專(zhuān)利名稱(chēng)：直流電源轉(zhuǎn)換電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種用于電子設(shè)備中的兼容5V、9V和12V 電源適配器的直流電源轉(zhuǎn)換電路及直流電源轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有使用直流電壓工作的電子設(shè)備中，通常需要一個(gè)電源適配器為其提供直流電 源，并且電源適配器的規(guī)格需要與設(shè)備工作電壓相匹配。例如，在設(shè)備工作電壓為5V的情 況下，超過(guò)5V的直流電源輸入可能燒壞電子設(shè)備中的元器件，因此，只能配合輸出電壓為 5V的電源適配器使用。市面上的電源適配器一般有5V、9V和12V等多種規(guī)格。在使用場(chǎng)合，如果不小心 將9V或12V電源適配器的輸出端插入工作電壓為5V的設(shè)備的電源輸入插座中，將可能燒 壞設(shè)備中的元器件。因此，需要一種解決方案使得設(shè)備能夠使用多種規(guī)格的電源適配器供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述一個(gè)設(shè)備只能配合一種規(guī)格 的電源適配器來(lái)使用的缺陷，提供一種可以兼容多種規(guī)格電源適配器的直流電源轉(zhuǎn)換電路。此外，針對(duì)本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，還提供一種直流電源轉(zhuǎn)換方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種直流電源轉(zhuǎn)換電路，用于 產(chǎn)生直流電壓，包括直流輸入端，用于從交流_直流電源適配器接收直流電輸入；直流輸出端，用于提供一預(yù)定直流電輸出；開(kāi)關(guān)模塊，其連接在所述直流輸入端和直流輸出端之間，用于提供一直通供電通 路；直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊，其連接在所述直流輸入端和直流輸出端之間，用于提 供一降壓供電通路；及控制模塊，其與所述開(kāi)關(guān)模塊和所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對(duì)一直 流電輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果選擇所述直通供電通路和降壓供電通路中的一個(gè) 以提供所述預(yù)定直流電輸出于所述直流輸出端。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述根據(jù)檢測(cè)結(jié)果選擇所述直通供電通路 和降壓供電通路中的一個(gè)包括當(dāng)直流電輸入電壓大于預(yù)定工作電壓范圍的上限時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)模塊關(guān)斷并使 能所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作，以選擇所述降壓供電通路；當(dāng)直流電輸入電壓在預(yù)定工作電壓范圍內(nèi)時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)模塊接通并停止所述 直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作，以選擇所述直通供電通路。
在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述開(kāi)關(guān)模塊為場(chǎng)效應(yīng)管或集成開(kāi)關(guān)。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊為電平使能 /停止的直流_直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述檢測(cè)包括對(duì)直流電輸入電壓進(jìn)行采 樣、比較，所述控制模塊包括采樣電路，其連接于直流輸入端，用于獲得所述直流電輸入電壓的采樣信號(hào)；比較電路，其連接于所述采樣電路，用于接收所述采樣信號(hào)并將所述采樣信號(hào)與 基準(zhǔn)電壓相比較，以產(chǎn)生一比較結(jié)果；及控制信號(hào)產(chǎn)生電路，其連接于所述比較電路，用于基于所述比較結(jié)果產(chǎn)生控制所 述開(kāi)關(guān)模塊接通/關(guān)斷同時(shí)控制直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊停止/使能的控制信號(hào)。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述采樣電路包含兩個(gè)串聯(lián)連接的電阻用 于分壓來(lái)獲得直流電輸入電壓的采樣信號(hào)，所述比較電路包含一晶體管以接收比較所述采 樣信號(hào)并比較所述采樣信號(hào)與晶體管的門(mén)限電壓即所述基準(zhǔn)電壓，以產(chǎn)生所述比較結(jié)果。