电源电路和充电装置的制作方法

1.本技术属于电子电路技术领域，尤其涉及一种电源电路和充电装置。


背景技术：

2.传统的电源电路中，当电源电路的开关单元串接在用电负载的正极端时，开关单元的源极会随着电源电压的变化而变化。传统方案通过额定的驱动电压对开关单元进行导通，因此该驱动电压需要与电源电压不共地，也即系对开关单元的源极进行浮地连接，与电源电压不共地的驱动电源会令电源电路所需的变压器件增多，从而导致电源电路的体积变大以及成本上升。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种电源电路，旨在解决传统电源电路因为需要两个不同的电源地，而存在体积大以及成本高的问题。
4.本技术实施例的第一方面提供了一种电源电路，包括：
5.电源模块，配置为根据交流输入电压生成直流的电源电压；
6.驱动模块，与所述电源模块连接，配置为将所述电源电压进行升压，并生成驱动电压；其中，所述驱动电压与所述电源电压的电压差不变；以及
7.开关模块，分别与所述电源模块和所述驱动模块连接，配置为当所述驱动电压大于启动电压时，将所述电源电压转接至用电负载。
8.其中一实施例中，所述驱动模块包括稳压组件、振荡组件以及钳位升压组件；
9.所述稳压组件，配置为将所述电源电压进行降压以生成稳压电压；
10.所述振荡组件，与所述稳压组件连接，配置为根据所述稳压电压生成第二交流电压；
11.所述钳位升压组件，与所述振荡组件连接，配置为将所述第二交流电压与所述电源电压进行叠加以生成所述驱动电压。
12.其中一实施例中，所述开关模块包括开关组件和控制组件；
13.所述控制组件，配置为接收控制信号，且根据所述控制信号输出截止信号；
14.所述开关组件，与所述控制组件连接，配置为当停止输入所述截止信号，且所述驱动电压大于所述启动电压时，将所述电源电压转接至所述用电负载。
15.其中一实施例中，所述电源模块包括变压器、第一二极管以及第一电容；
16.所述变压器的初级绕组的第一端连接至所述电源模块的交流输入电压的第一输入端，所述变压器的初级绕组的第二端连接至所述电源模块的交流输入电压的第二输入端，所述变压器的次级绕组的第一端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第一电容的第一端连接且连接至所述电源模块的电源电压输出端，所述变压器的次级绕组的第二端和所述第一电容的第二端均与电源地连接。
17.其中一实施例中，所述稳压组件包括第一场效应管、第一电阻、第一稳压二极管、
第二稳压二极管以及第二电容；
18.所述第一稳压二极管的负极、所述第一场效应管的集电极以及第一电阻的第一端共接且连接至所述稳压组件的电源电压输入端，所述第一稳压二极管的正极、所述第一场效应管的发射极以及所述第二电容的第一端共接且连接至所述稳压组件的稳压电压输出端，所述第一电阻的第二端、所述第一场效应管的基极以及所述第二稳压二极管的负极共接，所述第二稳压二极管的正极和所述第二电容的第二端均与电源地连接。
19.其中一实施例中，所述振荡组件包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二场效应管、第三场效应管、第三电容以及第四电容；
20.所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第一端以及所述第五电阻的第一端共接且连接至所述振荡组件的稳压电压输入端，所述第二电阻的第二端、所述第三电容的第一端以及所述第二场效应管的集电极共接，所述第三电阻的第二端、所述第二场效应管的基极以及所述第四电容的第一端共接，所述第四电阻的第二端、所述第三电容的第二端以及所述第三场效应管的基极共接，所述第五电阻的第二端、所述第四电容的第二端以及所述第三场效应管的集电极共接且连接至所述振荡组件的第二交流电压输出端，所述第二场效应管的发射极和所述第三场效应管的发射极均与电源地连接。
21.其中一实施例中，所述钳位升压组件包括第二二极管、第三二极管、第五电容以及第六电容；
22.所述第五电容的第一端连接至所述钳位升压组件的第二交流电压输入端，所述第五电容的第二端、所述第二二极管的负极以及所述第三二极管的正极共接，所述第三二极管的负极与所述第六电容的第一端连接且连接至所述钳位升压组件的驱动电压输出端，所述第二二极管的正极与所述第六电容的第二端连接且连接至所述钳位升压组件的电源电压输入端。
23.其中一实施例中，所述开关组件包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四场效应管、第五场效应管以及第三稳压二极管；
