TW201342000A - 電源電路 - Google Patents

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Abstract

一種電源電路，包括路徑開關、回饋模組、脈寬調製器、負電壓生成模組以及穩壓模組。該路徑開關位於電源介面與功率放大器之間。該回饋模組與功率放大器的正電壓輸入端連接，用於輸出一反映正電壓輸入端電壓的回饋信號。該脈寬調製器用於接收回饋模組的回饋信號根據該回饋信號輸出具有特定占空比的脈寬調製信號控制路徑開關的導通或截止，從而使得電源電壓轉換成開關電源信號。該負電壓生成模組，電連接於該路徑開關以及該功率放大器的負電壓輸入端之間，用於產生負電壓。該穩壓模組用於將該負電壓穩壓成該功率放大器所需的負電壓。

Description

電源電路
本發明涉及一種電源電路。
眾所周知，具有音視頻播放功能的電子裝置，例如手機、音樂播放器等電子裝置通常具有功率放大器，而對這些功率放大器的供電通常需要正負電壓為功率放大器供電。現有的為功率放大器供電的電源裝置通常較複雜，成本較高。
本發明提供一種電源電路，通過簡單的結構，即可為功率放大器提供正負電壓。
一種電源電路，連接於一電源介面以及一功率放大器之間，該電源電路包括一路徑開關、一回饋模組、一脈寬調製器、一負電壓生成模組以及一穩壓模組。該路徑開關位於電源介面與功率放大器之間。該回饋模組與功率放大器的正電壓輸入端連接，用於輸出一反映正電壓輸入端電壓的回饋信號。該脈寬調製器與該路徑開關以及該回饋模組均連接，該路徑開關以及該回饋模組均連接，用於輸出脈寬調製信號控制路徑開關的導通或截止，並用於接收回饋模組的回饋信號，根據該回饋信號調節所輸出脈寬調製信號的占空比，從而使得電源電壓經過該路徑開關後轉換成大小為功率放大器所需的正電壓的開關電源信號。該負電壓生成模組電連接於該路徑開關以及該功率放大器的負電壓輸入端之間，該負電壓生成模組在路徑開關導通時輸出一第一負電壓，在該路徑開關截止時輸出一第二負電壓。該穩壓模組用於將該負電壓生成模組生成的負電壓穩壓成該功率放大器所需的負電壓。
本發明的電源電路，通過簡單的結構，即可為功率放大器提供正負電壓。
請參閱圖1，一電源電路1連接於電源介面2以及功率放大器3之間，用於從電源介面2接收電源電壓並轉換成功率放大器3所需的正負電壓V+、V-從而為功率放大器3供電。其中，該電源介面2連接的電源包括電池以及市電適配器，該電源電壓為該電池或市電適配器提供的電源電壓。
該電源電路1包括脈寬調製器10、回饋模組20、負電壓生成模組30、穩壓模組40以及路徑開關50。
該路徑開關50位於電源介面2與功率放大器3之間，該回饋模組20與功率放大器3的正電壓輸入端VCC連接，用於輸出一反映正電壓輸入端VCC的回饋信號。該脈寬調製器10與該路徑開關50以及該回饋模組20均連接，用於輸出脈寬調製信號控制路徑開關50的導通或截止，並用於接收回饋模組20的回饋信號，根據該回饋信號調節所輸出脈寬調製信號的占空比，從而將電源電壓轉換成大小為功率放大器3所需的正電壓V+的開關電源信號。
該負電壓生成模組30電連接於該路徑開關50以及該功率放大器3的負電壓輸入端-VCC之間，該負電壓生成模組30在路徑開關50導通時輸出一第一負電壓，在該路徑開關50截止時輸出一第二負電壓。該穩壓模組40用於將該負電壓生成模組30生成的負電壓穩壓成該功率放大器3所需的負電壓V-。從而，該電源裝置1為功率放大器3提供穩定的正電壓V+以及負電壓V-。
其中，該電源電路1還包括一轉換模組60，該轉換模組60位於路徑開關50以及功率放大器3的正電壓輸入端VCC之間，用於將路徑開關輸出的開關電源信號轉換成直流信號。
具體的，如圖1所示，該路徑開關50為一NMOS管Q1，該NMOS管Q1的源極與電源介面2連接，柵極與脈寬調製器10連接。該脈寬調製器10包括一回饋端101以及一控制端102，該回饋端101與回饋模組20連接，用於接收回饋模組20的回饋信號，該控制端102與NMOS管Q1的柵極連接，該脈寬調製器10接收回饋模組20的回饋信號，根據該回饋信號通過該控制端102輸出具有特定占空比的脈寬調製信號至NMOS管Q1的柵極，從而控制NMOS管Q1相應的導通或截止，從而產生具有相應占空比的開關電源信號。