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述采樣電路包含兩個(gè)串聯(lián)電阻用于分壓 來(lái)獲得直流電輸入電壓的采樣信號(hào)，所述基準(zhǔn)電壓由一穩(wěn)壓二極管來(lái)提供，所述比較電路 包含一差分放大器，所述采樣電壓和基準(zhǔn)電壓從所述差分放大器的兩個(gè)輸入腳輸入，經(jīng)差 分放大器比較后產(chǎn)生所述比較結(jié)果。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包含一第一控制信 號(hào)產(chǎn)生電路和一第二控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述比較電路產(chǎn)生的所述比較結(jié)果來(lái)分 別獲得一第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)模塊接通/關(guān)斷同時(shí)控制直流-直 流降壓轉(zhuǎn)換模塊停止/使能的工作狀態(tài)當(dāng)所述第一控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)模塊接通時(shí)， 所述第二控制信號(hào)停止所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作；當(dāng)所述第一控制信號(hào)控制所述 開(kāi)關(guān)模塊關(guān)斷時(shí)，所述第二控制信號(hào)使能所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述第一控制信號(hào)產(chǎn)生電路包含一個(gè)晶體 管或者場(chǎng)效應(yīng)管，連接于所述比較電路和開(kāi)關(guān)模塊之間，用以根據(jù)所述比較結(jié)果，產(chǎn)生所述 第一控制信號(hào)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)模塊。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述第二控制信號(hào)產(chǎn)生電路包含一個(gè)晶體 管，或者包含一個(gè)晶體管和一個(gè)耦接于所述晶體管的場(chǎng)效應(yīng)管，用以根據(jù)所述比較結(jié)果，產(chǎn) 生所述第二控制信號(hào)來(lái)控制所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊的電源供電或者使能電平。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中所述開(kāi)關(guān)模塊為場(chǎng)效應(yīng)管Q29 ；所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊為電平使能/停止的直流_直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路 芯片(132)；所述采樣電路包括由第一電阻R352和第二電阻R354構(gòu)成的第一采樣電路、以及 由第三電阻R356和第四電阻R357構(gòu)成的第二采樣電路；所述比較電路包括由第五電阻353、第一 NPN型晶體管Q32構(gòu)成的第一比較電路、 以及由PNP型晶體管Q2構(gòu)成的第二比較電路；所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括由第六電阻R355、第七電阻R351、第一電容C25和第 二 NPN型晶體管Q33構(gòu)成的第一控制信號(hào)產(chǎn)生電路、以及由所述PNP型晶體管Q2和第八電阻R358構(gòu)成的第二控制信號(hào)產(chǎn)生電路；其中所述場(chǎng)效應(yīng)管Q29的源極連接于所述直流輸入端、漏極通過(guò)電感L126連接于所述 直流輸出端；所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路芯片(132)的直流輸入端腳連接于所述直流輸 入端、直流輸出端腳連接于所述直流輸出端；所述第一電阻R352和第二電阻R354串連在所述直流輸入端與地之間；所述第三電阻R356和第四電阻R357串連在所述直流輸入端與地之間；所述第一 NPN型晶體管Q32的基極連接于所述第一電阻R352和第二電阻R354之 間的節(jié)點(diǎn)、集電極通過(guò)所述第五電阻R353連接于所述直流輸入端、發(fā)射極接地；所述第二NPN晶體管Q33的基極通過(guò)第七電阻R351連接于所述第一NPN型晶體管 Q32的集電極并通過(guò)所述第一電容C25接地、發(fā)射極接地、集電極連接于所述場(chǎng)效應(yīng)管Q29 的柵極并通過(guò)所述第六電阻R355連接于所述直流輸入端；所述PNP型晶體管Q2的基極連接于所述第三電阻R356和第四電阻R357之間的 節(jié)點(diǎn)、發(fā)射極連接于所述直流輸出端、集電極通過(guò)所述第八電阻R358連接于所述直流_直 流降壓轉(zhuǎn)換集成電路芯片(132)的使能/停止控制信號(hào)輸入端腳。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述直流輸入端連接有一個(gè)保險(xiǎn)管，用于 對(duì)所述直流電源轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述直流輸入端與地之間連接有第二電容 C26。