本發(fā)明涉及電能轉換領域，尤其涉及一種電能轉換裝置及電子設備。

背景技術：

1、現(xiàn)有的電能轉換裝置，比如開關電源等，通常包括原邊控制電路和副邊控制電路，其中，原邊控制電路包括功率晶體管和初級控制器，副邊控制電路包括次級控制器。為了實現(xiàn)初級控制器和次級控制器之間的安全通信，通常是采用光耦合的方式實現(xiàn)，即通過光耦合方式實現(xiàn)初級控制器和次級控制器之間的隔離通信，這是為了滿足裝置運行所需的安全距離。

2、但是，通過光耦合方式實現(xiàn)初級控制器和次級控制器之間的隔離通信，一方面，由于這樣的方式導致初級控制器和次級控制器都是相互分立的，而通常電能轉換裝置連接的外圍器件比較多，這就導致器件體積較大，設計較為復雜，另一方面，用光耦合器作為初級控制器和次級控制器之間的隔離通訊，由于寄生輸入輸出電容問題，會導致光耦合器對于抗共模瞬變抑制(cmti)的能力較弱，此外，光耦合器也存在速度受限、功耗較高及組件容易老化等問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種電能轉換裝置及電子設備，能夠在減小設備體積的基礎上保證安全可靠的信號傳輸。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一種技術方案為：

3、一種電能轉換裝置，包括初級控制器、次級控制器和毫米波收發(fā)器；

4、所述初級控制器、所述次級控制器和所述毫米波收發(fā)器集成在同一芯片上；

5、所述初級控制器包括邏輯控制和故障保護電路、過壓保護電路以及穩(wěn)壓電路；

6、所述過壓保護電路以及穩(wěn)壓電路分別與所述邏輯控制和故障保護電路連接；

7、所述邏輯控制和故障保護電路通過所述穩(wěn)壓電路與所述毫米波收發(fā)器的一端連接；

8、所述毫米波收發(fā)器的另一端與所述次級控制器連接。

9、進一步地，還包括功率管；

10、所述功率管與所述邏輯控制和故障保護電路連接并集成在同一芯片上。

11、進一步地，所述毫米波收發(fā)器包括毫米波發(fā)射端、毫米波接收端、發(fā)射天線和接收天線；

12、所述邏輯控制和故障保護電路通過所述穩(wěn)壓電路與所述毫米波接收端的一端連接，所述毫米波接收端的另一端與所述接收天線連接；

13、所述毫米波發(fā)射端的一端與所述次級控制器連接，另一端與所述發(fā)射天線連接；

14、所述發(fā)射天線和接收天線之間通過毫米波進行通信。

15、進一步地，所述過壓保護電路包括ac過壓保護電路、欠壓/過壓保護電路以及x電容放電電路；

16、所述穩(wěn)壓電路包括第一低壓差線性穩(wěn)壓電路、第二低壓差線性穩(wěn)壓電路、第三低壓差線性穩(wěn)壓電路以及vcc過壓保護電路；

17、所述毫米波接收端包括信號輸出端、接收供電端和接收使能端；

18、所述ac過壓保護電路的輸出端、欠壓/過壓保護電路的輸出端、x電容放電電路的輸出端、第一低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端以及vcc過壓保護電路的輸出端均與所述邏輯控制和故障保護電路的輸入端連接；

19、所述第二低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端與功率管的電源輸入端連接；

20、所述邏輯控制和故障保護電路的第一使能端與所述第三低壓差線性穩(wěn)壓電路的第一輸入端連接；

21、所述第三低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端與所述毫米波接收端的接收供電端連接；

22、所述毫米波接收端的接收端通過第一緩存器與所述邏輯控制和故障保護電路連接；

23、所述邏輯控制和故障保護電路的第二使能端與所述毫米波接收端的接收使能端連接。

24、進一步地，還包括輸入控制電路；

25、所述輸入控制電路分別與所述功率管的漏極、所述ac過壓保護電路的輸入端、欠壓/過壓保護電路的輸入端、x電容放電電路的輸入端、第一低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端、vcc過壓保護電路的輸入端、第二低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端、第三低壓差線性穩(wěn)壓電路的第二輸入端以及所述邏輯控制和故障保護電路的輸入端連接。

