电路92。第一驱动电路91分别与开关触发电路800和电源输入电路300电连接。第二驱动电路92分别与第一驱动电路91和驱动控制电路700电连接,用于在驱动控制电路700的控制下,触发第一驱动电路91控制开关触发电路800在第一开关支路41与第二开关支路42之间选通目标开关支路。
在一些实施例中,当电源数量为1个,且目标供电电源为第一供电电源时,驱动控制电路700控制第二驱动电路92停止工作,第一驱动电路91根据第一供电电源向开关触发电路800施加第一电压,以控制开关触发电路800选通第一开关支路41,第一供电电源通过第一开关支路41传输给电源输出电路500,第一开关支路41为目标开关支路。
举例而言,驱动控制电路700检测到电源输入电路300输出的目标供电电源为第一供电电源,没有输出第二供电电源,于是驱动控制电路700向第二驱动电路92发送低电平信号,第二驱动电路92根据低电平信号停止工作。电源输入电路300输出的第一供电电源施加给第一驱动电路91,第一驱动电路91根据第一供电电源向开关触发电路800施加第一电压,开关触发电路800受到第一电压的激励,选通第一开关支路41,于是,第一供电电源便能够通过第一开关支路41传输给电源输出电路500。
本实施例在第一供电电源为强电时,也能够建立第一开关支路,以便第一供电电源提供给电源输出电路500。
在一些实施例中,电源输出电路500的输出电压小于第一供电电源的平均电压,相对而言,当第一供电电源为强电时,电源输出电路500的输出电压为弱电,比如第一供电电源为220V的交流电源,电源输出电路500的输出电压为12V的直流电源。
请参阅图7,触发驱动电路900还包括反馈控制电路93,反馈控制电路93分别与电源输入电路300和第一驱动电路91电连接。电源输出电路500的输出电压反馈给反馈控制电路93,反馈控制电路93根据输出电压触发第一驱动电路91停止工作,且驱动控制电路700控制第二驱动电路92工作,使得第二驱动电路92根据电源输出电路500的输出电压向开关触发电路800施加第二电压,以控制开关触发电路800继续选通第一开关支路41,其中,第二电压小于第一电压。
举例而言,当第一供电电源施加给电源输入电路30时,本实施例能够选通第一开关支路41,使得第一供电电源能够通过第一开关支路41传输给电源输出电路500,电源输出电路500再根据第一供电电源产生输出电压,该输出电压比第一供电电源的电压小。该输出电压反馈给反馈控制电路93,反馈控制电路93根据输出电压触发第一驱动电路91停止工作,同时,第二驱动电路92根据电源输出电路500的输出电压向开关触发电路800施加第二电压,亦即,本实施例切断了第一电压提供给开关触发电路800的回路,改变成由第二电压提供开关触发电路800进行工作,由于第二电压小于第一电压,开关触发电路800在第二电压下的工作损耗会比在第一电压下的工作损耗小,因此,本实施例在强电输入的情形下,能够由强电驱动开关触发电路800改变成由弱电驱动开关触发电路800,如此能够减少工作损耗。
在一些实施例中,请参阅图8,反馈控制电路93包括第一充电电路931与反馈开关电路932。
第一充电电路931包括第一节点N1,第一充电电路931与电源输出电路500电连接,用于根据电源输出电路500的输出电压进行充电以抬升第一节点N1的电压。
反馈开关电路932包括第二节点N2,反馈开关电路932在第一节点N1与第一充电电路931电连接,且在第二节点N2与第一驱动电路91电连接,用于当第一节点N1的电压大于第一电压阈值时,调整第二节点N2的电压以触发第一驱动电路91以控制开关触发电路800断开第一开关支路41。
在一些实施例中,请参阅图9,反馈开关电路932配置有第三节点N3,反馈控制电路93还包括延时电路933,延时电路933电连接在第一节点N1与第三节点N3之间,延时电路933电连接在第一节点N1与第三节点N3之间,用于根据第一节点N1的电压延时触发反馈开关电路932进入导通状态,以调整第二节点N2的电压。
