CN203397234U - 一种供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种供电电路，对包括有电源芯片、驱动电路、滤波电路和反馈电路的现有供电电路进行了改进，即增设了控制单元和温度采集设备，并在反馈电路中可以增设与第一电阻并联的可调电阻单元，也可以增设与第二电阻并联的可调电阻单元，还可以同时增设与第一电阻并联的可调电阻单元和与第二电阻并联的可调电阻单元，这样一来，供电电路中的控制单元可根据温度采集设备采集到的温度信息，控制反馈电路中的电阻阻值，以调整反馈电路输出的反馈电压信号，使得电源芯片可以根据调整后的反馈电压信号，控制自身输出的PWM信号，以保证集成芯片在宽温度范围内正常工作，延长了集成芯片的使用寿命。

Description

一种供电电路

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种供电电路。

背景技术

对于利用锁相环回路进行工作的电子设备而言，例如集成芯片，如果集成芯片中的锁相环回路能够处于自锁状态，这意味着集成芯片可以正常工作；如果锁相环回路无法处于自锁状态，即处于失锁状态，则意味着集成芯片无法正常工作。

目前，上述集成芯片的供电通常是由专门的供电电路来提供，即由供电电路输出恒定功率信号给集成芯片，使得集成芯片中的锁相环回路能够处于自锁状态，这样集成芯片可以正常工作。

下面对上述供电电路的结构及工作原理进行详细说明:

如图1A所示，上述供电电路包括电源芯片101、驱动电路102、滤波电路103和反馈电路104。上述电源芯片101，用于输出脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号；上述驱动电路102，用于根据电源芯片101输出的PWM信号产生功率信号；上述滤波电路103，用于接收驱动电路102输出的功率信号，对功率信号进行储能和滤波处理，并将滤波处理后的功率信号输出给集成芯片供电；上述反馈电路104，用于接收滤波电路103输出的功率信号，并通过第一电阻1041和第二电阻1042产生反馈电压信号反馈给电源芯片101；电源芯片101可根据反馈电压信号控制输出的PWM信号。

进一步地，如图1B所示，上述电源芯片101，包括UGATE引脚1011、LGATE引脚1012和反馈端Vfb，其中，UGATE引脚1011与驱动电路102的输入端连接，用于输出PWM信号；LGATE引脚1012与驱动电路102的输入端连接，用于输出与PWM信号的相位相反的PWM信号；反馈端Vfb与反馈电路104的输出端连接，用于接收反馈电路104输出的反馈电压信号。

上述驱动电路102，包括至少一个第一MOS管1021和至少一个第二MOS管1022，其中，至少一个第一MOS管1021的栅极，与电源芯片的UGATE引脚1011连接；至少一个第一MOS管1021的源极，与工作电源连接；至少一个第一MOS管1021的漏极，分别与至少一个第二MOS管1022的源极和滤波电路103的输入端连接；至少一个第二MOS管1022的栅极，与电源芯片101的LGATE引脚1012连接；至少一个第二MOS管1022的漏极，与接地端GND连接。在这里，至少一个第一MOS管1021，用于在接收到PWM信号时处于工作状态，至少一个第二MOS管1022，用于在接收到与PWM信号的相位相反的PWM信号时处于工作状态。

上述滤波电路103，包括滤波电感1031、第一电容1032和与其并联的第二电容1033，其中，滤波电感1031的第一端，与至少一个第一MOS管1021的漏极连接，用于接收驱动电路102输出的功率信号；滤波电感1031的第二端，分别与第一电容1032和第二电容1033的第一端以及反馈电路104的输入端连接；第一电容1032和第二电容1033的第二端，均与接地端GND连接。

上述反馈电路104中的第一电阻1041的第一端，与滤波电感1031的第二端连接，用于接收滤波电路103输出的功率信号，第二电阻1042的第一端，与接地端GND连接；第一电阻1041的第二端，与第二电阻1042的第二端连接，并一起与电源芯片101的反馈端Vfb连接。