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路中，所述直流電輸入電壓為12V、9V或5V，所述 預(yù)定直流電輸出的電壓為5V。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的另一技術(shù)方案是提供一種直流電源轉(zhuǎn)換方法， 用于提供一預(yù)定直流電輸出，包括接入直流電輸入；檢測(cè)直流電輸入電壓；比較所述直流電輸入電壓與一預(yù)定工作電壓范圍；當(dāng)所述直流電輸入電壓大于所述預(yù)定工作電壓范圍的上限時(shí)，將所述直流電輸入 經(jīng)由直流-直流降壓轉(zhuǎn)換至所述預(yù)定直流電輸出的電壓后輸出；及當(dāng)所述直流輸入電壓在所述預(yù)定工作電壓范圍內(nèi)，由所述直流電輸入直接輸出。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法中，當(dāng)所述直流電輸入電壓為12V、9V或5V時(shí)， 所述預(yù)定直流電輸出的電壓為5V。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法中，所述檢測(cè)直流電輸入電壓的步驟是對(duì)所述 直流電輸入電壓進(jìn)行分壓，以產(chǎn)生一采樣信號(hào)。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法中，所述比較所述直流電輸入電壓與所述預(yù)定 工作電壓范圍的步驟還包括比較所述采樣信號(hào)與一基準(zhǔn)電壓，以產(chǎn)生一比較結(jié)果；及根據(jù)所述比較結(jié)果產(chǎn)生一第一控制信號(hào)和一第二控制信號(hào)。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法中，當(dāng)所述第一控制信號(hào)控制所述直流電輸入直接輸出時(shí)，所述第二控制信號(hào)控制不進(jìn)行所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換；當(dāng)所述第一控制信 號(hào)控制直流電輸入不直接輸出時(shí)，所述第二控制信號(hào)控制進(jìn)行所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換。實(shí)施本發(fā)明具有以下有益效果把直流電源轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用于多媒體播放器或者電 視盒等電子設(shè)備的電源電路中，可以使設(shè)備的輸入電源兼容5V、9V和12V等多種規(guī)格的電 源適配器，避免因錯(cuò)用高輸出電壓的電源適配器而損壞設(shè)備中的元器件，為設(shè)備的使用安 全提供了保障。另外對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以選擇的電源適配器種類(lèi)更多，提高了使用靈活性。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖IA是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路的原理框圖；圖IB是圖IA中直流電源轉(zhuǎn)換電路中控制模塊120的電路框圖；圖2是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路第一實(shí)施例的電路原理圖；圖3是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路第二實(shí)施例的電路原理圖；圖4是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路第三實(shí)施例的電路原理圖；圖5是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路第四實(shí)施例的電路原理圖；圖6是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路中直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊第一實(shí)施例的電路原 理圖；圖7是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路中直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊第二實(shí)施例的電路原 理圖；圖8是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖IA是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路的原理框圖。圖IA示出的直流電源轉(zhuǎn)換電路 包括開(kāi)關(guān)模塊110、控制模塊120及直流-直流(DC-DC)降壓轉(zhuǎn)換模塊130。