举例而言,第一充电电路931根据电源输出电路500的输出电压,从而促使第一节点N1的电压不断的升高,延时电路933减缓第一节点N1的电压对第三节点N3的电压的影响,当第一节点N1的电压增大到第一电压阈值,延时电路933根据第一节点N1的电压触发反馈开关电路932进入导通状态,当反馈开关电路932进入导通状态时,第二节点N2的电压被调整成零或者接近零,第一驱动电路91根据第二节点N2的电压控制开关触发电路800断开第一开关支路41。与此同时,第二驱动电路92根据电源输出电路500的输出电压向开关触发电路800施加第二电压,以控制开关触发电路800继续选通第一开关支路41,从而实现强电驱动转换成弱电驱动,减少工作损耗。
在一些实施例中,请结合图4,延时电路933包括稳压管ZD,稳压管ZD的正极电连接在第一节点N1,负极电连接在第三节点N3。稳压管ZD不仅能够延时触发反馈开关电路932进入导通状态,而且还能够保护反馈开关电路932避免过大电压给击穿,钳位住施加给反馈开关电路932的电压。
在一些实施例中,请参阅图10,反馈控制电路93还包括钳位电路934,钳位电路934与电源输出电路500电连接,且还在第一节点N1与第一充电电路931电连接,用于根据电源输出电路500的输出电压,对第一节点N1的电压进行钳位,如此能够避免第一节点N1的电压过大而对反馈开关电路932造成不良影响。
请结合图4,第一充电电路931包括串联连接的第二电阻R2和第一电解电容E1,输出电压VCC经由第二电阻R2给第一电解电容E1进行充电。反馈开关电路932包括第一开关管Q1与第三电阻R3,其中,第一开关管Q1为NPN型三极管。延时电路933为稳压管ZD,第一电压阈值等于稳压管ZD的击穿电压与第一开关管Q1的导通电压之和。钳位电路934包括串联连接的第四二极管D4、第四电阻R4、第五电阻R5及第五二极管D5。第四二极管D4用于防止后级电路对电源输出电路500的影响。第四电阻R4与第五电阻R5对输出电压VCC进行限流分压。第五二极管D5用于配合第五电阻R5的分压对第一节点N1的电压进行钳位。
在一些实施例中,当电源数量为1个,且目标供电电源为第二供电电源时,开关模组400被默认配置选通第二开关支路42,驱动控制电路700控制第二驱动电路92及第一驱动电路91停止工作,第二开关支路42为目标开关支路。本实施例在弱电施加给电源输入电路300的前提下,驱动控制电路700控制第二驱动电路92及第一驱动电路91停止工作,第二供电电源直接通过第二开关支路42输出给电源输出电路500,无需过度复杂的操作。
本实施例能够在第一供电电源输入时,自动选通第一开关支路41,在第二供电电源输入时,自动选通第二开关支路42,从而实现了双路电源的分开控制。
在一些实施例中,当电源数量为至少2个,且目标供电电源包括第一供电电源和第二供电电源时,开关模组400被默认配置选通第二开关支路42。驱动控制电路700控制第二驱动电路92停止工作,第一驱动电路91根据第一供电电源控制开关触发电路800选通第一开关支路41,第一供电电源通过第一开关支路41传输给电源输出电路500,第一开关支路41为目标开关支路。
在一些实施例中,在选通第一开关支路41后,电源输出电路500的输出电压反馈给反馈控制电路93,反馈控制电路93根据输出电压触发第一驱动电路91,以控制开关触发电路800断开第一开关支路41,开关模组400恢复选通第二开关支路42,于是,第二供电电源便可通过第二开关支路42传输给电源输出电路500,因此,当强电电源和弱电电源同时输入时,本实施例能够自适应地断开第一开关支路41,选通第二开关支路42,如此便能够在强电电源和弱电电源之间自适应选择比较稳定可靠的第二供电电源提供给电源输出电路500。
