專利名稱：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，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)問題在于，針對現(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，針對本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，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，其與所述開關(guān)模塊和所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對一直 流電輸入電壓進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(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，所述開關(guān)模塊為場效應(yīng)管或集成開關(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，所述檢測包括對直流電輸入電壓進(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；比較電路，其連接于所述采樣電路，用于接收所述采樣信號并將所述采樣信號與 基準(zhǔn)電壓相比較，以產(chǎn)生一比較結(jié)果；及控制信號產(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。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 于分壓來獲得直流電輸入電壓的采樣信號，所述比較電路包含一晶體管以接收比較所述采 樣信號并比較所述采樣信號與晶體管的門限電壓即所述基準(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 來獲得直流電輸入電壓的采樣信號，所述基準(zhǔn)電壓由一穩(wěn)壓二極管來提供，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，所述控制信號產(chǎn)生電路包含一第一控制信 號產(chǎn)生電路和一第二控制信號產(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)果來分 別獲得一第一控制信號和第二控制信號來控制所述開關(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)所述第一控制信號控制所述開關(guān)模塊接通時(shí)， 所述第二控制信號停止所述直流_直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作；當(dāng)所述第一控制信號控制所述 開關(guān)模塊關(guān)斷時(shí)，所述第二控制信號使能所述直流_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，所述第一控制信號產(chǎn)生電路包含一個(gè)晶體 管或者場效應(yīng)管，連接于所述比較電路和開關(guān)模塊之間，用以根據(jù)所述比較結(jié)果，產(chǎn)生所述 第一控制信號來控制所述開關(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來控制所述直流_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)換電路中所述開關(guān)模塊為場效應(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)成的第二控制信號產(chǎn)生電路；其中所述場效應(yīng)管Q29的源極連接于所述直流輸入端、漏極通過電感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的集電極并通過所述第一電容C25接地、發(fā)射極接地、集電極連接于所述場效應(yīng)管Q29 的柵極并通過所述第六電阻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 對所述直流電源轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行過電流保護(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，所述檢測直流電輸入電壓的步驟是對所述 直流電輸入電壓進(jìn)行分壓，以產(chǎn)生一采樣信號。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)生一第一控制信號和一第二控制信號。在本發(fā)明所述的直流電源轉(zhuǎn)換方法中，當(dāng)所述第一控制信號控制所述直流電輸入直接輸出時(shí)，所述第二控制信號控制不進(jìn)行所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換；當(dāng)所述第一控制信 號控制直流電輸入不直接輸出時(shí)，所述第二控制信號控制進(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。另外對于用戶來說，可以選擇的電源適配器種類更多，提高了使用靈活性。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，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及控制信號產(chǎn)生電路203。本發(fā)明的構(gòu)思是，通過檢測輸入電源的電壓，選擇讓直流電源直通供電或者通過 DC-DC降壓轉(zhuǎn)換模塊降壓后供電。在工作過程中，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對直流輸入電源的電壓進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果控制開關(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)。具體來說，采樣電路201對 直流輸入電源電壓采樣，并將采樣信號傳送至比較電路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。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?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)成控制信號產(chǎn)生電 路。開關(guān)模塊采用場效應(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FBREF電平高低狀態(tài)的列表1 列表1
器件/信號直流電輸入電壓禮·.,·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)通截止截止場效應(yīng)管Q30導(dǎo)通截止截止控制信號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 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，場效應(yīng)管Q30為P 溝道場效應(yīng)管A03401。在工作過程中，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，NPN型三極管Q35將該采樣信號與其基極-射極門限電壓(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，電壓采樣信號高 于三極管Q35的門限電壓，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，輸入到場效應(yīng)管Q30柵極為高電平，場效應(yīng)管Q30截 止，直通供電通路斷開；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，電壓采樣信號低于三極管Q35的門 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，輸入到場效應(yīng)管Q30柵極為低電平，場效應(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。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)換模塊開始工作，Δ根據(jù)電路形式不同會有 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 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，對各個(gè)元器件參數(shù)的選擇使得電壓采樣信號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。控制信號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。開關(guān)模塊采用場效應(yīng)管Q29實(shí)現(xiàn)。與圖2所示的實(shí)施例對比，圖3中使用PNP型三極管Q2來替代二極管D86來提供 FBREF信號。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 制信號產(chǎn)生電路，用于控制場效應(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。其中所述場效應(yīng)管Q29的源極連接于所述直流輸入端、漏極通過電感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的集電極并通過所述第一電容C25接地、發(fā)射極接地、集電極連接于所述場效應(yīng)管 Q29的柵極并通過所述第六電阻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，其與所述開關(guān)模塊和所述直流 直流降壓轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對一直流電輸入電壓進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(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，所述開關(guān)模塊為場效應(yīng)管 或集成開關(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，所述檢測包括對直流電輸 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；比較電路，其連接于所述采樣電路，用于接收所述采樣信號并將所述采樣信號與一基 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 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。
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獲得所述直流電輸入電壓的采樣信號，所述比較電路包含一晶體 管以接收所述采樣信號并比較所述采樣信號與晶體管的門限電壓即所述基準(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)電阻用于分壓來獲得直流電輸入電壓的采樣信號，所述基準(zhǔn)電壓由一穩(wěn)壓二極管來提 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，所述控制信號產(chǎn)生電路 包含一第一控制信號產(chǎn)生電路和一第二控制信號產(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)果來分別獲得一第一控制信號和第二控制信號來控制所述開關(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)所述第一控制信號控制所 述開關(guān)模塊接通時(shí)，所述第二控制信號停止所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊工作；當(dāng)所述第一控制信號控制所述開關(guān)模塊關(guān)斷時(shí)，所述第二控制信號使能所述直流_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，所述第一控制信號產(chǎn)生電 路包含一個(gè)晶體管或者場效應(yīng)管，連接于所述比較電路和開關(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來控制所述開關(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來控制所述直流-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； 所述開關(guān)模塊為場效應(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)成的第二控制信號產(chǎn)生電路； 其中所述場效應(yīng)管Q29的源極連接于所述直流輸入端、漏極通過電感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 的集電極并通過所述第一電容C25接地、發(fā)射極接地、集電極連接于所述場效應(yīng)管Q29的柵 極并通過所述第六電阻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，用于對所述直流電源轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行過電流保護(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，所述檢測直流電輸入電 壓的步驟是對所述直流電輸入電壓進(jìn)行分壓，以產(chǎn)生一采樣信號。
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)生一第一控制信號和一第二控制信號。
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)所述第一控制信號控 制所述直流電輸入直接輸出時(shí)，所述第二控制信號控制不進(jìn)行所述直流-直流降壓轉(zhuǎn)換； 當(dāng)所述第一控制信號控制直流電輸入不直接輸出時(shí)，所述第二控制信號控制進(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，其與開關(guān)模塊和直流-直流降壓轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對直流電輸入電壓進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(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H02M3/155GK101989812SQ20091010919
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者錢澤洪, 陳立敬 申請人: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