24.所述第六电阻的第一端连接至所述开关组件的驱动电压输入端，所述第四场效应管的漏极连接至所述开关组件的电源电压输入端，所述第四场效应管的源极、所述第七电阻的第一端、所述第八电阻的第一端、所述第三稳压二极管的正极以及所述第五场效应管的源极共接，所述第六电阻的第二端、所述第四场效应管的栅极、所述第七电阻的第二端、所述第三稳压二极管的负极以及所述第五场效应管的栅极共接且连接至所述开关组件的截止信号输入端，所述第八电阻的第二端与电源地连接，所述第五场效应管的漏极连接至所述开关组件的电源电压输出端。
25.其中一实施例中，所述控制组件包括第九电阻、第十电阻以及第六场效应管；
26.所述第九电阻的第一端连接至所述控制组件的截止信号输出端，所述第九电阻的第二端与所述第六场效应管的集电极连接，所述第六场效应管的基极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端连接至所述控制组件的控制信号输入端，所述第六场效应管的发射极与电源地连接。
27.本技术实施例的第二方面还提供了一种充电装置，包括如第一方面任一项所述的电源电路。
28.本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过驱动模块对电源电压进行
额定电压数值的升压以生成驱动电压，因此驱动电压与电源电压的电压差不变，作用在开关模块的驱动电压随着电源电压变化而变化，所以电源电压的变化并不会影响开关模块的导通。因此无需对开关模块进行浮地连接，也就无需驱动电压与电源电压作不共地处理，因此驱动电压与电源电压就无需相互隔离，减少了电源电路所需的电源模块的数量，因此缩小了电源电路的体积和降低了电源电路的成本。
附图说明
29.图1为本技术实施例提供的电源电路的第一示例原理框图；
30.图2为本技术实施例提供的电源电路的第二示例原理框图；
31.图3为本技术实施例提供的电源电路的示例电路原理图。
具体实施方式
32.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本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技术，并不用于限定本技术。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.请参阅图1，本技术实施例提供了一种电源电路，该电源电路包括电源模块100、驱动模块200以及开关模块300。
35.电源模块100，配置为根据交流输入电压生成直流的电源电压。
36.驱动模块200，与电源模块100连接，配置为将电源电压进行升压，并生成驱动电压。其中，驱动电压与电源电压的电压差不变。
37.开关模块300，分别与电源模块100和驱动模块200连接，配置为当驱动电压大于启动电压时，将电源电压转接至用电负载400。
38.在具体应用中，电源模块100可以将交流输入电压进行隔离降压和整流等处理后生成电源电压。
39.在本实施例中，电源模块100根据外部电源的交流输入电压生成了直流的电源电压并输出至驱动模块200。驱动模块200对电源电压进行额定电压数值的升压，以生成驱动电压并输出至开关模块300。当驱动电压大于启动电压时，开关模块300导通并将电源电压转接至用电负载400，以对用电负载400进行供电。
40.驱动模块200通过对电源电压进行额定电压数值的升压以生成驱动电压，因此驱动电压与电源电压的电压差不变，作用在开关模块300的驱动电压随着电源电压变化而变化，所以电源电压的变化并不会影响开关模块300的导通。因此无需对开关模块300进行浮地连接，也就无需对驱动电压与电源电压作不共地处理，驱动电压与电源电压无需相互隔离，驱动电压可以直接由电源电压提供，因此应用本技术实施例提供的电源电路可以有效地减少电源电路所需的电源模块100的数量，因此缩小了电源电路的体积的同时能够降低电源电路的成本。进一步，因为驱动电压可以通过电源电压得到，因此降低了驱动模块200
所用电子元器件的耐压等级，提高了驱动模块200的稳定性，并且进一步降低了电源电路的成本。
41.其中，启动电压的大小为本领域技术人员根据实际需要进行相应的设计，在此不作限定；用电负载400可以为电池，当用电负载400为电池时，该电源电路作为电池的充电电路。
42.请参阅图2，其中一实施例中，驱动模块200包括稳压组件210、振荡组件220以及钳位升压组件230。
43.稳压组件210，配置为将电源电压进行降压以生成稳压电压。
44.振荡组件220，与稳压组件210连接，配置为根据稳压电压生成第二交流电压。
45.钳位升压组件230，与振荡组件220连接，配置为将第二交流电压与电源电压进行叠加以生成驱动电压。
