CN220857924U - 一种电源电路及电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电源电路及电源装置，该电路包括：用于提供第一电压的第一输入电源；用于提供第二电压的第二输入电源；用于输出正电压的第一BUCK模块；用于输出负电压的第二BUCK模块；第一输入电源的输出端连接至第一BUCK模块的输入端，第一输入电源的接地端连接至第一BUCK模块的接地端；第二输入电源的输出端连接至第二BUCK模块的输入端，第二输入电源的接地端连接至第二BUCK模块的输出端。通过上述方式，本实用新型实施例通过结合工作在BUCK模式的第一BUCK模块和工作在BUCK‑BOOST模式的第二BUCK模块，能够同时输出极性相反的电压，扩大电源的应用范围。

Description

一种电源电路及电源装置

技术领域

本实用新型实施例涉及电源电路领域，特别是涉及一种电源电路及电源装置。

背景技术

通常电源模块为正电压输入和正电压输出居多，例如+12V输入，+5V输出。但是有些应用需求，需用用到负电压或者正负双电源，比如+-5V双电压输出。本专利中涉及到的电路为正电压输入，正负电压输出。对于负电压输出，可能概念上会容易有混淆，我们先定义什么是本文中的负电压输出。在定义输出之前，先定义输入。我们把输入电压的负定义为0V，输入电压的正定义为+Vi n(Vi n是正数)；因为是输出负电压，那么输出的正就是0V，输出的负就是-Vout(Vout是正数)。

现有的负电压输出电源要么为负电压输入，如-48V***非隔离电源，输入正是0V，输入负是-48V；输出正是0V，输出负是-12V。这种电源是输入负电压，输出负电压，不是我们现在讨论的输入正电压输出负电压。要么更改了参考点，例如12V-24V输入POL电源，输出+5V，但是用户把输出的正当作自己***的GND，把输出负当作自己***的-5V。这个电源是正电压输入，正电压输出，只是用户把参考点从0V换到了+5V，这个POL不是我们这里讨论的电源。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种电源电路，包括：用于提供第一电压的第一输入电源；用于提供第二电压的第二输入电源；用于输出正电压的第一BUCK模块；用于输出负电压的第二BUCK模块；所述第一输入电源的输出端连接至所述第一BUCK模块的输入端，所述第一输入电源的接地端连接至所述第一BUCK模块的接地端；所述第二输入电源的输出端连接至所述第二BUCK模块的输入端，所述第二输入电源的接地端连接至所述第二BUCK模块的输出端。

在一些实施例中，所述第一BUCK模块包括控制单元、开关单元、同步整流单元、储能单元和输出单元，其中，所述控制单元的第一输出端连接至所述开关单元的受控端，所述控制单元的第二输出端连接至所述同步整流单元的受控端，所述开关单元的输入端连接至所述第一输入电源的输出端；所述开关单元的输出端分别连接至所述储能单元的输入端和所述同步整流单元的输入端，所述同步整流单元的输出端连接至所述输出单元的接地端，所述储能单元的输出端连接至所述输出单元的输出端；所述输出单元的接地端连接至所述第一输入电源的接地端。

在一些实施例中，所述第一BUCK模块还包括第一滤波单元和第二滤波单元，其中，所述第一滤波单元的一端连接至所述第一输入电源的输入端，所述第一滤波单元的另一端连接至所述输出单元的接地端；所述第二滤波单元的一端连接至所述输出单元的输出端，所述第二滤波单元的另一端连接至所述输出单元的接地端。

在一些实施例中，所述控制单元包括控制芯片；所述控制芯片的第一输出端连接至所述开关单元的受控端，所述控制芯片的第二输出端连接至所述同步整流单元的受控端，所述控制芯片的接地端连接至所述输出单元的接地端。

在一些实施例中，所述开关单元包括第一MOS管，所述同步整流单元包括第二MOS管，所述第一MOS管的门极连接至所述控制单元的第一输出端，所述第一MOS管的漏极连接至所述第一输入电源的输出端，所述第一MOS管的源极连接至所述第二MOS管的漏极和所述储能单元的输入端；所述第二MOS管的门极连接至所述控制单元的第二输出端，所述第二MOS管的源极连接至所述输出单元的接地端。

在一些实施例中，所述储能单元包括储能电感，所述输出单元包括输出电容，所述储能电感的一端连接至所述开关单元的输出端和所述同步整流单元的输入端，所述储能电感的另一端连接至所述输出电容的一端，所述输出电容的另一端连接至所述第一输入电源的接地端。

在一些实施例中，所述第一滤波单元包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端连接至所述第一输入电源的输出端，所述第一滤波电容的另一端连接至所述输出单元的接地端；所述第二滤波单元包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端连接至所述输出单元的输出端，所述第二滤波电容的另一端连接至所述输出单元的接地端。

