电源电路及用电设备制造技术

一种电源电路及用电设备，所述电源电路包括：超级电容、降压DC‑DC单元、充电逆变单元以及检测单元；降压DC‑DC单元以接入第一电压信号并将其降压为第二电压信号输出；充电逆变单元接入所述第二电压信号对所述超级电容充电，还配置为逆变所述超级电容的能量以输出供电电压；检测单元，控制所述降压DC‑DC单元打开或关断所述第二电压信号的输出。使用超级电容作为电量存储单元，超级电容可以在恶劣环境使用，稳定性好不容易引发安全事故，同时循环寿命长；另外，降压DC‑DC单元和充电逆变单元可以分别工作在大电流、小电流低静态的高效区间，从而更好的实现低功耗值守系统的能源管理策略，通过更低的电源系统损耗换来更长的待机续航时间。

Power Circuit and Electric Equipment

A power supply circuit and an electrical equipment include: a supercapacitor, a step-down DC DC unit, a charging inverter unit and a detection unit; a step-down DC DC unit to access the first voltage signal and drop its voltage to output the second voltage signal; a charging inverter unit to connect the second voltage signal to charge the supercapacitor, and is also configured to invert the supercapacitor. The energy is used to output the power supply voltage; the detection unit controls the step-down DC DC unit to turn on or off the output of the second voltage signal. Using supercapacitor as storage unit of electric quantity, supercapacitor can be used in harsh environment, its stability is not easy to cause safety accidents, and its cycle life is long. In addition, step-down DC DC unit and charging inverter unit can work in high current, low current and low static efficiency interval respectively, so as to better realize the energy management strategy of low power value-keeping system through lower power consumption. Power system losses are traded for longer standby life.

【技术实现步骤摘要】
电源电路及用电设备
本专利技术属于电源
，尤其涉及一种电源电路及用电设备。
技术介绍
当前监视类电子设备为了满足续航需求多会使用低功耗供电，目前的低功耗供电电源设计大多采用DC-DC电源和锂离子电池的方案，实现免换电池低功耗的。然而，锂离子电池使用在温度较高或者较低的恶劣环境中时容易引发安全事故，且锂离子循环寿命有限。而且，目前的低功耗供电电源中的大、小电流DC-DC变换电路都不能始终工作在高效率区间。典型的，利用大电流的DC-DC变换电路在带动小电流的负载的时候，效率很低，自消耗电流大于有效负载电流，且电源纹波较大，若作为唯一电源供给休眠监视状态的电子系统，必定造成系统休眠电流过大，待机时间不够长问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种极低功耗且混合电流模式的电源电路及用电设备，旨在解决传统的低功耗供电电源使用锂电池不适用于恶劣环境，且功耗过高的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种电源电路，所述电源电路包括：超级电容；降压DC-DC单元，配置为工作在高效区间，以接入第一电压信号并将其降压为第二电压信号输出；充电逆变单元，与所述超级电容和所述降压DC-DC单元连接，配置为接入所述第二电压信号对所述超级电容充电，还配置为逆变所述超级电容的能量以输出供电电压；检测单元，与所述超级电容和所述降压DC-DC单元连接，配置为检测所述超级电容的电压值，根据所述电压值控制所述降压DC-DC单元打开或关断所述第二电压信号的输出。在一些实施例中，所述降压DC-DC单元包括降压恒压芯片、输入滤波电容、第一电感、输出滤波电容、第一稳压二极管、第二稳压二极管、谐振电容及第一电阻，其中：所述降压恒压芯片的电源引脚用于接入所述第一电压信号，所述输入滤波电容的第一端接所述降压恒压芯片的电源引脚，所述输入滤波电容第二端接地；所述第一电感的第一端接所述降压恒压芯片的开关节点引脚，所述第一电感的第二端作为降压DC-DC单元的输出端用以输出所述第二电压信号，所述谐振电容及所述第一电阻串联后与所述第一电感并联，所述第一稳压二极管的负极接所述降压恒压芯片的开关节点引脚，所述第一稳压二极管的正极接地，所述第二稳压二极管的负极接所述第一电感的第二端，所述第二稳压二极管的正极接地，所述输出滤波电容与所述第二稳压二极管并联，所述降压恒压芯片的使能引脚与所述检测单元连接。在一些实施例中，所述降压DC-DC单元还包括反馈模块，所述反馈模块连接在所述第一电感的第二端和所述降压恒压芯片的反馈引脚之间，用于反馈所述第一电感输出的电压至所述降压恒压芯片以使所述第一电感输出的电压保持在预设值。在一些实施例中，所述反馈模块包括第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第二电阻的第一端接所述第一电感的第二端，所述第二电阻的第二端接所述降压恒压芯片的反馈引脚和所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地，所述第一电容与所述第二电阻并联。在一些实施例中，所述充电逆变单元包括移动电源芯片、第一滤波电容、第二电感、第二滤波电容及第三滤波电容，其中：所述移动电源芯片的电源引脚接入所述第二电压信号，所述第一滤波电容的第一端接所述移动电源芯片的电源引脚，所述第一滤波电容接地，所述第二电感的第一端接所述移动电源芯片的开关节点引脚，所述第二电感的第二端接所述移动电源芯片的电池引脚和使能引脚与所述超级电容的正极连接，所述超级电容的负极接地，所述超级电容的正极还与所述检测单元连接，所述第二滤波电容与所述超级电容并联，所述移动电源芯片的输出引脚作为充电逆变单元的输出端用以输出所述供电电压，所述第三滤波电容的第一端接所述移动电源芯片的输出引脚，所述第三滤波电容的第二端接地。在一些实施例中，所述检测单元包括一比较器，所述比较器的同相输入端与所述超级电容的正极连接，反相输入端接一参考电压，输出端与所述降压DC-DC单元连接。在一些实施例中，所述检测单元还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的第一端接电源，所述第四电阻与所述比较器的反相输入端连接，还通过第五电阻接地。在一些实施例中，所述检测单元包括微控制单元。本专利技术实施例的第二方面提供了一种用电设备，包括上述的电源电路。上述的电源电路使用超级电容作为电量存储单元，超级电容可以在恶劣环境使用，稳定性好不容易引发安全事故，同时循环寿命长；另外，降压DC-DC单元和充电逆变单元可以分别工作在大电流、小电流低静态的高效区间，从而更好的实现低功耗值守系统的能源管理策略，通过更低的电源系统损耗换来更长的待机续航时间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的电源电路结构示意图；图2为图1所示的电源电路中工作流程图；图3为图1所示的电源电路中的降压DC-DC单元的示例电路原理图；图4为图1所示的电源电路中的充电逆变单元的示例电路原理图；图5为图1所示的电源电路中的检测单元的示例电路原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术实施例的电源电路包括超级电容11、降压DC-DC单元12、充电逆变单元13及检测单元14。降压DC-DC单元12配置为工作在高效区间，以接入第一电压信号DC_in并将其降压为第二电压信号DC_out1输出；充电逆变单元13与超级电容11和降压DC-DC单元12连接，配置为接入第二电压信号DC_out1对超级电容11充电，还配置为逆变超级电容11的能量以输出供电电压DC_out2；检测单元14与超级电容11和降压DC-DC单元12连接，配置为检测超级电容11的电压值，根据电压值控制降压DC-DC单元12打开或关断第二电压信号DC_out1的输出。请参阅图1和图2，本实施例中的电源电路将大电流、转换效率高的降压DC-DC单元12，和小电流、逆变效率高、且工作静态电流小的充电逆变单元13串联配合使用。在短的时间内，降压DC-DC单元12在自己的高效区间将超级电容11充满。在大部分时间内，静态电流小，小电流逆变效率高的充电逆变单元13长时间为小电流，为需要经常睡眠的小电流后级负载提供电源。上电时，降压DC-DC单元12为连接了超级电容11的充电逆变单元13(包括移动电源三合一芯片)供电，充电逆变单元13为超级电容11充电，超级电容11的电压随之上升。与超级电容11连接的检测单元14检测超级电容11电压给，当电量充到一定程度后，超级电容11电压超出了高压阈值的，检测单元14输出关断降压DC-DC单元12。超级电容11的能量通过充电逆变单元13逆变输出稳定的系统电压，供应负载使用。同时超级电容11电压在下降，当超级电容11电压低于低压阈值后，检测单元14重新打开降压DC-DC单元12为超级电容11充电，充电到高电压阈值后，检测单元14再次关断降压DC-DC单元12，如此循环。请参阅图3，在一些实施例中，降压DC-DC单元12包括降压恒压芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：超级电容；降压DC‑DC单元，配置为工作在高效区间，以接入第一电压信号并将其降压为第二电压信号输出；充电逆变单元，与所述超级电容和所述降压DC‑DC单元连接，配置为工作在高效区间，接入所述第二电压信号对所述超级电容充电，还配置为逆变所述超级电容的能量以输出供电电压；检测单元，与所述超级电容和所述降压DC‑DC单元连接，配置为检测所述超级电容的电压值，根据所述电压值控制所述降压DC‑DC单元打开或关断所述第二电压信号的输出。

