CN111026257A - 供电电路及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于输出CPU VICCO信号的供电电路及电子装置。所述供电电路包括主控电路、时序控制线路、补偿线路、反馈输出线路及VICCO信号端，所述主控电路内部集成有MOSFET线路、过压保护线路及过流保护线路，其包括输入端、使能端、输出端、自升压端及反馈端，所述输入端用于接收输入信号，所述输出端用于输出所述主控电路将所述输入信号转化获得的输出信号，所述输出端还连接至所述VICCO信号端，所述使能端连接所述时序控制线路，所述自升压端经由辅助线路连接至所述输出端，所述辅助线路包括串行连接的电阻及电容，所述反馈端经所述反馈输出线路连接至所述输出端，所述补偿线路连接于所述输出端及所述反馈端之间。

Description

供电电路及电子装置

技术领域

本发明涉及一种电源技术，尤其涉及一种供电电路及电子装置。

背景技术

3G的全球覆盖使世界快速步入移动互联网时代，4G网络的应用范围变得更加广泛，2019年，5G时代也应声到来，人们日常的工作、生活与网络越来越紧密。各种电子装置在市场上迅速渗透，为移动互联网发展的强大动力。在此背景下，各种电子装置受到了越来越多用户的关注，其中，个人计算机（Personal Computer，PC）、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等多个种类的电子装置成为备受消费者青睐的产品。

然而，现如今各种电子装置中，电源是电子装置的心脏，主板的供电模块就是主板的心脏，特别是中央处理器（CPU）电源的供电是整个供电模块的核心，它不仅决定着搭载在身上的中央处理器能否正常工作，更决定着中央处理器能否发挥出完整的性能，一切就要看主板的供电是否足够稳靠了，因为中央处理器（CPU）电源的供电性能的好坏，直接影响到电子装置工作的稳定性。由此可见主板供电设计是电子装置设计中的重要环节，其中怎样设计一款具有性能稳定、布线简单、成本也不高中至少一个优点的供电电路是设计人员研究的一个方向。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于输出CPU VCCIO电压的供电电路及使用所述供电电路的电子装置。

本发明一种实施例提供一种供电电路，其包括主控电路、时序控制线路、补偿线路、反馈输出线路及VICCO信号端，所述主控电路内部集成有MOSFET线路、过压保护线路及过流保护线路，其包括输入端、使能端、输出端、自升压端及反馈端，所述输入端用于接收输入信号，所述输出端用于输出所述主控电路将所述输入信号转化获得的输出信号，所述输出端还连接至所述VICCO信号端，所述使能端连接所述时序控制线路使得所述时序控制线路控制所述主控电路的上电时序，所述自升压端经由辅助线路连接至所述输出端，所述辅助线路包括串行连接的电阻及电容，所述反馈端经所述反馈输出线路连接至所述输出端，所述补偿线路连接于所述输出端及所述反馈端之间。

在一种实施例中，所述供电电路还包括输入稳压线路，所述输入端还经由所述输入稳压线路接地，所述输入稳压线路包括片式多层陶瓷电容器。

在一种实施例中，所述供电电路还包括输出稳压线路，所述VICCO信号端还经由所述输出稳压线路接地，所述输出稳压线路包括片式多层陶瓷电容器。

在一种实施例中，所述供电电路还包括输出稳流线路，所述主控电路的输出端经由所述输出稳流线路连接所述VICCO信号端，所述输出稳流线路包括输出电感。

在一种实施例中，所述反馈输出线路包括第一分压电阻及第二分压电阻，所述VCCIO信号端依次经由所述第一分压电阻及所述第二分压电阻接地，所述反馈端连接所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间的节点。

在一种实施例中，所述补偿线路包括第一补偿电阻、第二补偿电阻及补偿电容，所述第一补偿电阻的一端连接所述反馈端，所述第一补偿电阻的另一端一方面经由所述第一补偿电阻连接所述输出端，另一方面经由所述补偿电容连接至所述输出稳流线路邻近所述VICCO信号端的一端。

