CN204290724U - 升压拓扑电路、电源电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种升压拓扑电路，包括电源输入端、第一电源输出端、第二电源输出端、第一升压模块和第二升压模块、第一储能电容、第二储能电容和开关模块，第一升压模块用于对电源输入端的电压进行升压得到第一升压电源并对第一储能电容进行充电；第二升压模块用于储存第一储能电容的放电以得到第二升压电源并将第二升压电源与第一升压电源叠加，以对第二储能电容和第一储能电容的串联回路充电。本实用新型还公开了一种电源电路和电子设备。本实用新型通过一套升压拓扑电路实现了同时输出两路1倍升压电压输出和2倍升压电压输出，满足了对电子设备的机芯和背光供电的需求，简化了电路，降低了成本。

Description

升压拓扑电路、电源电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种升压拓扑电路。

背景技术

由于LED背光技术具有寿命长、省电节能及驱动方便等优点，现在，愈来愈多的电子设备(例如，电视机、平板电脑等等)使用LED的背光技术。现在大部分电子设备采用电池(锂电池或其它的可充电池)作为电源供电，电子设备的电源需要输出12V和24V两组电压，以分别供机芯和背光电源使用。而电池的电压多在5V以下，因此电子设备需要对电源电压升压得到相应电压后再输出。

现有的升压电路的电路图如图1所示，它由电感L1，二极管D1，输出电容C，电子开关K，PWM控制集成电路IC1等电子元件构成。电子开关K导通时，通过输入电源U1对电感L1储能，当电子开关K断开时电感L1的储能叠加上输入电压U1通过二极管D1对输出电容C放电。这样一来可以将输入的低电压变成输出的高电压，而实现升压。然而现有的升压电路只能实现一种电压的输出，因此电子设备需要采用两套升压电路来分别得到12V和24V的电压，这样导致电子设备的电源电路复杂，成本很高。

因此，亟需提出一种方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于一种升压拓扑电路、电源电路和电子设备，旨在解决电子设备的电源电路的电路复杂、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种升压拓扑电路，所述升压拓扑电路包括电源输入端、第一电源输出端、第二电源输出端、第一升压模块和第二升压模块、第一储能电容、第二储能电容和开关模块，其中：

所述第一升压模块与所述电源输入端连接，用于对所述电源输入端的电压进行升压得到第一升压电源；所述第一升压模块还连接所述第一储能电容， 用于对第一储能电容进行充电；所述第二升压模块连接所述第一储能电容，用于储存所述第一储能电容的放电以得到第二升压电源；所述第二升压模块还连接所述第一升压模块，所述第二升压模块还依次经所述第二储能电容和第一储能电容接地，用于将所述第二升压电源与所述第一升压电源叠加，以对所述第二储能电容和第一储能电容的串联回路充电；所述开关模块的一端连接所述第一升压模块和所述第二升压模块，所述开关模块的另一端接地，用于控制所述第一升压模块和第二升压模块的升压工作；所述第一储能电容连接所述第二储能电容的一端为第一电源输出端，所述第二储能电容连接所述第二升压模块的一端为第二电源输出端。

优选地，所述第一升压模块包括一电感和第一二极管，所述电感的一端连接所述电源输入端，所述电感的另一端分别连接所述开关模块、第二升压模块和第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述第一电源输出端。

优选地，所述第二升压模块包括第三储能电容、第二二极管和第三二极管，所述第三储能电容的一端连接所述第一二极管的正极，所述第三储能电容的另一端连接所述第二二极管的负极和所述第三二极管的正极，所述第二二极管的正极连接所述第一电源输出端，所述第三二极管的负极连接所述第二电源输出端。

优选地，所述开关模块包括一开关管和脉冲输出电路，所述开关管的第一导通端连接所述第一二极管的正极，所述开关管的第二导通端接地，所述开关管的触发端连接所述脉冲输出电路的输出端。

优选地，所述升压拓扑电路还包括取样电路，所述取样电路的输入端连接所述第一电源输出端，所述取样电路的输出端连接所述脉冲输出电路的输入端。

优选地，所述取样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端作为所述取样电路的输入端，所述第一电阻的另一端作为所述取样电路的输出端，所述第一电阻的另一端还经所述第二电阻接地。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电源电路，所述电源电路包括输入电源和如上所述的升压拓扑电路，所述输入电源的正极连接所述 电源输入端。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上所述的电源电路。

本实用新型的升压拓扑电路、电源电路和电子设备，通过一套升压拓扑电路实现了同时输出两路不同的升压电压进行供电，且第两路电压分别为1倍升压电压输出和2倍升压电压输出，满足了对电子设备的机芯和背光供电的需求，相较于使用两套升压电路来分别实现1倍升压电压输出和2倍升压电压输出而言，电路更加简单，成本大幅降低。