其中，開(kāi)關(guān)模 塊110連接在直流輸入端和直流輸出端之間構(gòu)成直通供電通路；直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊 130連接在直流輸入端和直流輸出端之間構(gòu)成降壓供電通路；控制模塊120分別與開(kāi)關(guān)模 塊110和DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊130相連。圖IB進(jìn)一步展示了圖IA中直流電源轉(zhuǎn)換電路中控制模塊120的電路框圖。如圖 IB所示，控制模塊120包括采樣電路201、比較電路202及控制信號(hào)產(chǎn)生電路203。本發(fā)明的構(gòu)思是，通過(guò)檢測(cè)輸入電源的電壓，選擇讓直流電源直通供電或者通過(guò) DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊降壓后供電。在工作過(guò)程中，直流輸入端從交流_直流電源適配器接收直流電輸入?？刂颇K 120對(duì)直流輸入電源的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制開(kāi)關(guān)模塊110和DC-DC降壓轉(zhuǎn) 換模塊130的工作狀態(tài)，以選擇直通供電通路和降壓供電通路中的一個(gè)通過(guò)直流輸出端為 設(shè)備提供符合其工作電壓的直流電輸出(即預(yù)定工作電壓)。具體來(lái)說(shuō)，采樣電路201對(duì) 直流輸入電源電壓采樣，并將采樣信號(hào)傳送至比較電路202。比較電路202將代表直流電 輸入電壓的采樣信號(hào)與代表預(yù)定工作電壓的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。之后，控制信號(hào)產(chǎn)生電路 203基于比較電路202的比較結(jié)果輸出控制信號(hào)。當(dāng)直流電輸入電壓大于預(yù)定工作電壓范 圍的上限時(shí)，控制開(kāi)關(guān)模塊110關(guān)斷并使能直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊130工作，以將直流電輸入電壓降壓轉(zhuǎn)換成預(yù)定工作電壓后提供給設(shè)備；當(dāng)直流電輸入電壓在預(yù)定工作電壓范圍 內(nèi)時(shí)，控制開(kāi)關(guān)模塊110接通并停止直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊130工作，以將直流輸入電源 直通供電給設(shè)備。以下為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例。圖2是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路第一實(shí)施例的電路原理圖。圖2中，電源輸入插 座C0N32和DC輸入端H_P0WIP之間連接有一個(gè)保險(xiǎn)管F2。DC輸入端H_P0WIP和DC輸出 端L_P0W0P之間連接有開(kāi)關(guān)管Q30和電感L128構(gòu)成直通供電通路，且DC輸入端H_P0WIP 和DC輸出端L_P0W0P之間連接有DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊131 (其為電平可以使能/停止的 直流降壓轉(zhuǎn)換模塊)構(gòu)成降壓供電通路。虛線框包圍的部分是控制模塊121?？刂菩盘?hào) FBREF控制DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊的工作或停止，具體的方法為控制DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊的使 能(Enable)電平。在本實(shí)施例中，電阻R359、R361構(gòu)成采樣電路；電阻363和NPN型三極管Q35構(gòu)成 比較電路；電阻R360，二極管D86、電阻R364、電容C28和三極管Q34構(gòu)成控制信號(hào)產(chǎn)生電 路。開(kāi)關(guān)模塊采用場(chǎng)效應(yīng)管Q30實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中，直流電輸出的電壓預(yù)定為5V(與設(shè)備工作電壓相符合)，以下分別為 直流電輸入電壓為5V、9V和12V的情況下，電路中各主要器件的工作狀態(tài)及DC-DC降壓轉(zhuǎn) 換模塊的控制信號(hào)FBREF電平高低狀態(tài)的列表1 列表1