在一些实施例中,请参阅图11,第一驱动电路91包括第一开关电路911及电压抬升电路912。第一开关电路911与开关触发电路800电连接。电压抬升电路912分别与电源输入电路300及第一开关电路911电连接,电压抬升电路912包括第二节点N2,电压抬升电路912根据电源输入电路300输出的第一供电电源持续抬升第二节点N2的电压,以使第二节点N2的电压触发第一开关电路911进入导通状态,当第一开关电路911进入导通状态时,开关触发电路800根据经由第一开关电路911传输的第一供电电源选通第一开关支路41。当第一开关电路911进入截止状态时,第一供电电源不能够通过第一开关电路911传输给开关触发电路800,开关触发电路800不能够选通第一开关支路41。
在一些实施例中,请参阅图12,电压抬升电路912包括第二充电电路913及限流分压电路914。第二充电电路913包括第四节点N4,第二充电电路913分别与电源输入电路300和第一开关电路911电连接,用于根据电源输入电路300输出的第一供电电源抬升第四节点N4的电压。限流分压电路914配置第二节点N2,在第四节点N4与第二充电电路913电连接,用于根据第四节点N4的电压抬升第二节点N2的电压。
请结合图4,第一开关电路911包括第二开关管Q2、第六电阻R6、第六二极管D6及第七电阻R7。第二开关管Q2为NPN型三极管,第六电阻R6和第七电阻R7都用于限流分压,第六二极管D6用于隔离后级电路对第二节点N2的电压的影响。第二充电电路913包括浪涌电阻NTC、第七二极管D7及第二电解电容E2,浪涌电阻NTC用于当第一供电电源过大时,阻断第一电源回路,防止过大的浪涌电流损坏电源电路。第七二极管D7用于隔离后级电路对电源输入电路的影响。第二电解电容E2用于根据整流后的第一供电电源进行充电。限流分压电路914包括第八电阻R8与第九电阻R9,第八电阻R8与第九电阻R9用于限流分压。
在一些实施例中,请参阅图13,第二驱动电路92包括第二开关电路921及第三开关电路922。
第二开关电路921与驱动控制电路700电连接,用于在驱动控制电路700的控制下,可工作在导通状态,第二开关电路921包括第五节点N5,当第二开关电路921进入导通状态时,电源输出电路500与第二开关电路921可形成电流回路,以调整第五节点N5的电压。
第三开关电路922分别与电源输出电路500和开关触发电路800,且还在第五节点N5和第二开关电路921电连接,用于根据第五节点N5的电压工作在导通状态,使得电源输出电路500的输出电压通过第三开关电路922施加给开关触发电路800。
请结合图4,第二开关电路921包括第十电阻R10、第十一电阻R11及第三开关管Q3,第十电阻R10与第十一电阻R11用于限流分压,第三开关管Q3为NPN型三极管。第三开关电路922包括第十二电阻R12、第十三电阻R13及第四开关管Q4,第十二电阻R12与第十三电阻R13用于限流分压,第四开关管Q4为PNP型三极管。
为了详细阐述本发明实施例提供的电源电路的工作原理,本实施例结合图4对此作出整体说明,可以理解的是,以下的说明并不用于对本发明实施例的保护范围造成限定,本领域技术人员在本公开的内容下,可以自行替换实现相同电路功能的其它电路结构。具体阐述如下:
1)当第二供电电源(+U2,-U2)施加给电源输入电路300时,开关模组400默认选通第二开关支路42,亦即默认第3触点通过第一投刀RL1与第2触点连接,且第6触点通过第二投刀RL2与第7触点连接,于是选通第二开关支路42,此时,驱动控制电路700(比如微处理器)向第三开关管Q3的基极输入低电平信号,第三开关管Q3和第四开关管Q4都不导通,继电器线圈RL0没有电源的输入而不工作,第二供电电源(+U2,-U2)通过第二开关支路42传输给电源输出电路500。
