本发明涉及电源领域，尤其涉及一种电源电路。
背景技术：
buck-boost电路是一种升降压式电源电路，通过控制开关管的导通和关断，以实现对电感和输出电容的充放电。
在相关技术中，buck-boost电路无法实现多路输出。在需要多路输出电源时，只能通过设置多个输入电源来实现，进而增加了电路成本。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电源电路，能够实现多路电路输出，且输出电源与输入电源同相，从而提高了电源电路的适用性，并降低了电源电路的成本。
根据本发明的第一方面实施例的电源电路，包括：电源模块，用于提供供电电源；开关控制模块，与所述电源模块电连接；变压器，所述变压器的初级电感与所述开关控制模块电连接；第一输出模块，与所述变压器的第一次级电感电连接；第二输出模块，与所述变压器的第二次级电感电连接；其中，所述开关控制模块用于控制所述初级电感的工作状态。
根据本发明实施例的电源电路，至少具有如下有益效果：通过电源模块、开关控制模块、变压器、第一输出模块和第二输出模块构成了buck-boost电路。通过开关控制模块控制变压器在储能状态与释能状态之间的转换，使得第一输出模块和第二输出模块分别根据第一次级电感的感应电压和第二次级电感的感应电压生成输出电源，实现了buck-boost电路的两路输出，降低了多路输出的电路成本。
根据本发明的一些实施例，所述第一输出模块包括：第一子电源，用于提供第一子供电电源；第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第一子电源、所述第一次级电感的一端电连接，所述第一电容的另一端接地；第一二极管，所述第一二极管的正极接地，所述第一二极管的负极与所述第一次级电感的另一端电连接。
根据本发明的一些实施例，所述第二输出模块包括：第二子电源，用于提供第二子供电电源；第二电容，所述第二电容的一端分别与第二子电源、所述第二次级电感的一端电连接，所述第二电容的另一端接地；第二二极管，所述第二二极管的正极接地，所述第二二极管的负极与所述第二次级电感的另一端电连接。
根据本发明的一些实施例，所述开关控制模块包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电源模块电连接；第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述初级电感电连接，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端电连接；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一三极管的发射极电连接，所述第二电阻的另一端接地；第一控制单元，所述第一控制单元的一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第一控制单元的另一端与所述第一二极管的负极电连接，用于控制所述第一三极管的导通状态；第二控制单元，所述第二控制单元的一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第二控制单元的另一端与所述第二电阻的一端电连接，用于控制所述第一三极管的导通状态。
根据本发明的一些实施例，所述第一控制单元包括：第三电容，所述第三电容的一端与所述第一二极管的负极电连接；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三电容的另一端电连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的基极电连接。
根据本发明的一些实施例，所述第二控制单元包括：第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二三极管的基极与所述第一电阻电连接，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻电连接；第三三极管，所述第三三极管的基极分别与所述第二电阻、所述第三三极管的发射极电连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第一电阻电连接。
根据本发明的一些实施例，还包括：第一检测模块，所述第一检测模块的一端与所述第一输出模块电连接，所述第一检测模块的另一端与所述开关控制模块电连接，用于检测所述第一输出模块的输出信号；第二检测模块，所述第二检测模块的一端与所述第二输出模块电连接，所述第二检测模块的另一端与所述开关控制模块电连接，用于检测所述第二输出模块的输出信号。
