電源供電電路以及電源供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電源供電電路以及電源供電方法，尤其涉及一種能夠提高電源供電效率的電源供電電路以及電源供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在諸如臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦這樣的電子設(shè)備的電源供電電路中，通常包括功率因素校正單元(Power Factor Corrector，PFC)以及對(duì)所述功率因素校正單元進(jìn)行控制的控制芯片。通常，所述控制芯片有兩種類型:一種是帶有高壓?jiǎn)?dòng)管腳的控制芯片，這種控制芯片通過(guò)高壓?jiǎn)?dòng)管腳接收從整流橋輸出的直流高壓以啟動(dòng)，然而采用直流高壓為控制芯片供電，能耗大、效率低；另一種是不帶有高壓?jiǎn)?dòng)管腳的控制芯片，這種控制芯片接收直流電源的直流輸入以啟動(dòng)，因此需要在電源供電電路中額外設(shè)置一個(gè)備用(standby)直流電源并且該備用直流電源對(duì)用戶的啟動(dòng)操作進(jìn)行響應(yīng)以便在啟動(dòng)時(shí)為所述控制芯片供電，由此增加了電源供電電路的設(shè)計(jì)成本。此外，如上所述，由于上述兩種類型的控制芯片各自都具有一定的缺陷，所以無(wú)論選擇那種控制芯片都具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高電源供電效率的電源供電電路以及電源供電方法。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電源供電電路，應(yīng)用于電子設(shè)備，包括:整流單元，配置來(lái)將外部電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，并且將所述第一直流電壓提供給功率因素校正單元，其中第一直流電壓用作控制單元的啟動(dòng)電壓；開(kāi)關(guān)單元，與所述整流單元和控制單元連接，配置來(lái)在導(dǎo)通時(shí)將所述第一直流電壓提供給控制單元；控制單元，配置來(lái)在啟動(dòng)時(shí)通過(guò)所述開(kāi)關(guān)單元接收所述第一直流電壓以啟動(dòng)并且向功率因素校正單元提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率因素校正單元，配置來(lái)接收所述第一直流電壓，并且在接收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)后將所述第一直流電壓轉(zhuǎn)換為第二直流電壓并且將所述第二直流電壓提供給脈寬調(diào)制單元，其中所述第二直流電壓高于所述第一直流電壓；以及脈寬調(diào)制單元，配置來(lái)將所述第二直流電壓轉(zhuǎn)換為第三直流電壓，并且將所述第三直流電壓提供給所述控制單元，其中所述第三直流電壓低于所述第一直流電壓，其中，所述開(kāi)關(guān)單元配置來(lái)響應(yīng)于所述第三直流電壓和來(lái)自所述控制單元的控制信號(hào)來(lái)關(guān)斷。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電源供電方法，應(yīng)用于電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括整流單元、功率因素校正單元、脈寬調(diào)制單元、開(kāi)關(guān)單元和控制單元，所述電源供電方法包括:由所述整流單元將外部電源輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，并且將所述第一直流電壓提供給功率因素校正單元，其中第一直流電壓用作控制單元的啟動(dòng)電壓；所述開(kāi)關(guān)單元導(dǎo)通，并將所述第一直流電壓提供給控制單元；由所述控制單元在啟動(dòng)時(shí)通過(guò)所述開(kāi)關(guān)單元接收所述第一直流電壓以啟動(dòng)并且向所述功率因素校正單元提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；由所述功率因素校正單元接收所述第一直流電壓，并且在接收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)后將所述第一直流電壓轉(zhuǎn)換為第二直流電壓，并且將所述第二直流電壓提供給所述脈寬調(diào)制單元，其中所述第二直流電壓高于所述第一直流電壓；以及由所述脈寬調(diào)制單元將所述第二直流電壓轉(zhuǎn)換為第三直流電壓，并且將所述第三直流電壓提供給所述控制單元，其中所述第三直流電壓低于所述第一直流電壓，其中，所述開(kāi)關(guān)單元響應(yīng)于所述第三直流電壓和來(lái)自所述控制單元的控制信號(hào)來(lái)關(guān)斷。
[0006]由此可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明的電源供電電路以及電源供電方法，通過(guò)整流單元將第一直流電壓提供給控制單元以啟動(dòng)所述控制單元，并且在所述控制單元啟動(dòng)后，由脈寬調(diào)制單元向所述控制單元提供第三直流電壓，以保證所述控制單元啟動(dòng)之后的正常工作，由于第三直流電壓小于第一直流電壓，因此減少了電源供電電路的功率損耗，提高了效率，而且無(wú)需為所述控制單元額外提供備用直流電源，并且作為所述控制單元的控制芯片既可以帶有高壓?jiǎn)?dòng)管腳也可以帶有低壓?jiǎn)?dòng)管腳，從而克服了控制芯片選擇的局限性。
[0007]要理解的是，前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述兩者都是示例性的，并且意圖在于提供要求保護(hù)的技術(shù)的進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0008]通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯。附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。除非明確指出，否則附圖不應(yīng)視為按比例繪制。在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件或步驟。在附圖中:
[0009]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源供電電路的配置的框圖；
[0010]圖2是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源供電電路的電路圖；以及