在一种实施例中，所述使能端还连接一工作电压输出端，用于接收工作电压，所述时序控制线路包括第一电压输入端、第二电压输入端、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻及第一电容，所述第一电压输入端用于接收第一电压，所述第一电压输入端依次经由所述第一电阻、所述第一电容接地，所述第一晶体管的第一导通端连接所述第一电阻及所述第一电容之间的节点，所述第一晶体管的第二导通端接地，所述第一晶体管的控制端还连接所述第二晶体管的控制端，所述第二晶体管的第一导通端连接所述使能端，所述第二晶体管的第二导通端接地，所述第二电压输入端用于接收第二电压，所述第二电压输入端经由所述第二电阻连接至所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端之间的节点。

在一种实施例中，所述时序控制线路还包括第二电容，所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端之间的节点还经由所述第二电容接地。

在一种实施例中，所述主控电路还包括电源就绪端及驱动端，所述驱动端经由第一连接电阻接收工作电压，所述电源就绪端经由第二连接电阻连接所述驱动端，所述驱动端还经由储能电容接地。

一种电子装置，所述电子装置采用上述任意一实施例所述的供电电路。

本发明电子装置中，由上述可知，所述供电电路中，所述主控电路的内部集成较高，如集成MOSFET线路、过压保护电路、过流保护电路等，使得所述主控电路外围布线较为简化，不仅可降低Layout难度及成本，而且工程师在debug时需要花费的时间减少； 此外，由于所述主控电路外围布线简化，零件个数减少，使得占用PCB的空间也相应较少，进而成本可以被较好的控制；并且，由于外围布线零件个数和种类的减少，也方便了工厂生产。

进一步地，上述实施例中，在简化、成本较低、工作效率高、性能稳定的基础上，所述供电电路仍具有过压保护、过流保护、可实现环路动态快速补偿机制的补偿线路、输入与输出稳压、输出稳流等功能，特别时输入无需稳流、输入及输出稳压线路无需固态电容，应用线路简单，且有效减少零件数量、成本、布线及占用PCB的空间。更进一步地，所述供电电路的应用较为广泛，可以应用于多种电子装置中，且将此供电电路直接设计到各种电子装置产品中，其线路具有通用性、广泛性，且电路中相关器件为业界常用物料，采购方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例的电子装置的用于输出CPU VICCO电压供电电路结构示意图。

图2是本发明另一种实施例电子装置的用于输出CPU VICCO电压供电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明涉及的电子装置可以是平板电脑、手机、电子阅读器、遥控器、个人计算机（Personal Computer，PC，包括台式机及一体机等）、笔记本电脑、车载设备、平板显示器、平板电视、可穿戴设备等设备，且并不限于上述。

请参阅图1，图1是一种实施例的电子装置的用于输出CPU VICCO电压的供电电路10结构示意图。所述供电电路10包括主控电路11、时序控制线路12、OCP保护线路13、补偿线路14、反馈输出线路15、辅助电路16、第一场效应晶体管17、第二场效应晶体管18、输入稳压线路19、输出稳压线路20、输入稳流线路21、输出稳流线路22及VICCO信号端23。所述主控电路11为主控芯片，其包括电源端VCC、升压端BOOT、第一晶体管控制端UGATE、第二晶体管控制端LGATE、相位电压端PHASE、接地端GND、GND_PAD、反馈端FB及过电流设定端OCSET。

所述电源端VCC经由第一电阻101连接第一输入电压端101以接收输入电压，所述电源端VCC还经由第一电容102接地。所述输入电压可以为12V且5A的直流电压。所述升压端BOOT经由所述辅助线路16连接至所述相位电压端PHASE，所述辅助线路16包括串行连接的第二电阻161与第二电容162。所述主控电路11还可以包括使能端EN1、模式设定端MODE、及其他功能端OTW#、VTT、VTTS、VTTREF，所述使能端EN1、模式设定端MODE可以分别接地，所述其他功能端OTW#、VTT、VTTS、VTTREF可以悬空。

所述第一晶体管控制端UGATE经由第三电阻171连接所述第一场效应晶体管17的栅极。所述第二晶体管控制端LGATE经由第四电阻181连接所述第二场效应晶体管18的栅极，所述第二晶体管控制端UGATE还经由所述OCP保护线路13接地，所述OCP保护线路13包括保护电阻131。所述第一场效应晶体管17的源极也经由所述输入稳流线路21连接所述第一电压输入端101以接收所述输入电压，所述第一场效应晶体管17的源极还经由所述输入稳压线路19接地，所述第一场效应晶体管17的漏极还连接所述相位电压端PHASE。所述第二场效应晶体管18的源极连接所述第一场效应晶体管17的漏极，所述第二场效应晶体管18的漏极接地，所述第二场效应晶体管18的栅极还经由第三电容182接地。所述第一场效应晶体管17的漏极与所述第二场效应晶体管18的源极之间的节点还经由所述输出稳流线路22连接至所述VICCO信号端23。所述VICCO信号端23还经由所述输出稳压线路20接地。