在一些实施例中，所述第二BUCK模块的电路结构与第一BUCK模块的电路结构相同。

在一些实施例中，所述第二BUCK模块的输出单元的输出端连接至所述第二输入电源的接地端。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种电源装置，包括：如上所述的电源电路。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例通过结合工作在BUCK模式的第一BUCK模块和工作在BUCK-BOOST模式的第二BUCK模块，能够同时输出极性相反的电压，扩大电源的应用范围。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电源电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种第一BUCK模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种第一BUCK模块的电路结构图；

图4是本实用新型实施例提供的一种第二BUCK模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种第二BUCK模块的电路结构图。

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“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“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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。本说明书中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。

在本申请实施例中，提供了一种电源电路，其结构示意图如图1所示，该电源电路包括第一BUCK模块10、第一输入电源11、第二BUCK模块20和第二输入电源21。

其中，第一输入电源11的输出端连接至第一BUCK模块10的输入端，第一输入电源11的接地端连接至第一BUCK模块10的接地端。第一输入电源11用于为第一BUCK模块10提供第一电压，第一BUCK模块10被配置为响应于第一电压输出正电压。

第二输入电源21的输出端连接至第二BUCK模块20的输入端，第二输入电源21的接地端连接至第二BUCK模块20的输出端。第二输入电源21用于为第二BUCK模块20提供第二电压，第二BUCK模块20被配置为响应于第二电压输出负电压。

在本申请实施例中，提供了一种第一BUCK模块，其结构示意图如图2所示，该第一BUCK模块包括控制单元110、开关单元120、同步整流单元130、储能单元140、输出单元150、第一滤波单元160和第二滤波单元170。

其中，控制单元110的第一输出端连接至开关单元120的受控端，控制单元110的第二输出端连接至同步整流单元130的受控端，开关单元120的输入端连接至第一输入电源11的输出端；开关单元120的输出端分别连接至储能单元140的输入端和同步整流单元130的输入端，同步整流单元130的输出端连接至输出单元150的接地端，储能单元140的输出端连接至输出单元150的输出端。

第一滤波单元160的一端连接至第一输入电源11的输入端，第一滤波单元160的另一端连接至输出单元150的接地端；第二滤波单元170的一端连接至输出单元150的输出端，第二滤波单元170的另一端连接至输出单元150的接地端，输出单元150的接地端连接至第一输入电源11的接地端。

基于上述实施方式，本申请实施例提供了一种第一BUCK模块的电路结构图，如图3所示，该第一BUCK模块包括控制芯片111、第一MOS管M1、第二MOS管M2、储能电感L1、输出电容Cout、第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。

其中，第一滤波电容C1的一端连接至第一输入电源11的输出端，第一滤波电容C1的另一端连接至输出电容Cout的另一端；第一MOS管M1的漏极连接至第一输入电源11的输出端，第一MOS管M1的源极连接至所述第二MOS管M2的漏极和储能电感L1的输入端，第一MOS管M1的门极连接至控制芯片111的第一输出端，控制芯片111的接地端连接至第一输入电源11的接地端。

第二MOS管M2的门极连接至控制芯片111的第二输出端，第二MOS管M2的源极连接至第一输入电源11的接地端。

储能电感L1的另一端连接至输出电容Cout的一端，输出电容Cout的另一端连接至第一输入电源11的接地端。

第二滤波电容C2的一端连接至输出电容Cout的一端，第二滤波电容C2的另一端连接至输出电容Cout的另一端。

图3中所标注的+Vi n内部为第一BUCK模块的输入端网络标号，GND内部为第一BUCK模块的接地端网络标号，+Vi n外部为第一输入电源的输出端网络标号，GND外部为第一输入电源的接地端网络标号；+Vout内部为第一BUCK模块的输出端网络标号，+Vout外部为外部负载的输入端网络标号。

在本申请实施例中，提供了一种第二BUCK模块，其结构示意图如图4所示，该第二BUCK模块包括控制单元210、开关单元220、同步整流单元230、储能单元240、输出单元250、第一滤波单元260和第二滤波单元270。

其中，控制单元210的第一输出端连接至开关单元220的受控端，控制单元210的第二输出端连接至同步整流单元230的受控端，开关单元220的输入端连接至第二输入电源21的输出端；开关单元220的输出端分别连接至储能单元240的输入端和同步整流单元230的输入端，同步整流单元230的输出端连接至输出单元250的接地端，储能单元240的输出端连接至输出单元250的输出端，输出单元250的输出端连接至第二输入电源21的接地端。

第一滤波单元260的一端连接至第二输入电源21的输入端，第一滤波单元260的另一端连接至输出单元250的接地端；第二滤波单元270的一端连接至输出单元250的输出端，第二滤波单元270的另一端连接至输出单元250的接地端。