附图说明

图1为现有升压电路的电路图；

图2为本实用新型升压拓扑电路接入输入电源时的电路图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种升压拓扑电路，参照图2，在本实施例中，该升压拓扑电路包括电源输入端VI、第一电源输出端VO1、第二电源输出端VO2、第一升压模块10和第二升压模块20、第一储能电容C1、第二储能电容C2和开关模块30，其中：

第一升压模块10与电源输入端VI连接，用于对电源输入端VI的电压进行升压得到第一升压电源；第一升压模块10还连接第一储能电容C1，用于对第一储能电容C1进行充电；第二升压模块20连接第一储能电容C1，用于储存第一储能电容C1的放电以得到第二升压电源；第二升压模块20还连接第一升压模块10，第二升压模块20还依次经第二储能电容C2和第一储能电 容C1接地，用于将第二升压电源与第一升压电源叠加，以对第二储能电容C2和第一储能电容C1的串联回路充电；开关模块30的一端连接第一升压模块10和第二升压模块20，开关模块30的另一端接地，用于控制第一升压模块10和第二升压模块20的升压工作；第一储能电容C1连接第二储能电容C2的一端为第一电源输出端VO1，第二储能电容C2连接第二升压模块20的一端为第二电源输出端VO2。本实施例中，电源输入端VI用于连接输入电源VS的正极，以输出电压到第一升压模块10。

本实施例的升压拓扑电路的工作原理如下：

通过开关模块30控制第一升压模块10的升压工作，使第一升压模块10将从电源输入端VI升压得到第一升压电源，并对第一储能电容C1进行充电，使第一储能电容C1的正极板达到第一电压值V1，即第一电源输出端VO1的电压为V1；通过开关模块30控制第二升压模块20的升压工作，使第一储能电容C1对第二升压模块20放电，第二升压模块20得到第二升压电源，其输出电压大小为V1；第一升压电源和第二升压电源叠加后，得到输出电压大小为V1+V1(即2V1)对第二储能电容C2和第一储能电容C1的串联回路充电，使得第二储能电容C2的正极板的电压达到V2(即第二电源输出端VO2的电压为V2)，第一储能电容C1的正极板的电压依旧为V1。这样就实现了升压拓扑电路同时实现两路输出，且第二电源输出端VO2输出的电压为第一电源输出端VO1的两倍，只需使第一升压模块10的升压后的电压为12V，即可使的该升压拓扑电路同时实现12V和24V的电压输出，以分别供电子设备的机芯和背光供电使用。

本实施例通过一套升压拓扑电路即实现了同时输出两路不同的升压电压进行供电，且第两路电压分别为1倍升压电压输出和2倍升压电压输出，满足了对电子设备的机芯和背光供电的需求，相较于使用两套升压电路来分别实现1倍升压电压输出和2倍升压电压输出而言，电路更加简单，成本大幅降低。

进一步地，本实施例中，第一升压模块10包括一电感L和第一二极管D1，电感L的一端连接电源输入端VI，电感L的另一端分别连接开关模块30、第二升压模块20和第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接第一电源输出端VO1。第二升压模块20包括第三储能电容C3、第二二极 管D2和第三二极管D3，第三储能电容C3的一端连接第一二极管D1的正极，第三储能电容C3的另一端连接第二二极管D2的负极和第三二极管D3的正极，第二二极管D2的正极连接第一电源输出端VO1，第三二极管D3的负极连接第二电源输出端VO2。开关模块30包括一开关管Q和脉冲输出电路31，开关管Q的第一导通端连接第一二极管D1的正极，开关管Q的第二导通端接地，开关管Q的触发端连接脉冲输出电路31的输出端。本实施例中的二极管(包括第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3)均为整流作用，并防止对应的储能电容的反向放电。