該回饋模組20包括串聯於功率放大器3的正電壓輸入端VCC與地之間的第一電阻R1以及第二電阻R2，該第一電阻R1與第二電阻R2的連接節點N構成一回饋信號產生端，該連接節點N與該脈寬調製器10的回饋端101連接。顯然，該連接節點N的電壓為功率放大器3的正電壓輸入端VCC的電壓在第二電阻R2上的分壓，與功率放大器3的正電壓輸入端VCC成正比，從而，該連接節點N的電壓反映了該正電壓輸入端VCC的電壓大小。具體的，該脈寬調製器10在接收到該回饋信號判斷當前正電壓輸入端VCC的電壓小於功率放大器3所需的正電壓V+時，提高脈寬調製信號的占空比，從而使得開關電壓信號的占空比增大直到當前正電壓輸入端VCC的電壓等於功率放大器3所需的正電壓V+。當脈寬調製器10判斷當前正電壓輸入端VCC的電壓大於功率放大器3所需的正電壓V+時，降低脈寬調製信號的占空比，從而使得開關電壓信號的占空比減小直到當前正電壓輸入端VCC的電壓等於功率放大器3所需的正電壓V+。
該轉換模組60包括一串聯于該NMOS管Q1的漏極以及地之間的該功之間的電感L1以及電容C3，該電感L1與電容C3的連接節點（圖中未標示）與功率放大器3的正電壓輸入端VCC連接。該電感L1以及電容C3組成一LC整流濾波電路，用於將該開關電源信號進行整流而轉換成一直流信號。
該負電壓生成模組30包括第一電容C1、第二電容C2、第一二極體D1以及第二二極體D2。該第一二極體D1、第二二極體D2以及第二電容C2依次連接構成一電流回路，且第一二極體D1的陰極與第二二極體D2陽極連接，該第二電容C2連接於該第一二極體D1的陽極與第二二極體D2的陰極之間。該第一電容C1的一端與該NMOS管Q1的漏極相連，另一端與該第一二極體D1的陰極以及第二二極體D2的陽極連接。該第二電容C2包括與該第一二極體D1連接的第一端P21以及與該第二二極體D2連接的第二端P22，該第一端P21構成了該負電壓生成模組30的輸出端而輸出負電壓。該第二端P22還通過一電阻R3接地。
該穩壓模組40包括一穩壓管D3，該穩壓管D3的反向端與地連接，正向端與該第一端P21以及該功率放大器3的負電壓輸入端-VCC連接。
當該NMOS管Q1導通時，電源電壓對第一電容C1進行充電，並通過第二二極體D2對第二電容C2進行充電，使得第二電容C2的第一端P21的電壓低於該第二端P22的電壓，由於該第二端P22通過電阻R3接地，從而該第二電容C2的第二端電壓為零電壓，而使得該第一端P21的電壓為負電壓，即，該第一端P21輸出第一負電壓。該穩壓管D3的正向端與反向端分別與該第二電容C2的第一端P21以及第二端P22電連接，將該第一端P21輸出的負電壓穩壓在功率放大器3所需的負電壓V-。
當該NMOS管Q1截止時，第一電容C1通過該第二二極體D2放電，該第一電容C1與NMOS管Q1的漏極連接的一端變為零電壓，由於第一電容C1兩端的電壓差不會發生瞬變，從而第一電容C1與該第一二極體D1以及第二二極體D2連接的一端變為負電壓，從而進一步將第二電容C2的第二端P22拉低為低於零電壓的負電壓，此時第二電容C2的第一端P21輸出一更低的第二負電壓。
同樣的，通過該穩壓管D3的穩壓作用，將該的第一端P21輸出的第二負電壓穩壓在穩壓在功率放大器3所需的負電壓V-。
從而，本發明的電源電路，可將電池或市電適配器輸出的電源電壓轉換成功率放大器3所需的穩定的正電壓V+以及負電壓V-。
1．．．電源電路
2．．．電源介面
3．．．功率放大器
10．．．脈寬調製器
20．．．回饋模組
30．．．負電壓生成模組
40．．．穩壓模組
50．．．路徑開關
60．．．轉換模組
VCC．．．正電壓輸入端
-VCC．．．負電壓輸入端
Q1．．．NMOS管
101．．．回饋端
102．．．控制端
R1．．．第一電阻
R2．．．第二電阻
R3．．．電阻
L1．．．電感
C3．．．電容
C1．．．第一電容
C2．．．第二電容
D1．．．第一二極體
D2．．．第二二極體
P21．．．第一端
P22．．．第二端
圖1為本發明第一實施方式中電源電路的電路圖。
1．．．電源電路
2．．．電源介面
3．．．功率放大器
10．．．脈寬調製器
20．．．回饋模組
30．．．負電壓生成模組
40．．．穩壓模組
50．．．路徑開關
60．．．轉換模組
VCC．．．正電壓輸入端
-VCC．．．負電壓輸入端
Q1．．．NMOS管
101．．．回饋端
102．．．控制端
R1．．．第一電阻
R2．．．第二電阻
R3．．．電阻
L1．．．電感
C3．．．電容
C1．．．第一電容
C2．．．第二電容
D1．．．第一二極體
D2．．．第二二極體
P21．．．第一端
P22．．．第二端