2)当第一供电电源(+U1,-U1)施加给电源输入电路300时,第一供电电源(+U1,-U1)经过整流桥31整流后,得到整流后的第一供电电源(+U1,-U1)。整流后的第一供电电源(+U1,-U1)通过浪涌电阻NTC,第七二极管D7对第二电解电容E2进行充电,第二电解电容E2的两端电压通过第八电阻R8与第九电阻R9的分压后经过第六二极管D6及第七电阻R7,施加给第二开关管Q2,于是第二开关管Q2进入导通状态,然后第二电解电容E2的能量通过第六电阻R6及第二开关管Q2,与第一电阻R1进行分压,其中,继电器线圈RL两端的第一电压为:V1=VE2*R1/(R6+R1),继电器线圈RL受到电压的驱动而工作,从而选通第一开关支路41。整流后的第一供电电源(+U1,-U1)通过第一开关支路41传输给电源输出电路500。
此时,驱动控制电路700向第三开关管Q3的基极输入高电平信号,第三开关管Q3进入导通状态。当第三开关管Q3进入导通状态,第三开关管Q3的集电极的电压被拉至地,于是,输出电压VCC可通过第十二电阻R12、第十三电阻R13及第三开关管Q3形成电流回路,第四开关管Q4满足导通条件,于是第四开关管Q4进入导通状态。
当第四开关管Q4进入导通状态时,第四开关管Q4的集电极的第二电压接近等于输出电压VCC,输出电压VCC作用给继电器线圈RL0。输出电压VCC反馈至第二电阻R2,并通过第二电阻R2为第一电解电容E1进行充电。当第一电解电容E1的两端电压等于或大于稳压管ZD的击穿电压+0.7V的总和时,第一开关管Q1进入导通状态。当第一开关管Q1进入导通状态,第一开关管Q1的集电极的电压被拉低至地端,第二开关管Q2进入截止状态。至此,继电器线圈RL0已由强电供电改变成由弱电供电,如此能够减小工作损耗,其中,第一电解电容E1的电压不会持续升高,会被第五二极管钳位在VE1=VCC*R5/(R3+R5)。
3)当第一供电电源(+U1,-U1)和第二供电电源(+U2,-U2)都同时施加给电源输入电路300时,第一供电电源(+U1,-U1)按照第2点阐述的方式控制继电器线圈RL进行动作,从而选通第一开关支路41,整流后的第一供电电源(+U1,-U1)通过第一开关支路41传输给电源输出电路500。
驱动控制电路700检测到第二供电电源(+U2,-U2),向第三开关管Q3的基极输入低电平信号,第三开关管Q3和第四开关管Q4都不导通。
电源输出电路500的输出电压VCC反馈至第二电阻R2,并通过第二电阻R2为第一电解电容E1进行充电,直至第一开关管Q1进入导通状态。当第一开关管Q1进入导通状态,第一开关管Q1的集电极的电压被拉低至地端,第二开关管Q2进入截止状态,第一开关支路41被断开。同时,开关模组400默认选通第二开关支路42,第二供电电源(+U2,-U2)通过第二开关支路42传输给电源输出电路500,如此,本实施例可由不稳定的第一供电电源提供给电源输出电路500,改变成由稳定的第二供电电源提供给电源输出电路500。
作为本实用新型实施例的另一方面,本实用新型实施例提供一种电路板,电路板包括上述各个实施例提供的电源电路,其中,电路板可由多个电路子板拼接得到,放电模块中的其它电路可以分别布设在不同的电路子板,需要实现电源电路的功能时,用户可以将各个电路子板拼接成具有电源功能的电路板。
作为本实用新型实施例的再一方面,本实用新型实施例提供一种电子设备,电子设备包括上述实施例的电源电路,其中,电子设备包括显示屏、电机、气泵、变压器等。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;在本实用新型的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (17)