器件/信號(hào)直流電輸入電壓禮·.,·5V9V12VNPN型三極管Q35截止導(dǎo)通導(dǎo)通NPN型三極管Q34導(dǎo)通截止截止二極管D86導(dǎo)通截止截止場(chǎng)效應(yīng)管Q30導(dǎo)通截止截止控制信號(hào)FBREF高電平低電平低電平DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊131不工作工作工作根據(jù)列表1可知，在采用9V或者12V (或者大于12v)電源適配器(ACAdapter)輸 入電源的時(shí)候，場(chǎng)效應(yīng)管Q30截止，DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊131工作；在采用5V (或者小于5v) 的電源適配器輸入的時(shí)候，場(chǎng)效應(yīng)管Q30導(dǎo)通，DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊停止工作。本實(shí)施例中， 雖然DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊的使能/停止管腳接收到高電平時(shí)不工作，接收到低電平時(shí)或無(wú) 電平輸入時(shí)工作，但本發(fā)明并不限于此種情況。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，場(chǎng)效應(yīng)管Q30為P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管A03401。在工作過(guò)程中，當(dāng)直流電輸入電壓經(jīng)電阻R359、R361分壓后，在電阻R361上產(chǎn)生一個(gè)電壓采樣信號(hào)，NPN型三極管Q35將該采樣信號(hào)與其基極-射極門(mén)限電壓(用作為基 準(zhǔn)電壓)進(jìn)行比較。在采用9V或者12V (或者大于12v)電源適配器輸入電源的時(shí)候，電壓采樣信號(hào)高 于三極管Q35的門(mén)限電壓，三極管Q35導(dǎo)通，其集電極為低電平。這樣，一方面使得三極管 Q34的基極為低電平，三極管Q34截止，輸入到場(chǎng)效應(yīng)管Q30柵極為高電平，場(chǎng)效應(yīng)管Q30截 止，直通供電通路斷開(kāi)；另一方面，二極管D86截止，DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊輸入低電平(即控 制信號(hào)FBREF為低電平)，使得DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊處于工作狀態(tài)，降壓供電通路接通。相反，在采用5V電源適配器輸入電源的時(shí)候，電壓采樣信號(hào)低于三極管Q35的門(mén) 限電壓，三極管Q35截止，其集電極為高電平。這樣，一方面使得三極管Q34的基極為高電 平，三極管Q34導(dǎo)通，輸入到場(chǎng)效應(yīng)管Q30柵極為低電平，場(chǎng)效應(yīng)管Q30導(dǎo)通，直通供電通路 接通；另一方面，二極管D86導(dǎo)通，DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊的控制信號(hào)FBREF為高電平，使得 DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊停止工作，降壓供電通路斷開(kāi)。以上均為理想狀態(tài)下的情況。但是模擬電路的設(shè)計(jì)不可能那么理想，實(shí)際電路只 能做到輸入電源大于(5+Δ)ν時(shí)DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊開(kāi)始工作，Δ根據(jù)電路形式不同會(huì)有 不同的電壓值。而設(shè)備工作電壓實(shí)際上包括一個(gè)工作電壓范圍，當(dāng)直流輸入電源電壓在工 作電壓范圍內(nèi)，設(shè)備可以正常工作；低于下限時(shí)，設(shè)備無(wú)法正常工作；高于上限時(shí)，需要將 高壓直流電輸入降壓轉(zhuǎn)換到工作電壓范圍之內(nèi)。需要說(shuō)明的是，雖然本發(fā)明的實(shí)施例中是以直流電輸出的電壓設(shè)計(jì)為直流5V來(lái) 舉例，但本發(fā)明不限于5V電壓，例如本發(fā)明也可用于輸出3. 3V直流電壓，當(dāng)然后一種情況 下，需要對(duì)實(shí)施例中部分器件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。再有，電源適配器的規(guī)格也不僅只限于5V、 9V、12V和3. 3V，還可以是其它規(guī)格的電源適配器，例如24V等，這種情況下DC-DC降壓轉(zhuǎn)換 模塊要求能夠?qū)?4V的直流電源轉(zhuǎn)換成5V或3. 3V的直流電源。另外，在本發(fā)明的直流電 源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)中，對(duì)各個(gè)元器件參數(shù)的選擇使得電壓采樣信號(hào)可用于代表直流電輸入電 壓，基準(zhǔn)電壓可以用于代表被供電設(shè)備的工作電壓。圖3是本發(fā)明直流電源轉(zhuǎn)換電路第二實(shí)施例的電路原理圖。圖3中，電源輸入插 座C0N31和DC輸入端H_P0WIP之間連接有一個(gè)保險(xiǎn)管Fl。DC輸入端H_P0WIP和DC輸出 端L_P0W0P之間連接有開(kāi)關(guān)管Q29和電感L126構(gòu)成直通供電通路，且DC輸入端H_P0WIP和 DC輸出端L_P0W0P之間還連接有DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊132 (其為電平可以使能/停止的直 流降壓轉(zhuǎn)換模塊)構(gòu)成降壓供電通路。虛線框包圍的部分是控制模塊122?？