46.在本实施例中，稳压组件210将电源电压进行降压生成稳压电压并输出至振荡组件220。振荡组件220将稳压电压进行逆变生成第二交流电压并输出至钳位升压组件230。钳位升压组件230将第二交流电压与电源电压进行叠加以生成驱动电压，因此驱动电压与电源电流的差值等于第二交流电压的电压值且维持不变。同时，稳压组件210是通过电源模块100输出的电源电压进行降压生成稳压电压，第二交流电压是通过稳压电压生成，驱动电压是由电源电压和和第二交流电压叠加形成的，因此稳压组件210、振荡组件220以及钳位升压组件230均与交流输入电压相互隔离。
47.其中，第二交流电压为方波电压。
48.请参阅图2，其中一实施例中，开关模块300包括开关组件310和控制组件320。
49.控制组件320，配置为接收控制信号，且根据控制信号输出截止信号。
50.开关组件310，与控制组件320连接，配置为当停止输入截止信号，且驱动电压大于启动电压时，将电源电压转接至用电负载400。
51.在本实施例中，当控制组件320没有接收到外部的控制信号输出模块500输出的控制信号时，控制组件320没有输出截止信号至开关组件310。在没有输入截止信号的前提下，且输入的驱动电压大于启动电压时，开关组件310导通并将电源电压转接至用电负载400。当需要停止对用电负载400进行供电时，输入控制信号至控制组件320，以使控制组件320输出截止信号至开关组件310。开关组件310在输入截止信号时由导通状态变为截止状态，并停止将电源电压转接至用电负载400。
52.请参阅图3，其中一实施例中，电源模块100包括变压器t1、第一二极管d1以及第一电容c1。
53.变压器t1的初级绕组的第一端连接至电源模块100的交流输入电压的第一输入端，变压器t1的初级绕组的第二端连接至电源模块100的交流输入电压的第二输入端，变压器t1的次级绕组的第一端与第一二极管d1的正极连接，第一二极管d1的负极与第一电容c1的第一端连接且连接至电源模块100的电源电压输出端，变压器t1的次级绕组的第二端和第一电容c1的第二端均与电源地连接。
54.请参阅图3，其中一实施例中，稳压组件210包括第一场效应管q1、第一电阻r1、第一稳压二极管zd1、第二稳压二极管zd2以及第二电容c2。
55.第一稳压二极管zd1的负极、第一场效应管q1的集电极以及第一电阻r1的第一端
共接且连接至稳压组件210的电源电压输入端，第一稳压二极管zd1的正极、第一场效应管q1的发射极以及第二电容c2的第一端共接且连接至稳压组件210的稳压电压输出端，第一电阻r1的第二端、第一场效应管q1的基极以及第二稳压二极管zd2的负极共接，第二稳压二极管zd2的正极和第二电容c2的第二端均与电源地连接。
56.请参阅图3，其中一实施例中，振荡组件220包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第二场效应管q2、第三场效应管q3、第三电容c3以及第四电容c4。
57.第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端、第四电阻r4的第一端以及第五电阻r5的第一端共接且连接至振荡组件220的稳压电压输入端，第二电阻r2的第二端、第三电容c3的第一端以及第二场效应管q2的集电极共接，第三电阻r3的第二端、第二场效应管q2的基极以及第四电容c4的第一端共接，第四电阻r4的第二端、第三电容c3的第二端以及第三场效应管q3的基极共接，第五电阻r5的第二端、第四电容c4的第二端以及第三场效应管q3的集电极共接且连接至振荡组件220的第二交流电压输出端，第二场效应管q2的发射极和第三场效应管q3的发射极均与电源地连接。
58.请参阅图3，其中一实施例中，钳位升压组件230包括第二二极管d2、第三二极管d3、第五电容c5以及第六电容c6。
59.第五电容c5的第一端连接至钳位升压组件230的第二交流电压输入端，第五电容c5的第二端、第二二极管d2的负极以及第三二极管d3的正极共接，第三二极管d3的负极与第六电容c6的第一端连接且连接至钳位升压组件230的驱动电压输出端，第二二极管d2的正极与第六电容c6的第二端连接且连接至钳位升压组件230的电源电压输入端。
60.请参阅图3，其中一实施例中，开关组件310包括第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第四场效应管q4、第五场效应管q5以及第三稳压二极管zd3。