1.一种电源电路,其特征在于,包括:
电源输入电路,用于接收目标供电电源的输入,其中,所述目标供电电源包括第一供电电源和/或第二供电电源,所述第一供电电源的平均电压大于所述第二供电电源的平均电压;
开关模组,与所述电源输入电路电连接,所述开关模组包括并联的第一开关支路与第二开关支路,所述第一开关支路对应所述第一供电电源,所述第二开关支路对应所述第二供电电源;
电源输出电路,与所述开关模组电连接;
开关驱动电路,分别与所述开关模组和所述电源输出电路电连接;
驱动控制电路,分别与所述电源输入电路和所述开关驱动电路电连接,用于根据所述目标供电电源的电源强弱类型及电源数量,控制所述开关驱动电路在所述第一开关支路与所述第二开关支路之间选通目标开关支路,使得与所述目标开关支路对应的供电电源传输给所述电源输出电路,其中,所述第一供电电源、第一开关支路及电源输出电路形成的第一电源回路与所述第二供电电源、第二开关支路及电源输出电路形成的第二电源回路不共地。
2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,所述开关驱动电路包括:
开关触发电路,与所述开关模组耦合连接;
触发驱动电路,分别与所述开关触发电路、所述电源输入电路及所述驱动控制电路电连接,用于在所述驱动控制电路的控制下,控制所述开关触发电路在所述第一开关支路与所述第二开关支路之间选通目标开关支路。
3.根据权利要求2所述的电源电路,其特征在于,所述触发驱动电路包括:
第一驱动电路,分别与所述开关触发电路和所述电源输入电路电连接;
第二驱动电路,分别与所述第一驱动电路和所述驱动控制电路电连接,用于在所述驱动控制电路的控制下,触发所述第一驱动电路控制所述开关触发电路在所述第一开关支路与所述第二开关支路之间选通目标开关支路。
4.根据权利要求3所述的电源电路,其特征在于,当所述电源数量为1个,且所述目标供电电源为第一供电电源时,所述驱动控制电路控制所述第二驱动电路停止工作,所述第一驱动电路根据所述第一供电电源向所述开关触发电路施加第一电压,以控制所述开关触发电路选通所述第一开关支路,所述第一供电电源通过所述第一开关支路传输给所述电源输出电路,所述第一开关支路为目标开关支路。
5.根据权利要求4所述的电源电路,其特征在于,
所述电源输出电路的输出电压小于所述第一供电电源的平均电压,所述触发驱动电路还包括反馈控制电路,所述反馈控制电路分别与所述电源输入电路和所述第一驱动电路电连接;
所述电源输出电路的输出电压反馈给所述反馈控制电路,所述反馈控制电路根据所述输出电压触发所述第一驱动电路停止工作,且所述驱动控制电路控制所述第二驱动电路工作,使得所述第二驱动电路根据所述电源输出电路的输出电压向所述开关触发电路施加第二电压,以控制所述开关触发电路继续选通所述第一开关支路,其中,所述第二电压小于所述第一电压。
6.根据权利要求5所述的电源电路,其特征在于,所述反馈控制电路包括:
第一充电电路,包括第一节点,所述第一充电电路与所述电源输出电路电连接,用于根据所述电源输出电路的输出电压进行充电以抬升所述第一节点的电压;
反馈开关电路,包括第二节点,所述反馈开关电路在所述第一节点与所述第一充电电路电连接,且在所述第二节点与所述第一驱动电路电连接,用于当所述第一节点的电压大于第一电压阈值时,调整所述第二节点的电压以触发所述第一驱动电路以控制所述开关触发电路断开所述第一开关支路。
7.根据权利要求6所述的电源电路,其特征在于,所述反馈开关电路配置有第三节点,所述反馈控制电路还包括延时电路,所述延时电路电连接在所述第一节点与所述第三节点之间,用于根据所述第一节点的电压延时触发所述反馈开关电路进入导通状态,以调整所述第二节点的电压。
8.根据权利要求7所述的电源电路,其特征在于,所述延时电路包括稳压管,所述稳压管的正极电连接在所述第一节点,负极电连接在所述第三节点。