上述供电电路的工作原理如下：电源芯片输出一定占空比且相位相反的两个PWM信号，驱动电路中的至少一个第一MOS管和至少一个第二MOS管交替工作产生电流较大的功率信号；然后，滤波电路对功率信号进行储能和滤波处理，将滤波处理后的功率信号输出给集成芯片，例如集成芯片，使集成芯片正常工作；反馈电路接收滤波处理后的功率信号，并通过第一电阻和第二电阻产生反馈电压信号后反馈给电源芯片，以便电源芯片控制输出的PWM信号。

从上述供电电路可以看出，由于反馈电路中的第一电阻和第二电阻的阻值是恒定的，这样，在电源芯片输出一定占空比的PWM信号情况下，经滤波电路输出的功率信号是恒定的，且反馈电路反馈给电源芯片的反馈电压信号也是恒定的，也就是说，此供电电路提供给集成芯片的功率信号是恒定的，即集成芯片在恒定功率信号下正常工作。

但是，由于集成芯片的锁相环回路中的电容或电感很容易受到温度的影响，例如，在温度过高的情况下，锁相环回路中的结电容或者寄生电容会增大，这就导致锁相环回路中的相位延时增大，在这种情况下，如果想要锁相环回路仍处于自锁状态，需要提供给集成芯片较大的功率信号，以补偿温度过高造成的延时增大，保证集成芯片正常工作，但由于上述供电电路仅能输出恒定的功率信号，这就导致锁相环回路在这种情况下处于失锁状态，即集成芯片无法正常工作，进而导致集成芯片的使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种供电电路，用以解决现有的供电电路无法调整输出的功率信号导致集成芯片使用寿命较短的问题。

基于上述问题，本实用新型实施例提供的一种供电电路，包括用于输出PWM信号的电源芯片、用于根据PWM信号产生功率信号的驱动电路、对功率信号进行储能和滤波处理后输出给电子设备供电的滤波电路、和根据滤波处理后的功率信号产生反馈电压信号并反馈给电源芯片以控制输出的PWM信号的反馈电路，所述供电电路还包括控制单元和温度采集设备，且所述反馈电路包括第一电阻、第二电阻、与所述第一电阻并联的可调电阻单元、和/或与所述第二电阻并联的可调电阻单元；其中，

所述第一电阻与其并联的可调电阻单元的第一公共端，与所述滤波电路的输出端连接，所述第二电阻与其并联的可调电阻单元的第一公共端，与接地端连接；

所述第一电阻与其并联的可调电阻单元的第二公共端，与所述第二电阻与其并联的可调电阻单元的第二公共端连接，并一起与所述电源芯片的反馈端连接；

所述控制单元，分别与所述温度采集设备、与所述第一电阻并联的可调电阻单元、和/或与所述第二电阻并联的可调电阻单元连接，用于根据所述温度采集设备采集到的温度信息，控制所述反馈电路中的电阻阻值，以调整所述反馈电路输出的反馈电压信号。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的供电电路，对包括有电源芯片、调整电路、滤波电路和反馈电路的现有供电电路进行了改进，即增设了控制单元和温度采集设备，并在反馈电路中可以增设与第一电阻并联的可调电阻单元，也可以增设与第二电阻并联的可调电阻单元，还可以同时增设与第一电阻并联的可调电阻单元和与第二电阻并联的可调电阻单元，这样一来，供电电路中的控制单元可根据温度采集设备采集到的温度信息，控制反馈电路中的电阻阻值，以调整反馈电路输出的反馈电压信号，使得电源芯片可以根据调整后的反馈电压信号，控制自身输出的PWM信号，以保证集成芯片在宽温度范围内正常工作，延长了集成芯片的使用寿命。

附图说明

图1A～图1B为现有供电电路的结构示意图；

图2A～图2D为本实用新型实施例提供的供电电路的结构示意图。

具体实施方式

由于现有供电电路提供给电子设备例如集成芯片的功率信号是恒定的，这样一来，在温度变化时，此恒定功率信号可能无法保证集成芯片中的锁相环回路处于自锁状态，即集成芯片无法正常工作，使得集成芯片的使用寿命较短。