根据本发明的一些实施例，所述第一检测模块包括：第三二极管，所述第三二极管的负极与所述开关控制模块电连接；第一稳压管，所述第一稳压管的一端与所述第三二极管的正极电连接；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一稳压管的另一端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第一输出模块电连接。
根据本发明的一些实施例，所述第二检测模块包括：第四二极管，所述第四二极管的负极与所述开关控制模块电连接；第二稳压管，所述第二稳压管的一端与所述第四二极管的正极电连接；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二稳压管的另一端电连接，所述第五电阻的另一端与所述第二输出模块电连接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明电源电路的一具体实施例的模块框图；
图2为本发明电源电路的一具体实施例的电路结构示意图。
附图标记：
电源模块100、开关控制模块200、第一控制单元210、第二控制单元220、变压器300、第一输出模块400、第二输出模块500、第一检测模块600、第二检测模块700。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1，在一些实施例中，电源电路包括：电源模块100、开关控制模块200、变压器300、第一输出模块400和第二输出模块500。电源模块100用于提供供电电源；开关控制模块200与电源模块100电连接；变压器300的初级电感与开关控制模块200电连接，变压器300的第一次级电感与第一输出模块400电连接，变压器300的第二次级电感与第二输出模块500电连接。其中，开关控制模块200用于控制初级电感的工作状态。具体地，当开关控制模块200导通时，电源模块100通过开关控制模块200给变压器300的初级电感提供供电电源，此时初级电感为储能状态。第一次级电感和第二次级电感分别通过初级电感产生感应电压，使得第一输出模块400根据第一次级电感的感应电压生成第一输出电源、第二输出模块500根据第二次级电感的感应电压生成第二输出电源，从而实现开关控制模块导通时的两路输出。当开关控制模块200关断时，电源模块100与初级电感的供电线路被关断，此时初级电感由储能状态变为释能状态。由于初级电感电流不能突变，所以初级电感的电压反向，变压器300的初级电感分别感应第一次级电感和第二次级电感，第一次级电感和第二次级电感分别为第一输出模块400、第二输出模块500提供能量，使得第一输出模块400根据第一次级电感的感应电压生成第三输出电源、第二输出模块500根据第二次级电感的感应电压生成第四输出电源，从而实现开关模块关断时的两路输出。
本申请实施例通过电源模块100、开关控制模块200、变压器300、第一输出模块400和第二输出模块500构成了buck-boost电路。通过开关控制模块200控制变压器300在储能状态与释能状态之间的转换，使得第一输出模块400和第二输出模块500分别根据第一次级电感的感应电压和第二次级电感的感应电压生成输出电源，实现了buck-boost电路的两路输出，降低了多路输出的电路成本。
参照图2，在一些实施例中，第一输出模块400包括：第一子电源、第一电容c1和第一二极管d1。第一子电源用于提供第一子供电电源。第一电容c1的一端分别与第一子电源、第一次级电感的一端电连接，第一电容c1的另一端接地。第一二极管d1的正极接地，第一二极管d1的负极与第一次级电感的另一端电连接。具体地，当开关控制模块200导通时，变压器300初级电感两端的电压突变为电源模块100提供的供电电压vin，第一次级电感产生感应电压。假设第一子电源提供5v的第一子供电电源，则第一二极管d1的负极电压将突变为vf1＝vin/n1 5v，其中，n1表示变压器300初级电感与第一次级电感的线圈匝数比。当开关控制模块200关断时，变压器300形成反激过程，即初级电感的电流被阻断，初级电感的电压反向并开始释能，使得第一次级电感产生感应电流，第一二极管d1导通，从而实现对第一电容c1的充电，以及为与第一电容c1连接的负载提供能量，此时，输出电源与供电电源vin同相。可以理解的是，第一子电源提供的第一子供电电源的大小可以根据需要进行适应性调整。