26、進一步地，所述初級控制器還包括rs觸發(fā)器和驅(qū)動器；

27、所述rs觸發(fā)器的s端和r端均與所述邏輯控制和故障保護電路連接，q端與所述驅(qū)動器的輸入端連接，所述驅(qū)動器的輸出端與所述功率管的柵極連接。

28、進一步地，所述初級控制器還包括負電壓采樣電路、前沿消隱電路、cs抖動修正電路、最大頻率設置電路以及第一比較器；

29、所述輸入控制電路與所述負電壓采樣電路的輸入端連接；

30、所述負電壓采樣電路的輸出端與所述前沿消隱電路的輸入端連接；

31、所述前沿消隱電路的輸出端分別與所述cs抖動修正電路的輸入端以及最大頻率設置電路的輸入端連接；

32、所述cs抖動修正電路的輸出端與所述第一比較器的正極連接；

33、所述第一比較器的負極連接第一參考電壓；

34、所述第一比較器的輸出端和所述最大頻率設置電路的輸出端分別與所述邏輯控制和故障保護電路連接。

35、進一步地，還包括變壓器；

36、所述輸入控制電路包括整流橋、第一二極管、第二二極管、第一電阻、第一電解電容、第二電阻、第一電容、第三二極管、第四二極管、第三電阻、第二電容和第四電阻；

37、所述整流橋的ac輸入端的一端連接所述第一二極管的正極，另一端連接所述第二二極管的正極；

38、所述第一二極管的負極和所述第二二極管的負極均與所述第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端分別與所述ac過壓保護電路的輸入端、欠壓/過壓保護電路的輸入端、x電容放電電路的輸入端連接；

39、所述變壓器的初級側包括第一繞組和第二繞組；

40、所述整流橋的dc端的一端接地，另一端分別與所述第一繞組的異名端、所述第二電阻的一端、所述第一電容的一端和所述第一電解電容的一端連接；

41、所述第一電解電容的另一端與所述第三電阻的一端連接；

42、所述第三電阻的另一端與所述負電壓采樣電路的輸入端連接；

43、所述第二電阻的另一端和所述第一電容的另一端分別與所述第三二極管的負極連接；

44、所述第三二極管的正極分別與所述功率管的漏極和所述第一繞組的同名端連接；

45、所述第二繞組的同名端與所述第四二極管的正極連接；

46、所述第四二極管的負極與所述第四電阻的一端連接；

47、所述第四電阻的另一端分別與第一低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端、vcc過壓保護電路的輸入端、第二低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端、第三低壓差線性穩(wěn)壓電路的第二輸入端以及所述第二電容的一端連接；

48、所述第二電容的另一端、所述第二繞組的異名端和所述功率管的源極均接地。

49、進一步地，還包括輸出控制電路；

50、所述輸出控制電路分別與變壓器的次級側和所述次級控制器連接。

51、進一步地，所述毫米波發(fā)射端包括信號輸入端、發(fā)射供電端和發(fā)射使能端；

52、所述次級控制器包括處理器、檢測器、穩(wěn)壓器、第四低壓差線性穩(wěn)壓電路、外部過溫保護電路、施密特觸發(fā)器、鎖存關斷/自動重啟電路動第二比較器、第三比較器、或非運算器、第一與運算器、第一或運算器以及第一振蕩器；

53、所述檢測器的第一輸入端和第二輸入端、所述穩(wěn)壓器的第一輸入端和輸出端、所述第四低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端和輸出端、所述外部過溫保護電路的第一輸出端、所述施密特觸發(fā)器的正極、所述鎖存關斷/自動重啟動電路的輸入端、所述第二比較器的正極、所述第三比較器的正極分別與所述輸出控制電路連接；