本实施例的升压拓扑电路的具体工作方式为：升压拓扑电路工作后，首先开关管Q导通时，电源输入端VI、电感L和开关管Q形成回路，电感L进行储能；开关管Q截止时，输入电源VS的电压和电感L的电压叠加后经第一二极管D1对第一储能电容C1进行充电，使得第一储能电容C1的正极板达到第一电压V1；开关管Q再次导通时，电感L进行储能，第一电源输出端VO1、第二二极管D2和第三储能电容C3形成回路，第一储能电容C1对第三储能电容C3进行充电，使第三储能电容C3的正极板的电压达到V1；开关管Q再次截止时，输入电源VS的电压和电感L的电压叠加后(为V1)，再与第三储能电容C3的电压V1串联，经第三二极管D3对第二储能电容C2和第一储能电容C1的串联回路进行充电，使得最终第二储能电容C2的正极板的电压为2V1，第一储能电容C1的正极板的电压为V1，即实现了第一电源输出端VO1为1倍升压电压输出和第二电源输出端VO2为2倍升压电压输出。开关管Q的导通与截止由脉冲输出电路31输出的脉冲信号控制。本实施例中优选开关管Q为N沟道MOS管为例，当然开关管Q还可以为P沟道MOS管、三极管或其它实现相同功能作用的开关器件。

进一步地，本实施例的升压拓扑电路还包括取样电路40，取样电路40的输入端连接第一电源输出端VO1，取样电路40的输出端连接脉冲输出电路31的输入端。本实施例中，取样电路40包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端作为取样电路40的输入端，第一电阻R1的另一端作为取样电路40的输出端，第一电阻R1的另一端还经第二电阻R2接地。脉冲输出电路31可根据取样电路40输出的取样电压调节脉冲输出的占空比，即调节开关管Q的导通和截止时间的比例，从而使升压拓扑电路的第一电源输出端 VO1和第二电源输出端VO2的输出电压保持平衡稳定。

本实用新型还提供一种电源电路，该电源电路包括输入电源和上述任一实施例中的升压拓扑电路，输入电源的正极连接电源输入端。该升压拓扑电路的详细结构可参照图2，在此不做赘述。本实用新型还提供一种电子设备，该电子设备包括上述电源电路。

由于采用了上述升压拓扑电路的方案，本实用新型的电源电路和电子设备，采用一套升压拓扑电路即实现了同时输出两路不同的升压电压进行供电，且第两路电压分别为1倍升压电压输出和2倍升压电压输出，满足了对电子设备的机芯和背光供电的需求，简化了电路，也降低了成本。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种升压拓扑电路，其特征在于，所述升压拓扑电路包括电源输入端、第一电源输出端、第二电源输出端、第一升压模块和第二升压模块、第一储能电容、第二储能电容和开关模块，其中：

所述第一升压模块与所述电源输入端连接，用于对所述电源输入端的电压进行升压得到第一升压电源；所述第一升压模块还连接所述第一储能电容，用于对第一储能电容进行充电；所述第二升压模块连接所述第一储能电容，用于储存所述第一储能电容的放电以得到第二升压电源；所述第二升压模块还连接所述第一升压模块，所述第二升压模块还依次经所述第二储能电容和第一储能电容接地，用于将所述第二升压电源与所述第一升压电源叠加，以对所述第二储能电容和第一储能电容的串联回路充电；所述开关模块的一端连接所述第一升压模块和所述第二升压模块，所述开关模块的另一端接地，用于控制所述第一升压模块和第二升压模块的升压工作；所述第一储能电容连接所述第二储能电容的一端为第一电源输出端，所述第二储能电容连接所述第二升压模块的一端为第二电源输出端。

2.如权利要求1所述的升压拓扑电路，其特征在于，所述第一升压模块包括一电感和第一二极管，所述电感的一端连接所述电源输入端，所述电感的另一端分别连接所述开关模块、第二升压模块和第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述第一电源输出端。

3.如权利要求2所述的升压拓扑电路，其特征在于，所述第二升压模块包括第三储能电容、第二二极管和第三二极管，所述第三储能电容的一端连接所述第一二极管的正极，所述第三储能电容的另一端连接所述第二二极管的负极和所述第三二极管的正极，所述第二二极管的正极连接所述第一电源输出端，所述第三二极管的负极连接所述第二电源输出端。

4.如权利要求3所述的升压拓扑电路，其特征在于，所述开关模块包括一开关管和脉冲输出电路，所述开关管的第一导通端连接所述第一二极管的 正极，所述开关管的第二导通端接地，所述开关管的触发端连接所述脉冲输出电路的输出端。

5.如权利要求4所述的升压拓扑电路，其特征在于，所述升压拓扑电路还包括取样电路，所述取样电路的输入端连接所述第一电源输出端，所述取样电路的输出端连接所述脉冲输出电路的输入端。

6.如权利要求5所述的升压拓扑电路，其特征在于，所述取样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端作为所述取样电路的输入端，所述第一电阻的另一端作为所述取样电路的输出端，所述第一电阻的另一端还经所述第二电阻接地。

7.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括输入电源和如权利要求1-6中任一项所述的升压拓扑电路，所述输入电源的正极连接所述电源输入端。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求7所述的电源电路。