在一些实施例中，第二输出模块500包括：第二子电源、第二电容c2和第二二极管d2。第二子电源用于提供第二子供电电源。第二电容c2的一端分别与第二子电源、第二次级电感的一端电连接，第二电容的另一端接地。第二二极管d2的负极与第二次级电感的另一端电连接，第二二极管的正极接地。具体地，当开关控制模块200导通时，变压器300的初级电感两端的电压突变为电源模块100提供的供电电压vin，第二次级电感产生感应电压。假设第二子电源提供12v的第二子供电电源，则第二二极管d2的负极电压将突变为vf2＝vin/n2 12v，其中，n2表示变压器300初级电感与第二次级电感的线圈匝数比。当开关控制模块200关断时，变压器300形成反激过程，即初级电感的电流被阻断，初级电感的电压反向并开始释能，使得第二次级电感产生感应电流，第二二极管d2导通，从而实现对第二电容c2的充电，以及为与第二电容c2连接的负载提供能量，此时，输出电源与供电电源vin同相。可以理解的是，第二子电源提供的第二子供电电源的大小可以根据需要进行适应性调整。
参照图2，在一些实施例中，开关控制模块200包括：第一电阻r1、第一三极管q1、第二电阻r2、第一控制单元210和第二控制单元220。第一电阻r1的一端与电源模块100电连接。第一三极管q1的集电极与初级电感电连接，第一三极管q1的基极与第一电阻r1的另一端电连接。第二电阻r2的一端与第一三极管q1的发射极电连接，第二电阻r2的另一端接地。第一控制单元210的一端与第一三极管q1的基极电连接，第一控制单元210的另一端与第一二极管d1的负极电连接，第一控制单元210用于控制第一三极管q1的导通状态。第二控制单元220的一端与第一三极管q1的基极电连接，第二控制单元220的另一端与第二电阻r2的一端电连接，用于控制第一三极管q1的导通状态。
具体地，第一三极管q1为npn型三极管。当电源模块100提供供电电源vin时，电流流经第一电阻r1、第一三极管q1和第二电阻r2，此时第一三极管q1导通，第一三极管q1的集电极被拉低，第一次级线圈和第二次级线圈分别根据初级线圈两端产生的突变电压生成感应电压，使得第一二极管d1、第二二极管d2分别生成电压vf1和电压vf2。可以理解的是，在第一三级管q1导通的过程中，第一次级电感的感应电压vf1、第二次级电感的感应电压vf2均大于0v，因此第一二极管d1和第二二极管d2均不会导通，不会对输出电容第一电容c1和第二电容c2进行充电。在第一三极管q1导通的过程中，第一控制单元210为第一三极管q1提供基极偏置电流，以维持第一三极管q1的导通状态。供电电源vin对初级电感进行充电，初级电感的电流不断上升，当采集电阻第二电阻r2的电压达到0.6v时，第二控制单元220拉低第一三极管q1的基极电压，以控制第一三极管q1关断。当第一三极管q1关断时，初级电感开始释能并产生反向电压，第一次级电感和第二次级电感分别出现反激过程，以分别实现对第一电容c1和第二电容c2充电。在反激过程中，第一三极管q1的负极电压vf1被钳位至-0.6v，第一控制单元210控制第一三极管q1保持关断状态。可以理解的是，当第一三极管q1关断时，第一次级电感产生的感应电流从第一二极管d1流向第一电容c1，第二次级电感产生的感应电流从第二二极管d2流向第二电容c2，因此第一电容c1、第二电容c2的输出电源与供电电源vin同相。
在一些实施例中，第一控制单元210包括：第三电容c3和第三电阻r3。第三电容c3的一端与第一二极管d1的负极电连接；第三电阻r3的一端与第三电容c3的另一端电连接，第三电阻r3的另一端与第一三极管q1的基极电连接。当第一三极管q1导通时，第一二极管d1的负极电压vf1为第三电容c3充电，因第三电容c3两端的电压不会突变，所以第三电容c3的a点电位会不断下降。第三电容c3产生的充电电流为第一三极管q1提供基极偏置电流，以维持第一三极管q1的导通状态。当第一三极管q1关闭时，在第一次级电感和第二次级电感的反激过程中，由于第三电容c3两端的电压不会突变，因此a点的电位会骤降，从而产生依次流经第二电阻r2、第二控制单元220、第三电阻r3、第三电容c3的放电过程。第一三极管q1的基极电压被拉低至-0.7v，以保持第一三极管q1的关断状态。可以理解的是，第二输出模块500也具有上述相同的连接结构(图中未示出)，且连接关系与实现原理与上述相同，在此不再赘述。
在一些实施例中，第二控制单元220包括：第二三极管q2和第三三极管q3。第二三极管q2的集电极与第一三极管q1的基极电连接，第二三极管q2的基极与第一电阻r1电连接，第二三极管q2的发射极与第二电阻r2电连接。第三三极管q3的基极分别与第二电阻r2、第二三极管q2的发射极电连接，第三三极管q3的发射极接地，第三三极管q3的集电极与第一电阻r1电连接。具体地，第二三极管q2和第三三极管q3均为npn型三极管。在第一三极管q1导通的情况下，当采样电阻第二电阻r2的电压为0.6v时，第二三级管q2和第三三极管q3导通，以拉低第一三极管q1基极的电压，使得第一三极管q1关断。在第一次级电感和第二次级电感的反激过程中，由于a点电位的骤降，将产生依次流经第二电阻r2、第二三极管q2、第一三极管q1、第三电阻r3、第三电容c3的放电过程。