54、所述檢測器的第一輸出端與所述穩(wěn)壓器的第二輸入端連接，第二輸出端與所述處理器連接；

55、所述外部過溫保護電路的輸入端與所述處理器連接；

56、所述施密特觸發(fā)器的輸出端和所述鎖存關斷/自動重啟動電路的輸出端均與所述處理器連接；

57、所述第二比較器的輸出端與所述或非運算器的第一輸入端連接；

58、所述第三比較器的輸出端與所述或非運算器的第二輸入端連接；

59、所述或非運算器的輸出端與所述第一與運算器的第三輸入端連接；

60、所述第一與運算器的第一輸入端與所述檢測器的第三輸出端連接；

61、所述第一與運算器的第二輸入端與所述處理器連接；

62、所述第一振蕩器的第一輸出端和第二輸出端與所述第一與運算器的第四輸入端和第五輸入端連接；

63、所述第一振蕩器的第三輸出端與所述處理器連接；

64、所述第一或運算器的第一輸入端與所述處理器連接；

65、所述第一與運算器的輸出端與所述第一或運算器的第二輸入端連接；

66、所述第一或運算器的輸出端與所述毫米波發(fā)射端的信號輸入端連接；

67、所述處理器的使能端與所述毫米波發(fā)射端的發(fā)射使能端連接；

68、所述第四低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端與所述毫米波發(fā)射端的發(fā)射供電端連接。

69、進一步地，所述輸出控制電路包括第一三極管、第二電解電容、第五電阻、第三電容、第四電容、第六電阻、第七電阻和第八電阻；

70、所述變壓器的次級側包括第三繞組；

71、所述第三繞組的同名端分別與所述第二電解電容的一端、所述第六電阻的一端、所述檢測器的第一輸入端以及所述第四低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端連接；

72、所述第二電解電容的另一端分別與所述第一三極管的源極、所述第三電容的一端、所述第四電容的一端、所述第八電阻的一端連接，并且均接地；

73、所述第六電阻的另一端分別與所述第七電阻的一端以及所述第二比較器的正極連接；

74、所述第七電阻的另一端分別與所述第八電阻的另一端以及所述第二比較器的正極連接；

75、所述第三電容的另一端分別與所述穩(wěn)壓器的輸出端和所述施密特觸發(fā)器的正極連接；

76、所述第四電容的另一端與所述第四低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端連接；

77、第三繞組的異名端分別與所述第一三極管的漏極以及所述第五電阻的一端連接；

78、所述第一三極管的源極通過第二緩存器與所述處理器連接；

79、所述第五電阻的另一端與所述檢測器的第二輸入端連接。

80、進一步地，所述次級控制器還包括數(shù)字控制器和usb?pd控制器；

81、所述輸出控制電路中所述第六電阻、第七電阻替換成第二三極管以及第五電容；

82、所述第二三極管的漏極分別與所述第二電解電容的所述一端、所述穩(wěn)壓器的第一輸入端以及所述第四低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入端連接；

83、所述第二三極管的源極分別與所述第五電容的一端、所述usb?pd控制器連接；

84、所述第二三極管的柵極與所述數(shù)字控制器的第一輸出端連接；

85、所述第五電容的另一端與所述第八電阻的另一端連接；

86、所述數(shù)字控制器的輸入端與所述檢測器的第一輸入端連接；

87、所述數(shù)字控制器的第二輸出端與所述第二比較器的正極連接；

88、所述usb?pd控制器分別與所述檢測器的第一輸入端、所述第四低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端連接；

89、所述數(shù)字控制器和所述usb?pd控制器的控制線和控制線依次連接。

90、進一步地，所述邏輯控制和故障保護電路包括第四比較器、第一故障管理器、第二與運算器、第二或運算器、第二振蕩器、第一電源管理器、第五比較器、第六比較器和第三三極管；

91、所述ac過壓保護電路的輸出端與所述第四比較器的正極連接；

92、所述第一電源管理器的第一輸出端與所述第四比較器的負極連接；

93、所述第四比較器的輸出端與所述第一故障管理器的第一輸入端連接；

94、所述欠壓/過壓保護電路的輸出端與所述第一故障管理器的第二輸入端連接；

95、所述vcc過壓保護電路的輸出端與所述第一故障管理器的第三輸入端連接；

96、所述第一故障管理器的第四輸入端與內(nèi)部過溫保護電路的輸出端連接；

97、所述第一故障管理器的輸出端取反后與所述第二與運算器的第一輸入端連接；

98、所述第一低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸出端與所述第一電源管理器的第一輸入端連接；