61.第六电阻r6的第一端连接至开关组件310的驱动电压输入端，第四场效应管q4的漏极连接至开关组件310的电源电压输入端，第四场效应管q4的源极、第七电阻r7的第一端、第八电阻r8的第一端、第三稳压二极管zd3的正极以及第五场效应管q5的源极共接，第六电阻r6的第二端、第四场效应管q4的栅极、第七电阻r7的第二端、第三稳压二极管zd3的负极以及第五场效应管q5的栅极共接且连接至开关组件310的截止信号输入端，第八电阻r8的第二端与电源地连接，第五场效应管q5的漏极连接至开关组件310的电源电压输出端。
62.请参阅图3，其中一实施例中，控制组件320包括第九电阻r9、第十电阻r10以及第六场效应管q6。
63.第九电阻r9的第一端连接至控制组件320的截止信号输出端，第九电阻r9的第二端与第六场效应管q6的集电极连接，第六场效应管q6的基极与第十电阻r10的第一端连接，第十电阻r10的第二端连接至控制组件320的控制信号输入端，第六场效应管q6的发射极与电源地连接。
64.下面结合工作原理对图3所示的电源电路进行说明：
65.变压器t1的初级绕组用于与外部电源连接，且变压器t1将交流输入电压进行降压生成第三交流电压，第一二极管d1对第三交流电压进行整流生成直流的电源电压。第一稳压二极管zd1、第二稳压二极管zd2以及第一电阻r1共同对第一场效应管q1的发射极的稳压电压进行限制，使得第一场效应管q1的发射极的稳压电压等于第二稳压二极管zd2的击穿电压，且第一场效应管q1的发射极的稳压电压等于电源电压减去第一稳压二极管zd1的击
穿电压，从而使得第一场效应管q1的发射极的稳压电压处于稳定值。例如电源电压为48v，第一稳压二极管zd1的击穿电压为18v，第二稳压二极管zd2的击穿电压为30v，此时第一场效应管q1的发射极的稳压电压为18v。稳压电压通过第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第二场效应管q2、第三场效应管q3、第三电容c3以及第四电容c4构成的振荡组件220后变成方波电压(第二交流电压)。当方波电压的电压值处于波谷时，第三场效应管q3导通，电源电压对第五电容c5进行充电，使第五电容c5的第二端的电压变为电源电压。当方波电压的电压值处于波峰时，第三场效应管q3截止，方波电压作用在第五电容c5的第一端，因为电容的电压不能突变，因此此时第五电容c5的第二端的电压等于方波电压加上电源电压，第六电容c6的第一端的电压(驱动电压)也等于方波电压加上电源电压。此时第六电容c6的第一端的电压作用在第六电阻r6、第七电阻r7以及第八电阻r8上，且在第七电阻r7的分压分别大于第四场效应管q4的导通电压和第五场效应管q5的导通电压，因此第四场效应管q4和第五场效应管q5导通。第七电阻r7的分压与驱动电压正相关，因此第七电阻r7的分压随着电源电压的变化而变化。所在在第七电阻r7的分压大于第四场效应管q4的导通电压和第五场效应管q5的导通电压之后，随着电源电压升高，第七电阻r7的分压也会升高，因此第四场效应管q4和第五场效应管均保持导通。第三稳压二极管zd3保证了第七电阻r7的分压不会超过第三稳压二极管zd3的击穿电压，因此能够保护了第四场效应管q4的栅源电压和第五场效应管q5的栅源电压均不会超过第三稳压二极管zd3的击穿电压，对第四场效应管q4和第五场效应管q5起到了保护作用。此时第一二极管d1输出的电源电压out通过第四场效应管q4和第五场效应管q5输出至用电负载。其中用电负载的负极与电源地连接。
66.当需要停止输出电源电压out至用电负载时，输入一个高电平信号至第六场效应管q6的基极，使第六场效应管q6导通，此时第四场效应管q4的栅极和第五场效应管q5的栅极均通过第四场效应管q4与电源地连接，第四场效应挂和第五场效应管q5均截止，以停止输出电源电压至用电负载。
67.本实施例的电源电路的驱动电压与电源电压共用电源地，无需将驱动电压与电源电压进行隔离，因此可以共用一个变压器t1从交流输入电压获取电能，相对于需要将驱动电压和电源电压进行隔离的电源电路，缩小了体积、降低了成本以及降低了功耗。同时本实施例的电源电路没有使用光耦第四场效应管q4和第五场效应管q5进行控制，进一步降低了成本。
68.本技术实施例还提供了一种充电装置，包括如上列任一实施例的电源电路，因为本实施例的充电装置包含上列任一实施例的电源电路，因此本实施例的充电装置至少包含上列任一实施例的电源电路所对应的有益效果。
69.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
70.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
71.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
72.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。