参照图2，在一些实施例中，电源电路还包括：第一检测模块600和第二检测模块700。第一检测模块600的一端与第一输出模块400电连接，第一检测模块600的另一端与开关控制模块200电连接，第一检测模块600用于检测第一输出模块400的输出信号。第二检测模块700的一端与第二输出模块500电连接，第二检测模块700的另一端与开关控制模块200电连接，第二检测模块700用于检测第二输出模块500的输出信号。具体地，随着第一三极管q1的不断导通和关断，第一电容c1和第二电容c2的输出电源将会逐步上升。当第一检测模块600和/或第二检测模块700检测到第一电容c1和/或第二电容c2的输出电压超过预设阈值时，第一检测模块600和/或第二检测模块700将强制关断第一三极管q1，终止第一三极管q1的开关过程，以保证输出电源的稳定。
在一些实施例中，第一检测模块600包括：第三二极管d3、第一稳压管zd1和第四电阻r4。第三二极管d3的负极与开关控制模块200电连接；第一稳压管zd1的一端与第三二极管d3的正极电连接；第四电阻r4的一端与第一稳压管zd1的另一端电连接，第四电阻r4的另一端与第一输出模块400电连接。具体地，第三二极管d3、第一稳压管zd1和第四电阻r4依次串联连接。第三二极管d3的负极分别与第三三极管q3的基极、第二三极管q2的发射极电连接，第四电阻r4的另一端与第一子电源电连接。当第一检测模块600检测到第一输出模块400的输出电压超过预设阈值时，将强制关断第一三极管q1，以保证第一输出模块400输出电源的稳定。
在一些实施例中，第二检测模块700包括：第四二极管d4、第二稳压管zd2和第五电阻r5。第四二极管d4的负极与开关控制模块200电连接；第二稳压管zd2的一端与第四二极管d4的正极电连接；第五电阻r5的一端与第二稳压管zd2的另一端电连接，第五电阻r5的另一端与第二输出模块500电连接。具体地，第四二极管d4、第二稳压管zd2、第五电阻r5依次串联连接。第四二极管d4的负极分别与第三三极管q3的基极、第二三极管q2的发射极电连接，第五电阻r5的另一端与第二子电源电连接。当第二检测模块700检测到第二输出模块500的输出电压超过预设阈值时，将强制关断第一三极管q1，以保证第二输出模块500输出电源的稳定。
在一个具体的的实施例中，开关控制模块200、第一输出模块400和第二输出模块500中各元件的连接关系如图2所示。当电源模块100提供供电电源vin时，电流流经第一电阻r1、第一三极管q1和第二电阻r2，使得第一三极管q1导通，第一三极管q1的集电极电压被拉低。此时，变压器300的初级电感为储能状态，初级电感两端的电压突变为供电电压vin，第一次级电感和第二次电感分别产生感应电压，使得第一二极管d1的阴极电压突变为vf1、第二二极管d2的阴极电压突变为vf2。电压vf1为第三电容c3充电，第三电容c3的a点电位将不断下降，第三电容c3产生的充电电流为第一三极管q1提供基极偏置电流，以维持第一三极管q1的导通状态。在第一三极管q1导通的情况下，供电电源vin持续为初级电感充电，初级电感的电流不断上升。当采样电阻第二电阻r2的电压达到0.6v时，第二三极管q2和第三三级管q3导通，拉低第一三极管q1的基极电压，使得第一三极管q1迅速关闭。当第一三极管q1关闭时，初级电感转换为释能状态，第一次级电感和第二次级电感分别生成感应电流，感应电流分别流经第一二极管d1和第二二极管d2，以分别为第一电容c1和第二电容c2充电，从而实现变压器300的反激过程。在反激过程中，第一二极管d1的负极电压被钳位至-0.6v。由于第三电容c3两端的电压不会发生突变，因此a点的电位将骤降，从而产生依次流经第二电阻r2、第六电阻r6、第二三极管q2、第一三极管q1、第三电阻r3和第三电容c3的放电过程。第一三极管q1的基极电压被拉低至-0.7v，以维持第一三极管q1的关断状态。在第一三极管q1的关断过程中，第一二极管d1和第二二极管d2均导通，使得第一输出模块400的输出电源与供电电源vin同相。可以理解的是，第二输出模块500输出电源的实现过程与上述相同，在此不再赘述。
本申请实施例提供的电源电路通过变压器、第一输出模块和第二输出模块实现了电路的两路输出，且输出电源与供电电源同相，降低了多路输出电路的成本，并提高了电源电路的适用性。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
1.电源电路，其特征在于，包括：
电源模块，用于提供供电电源；
开关控制模块，与所述电源模块电连接；
变压器，所述变压器的初级电感与所述开关控制模块电连接；
第一输出模块，与所述变压器的第一次级电感电连接；
第二输出模块，与所述变压器的第二次级电感电连接；
其中，所述开关控制模块用于控制所述初级电感的工作状态。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一输出模块包括：