基于此问题，本实用新型实施例提供一种供电电路，对现有供电电路进行了改进，即增设了控制单元和温度采集设备，并在反馈电路中可以增设与第一电阻并联的可调电阻单元，也可以增设与第二电阻并联的可调电阻单元，还可以同时增设与第一电阻并联的可调电阻单元和与第二电阻并联的可调电阻单元，这样，供电电路中的控制单元可根据温度采集设备采集到的温度信息，控制反馈电路中的电阻阻值，以调整反馈电路输出的反馈电压信号，使得电源芯片可以根据调整后的反馈电压信号，控制自身输出的PWM信号，以保证集成芯片在宽温度范围内正常工作，延长了集成芯片的使用寿命。

下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的一种供电电路的具体实施方式进行说明。

本实用新型实施例提供的一种供电电路，如图2A所示，具体包括电源芯片201、驱动电路202、滤波电路203、反馈电路204、控制单元205和温度采集设备206。

在本实用新型实施例中，如图2A所示，上述反馈电路204，可以为下述几种电路结构：

第一种电路结构，反馈电路204包括第一电阻2041、第二电阻2042和与第一电阻2041并联的可调电阻单元2043。

具体地，在这种电路结构下，上述第一电阻2041与其并联的可调电阻单元2043的第一公共端，与滤波电路203的输出端连接，第二电阻2042的第一端与接地端GND连接；第一电阻2041与其并联的可调电阻单元2043的第二公共端，与第二电阻2042的第二端连接，并一起与电源芯片201的反馈端Vfb连接。

并且，在这种电路结构下，上述控制单元205，与温度采集设备206和与第一电阻2041并联的可调电阻单元2043连接，主要用于根据温度采集设备206采集到的温度信息，控制反馈电路204中的电阻阻值，以调整反馈电路204输出的反馈电压信号。

第二种电路结构，反馈电路204包括第一电阻2041、第二电阻2042和与第二电阻204并联的可调电阻单元2044。

具体地，在这种电路结构下，上述第一电阻2041的第一端与滤波电路203的输出端连接，第二电阻2042与其并联的可调电阻单元2044的第一公共端，与接地端GND连接；第一电阻2041的第二端，与第二电阻2042与其并联的可调电阻单元2043的第二公共端连接，并一起与电源芯片201的反馈端Vfb连接。

并且，在这种电路结构下，上述控制单元205，与温度采集设备206和与第二电阻2042并联的可调电阻单元2044连接，主要用于根据温度采集设备206采集到的温度信息，控制反馈电路204中的电阻阻值，以调整反馈电路204输出的反馈电压信号。

第三种电路结构，反馈电路204包括第一电阻2041、第二电阻2042、与第一电阻2041并联的可调电阻单元2043和与第二电阻2042并联的可调电阻单元2044。

具体地，在这种电路结构下，第一电阻2041与其并联的可调电阻单元2043的第一公共端，与滤波电路203的输出端连接，第二电阻2042与其并联的可调电阻单元2044的第一公共端，与接地端GND连接；第一电阻2041与其并联的可调电阻单元2043的第二公共端，与第二电阻2042与其并联的可调电阻单元的2044第二公共端连接，并一起与电源芯片201的反馈端Vfb连接；

并且，上述控制单元205，分别与温度采集设备206、与第一电阻2041并联的可调电阻单元2043和与第二电阻2042并联的可调电阻单元2044连接，主要用于根据温度采集设备206采集到的温度信息，控制反馈电路204中的电阻阻值，以调整反馈电路204输出的反馈电压信号。

下面对本实用新型实施例提供的反馈电路为上述第一种电路结构的供电电路进行详细说明：

如图2B所示，上述电源芯片201，包括UGATE引脚2011、LGATE引脚2012和反馈端Vfb，其中，

UGATE引脚2011，与驱动电路202的输入端连接，用于输出PWM信号；

LGATE引脚2012，与驱动电路202的输入端连接，用于输出与PWM信号的相位相反的PWM信号；

反馈端Vfb，与反馈电路204的输出端连接，用于接收反馈电路204输出的反馈电压信号。

上述驱动电路202，包括至少一个第一MOS管2021和至少一个第二MOS管2022，其中，

上述至少一个第一MOS管2021的栅极，与电源芯片的UGATE引脚连接，用于接收电源芯片201输出的PWM信号；

上述至少一个第一MOS管2021的源极，与工作电源205连接；

上述至少一个第一MOS管2021的漏极，分别与至少一个第二MOS管2022的源极和滤波电路203的输入端连接；

上述至少一个第二MOS管2022的栅极，与电源芯片201的LGATE引脚连接，用于接收电源芯片201输出的与UGATE引脚输出PWM信号相位相反的PWM信号；至少一个第二MOS管2022的漏极，与接地端GND连接。

