开关电源及电子设备制造技术

本申请公开了一种开关电源及电子设备，开关电源包括：电感，连接在输入电压与第一节点之间；电容，连接在输出电压与接地端之间；主开关管，连接在第一节点与接地端之间，主开关管导通时电感充电；同步开关管，连接在输出电压和第一节点之间，包括串联的第一开关管和第二开关管，第一开关管通过第二控制信号控制导通或关断，第一开关管导通时电感放电；偏置电路，在输入电压小于输出电压时提供第一偏置电压，在输入电压大于输出电压时提供第二偏置电压，通过第一偏置电压和第二偏置电压控制第二开关管导通，为电感提供放电路径使得电感工作在续流阶段。保证Boost型开关电源在降压、升压模式下可以正常工作，拓宽了Boost型开关电源的应用范围。应用范围。应用范围。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及电子设备


[0001]本申请涉及电子电路
，具体涉及一种开关电源及电子设备。

技术介绍

[0002]随着各种便携式消费电子产品的快速发展，低压低功耗及宽输入电压范围的开关电源是目前及未来的发展趋势。传统的Boost电路仅能实现升压功能，对应地输出电压大于输入电压，这在实际应用中会受到很多限制。例如当负载需要的电压范围中包括了大于输入电压和小于输入电压的情况时，传统的boost电路难以满足输出电压小于输入电压的应用场景。
[0003]鉴于此，拓宽Boost电路的电压范围，能进一步满足更广泛的应用领域。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种输入电压范围更宽的Boost型的开关电源及其电子设备。
[0005]第一方面，本申请提供了一种开关电源，包括：
[0006]电感，连接在输入电压与第一节点之间；
[0007]第一电容，连接在输出电压与接地端之间；
[0008]主开关管，连接在所述第一节点与接地端之间，所述主开关管通过第一控制信号控制导通或关断，所述主开关管导通时所述电感充电；
[0009]同步开关管，连接在所述输出电压和所述第一节点之间，包括串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管通过第二控制信号控制导通或关断，所述第一开关管导通时所述电感放电；
[0010]偏置电路，在输入电压小于输出电压时提供第一偏置电压，在输入电压大于输出电压时提供第二偏置电压，通过所述第一偏置电压和所述第二偏置电压控制所述第二开关管导通，为所述电感提供放电路径使得所述电感工作在续流阶段。
[0011]可选地，所述第二开关管经所述第二偏置电压控制导通时向所述第一节点提供中间电压，所述中间电压大于所述输入电压。
[0012]可选地，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压，所述第一偏置电压为参考低电压。
[0013]可选地，所述第二开关管经所述第二偏置电压控制导通时等效为电阻，以维持所述输入电压大于所述输出电压。
[0014]可选地，所述偏置电路包括：
[0015]比较单元，比较所述输入电压和所述输出电压，并产生状态信号；
[0016]偏置单元，与所述比较单元连接，根据所述状态信号产生所述第一偏置电压或者所述第二偏置电压。
[0017]可选地，还包括：
[0018]选择电路，与所述比较单元连接，根据所述状态信号向所述第一开关管的衬底端和所述第二开关管的衬底端提供所述输入电压或者所述输出电压，
[0019]其中，在所述输入电压大于所述输出电压时向所述第一开关管的衬底端和所述第二开关管的衬底端提供所述输入电压，在所述输入电压小于所述输出电压时向所述第一开关管的衬底端和所述第二开关管的衬底端提供所述输出电压，
[0020]其中，所述中间电压与所述输入电压的差值，小于所述第二开关管中体二极管正向导通电压以及所述第一开关管中体二极管正向导通电压。
[0021]可选地，所述偏置单元包括：
[0022]电阻；
[0023]第三开关管，控制端与所述比较单元连接以接收所述状态信号，第一端与所述第二开关管的控制端连接，第二端接地；
[0024]第四开关管，第一端经由所述电阻接地，控制端与所述第四开关管的第一端连接，第二端与所述输入电压连接；
[0025]第五开关管，控制端与所述第四开关管的控制端连接，第一端接地，第二端与所述第二开关管的控制端连接，衬底端与所述输入电压连接；
[0026]电流源，第一端与所述输入电压连接，第二端与所述第五开关管的第二端连接；以及
[0027]第二电容，第一端与所述第四开关管的控制端和所述第五开关管的控制端连接，第二端接地。
[0028]可选地，所述选择单元包括：
[0029]第六开关管，控制端与所述比较单元连接以接收所述状态信号，第一端与所述第一开关管的衬底端和所述第二开关管的衬底端连接，第二端与所述输入电压连接；
[0030]非门，输入端与所述比较单元连接以接收所述状态信号；
[0031]第七开关管，控制端与所述非门的输出端连接，第一端与所述第一开关管的衬底端和所述第二开关管的衬底端连接，第二端与所述输出电压连接。