99、所述第一電源管理器的第二輸入端與軟啟動電路的輸出端連接；

100、所述第一電源管理器的第二輸出端與所述第五比較器的負極連接；

101、所述第一電源管理器的第三輸出端與所述第六比較器的負極連接；

102、所述第一電源管理器的第四輸出端與所述第三低壓差線性穩(wěn)壓電路的第一輸入端連接；

103、所述第一電源管理器的第五輸出端與所述第一比較器的負極連接；

104、所述第五比較器的正極經(jīng)所述第一緩存器與所述毫米波接收端的信號輸出端連接；

105、所述第五比較器的輸出端與所述第二與運算器的第二輸入端連接；

106、所述第六比較器的正極輸入直流電壓；

107、所述第六比較器的輸出端與所述毫米波接收端的接收使能端連接；

108、所述第二振蕩器的輸入端與所述最大頻率設置電路的輸出端連接；

109、所述第二振蕩器的輸出端與所述與運算器的第三輸入端連接；

110、所述與運算器的輸出端與所述rs觸發(fā)器的s端連接；

111、所述第二或運算器的第一輸入端與最大導通時間設置電路連接；

112、所述第二或運算器的第二輸入端與所述第一比較器的輸出端連接；

113、所述第二或運算器的輸出端與所述rs觸發(fā)器的r端連接；

114、所述x電容放電電路的輸出端與所述第三三極管的柵極連接；

115、所述第三三極管的漏極與交流輸入連接；

116、所述第三三極管的源極接地。

117、進一步地，所述處理器包括第七比較器、第二電源管理器、sr驅(qū)動信號管理器、第二故障管理器、sr使能電路以及脈沖頻率調(diào)制器；

118、所述鎖存關斷/自動重啟動電路的輸出端與所述第二電源管理器的輸入端連接；

119、所述第二電源管理器的第二輸入端與所述第七比較器的負極連接；

120、所述第六電阻的另一端與所述第七比較器的正極連接；

121、所述第七比較器的輸出端與所述毫米波發(fā)射端的發(fā)射使能端連接；

122、所述外部過溫保護電路的第二輸出端、所述施密特觸發(fā)器的輸出端以及所述鎖存關斷/自動重啟動電路的輸出端均與所述第二故障管理器的輸入端連接；

123、所述第二故障管理器的輸出端、所述脈沖頻率調(diào)制器的輸出端、所述檢測器的第二輸出端以及所述第一振蕩器的第三輸出端均與所述sr驅(qū)動信號管理器的輸入端連接；

124、所述sr驅(qū)動信號管理器的第一輸出端與所述第二緩存器的輸入端連接；

125、所述sr驅(qū)動信號管理器的第二輸出端與所述第一或運算器的第一輸入端連接；

126、所述sr驅(qū)動信號管理器的第三輸出端與sr使能電路的輸入端連接；

127、所述sr使能電路的輸出端與所述第一與運算器的第二輸入端連接。

128、為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一種技術方案為：

129、一種電子設備，包括上述一種電能轉換裝置。

130、本發(fā)明的有益效果在于：在電能轉換裝置中，將初級控制器、次級控制器和毫米波收發(fā)器集成在同一芯片上，實現(xiàn)各個元件的合并，并且設置所述初級控制器包括邏輯控制和故障保護電路、過壓保護電路以及穩(wěn)壓電路，輸入電壓分別通過所述過壓保護電路以及穩(wěn)壓電路與所述邏輯控制和故障保護電路連接，所述邏輯控制和故障保護電路通過所述穩(wěn)壓電路與所述毫米波收發(fā)器的一端連接，所述毫米波收發(fā)器的另一端與所述次級控制器連接，通過將電能轉換裝置中的各個元件進行集成，并且對其中的初級控制器進行適應性設置，既實現(xiàn)過壓保護，又實現(xiàn)穩(wěn)壓作用，從而能夠在減小設備體積的基礎上保證安全可靠的信號傳輸。