上述滤波电路203，包括滤波电感2031、第一电容2032和与其并联的第二电容2033，其中，

上述滤波电感2031的第一端，与至少一个第一MOS管2021的漏极连接；

上述滤波电感2031的第二端，分别与第一电容2032和第二电容2033的第一端以及反馈电路204的输入端连接；

上述第一电容2032和第二电容2033的第二端，均与接地端GND连接。

上述反馈电路204中的第一电阻2041与其并联的可调电阻单元2043的第一公共端，与滤波电感2031的第二端连接；上述第一电阻2041与其并联的可调电阻单元2043的第二公共端，与第二电阻2042的第二端连接，并一起与电源芯片201的反馈端Vfb连接；第二电阻2042的第一端，与接地端GND连接。

优选地，上述与第一电阻2041并联的可调电阻单元2043，可以包括至少一个与第一电阻并联的电阻模块20431(图中示出2个)，包括相连接的电阻R’和开关控制单元K’。

在这里，上述控制单元205，还与至少一个电阻模块20431中的开关控制单元K’连接，主要用于根据温度采集设备206采集到的温度信息，控制开关控制单元K’的导通或断开，以控制反馈电路204中的电阻阻值。

优选地，上述电阻模块20431中的电阻R’可为固定阻值的电阻或滑动变阻器。当然，还可以是其他类型的电阻，在此不再一一列举。

上述开关控制单元K’可为逻辑接触开关器件，例如电子开关，当然还可以是其他类型的开关器件。

优选地，上述控制单元205可为多点控制单元MCU，当然还可以是其他控制器。

优选地，上述温度采集设备206可为温度传感器，当然，也可以是其他类型的温度采集设备，在此不再一一列举。

在本实用新型实施例中，对于反馈电路204为第二种电路结构的供电电路而言，其结构与反馈电路204为第一种电路结构的供电电路类似，如图2C所示，反馈电路除了包括第一电阻2041和第二电阻2042之外，还包括与第二电阻2042并联的可调电阻单元2044，包括至少一个与第二电阻2042并联的电阻模块20441(图中示出2个)，该电阻模块20441还可以包括相连接的电阻R和开关控制单元K。

在这里，控制单元205，与至少一个电阻模块20441中的开关控制单元K连接，主要用于根据温度采集设备206采集到的温度信息，控制开关控制单元K的导通或断开，以控制反馈电路204中的电阻阻值。

需要说明的是，上述电阻模块20441中的电阻R和开关控制单元K的类型，可以和与第一电阻并联的可调电阻单元2043中相应部件的类型相同，在此不再详述。

在本实用新型实施例中，对于反馈电路204为第三种电路结构的供电电路而言，为同时包括反馈电路204为第一种电路结构和第二种电路结构的供电电路，如图2D所示，在该供电电路中，控制单元205，分别与与第一电阻2041并联的可调电阻单元2043和与第二电阻2042并联的可调电阻单元2044连接。

在采用上述供电电路为电子设备例如集成芯片供电时，以反馈电路包括与第一电阻并联的可调电阻单元为例，对该供电电路的工作原理进行说明：

假设当前供电电路中与第一电阻并联的可调电阻单元中的电阻模块，包括有3个阻值相同的第三电阻、第四电阻和第五电阻，其中，第三电阻与第一电子开关连接；第四电阻与第二电子开关连接；第五电阻与第三电子开关连接；

假设控制单元为MCU，温度采集设备为温度传感器，且当前供电电路中的第三电阻和第四电阻处于工作状态，该当前供电电路输出的功率信号能够使处于常温(例如40摄氏度)下的集成芯片正常工作，在这种情况下，反馈电路是通过第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻这4个电阻产生的反馈电压信号，假设温度传感器采集到的温度在不高于30摄氏度或者不低于70摄氏度时，上述供电电路无法使集成芯片中的锁相环回路处于自锁状态。