刂菩盘?hào)FBREF 控制DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊的工作或停止，具體的方法為控制DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊的Enable 電平。開(kāi)關(guān)模塊采用場(chǎng)效應(yīng)管Q29實(shí)現(xiàn)。與圖2所示的實(shí)施例對(duì)比，圖3中使用PNP型三極管Q2來(lái)替代二極管D86來(lái)提供 FBREF信號(hào)。在本實(shí)施例中，第一電阻R352和第二電阻R354構(gòu)成第一采樣電路，第三電阻R356 和第四電阻R357構(gòu)成第二采樣電路。第五電阻353、第一 NPN型三極管Q32構(gòu)成的第一比較電路，PNP型三極管Q2構(gòu)成 第二比較電路；第六電阻R355、第七電阻R351、第一電容C25和第二NPN型三極管Q33構(gòu)成第一控 制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于控制場(chǎng)效應(yīng)管Q29的導(dǎo)通/截止；PNP型三極管Q2和第八電阻R358構(gòu)成第二控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于使能/停止DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊工作。其中所述場(chǎng)效應(yīng)管Q29的源極連接于所述直流輸入端、漏極通過(guò)電感L126連接于所述 直流輸出端；所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路芯片(132)的直流輸入端腳連接于所述直流輸 入端、直流輸出端腳連接于所述直流輸出端；所述第一電阻R352和第二電阻R354串連在所述直流輸入端與地之間；所述第三電阻R356和第四電阻R357串連在所述直流輸入端與地之間；所述第一 NPN型三極管Q32的基極連接于所述第一電阻R352和第二電阻R354之 間的節(jié)點(diǎn)、集電極通過(guò)所述第五電阻R353連接于所述直流輸入端、發(fā)射極接地；所述第二 NPN型三極管Q33的基極通過(guò)第七電阻R351連接于所述第一 NPN型三 極管Q32的集電極并通過(guò)所述第一電容C25接地、發(fā)射極接地、集電極連接于所述場(chǎng)效應(yīng)管 Q29的柵極并通過(guò)所述第六電阻R355連接于所述直流輸入端；所述PNP型三極管Q2的基極連接于所述第三電阻R356和第四電阻R357之間的 節(jié)點(diǎn)、發(fā)射極連接于所述直流輸出端、集電極通過(guò)所述第八電阻R358連接于所述直流_直 流降壓轉(zhuǎn)換集成電路芯片(132)的使能/停止控制信號(hào)輸入端腳。本實(shí)施例中，直流電輸出的電壓預(yù)定為5V(與設(shè)備工作電壓相符合)，以下分別為 直流電輸入電壓為5V、9V和12V的情況下，電路中各主要器件的工作狀態(tài)及DC-DC降壓轉(zhuǎn) 換模塊的控制信號(hào)FBREF電平高低狀態(tài)的列表2 列表權(quán)利要求
一種直流電源轉(zhuǎn)換電路，用于產(chǎn)生直流電壓，其特征在于，包括直流輸入端，用于從交流 直流電源適配器接收直流電輸入；直流輸出端，用于提供一預(yù)定直流電輸出；開(kāi)關(guān)模塊，其連接在所述直流輸入端和直流輸出端之間，用于提供一直通供電通路；直流 直流降壓轉(zhuǎn)換模塊，其連接在所述直流輸入端和直流輸出端之間，用于提供一降壓供電通路；及控制模塊，其與所述開(kāi)關(guān)模塊和所述直流 直流降壓轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對(duì)一直流電輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果選擇所述直通供電通路和降壓供電通路中的一個(gè)以提供所述預(yù)定直流電輸出于所述直流輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述根據(jù)檢測(cè)結(jié)果選擇所 述直通供電通路和降壓供電通路中的一個(gè)包括當(dāng)直流電輸入電壓大于預(yù)定工作電壓范圍的上限時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)模塊關(guān)斷并使能所 述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作，以選擇所述降壓供電通路；當(dāng)直流電輸入電壓在預(yù)定工作電壓范圍內(nèi)時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)模塊接通并停止所述直 流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作，以選擇所述直通供電通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)模塊為場(chǎng)效應(yīng)管 或集成開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模 塊為電平使能/停止的直流_直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述檢測(cè)包括對(duì)直流電輸 