[0011]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的電源供電方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使得本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更為明顯，下面將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是本發(fā)明的全部實(shí)施例，應(yīng)理解，本發(fā)明不受這里描述的示例實(shí)施例的限制?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下所得到的所有其它實(shí)施例都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在本說(shuō)明書(shū)和附圖中，將采用相同的附圖標(biāo)記表示大體上相同的元素和功能，且將省略對(duì)這些元素和功能的重復(fù)性說(shuō)明。此外，為了清楚和簡(jiǎn)潔，可以省略對(duì)于本領(lǐng)域所熟知的功能和構(gòu)造的說(shuō)明。
[0013]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源供電電路10的配置的框圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電源供電電路10可以應(yīng)用于諸如服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、智能可穿戴設(shè)備等這樣的電子設(shè)備中。
[0015]如圖1中所示，電源供電電路10包括整流單元101、開(kāi)關(guān)單元102、控制單元103、功率因素校正單元104以及脈寬調(diào)制單元105。
[0016]整流單元101配置來(lái)將外部電源(例如市電)輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓，并且將所述第一直流電壓提供給功率因素校正單元104，其中第一直流電壓用作控制單元103的啟動(dòng)電壓。
[0017]整流單元101可以由四個(gè)二極管構(gòu)成的全橋式整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖2中示出了這種全橋式整流電路R。如圖2中所示，在全橋式整流電路R的每個(gè)工作周期內(nèi)，同一時(shí)間只有兩個(gè)二極管工作，通過(guò)二極管的單向?qū)üδ?，把交流電壓轉(zhuǎn)換成單向的直流電壓。雖然圖2中將整流單元101示出為全橋式整流電路，然而本發(fā)明并不限于此，整流單元101還可以由半橋式整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者由兩個(gè)半橋式整流電路所組成的全橋式整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常情況下，如果外部電源輸入電壓是Vac，整流單元101輸出的第一直流電壓在0.9Vac至
1.4Vac之間，即第一直流電壓為直流高壓。
[0018]開(kāi)關(guān)單元102與整流單元101和控制單元103連接，并且配置來(lái)在導(dǎo)通時(shí)將第一直流電壓提供給控制單元103。
[0019]控制單元103配置來(lái)在啟動(dòng)時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)單元102接收第一直流電壓以啟動(dòng)并且向功率因素校正單元104提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧?03可以是諸如中央處理單元(CPU)這樣的處理芯片，也可以是嵌入式控制芯片(EC)或其它任意類型的微控制芯片。
[0020]功率因素校正單元(Power Factor Corrector，PFC) 104配置來(lái)接收第一直流電壓，并且在從控制單元103接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)后將第一直流電壓轉(zhuǎn)換為第二直流電壓并且將第二直流電壓提供給脈寬調(diào)制單元105，其中第二直流電壓高于第一直流電壓。在電源供電電路10與市電(220V)連接的情形中，第二直流電壓優(yōu)選為380V。
[0021]本發(fā)明的功率因素校正單元104可以視為一種DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器，其能夠?qū)斎腚娏鞯牟ㄐ芜M(jìn)行整形，并且在對(duì)波形進(jìn)行整形時(shí)將輸入電壓升壓到穩(wěn)定的直流狀態(tài)(380V至400V)，從而在輸出功率一定的情況下，獲得相對(duì)較小的電流，達(dá)到節(jié)省功耗的目的。由于功率因素校正單元屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員較為公知的技術(shù)，故在此不做詳細(xì)描述，圖2中示出了本發(fā)明所采用的示例性PFC電路，然而本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要采用主動(dòng)式或被動(dòng)式PFC電路，并對(duì)PFC電路構(gòu)成進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，只要符合本發(fā)明的原理即可。
[0022]脈寬調(diào)制單元(Pulse Width Modulat1n，PffM) 105配置來(lái)將功率因素校正單元104輸出的第二直流電壓轉(zhuǎn)換為第三直流電壓，并且將所述第三直流電壓提供給控制單元103，其中所述第三直流電壓低于所述第一直流電壓。
[0023]脈寬調(diào)制單元105還配置來(lái)將第二直流電壓轉(zhuǎn)換為第四直流電壓，并通過(guò)所述第四直流電壓為電子設(shè)備供電。
[0024]本發(fā)明的脈寬調(diào)制單元105可以視為一種DC-DC降壓電路，如圖2中所示，脈寬調(diào)制單元105通過(guò)兩個(gè)輔助繞組分別將輸入的第二直流電壓降壓為第三直流電壓和第四直流電壓。
[0025]第四直流電壓優(yōu)選為±12V。然而本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)電源供電電路10所接的實(shí)際負(fù)載和/或?qū)嶋H使用的電子設(shè)備情況來(lái)對(duì)輔助繞組進(jìn)行調(diào)整以獲得所需的第四直流電壓。同理，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)控制單元103的啟動(dòng)管腳情況來(lái)對(duì)輔助繞組進(jìn)行調(diào)整以獲得所需的第三直流電壓，例如，如果控制單元