所述反馈输出线路15包括第一分压电阻151及第二分压电阻152，所述VICCO信号端23依序经由所述第一分压电阻151及所述第二分压电阻152接地，所述反馈端FB连接至所述第一分压电阻151与所述第二分压电阻152之间的节点。所述过电流设定端OCSET连接至所述时序控制线路12以用于接收VCCIO 使能信号，其中所述VCCIO 使能信号用于控制所述供电电路10的上电时序，所述过电流设定端OCSET还连接所述补偿线路14。所述补偿线路14包括第五电阻141、第四电容142及第五电容143，所述过电流设定端OCSET一方面依次经由所述第五电阻141及所述第四电容142接地，另一方面经由所述第五电容143接地。所述时序控制线路12还连接第二输入电压端102以接收5V的电压信号，以及连接第三输入电压端103以接收1.2V的电压信号。

所述供电电路10工作时，所述主控电路11的电源端VCC接收输入信号，所述输入信号的电压为12V，电流为5A，所述时序控制线路12输出VCCIO 使能信号至所述过电流设定端OCSET，所述主控电路11将所述输入信号转化为输出信号并通过所述相位电压端PHASE输出，并通过所述升压端BOOT、辅助电路16、第一晶体管控制端UGATE、第二晶体管控制端LGATE对所述第一场效应晶体管17与所述第二场效应晶体管18的开关时序进行控制，使得所述VICCO信号端23的信号电压为1.05V，电流为12A。

其中，所述反馈输出线路15还侦测所述VICCO信号端23的信号并反馈至所述主控电路11，使得所述主控电路11对所述相位电压端PHASE、所述第一及第二晶体管控制端UGATE、LGATE的信号进行调整，以调整所述VICCO信号端23的信号。此外，可以理解，通过设置所述反馈输出线路15的第一分压电阻151及所述第二分压电阻152的阻值，可以设定所述VICCO信号端23的信号电压；所述OCP保护线路13通过设置所述保护电阻131的阻值来设定输出的功耗及电流；所述补偿线路14可以快速补偿供电环路，使供电电路10工作在稳定状态；所述输入稳压线路19及所述输出稳压线路20用于稳压，所述输入稳压线路及19所述输出稳压线路20均包括片式多层陶瓷电容器（MLCC）及固态电容；所述输入稳流线路21及所述输出稳流线路22用于稳流，其均包括电感。

然而，所述供电电路10中，所述主控电路11外围的布线较为复杂，工程师在debug时需要花费大量的时间； 此外，所述供电电路10需所述主控电路11、输入稳流线路21、具有固态电容的输入稳压线路19及输出稳压线路20、输入稳流线路22、第一及第二场效应管等17、18，零件个数多，同时由于所述主控电路11、输入稳流线路21、固态电容、第一及第二场效应管17、18等尺寸较大，占用PCB空间也因此增大，因此造成的很大的成本压力；另外，所述供电电路10也由于零件个数和种类的增多，不方便工厂生产，有必要进一步改善。

请参阅图2，图2是本发明另一种实施例电子装置的用于输出CPU VICCO电压供电电路30的结构示意图。所述供电电路30包括主控电路31、时序控制线路32、输入稳压线路33、补偿线路34、反馈输出线路35、输出稳压线路36、输出稳流线路37、及VICCO信号端38。

所述主控电路为31主控芯片，其内部集成有MOSFET线路、过压保护线路及过流保护线路，包括输入端VIN、使能端EN2、输出端SW、自升压端BST、反馈端FB、电源就绪端PG及驱动端3V3。其中，所述内部集成的MOSFET线路可以包括如图1所示结构的第一场效应晶体管17与第二场效应晶体管18。