[0032]可选地，所述主开关管和所述同步开关管交替导通。
[0033]第二方面，本申请还提供了一种电子设备，包括如上上述的开关电源。
[0034]本申请提供的开关电源及电子设备，通过偏置电路在升压模式和降压模式下分别向第二开关管提供不同的偏置电压，以控制第二开关管导通，为电感提供放电路径使得电感工作在续流阶段。保证Boost型开关电源可以正常工作在降压模式和升压模式下，相比于现有技术降低了功耗且拓宽了传统Boost型开关电源的应用范围。
[0035]应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0036]图1示出一种开关电源的电路示意图；
[0037]图2示出另一种开关电源的电路示意图；
[0038]图3示出根据本申请第一实施例提供的开关电源的结构示意图；
[0039]图4示出根据本申请第二实施例提供的开关电源的结构示意图；
[0040]图5示出根据本申请第二实施例提供的开关电源的电路示意图；
[0041]图6a示出根据本申请实施例提供的开关电源在升压模式下的波形示意图；
[0042]图6b示出根据本申请实施例提供的开关电源在降压模式下的波形示意图。
具体实施方式
[0043]为了便于理解本公开，下面将参照相关附图对本公开进行更全面的描述。附图中给出了本公开的较佳实施例。但是，本公开可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本公开的公开内容的理解更加透彻全面。
[0044]图1示出一种开关电源的电路示意图。
[0045]参见图1，开关电源100为传统的Boost电路，包括电感L、主开关管N1、同步开关管P1、电容C1以及电阻RL。电感L连接在输入电压VIN与第一节点LX之间。主开关管N1的控制端接收第一控制信号NG，主开关管N1的第一端与第一节点LX连接，主开关管N1的第二端与接地端连接。同步开关管P1的控制端接收第二控制信号PG1，同步开关管P1的第一端与第一节点LX连接，同步开关管P1的第二端与输出电压VOUT连接。电容C1连接在输出电压VOUT与接地端之间。电阻RL连接在输出电压VOUT与接地端之间。
[0046]当主开关管N1导通、同步开关管P1断开时，输入电压VIN经电感L以及主开关管N1至接地端形成通路，以对电感L充电进而存储能量。输出电压VOUT由电容C1提供。当主开关管N1断开、同步开关管P1导通时，电感L的电流不会突变为0，电感L放电释放能量，以对电容C1进行充电，使得输出电压VOUT大于输入电压VIN。通过不断重复地对电感L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源，其特征在于，包括：电感，连接在输入电压与第一节点之间；第一电容，连接在输出电压与接地端之间；主开关管，连接在所述第一节点与接地端之间，所述主开关管通过第一控制信号控制导通或关断，所述主开关管导通时所述电感充电；同步开关管，连接在所述输出电压和所述第一节点之间，包括串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管通过第二控制信号控制导通或关断，所述第一开关管导通时所述电感放电；偏置电路，在输入电压小于输出电压时提供第一偏置电压，在输入电压大于输出电压时提供第二偏置电压，通过所述第一偏置电压和所述第二偏置电压控制所述第二开关管导通，为所述电感提供放电路径使得所述电感工作在续流阶段。2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第二开关管经所述第二偏置电压控制导通时向所述第一节点提供中间电压，所述中间电压大于所述输入电压。3.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第一偏置电压小于所述第二偏置电压，所述第一偏置电压为参考低电压。4.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述第二开关管经所述第二偏置电压控制导通时等效为电阻，以维持所述输入电压大于所述输出电压。5.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述偏置电路包括：比较单元，比较所述输入电压和所述输出电压，并产生状态信号；偏置单元，与所述比较单元连接，根据所述状态信号产生所述第一偏置电压或者所述第二偏置电压。6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，还包括：选择电路，与所述比较单元连接，根据所述状态信号向所述第一开关管的衬底端和所述第二开关管的衬底端提供所述输入电压或者所述输出电压，其中，在所述输入电压大于所述输出电压时向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文敏，白连龙，
申请(专利权)人：北京奕斯伟计算技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：