第一子电源，用于提供第一子供电电源；
第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第一子电源、所述第一次级电感的一端电连接，所述第一电容的另一端接地；
第一二极管，所述第一二极管的正极接地，所述第一二极管的负极与所述第一次级电感的另一端电连接。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述第二输出模块包括：
第二子电源，用于提供第二子供电电源；
第二电容，所述第二电容的一端分别与第二子电源、所述第二次级电感的一端电连接，所述第二电容的另一端接地；
第二二极管，所述第二二极管的正极接地，所述第二二极管的负极与所述第二次级电感的另一端电连接。
4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于，所述开关控制模块包括：
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电源模块电连接；
第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述初级电感电连接，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端电连接；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一三极管的发射极电连接，所述第二电阻的另一端接地；
第一控制单元，所述第一控制单元的一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第一控制单元的另一端与所述第一二极管的负极电连接，用于控制所述第一三极管的导通状态；
第二控制单元，所述第二控制单元的一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第二控制单元的另一端与所述第二电阻的一端电连接，用于控制所述第一三极管的导通状态。
5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述第一控制单元包括：
第三电容，所述第三电容的一端与所述第一二极管的负极电连接；
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第三电容的另一端电连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的基极电连接。
6.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述第二控制单元包括：
第二三极管，所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二三极管的基极与所述第一电阻电连接，所述第二三极管的发射极与所述第二电阻电连接；
第三三极管，所述第三三极管的基极分别与所述第二电阻、所述第三三极管的发射极电连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第一电阻电连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电源电路，其特征在于，还包括：
第一检测模块，所述第一检测模块的一端与所述第一输出模块电连接，所述第一检测模块的另一端与所述开关控制模块电连接，用于检测所述第一输出模块的输出信号；
第二检测模块，所述第二检测模块的一端与所述第二输出模块电连接，所述第二检测模块的另一端与所述开关控制模块电连接，用于检测所述第二输出模块的输出信号。
8.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述第一检测模块包括：
第三二极管，所述第三二极管的负极与所述开关控制模块电连接；
第一稳压管，所述第一稳压管的一端与所述第三二极管的正极电连接；
第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一稳压管的另一端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第一输出模块电连接。
9.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述第二检测模块包括：
第四二极管，所述第四二极管的负极与所述开关控制模块电连接；
第二稳压管，所述第二稳压管的一端与所述第四二极管的正极电连接；
第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第二稳压管的另一端电连接，所述第五电阻的另一端与所述第二输出模块电连接。
技术总结