所述输入端VIN用于连接第一输入电压端301以接收输入信号，所述输出端SW用于输出所述主控电路31将所述输入信号转化获得的输出信号，所述输出端SW还连接至所述VICCO信号端38。所述输入端VIN还经由所述输入稳压线路33接地，所述输入稳压线路33包括片式多层陶瓷电容器。所述输出端SW经由所述输出稳流线路37连接所述VICCO信号端38，所述输出稳流线路37包括输出电感，所述VICCO信号端38还经由所述输出稳压线路36接地，所述输出稳压线路36包括片式多层陶瓷电容器。

所述使能端EN1连接所述时序控制线路12使得所述时序控制线路12控制所述主控电路11的上电时序，所述使能端EN1还连接一工作电压输出端322，用于接收工作电压。所述驱动端3V3经由第一连接电阻311接收工作电压，所述电源就绪端PG经由第二连接电阻312连接所述驱动端3V3，所述驱动端3V3还经由储能电容接地。此外，所述使能端EN1可以经由第三连接电阻313连接所述工作电压输出端322。

所述自升压端BST经由辅助线路39连接至所述输出端SW，所述辅助线路39包括串行连接的电阻391及电容392，所述反馈端FB经所述反馈输出线路35连接至所述VCCIO信号端38，所述补偿线路34连接于所述输出端SW及所述反馈端FB之间。

所述反馈输出线路35包括第一分压电阻351及第二分压电阻352，所述VCCIO信号端38依次经由所述第一分压电阻351及所述第二分压电阻352接地，所述反馈端FB连接所述第一分压电阻351与所述第二分压电阻352之间的节点。

所述补偿线路34包括第一补偿电阻341、第二补偿电阻342及补偿电容343，所述第一补偿电阻341的一端连接所述反馈端FB，所述第一补偿电阻341的另一端一方面经由所述第二补偿电阻342连接所述输出端SW，另一方面经由所述补偿电容343连接至所述输出稳流线路37邻近所述VICCO信号端38的一端。

所述时序控制线路32包括第一电压输入端321、第二电压输入端322、第一晶体管323、第二晶体管324、第一电阻325、第二电阻326、第一电容327、及第二电容328，所述第一电压输入端321用于接收第一电压，所述第一电压可以为1.2V。所述第一电压输入端321依次经由所述第一电阻325、所述第一电容327接地，所述第一晶体管323的第一导通端连接所述第一电阻325及所述第一电容327之间的节点，所述第一晶体管323的第二导通端接地，所述第一晶体管323的控制端还连接所述第二晶体管324的控制端，所述第二晶体管324的第一导通端连接所述使能端EN1，所述第二晶体管324的第二导通端接地，所述第二电压输入端322用于接收第二电压，所述第二电压可以为5V。所述第二电压输入端322经由所述第二电阻326连接至所述第一晶体管323的控制端与所述第二晶体管324的控制端之间的节点，所述第一晶体管323的控制端与所述第二晶体管323的控制端之间的节点还经由所述第二电容328接地。其中，在其他实施例中，所述第二电容328也可以被省略。

所述供电电路30工作时，所述主控电路31的电源端VIN接收输入信号，所述输入信号的电压为12V，电流为5A，所述时序控制线路12输出VCCIO 使能信号至所述使能端EN1，所述使能端EN1还接收所述工作电压，所述工作电压为3.3V，所述主控电路31将所述输入信号转换为输出信号并通过所述输出端SW输出，并在所述自升压端BST及所述辅助线路39的配合控制下，所述输出端SW的输出信号经由所述输出稳流线路37提供至所述VICCO信号端，使得所述VICCO信号端38的信号电压为1.05V，电流为12A。

其中，所述反馈输出线路35还侦测所述VICCO信号端38的信号并反馈至所述主控电路31，使得所述主控电路31对所述输出端SW的信号进行调整，以调整所述VICCO信号端38的信号。此外，可以理解，通过设置所述反馈输出线路35的第一分压电阻351及所述第二分压电阻352的阻值，可以设定所述VICCO信号端38的信号电压；所述补偿线路34可以快速补偿供电环路，使供电电路30工作在稳定状态；所述输入稳压线路33及所述输出稳压线路36用于稳压，所述输入稳压线路33及所述输出稳压线路36均包括片式多层陶瓷电容器；所述输出稳流线路37用于稳流。