入電壓進(jìn)行采樣、比較，所述控制模塊包括采樣電路，其連接于所述直流輸入端，用于獲得所述直流電輸入電壓的采樣信號(hào)；比較電路，其連接于所述采樣電路，用于接收所述采樣信號(hào)并將所述采樣信號(hào)與一基 準(zhǔn)電壓相比較，以產(chǎn)生一比較結(jié)果；及控制信號(hào)產(chǎn)生電路，其連接于所述比較電路，用于基于所述比較結(jié)果產(chǎn)生控制所述開(kāi) 關(guān)模塊接通/關(guān)斷同時(shí)控制直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊停止/使能的控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述采樣電路包含兩個(gè)串 聯(lián)連接的電阻用于分壓來(lái)獲得所述直流電輸入電壓的采樣信號(hào)，所述比較電路包含一晶體 管以接收所述采樣信號(hào)并比較所述采樣信號(hào)與晶體管的門(mén)限電壓即所述基準(zhǔn)電壓，以產(chǎn)生 所述比較結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述采樣電路包含兩個(gè)串 聯(lián)電阻用于分壓來(lái)獲得直流電輸入電壓的采樣信號(hào)，所述基準(zhǔn)電壓由一穩(wěn)壓二極管來(lái)提 供，所述比較電路包含一差分放大器，所述采樣電壓和基準(zhǔn)電壓從所述差分放大器的兩個(gè) 輸入腳輸入，經(jīng)所述差分放大器比較后產(chǎn)生所述比較結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路 包含一第一控制信號(hào)產(chǎn)生電路和一第二控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述比較電路產(chǎn)生的 所述比較結(jié)果來(lái)分別獲得一第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)模塊接通/關(guān) 斷同時(shí)控制直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊停止/使能的工作狀態(tài)當(dāng)所述第一控制信號(hào)控制所 述開(kāi)關(guān)模塊接通時(shí)，所述第二控制信號(hào)停止所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作；當(dāng)所述第一控制信號(hào)控制所述開(kāi)關(guān)模塊關(guān)斷時(shí)，所述第二控制信號(hào)使能所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模 塊工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第一控制信號(hào)產(chǎn)生電 路包含一個(gè)晶體管或者場(chǎng)效應(yīng)管，連接于所述比較電路和開(kāi)關(guān)模塊之間，用以根據(jù)所述比 較結(jié)果，產(chǎn)生所述第一控制信號(hào)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第二控制信號(hào)產(chǎn)生電 路包含一個(gè)晶體管，或者包含一個(gè)晶體管和一個(gè)耦接于所述晶體管的場(chǎng)效應(yīng)管，用以根據(jù) 所述比較結(jié)果，產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)來(lái)控制所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊的電源供電或 者使能電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于； 所述開(kāi)關(guān)模塊為場(chǎng)效應(yīng)管Q29 ；所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊為電平使能/停止的直流_直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路芯片 (132)；所述采樣電路包括由第一電阻R352和第二電阻R354構(gòu)成的第一采樣電路、以及由第 三電阻R356和第四電阻R357構(gòu)成的第二采樣電路；所述比較電路包括由第五電阻353、第一 NPN型晶體管Q32構(gòu)成的第一比較電路、以及 由PNP型晶體管Q2構(gòu)成的第二比較電路；所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括由第六電阻R355、第七電阻R351、第一電容C25和第二 NPN 型晶體管Q33構(gòu)成的第一控制信號(hào)產(chǎn)生電路、以及由所述PNP型晶體管Q2和第八電阻R358 構(gòu)成的第二控制信號(hào)產(chǎn)生電路； 其中所述場(chǎng)效應(yīng)管Q29的源極連接于所述直流輸入端、漏極通過(guò)電感L126連接于所述直流 輸出端；所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換集成電路芯片(132)的直流輸入端腳連接于所述直流輸入 