9.根据权利要求6所述的电源电路,其特征在于,所述反馈控制电路还包括钳位电路,所述钳位电路与所述电源输出电路电连接,且还在所述第一节点与所述第一充电电路电连接,用于根据所述电源输出电路的输出电压,对所述第一节点的电压进行钳位。
10.根据权利要求3所述的电源电路,其特征在于,当所述电源数量为1个,且所述目标供电电源为第二供电电源时,所述开关模组被默认配置选通所述第二开关支路,所述驱动控制电路控制所述第二驱动电路及所述第一驱动电路停止工作,所述第二开关支路为目标开关支路。
11.根据权利要求3所述的电源电路,其特征在于,
当所述电源数量为至少2个,且所述目标供电电源包括第一供电电源和第二供电电源时,所述开关模组被默认配置选通所述第二开关支路;
所述驱动控制电路控制所述第二驱动电路停止工作,所述第一驱动电路根据所述第一供电电源控制所述开关触发电路选通所述第一开关支路,所述第一供电电源通过所述第一开关支路传输给所述电源输出电路,所述第一开关支路为目标开关支路。
12.根据权利要求11所述的电源电路,其特征在于,
所述电源输出电路的输出电压小于所述第一供电电源的平均电压,所述触发驱动电路还包括反馈控制电路,所述反馈控制电路分别与所述电源输入电路和所述第一驱动电路电连接;
在选通所述第一开关支路后,所述电源输出电路的输出电压反馈给所述反馈控制电路,所述反馈控制电路根据所述输出电压触发所述第一驱动电路,以控制所述开关触发电路断开所述第一开关支路,所述开关模组恢复选通所述第二开关支路。
13.根据权利要求3至12任一项所述的电源电路,其特征在于,所述第一驱动电路包括:
第一开关电路,与所述开关触发电路电连接;
电压抬升电路,分别与所述电源输入电路和所述第一开关电路电连接,所述电压抬升电路配置有第二节点,所述电压抬升电路根据所述电源输入电路输出的第一供电电源持续抬升所述第二节点的电压,以使所述第二节点的电压触发所述第一开关电路进入导通状态,当所述第一开关电路进入导通状态时,所述开关触发电路根据经由所述第一开关电路传输的第一供电电源选通第一开关支路。
14.根据权利要求13所述的电源电路,其特征在于,所述电压抬升电路包括:
第二充电电路,包括第四节点,所述第二充电电路分别与所述电源输入电路和所述第一开关电路电连接,用于根据所述电源输入电路输出的第一供电电源抬升所述第四节点的电压;
限流分压电路,配置第二节点,在所述第四节点与所述第二充电电路电连接,用于根据所述第四节点的电压抬升所述第二节点的电压。
15.根据权利要求3至12任一项所述的电源电路,其特征在于,所述第二驱动电路包括:
第二开关电路,与所述驱动控制电路电连接,用于在所述驱动控制电路的控制下,可工作在导通状态,所述第二开关电路包括第五节点,当所述第二开关电路进入导通状态时,所述电源输出电路与所述第二开关电路可形成电流回路,以调整所述第五节点的电压;
第三开关电路,分别与所述电源输出电路和所述开关触发电路,且还在所述第五节点和所述第二开关电路电连接,用于根据所述第五节点的电压工作在导通状态,使得所述电源输出电路的输出电压通过所述第三开关电路施加给所述开关触发电路。
16.一种电路板,其特征在于,包括如权利要求1至15任一项所述的电源电路。
17.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至15任一项所述的电源电路。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN221354135U true CN221354135U (zh) | 2024-07-16 |
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