由上述可知，所述供电电路30中，所述主控电路31的内部集成较高，如集成MOSFET线路、过压保护电路、过流保护电路等，使得所述主控电路31外围布线较为简化，不仅可降低Layout难度及成本，而且工程师在debug时需要花费的时间减少； 此外，由于所述主控电路31外围布线简化，零件个数减少，使得占用PCB的空间也相应较少，进而成本可以被较好的控制；并且，由于外围布线零件个数和种类的减少，也方便了工厂生产。

进一步地，在简化、成本较低、工作效率高、性能稳定的基础上，所述供电电路30仍具有过压保护、过流保护、可实现环路动态快速补偿机制的补偿线路、输入与输出稳压、输出稳流等功能，特别时输入无需稳流、输入及输出稳压线路无需固态电容，应用线路简单，且有效减少零件数量、成本、布线及占用PCB的空间。

更进一步地，所述供电电路30的应用较为广泛，可以应用于多种电子装置中，且将此供电电路30直接设计到各种电子装置产品中，其线路具有通用性、广泛性，且电路中相关器件为业界常用物料，采购方便。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种供电电路，其包括主控电路、时序控制线路、补偿线路、反馈输出线路及VICCO信号端，其特征在于：所述主控电路内部集成有MOSFET线路、过压保护线路及过流保护线路，其包括输入端、使能端、输出端、自升压端及反馈端，所述输入端用于接收输入信号，所述输出端用于输出所述主控电路将所述输入信号转化获得的输出信号，所述输出端还连接至所述VICCO信号端，所述使能端连接所述时序控制线路使得所述时序控制线路控制所述主控电路的上电时序，所述自升压端经由辅助线路连接至所述输出端，所述辅助线路包括串行连接的电阻及电容，所述反馈端经所述反馈输出线路连接至所述输出端，所述补偿线路连接于所述输出端及所述反馈端之间。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于：所述供电电路还包括输入稳压线路，所述输入端还经由所述输入稳压线路接地，所述输入稳压线路包括片式多层陶瓷电容器。

3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于：所述供电电路还包括输出稳压线路，所述VICCO信号端还经由所述输出稳压线路接地，所述输出稳压线路包括片式多层陶瓷电容器。

4.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于：所述供电电路还包括输出稳流线路，所述主控电路的输出端经由所述输出稳流线路连接所述VICCO信号端，所述输出稳流线路包括输出电感。

5.如权利要求4所述的供电电路，其特征在于：所述反馈输出线路包括第一分压电阻及第二分压电阻，所述VCCIO信号端依次经由所述第一分压电阻及所述第二分压电阻接地，所述反馈端连接所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间的节点。

6.如权利要求5所述的供电电路，其特征在于：所述补偿线路包括第一补偿电阻、第二补偿电阻及补偿电容，所述第一补偿电阻的一端连接所述反馈端，所述第一补偿电阻的另一端一方面经由所述第一补偿电阻连接所述输出端，另一方面经由所述补偿电容连接至所述输出稳流线路邻近所述VICCO信号端的一端。

7.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于：所述使能端还连接一工作电压输出端，用于接收工作电压，所述时序控制线路包括第一电压输入端、第二电压输入端、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻及第一电容，所述第一电压输入端用于接收第一电压，所述第一电压输入端依次经由所述第一电阻、所述第一电容接地，所述第一晶体管的第一导通端连接所述第一电阻及所述第一电容之间的节点，所述第一晶体管的第二导通端接地，所述第一晶体管的控制端还连接所述第二晶体管的控制端，所述第二晶体管的第一导通端连接所述使能端，所述第二晶体管的第二导通端接地，所述第二电压输入端用于接收第二电压，所述第二电压输入端经由所述第二电阻连接至所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端之间的节点。

8.如权利要求7所述的供电电路，其特征在于：所述时序控制线路还包括第二电容，所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端之间的节点还经由所述第二电容接地。

9.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于：所述主控电路还包括电源就绪端及驱动端，所述驱动端经由第一连接电阻接收工作电压，所述电源就绪端经由第二连接电阻连接所述驱动端，所述驱动端还经由储能电容接地。

10.一种电子装置，其特征在于：所述电子装置包括如权利要求1-9项任意一项所述的供电电路。

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