Claims (9)

  1. 一種電源電路，連接於一電源介面以及一功率放大器之間，其改良在於，該電源電路包括：
    一路徑開關，位於電源介面與功率放大器之間；
    一回饋模組，與功率放大器的正電壓輸入端連接，用於輸出一反映正電壓輸入端電壓的回饋信號；
    一脈寬調製器，與該路徑開關以及該回饋模組均連接，用於輸出脈寬調製信號控制路徑開關的導通或截止，並用於接收回饋模組的回饋信號，根據該回饋信號調節所輸出脈寬調製信號的占空比，從而使得電源電壓經過該路徑開關後轉換成大小為功率放大器所需的正電壓的開關電源信號；
    一負電壓生成模組，電連接於該路徑開關以及該功率放大器的負電壓輸入端之間，該負電壓生成模組在路徑開關導通時輸出一第一負電壓，在該路徑開關截止時輸出一第二負電壓；以及
    一穩壓模組，用於將該負電壓生成模組生成的負電壓穩壓成該功率放大器所需的負電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中該電源電路還包括一轉換模組，該轉換模組位於路徑開關以及功率放大器的正電壓輸入端之間，用於將該開關電源信號轉換成直流信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中該路徑開關為一NMOS管，該NMOS管的源極與電源介面連接，柵極與脈寬調製器連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源電路，其中該脈寬調製器包括一回饋端以及控制端，該回饋端與回饋模組連接，用於接收回饋模組的回饋信號，該控制端與NMOS管的柵極連接，該脈寬調製器接收回饋模組的回饋信號，根據該回饋信號通過該控制端輸出具有特定占空比的脈寬調製信號至NMOS管的柵極，從而控制NMOS管相應的導通或截止，從而產生具有相應占空比的開關電源信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電源電路，其中該回饋模組包括串聯於功率放大器的正電壓輸入端與地之間的第一電阻以及第二電阻，該第一電阻與第二電阻的連接節點與該脈寬調製器的回饋端連接。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電源電路，其中該脈寬調製器根據該接收到的回饋信號判斷當前正電壓輸入端的電壓小於功率放大器所需的正電壓時，提高控制端輸出的脈寬調製信號的占空比，從而使得開關電壓信號的占空比增大直到當前正電壓輸入端的電壓等於功率放大器所需的正電壓；當脈寬調製器根據該接收到的回饋信號判斷當前正電壓輸入端的電壓大於功率放大器所需的正電壓時，降低脈寬調製信號的占空比，從而使得開關電壓信號的占空比減小直到當前正電壓輸入端的電壓等於功率放大器所需的正電壓。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之電源電路，其中負電壓生成模組包括第一電容、第二電容、第一二極體以及第二二極體；該第一二極體的陰極與第二二極體陽極連接，該第一電容的一端與該NMOS管的漏極相連，另一端與該第一二極體的陰極以及第二二極體的陽極連接，該第二電容的第一端與該第一二極體的陽極連接，該第二電容的第二端與該第二二極體的陰極連接，該第二電容的第一端構成了該負電壓生成模組的輸出端，該第二電容的第二端還通過一第三電阻接地。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電源電路，其中該穩壓模組包括一穩壓管，該穩壓管的反向端與地連接，正向端與第二電容的第一端以及該功率放大器的負電壓輸入端電連接。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電源電路，其中當該NMOS管導通時，電源電壓通過該導通的NMOS管對第一電容進行充電，並通過第二二極體對第二電容進行充電，使得第二電容的第一端的電壓低於該第二端的電壓，進而使得該第一端的電壓為負電壓而輸出第一負電壓；當該NMOS管截止時，第一電容通過該第二二極體放電，該第一電容與NMOS管的漏極連接的一端變為零電壓，第一電容與該第一二極體以及第二二極體連接的一端變為負電壓，從而進一步將第二電容的第二端拉低為低於零電壓的負電壓，此時第二電容的第一端輸出一更低的第二負電壓。
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