那么，在使用上述供电电路为集成芯片供电时，MCU会实时从温度传感器获取当前温度，如果在某一时刻，MCU判断出获取的当前温度不低于70摄氏度，在这种情况下，假设MCU控制第三电阻和第四电阻其中之一断开，即能够保证集成芯片正常工作，例如MCU控制第二电子开关断开，这时，反馈电路实际上是通过第一电阻、第二电阻和第三电阻这3个电阻产生的反馈电压信号，那么，电源芯片即根据这3个电阻产生的电压反馈信号，调整自身输出的PWM信号，以保证了集成芯片的正常工作。

如果在某一时刻，MCU又判断出获取的当前温度不高于30摄氏度，在这种情况下，假设MCU控制第三电子开关导通，即能够保证集成芯片正常工作，这时，反馈电路实际上是通过第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻这5个电阻产生的反馈电压信号，那么，电源芯片即根据这5个电阻产生的电压反馈信号，调整自身输出的PWM信号，以保证了集成芯片的正常工作。

优选地，上述MCU可通过输出高、低电平信号控制电子开关的开启和关闭。

对于反馈电路包括与第二电阻并联的可调电阻单元以及同时包括与第一电阻并联的可调电阻单元和与第二电阻并联的可调电阻单元的供电电路而言，其工作原理与反馈电路包括与第一电阻并联的可调电阻单元的供电电路类似，在此不再一一详述。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种供电电路，包括用于输出脉冲宽度调制PWM信号的电源芯片、用于根据PWM信号产生功率信号的驱动电路、对功率信号进行储能和滤波处理后输出给电子设备供电的滤波电路、和根据滤波处理后的功率信号产生反馈电压信号并反馈给电源芯片以控制输出的PWM信号的反馈电路，其特征在于，所述供电电路还包括控制单元和温度采集设备，且所述反馈电路包括第一电阻、第二电阻、与所述第一电阻并联的可调电阻单元、和/或与所述第二电阻并联的可调电阻单元；其中，

所述第一电阻与其并联的可调电阻单元的第一公共端，与所述滤波电路的输出端连接，所述第二电阻与其并联的可调电阻单元的第一公共端，与接地端连接；

所述第一电阻与其并联的可调电阻单元的第二公共端，与所述第二电阻与其并联的可调电阻单元的第二公共端连接，并一起与所述电源芯片的反馈端连接；

所述控制单元，分别与所述温度采集设备、与所述第一电阻并联的可调电阻单元、和/或与所述第二电阻并联的可调电阻单元连接，用于根据所述温度采集设备采集到的温度信息，控制所述反馈电路中的电阻阻值，以调整所述反馈电路输出的反馈电压信号。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，与所述第一电阻并联的可调电阻单元，包括：

至少一个与所述第一电阻并联的电阻模块，包括相连接的电阻和开关控制单元；

所述控制单元，与所述至少一个与所述第一电阻并联的电阻模块中的开关控制单元连接，用于根据所述温度采集设备采集到的温度信息，控制所述开关控制单元的导通或断开，以控制所述反馈电路中的电阻阻值。

3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，与所述第二电阻并联的可调电阻单元，包括：

至少一个与所述第二电阻并联的电阻模块，包括相连接的电阻和开关控制单元；

所述控制单元，与所述至少一个与所述第二电阻并联的电阻模块中的开关控制单元连接，用于根据所述温度采集设备采集到的温度信息，控制所述开关控制单元的导通或断开，以控制所述反馈电路中的电阻阻值。

4.如权利要求2或3所述的供电电路，其特征在于，所述电阻模块中的电阻为固定阻值的电阻或滑动变阻器。

5.如权利要求2或3所述的供电电路，其特征在于，所述开关控制单元为逻辑接触开关器件。

6.如权利要求2或3所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元为多点控制单元MCU。

7.如权利要求2或3所述的供电电路，其特征在于，所述温度采集设备为温度传感器。

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