【技术特征摘要】
1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：超级电容；降压DC-DC单元，配置为工作在高效区间，以接入第一电压信号并将其降压为第二电压信号输出；充电逆变单元，与所述超级电容和所述降压DC-DC单元连接，配置为工作在高效区间，接入所述第二电压信号对所述超级电容充电，还配置为逆变所述超级电容的能量以输出供电电压；检测单元，与所述超级电容和所述降压DC-DC单元连接，配置为检测所述超级电容的电压值，根据所述电压值控制所述降压DC-DC单元打开或关断所述第二电压信号的输出。2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述降压DC-DC单元包括降压恒压芯片、输入滤波电容、第一电感、输出滤波电容、第一稳压二极管、第二稳压二极管、谐振电容及第一电阻，其中：所述降压恒压芯片的电源引脚用于接入所述第一电压信号，所述输入滤波电容的第一端接所述降压恒压芯片的电源引脚，所述输入滤波电容第二端接地；所述第一电感的第一端接所述降压恒压芯片的开关节点引脚，所述第一电感的第二端作为降压DC-DC单元的输出端用以输出所述第二电压信号，所述谐振电容及所述第一电阻串联后与所述第一电感并联，所述第一稳压二极管的负极接所述降压恒压芯片的开关节点引脚，所述第一稳压二极管的正极接地，所述第二稳压二极管的负极接所述第一电感的第二端，所述第二稳压二极管的正极接地，所述输出滤波电容与所述第二稳压二极管并联，所述降压恒压芯片的使能引脚与所述检测单元连接。3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述降压DC-DC单元还包括反馈模块，所述反馈模块连接在所述第一电感的第二端和所述降压恒压芯片的反馈引脚之间，用于反馈所述第一电感输出的电压至所述降压恒压芯片以使所述第一电感输出的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明，薛哲峰，
申请(专利权)人：深圳流量链科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44