端、直流輸出端腳連接于所述直流輸出端；所述第一電阻R352和第二電阻R354串連在所述直流輸入端與地之間； 所述第三電阻R356和第四電阻R357串連在所述直流輸入端與地之間； 所述第一 NPN型晶體管Q32的基極連接于所述第一電阻R352和第二電阻R354之間的 節(jié)點(diǎn)、集電極通過(guò)所述第五電阻R353連接于所述直流輸入端、發(fā)射極接地；所述第二 NPN晶體管Q33的基極通過(guò)第七電阻R351連接于所述第一 NPN型晶體管Q32 的集電極并通過(guò)所述第一電容C25接地、發(fā)射極接地、集電極連接于所述場(chǎng)效應(yīng)管Q29的柵 極并通過(guò)所述第六電阻R355連接于所述直流輸入端；所述PNP型晶體管Q2的基極連接于所述第三電阻R356和第四電阻R357之間的節(jié)點(diǎn)、 發(fā)射極連接于所述直流輸出端、集電極通過(guò)所述第八電阻R358連接于所述直流-直流降壓 轉(zhuǎn)換集成電路芯片(132)的使能/停止控制信號(hào)輸入端腳。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流輸入端連接有 一個(gè)保險(xiǎn)管，用于對(duì)所述直流電源轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流輸入端與地之 間連接有第二電容C26。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的直流電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述直流電輸入電壓為 12V、9V或5V，所述預(yù)定直流電輸出的電壓為5V。
15.一種直流電源轉(zhuǎn)換方法，用于提供一預(yù)定直流電輸出，其特征在于，包括接入直流電輸入；檢測(cè)直流電輸入電壓；比較所述直流電輸入電壓與一預(yù)定工作電壓范圍；當(dāng)所述直流電輸入電壓大于所述預(yù)定工作電壓范圍的上限時(shí)，將所述直流電輸入經(jīng)由 直流-直流降壓轉(zhuǎn)換至所述預(yù)定直流電輸出的電壓后輸出；及當(dāng)所述直流輸入電壓在所述預(yù)定工作電壓的范圍內(nèi)，由所述直流電輸入直接輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，當(dāng)所述直流電輸入電壓 為12V、9V或5V時(shí)，所述預(yù)定直流電輸出的電壓為5V。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述檢測(cè)直流電輸入電 壓的步驟是對(duì)所述直流電輸入電壓進(jìn)行分壓，以產(chǎn)生一采樣信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述比較所述直流電輸 入電壓與所述預(yù)定工作電壓范圍的步驟還包括比較所述采樣信號(hào)與一基準(zhǔn)電壓，以產(chǎn)生一比較結(jié)果；及根據(jù)所述比較結(jié)果產(chǎn)生一第一控制信號(hào)和一第二控制信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，當(dāng)所述第一控制信號(hào)控 制所述直流電輸入直接輸出時(shí)，所述第二控制信號(hào)控制不進(jìn)行所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換； 當(dāng)所述第一控制信號(hào)控制直流電輸入不直接輸出時(shí)，所述第二控制信號(hào)控制進(jìn)行所述直 流-直流降壓轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明涉及直流電源轉(zhuǎn)換電路及方法。所述直流電源轉(zhuǎn)換電路包括直流輸入端，用于接收直流電輸入；直流輸出端，用于提供一預(yù)定直流電輸出；開(kāi)關(guān)模塊，其連接在直流輸入端和直流輸出端之間，用于提供一直通供電通路；直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊，其連接在直流輸入端和直流輸出端之間，用于提供一降壓供電通路；及控制模塊，其與開(kāi)關(guān)模塊和直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對(duì)直流電輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果選擇直通供電通路和降壓供電通路中的一個(gè)以提供該預(yù)定直流電輸出于該直流輸出端。把直流電源轉(zhuǎn)換電路用在多媒體播放器或者電視盒等電子設(shè)備的電源電路中，可使設(shè)備的輸入電源兼容5V、9V和12V等電源適配器。
文檔編號(hào)H02M3/155GK101989812SQ20091010919
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者錢(qián)澤洪, 陳立敬 申請(qǐng)人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司;晨星半導(dǎo)體股份有限公司