基于上述实施方式，本申请实施例提供了一种第二BUCK模块的电路结构图，如图5所示，该第二BUCK模块包括控制芯片211、第三MOS管M3、第四MOS管M4、储能电感L2、输出电容Cout、第三滤波电容C3和第四滤波电容C4。

其中，第三滤波电容C3的一端连接至第二输入电源21的输出端，第三滤波电容C3的另一端连接至输出电容Cout的另一端；第三MOS管M3的漏极连接至第二输入电源21的输出端，第三MOS管M3的源极连接至所述第四MOS管M4的漏极和储能电感L2的输入端，第三MOS管M3的门极连接至控制芯片211的第一输出端，控制芯片211的接地端连接至输出电容Cout的另一端。

第四MOS管M4的门极连接至控制芯片211的第二输出端，第四MOS管M4的源极连接至输出电容Cout的另一端。

储能电感L2的另一端连接至输出电容Cout的一端和第二输入电源21的接地端。第四滤波电容C4的一端连接至输出电容Cout的一端，第四滤波电容C4的另一端连接至输出电容Cout的另一端。

图5中所标注的+Vi n内部为第一BUCK模块的输入端网络标号，GND内部为第一BUCK模块的接地端网络标号，+Vi n外部为第一输入电源的输出端网络标号，GND外部为第一输入电源的接地端网络标号；+Vout内部为第一BUCK模块的输出端网络标号，-Vout外部为外部负载的输入端网络标号。

具体工作原理是通过将第二输出电源的接地端连接至第二BUCK模块的输出端，以使第二BUCK模块的输出端转换为0V参考点，而第二BUCK模块的原接地端则输出负电压。

区别于现有技术，本实用新型实施例通过结合工作在BUCK模式的第一BUCK模块和工作在BUCK-BOOST模式的第二BUCK模块，能够同时输出极性相反的电压，扩大电源的应用范围。

基于上述的电源电路，本申请实施方式还提供了一种电源装置，该装置包括如上实施例所述的电源电路。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源电路，其特征在于，包括：

用于提供第一电压的第一输入电源；

用于提供第二电压的第二输入电源；

用于输出正电压的第一BUCK模块；

用于输出负电压的第二BUCK模块；

所述第一输入电源的输出端连接至所述第一BUCK模块的输入端，所述第一输入电源的接地端连接至所述第一BUCK模块的接地端；

所述第二输入电源的输出端连接至所述第二BUCK模块的输入端，所述第二输入电源的接地端连接至所述第二BUCK模块的输出端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一BUCK模块包括控制单元、开关单元、同步整流单元、储能单元和输出单元，其中，

所述控制单元的第一输出端连接至所述开关单元的受控端，所述控制单元的第二输出端连接至所述同步整流单元的受控端，所述开关单元的输入端连接至所述第一输入电源的输出端；

所述开关单元的输出端分别连接至所述储能单元的输入端和所述同步整流单元的输入端，所述同步整流单元的输出端连接至所述输出单元的接地端，所述储能单元的输出端连接至所述输出单元的输出端；

所述输出单元的接地端连接至所述第一输入电源的接地端。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一BUCK模块还包括第一滤波单元和第二滤波单元，其中，

所述第一滤波单元的一端连接至所述第一输入电源的输入端，所述第一滤波单元的另一端连接至所述输出单元的接地端；

所述第二滤波单元的一端连接至所述输出单元的输出端，所述第二滤波单元的另一端连接至所述输出单元的接地端。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括控制芯片；

所述控制芯片的第一输出端连接至所述开关单元的受控端，所述控制芯片的第二输出端连接至所述同步整流单元的受控端，所述控制芯片的接地端连接至所述输出单元的接地端。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，

所述开关单元包括第一MOS管，所述同步整流单元包括第二MOS管，所述第一MOS管的门极连接至所述控制单元的第一输出端，所述第一MOS管的漏极连接至所述第一输入电源的输出端，所述第一MOS管的源极连接至所述第二MOS管的漏极和所述储能单元的输入端；

所述第二MOS管的门极连接至所述控制单元的第二输出端，所述第二MOS管的源极连接至所述输出单元的接地端。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，

所述储能单元包括储能电感，所述输出单元包括输出电容，所述储能电感的一端连接至所述开关单元的输出端和所述同步整流单元的输入端，所述储能电感的另一端连接至所述输出电容的一端，所述输出电容的另一端连接至所述第一输入电源的接地端。

7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，

所述第一滤波单元包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端连接至所述第一输入电源的输出端，所述第一滤波电容的另一端连接至所述输出单元的接地端；

所述第二滤波单元包括第二滤波电容，所述第二滤波电容的一端连接至所述输出单元的输出端，所述第二滤波电容的另一端连接至所述输出单元的接地端。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电路，其特征在于，所述第二BUCK模块的电路结构与第一BUCK模块的电路结构相同。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述第二BUCK模块的输出单元的输出端连接至所述第二输入电源的接地端。

10.一种电源装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的电源电路。