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1、(10)申请公布号 CN 102843030 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 4 3 0 3 0 A *CN102843030A* (21)申请号 201210358175.0 (22)申请日 2012.09.24 H02M 3/07(2006.01) (71)申请人深圳TCL新技术有限公司 地址 518052 广东省深圳市南山区中山园路 1001号TCL国际E城科技大厦D4栋7 楼 (72)发明人王坚 (74)专利代理机构深圳市世纪恒程知识产权代 理事务所 44287 代理人胡海国 (54) 发明名称 拓扑电路及电子设备 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、拓扑电路以及具有该拓扑 电路的电子设备,拓扑电路包括电源输入子电路、 正升压子电路和负升压子电路;其中电源输入子 电路包括单向直流电源、电感和第一电子开关,电 感包括第一端和第二端,其第一端与单向直流电 源的正极连接,第二端通过第一电子开关与单向 直流电源的负极连接;正升压子电路包括与电感 的第二端连接的第二电子开关;负升压子电路包 括第三电子开关、第四电子开关和用于存储电能 的第一电容,该第一电容的一端与电感的第二端 连接,另一端通过第三电子开关与单向直流电源 的负极连接,并与第四电子开关连接;第一电子 开关与第四电子开关的工作状态一致,且与第二 电子开关和第三电子开关的工作状态相反。 (5。
3、1)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种拓扑电路,其特征在于,包括电源输入子电路、正升压子电路和负升压子电路; 其中电源输入子电路包括单向直流电源、电感和第一电子开关,电感包括第一端和第二端, 其第一端与单向直流电源的正极连接,第二端通过第一电子开关与单向直流电源的负极连 接;正升压子电路包括与所述电感的第二端连接的第二电子开关;负升压子电路包括第三 电子开关、第四电子开关和用于存储电能的第一电容,该第一电容的一端与所述电感的第 二端连接,另一端。
4、通过第三电子开关与单向直流电源的负极连接,并与所述第四电子开关 连接;所述第一电子开关与第四电子开关的工作状态一致,且与第二电子开关和第三电子 开关的工作状态相反。 2.如权利要求1所述的拓扑电路,其特征在于,所述正升压子电路还包括第二电容,所 述第二电子开关的一端与电感的第二端连接,另一端与第二电容的正极连接,该第二电容 的负极与所述单向直流电源的负极连接。 3.如权利要求1所述的拓扑电路,其特征在于,所述负升压子电路还包括第三电容,所 述第四电子开关的一端与第一电容连接,另一端与第三电容的负极连接,该第三电容的正 极与所述单向直流电源的负极连接。 4.如权利要求1所述的拓扑电路,其特征在于。
5、,还包括控制芯片,该控制芯片与所述第 一电子开关连接,以输出脉宽调制信号控制第一电子开关的工作状态。 5.如权利要求1至4中任一项所述的拓扑电路,其特征在于,所述第二电子开关为二极 管,该二极管的阳极与所述电感的第二端连接,阴极为正升压子电路的正输出端; 第三电子开关为第一三极管,该第一三极管为NPN三极管,基极通过第一电阻与所述 电感的第二端连接,发射极与所述单向直流电源的负极连接,集电极与所述第一电容的一 端连接,该第一电容的另一端与所述电感的第二端连接; 第四电子开关为第二三极管,该第二三极管为NPN三极管,基极通过第二电阻与所述 单向直流电源的负极连接,发射极与第一三极管的集电极连接,。
6、集电极为负升压子电路的 负输出端。 6.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至5中任一项所述拓扑电路。 权 利 要 求 书CN 102843030 A 1/4页 3 拓扑电路及电子设备 技术领域 0001 本发明涉及电子技术领域,特别涉及一种拓扑电路及电子设备。 背景技术 0002 众所周知,电子设备需要多种供电电压,如平板电视内部电源电路的电压包括 24V、12V、5V、3.3V、2.2V和8V等。在平板电视内通常设置有运算放大器,该运算放大器需要 提供正负对称电源。现有技术中,正负电压源通常采用两个变换器得到,其中一个变换器将 输入的电压提升,另一个变换器将输入的电压反向提升,且该两。
7、个变换器均为开关式变换 器。此外为保证正负电压对称,需设置正负电压跟踪电路,同时还需设置相应的保护电路。 因此其电路结构较为复杂,导致电子设备的生产成本较高。 发明内容 0003 本发明的主要目的在于提供一种拓扑电路,旨在降低电子设备的生产成本。 0004 为了实现上述目的,本发明提供一种拓扑电路,该拓扑电路包括电源输入子电路、 正升压子电路和负升压子电路;其中电源输入子电路包括单向直流电源、电感和第一电子 开关,电感包括第一端和第二端,其第一端与单向直流电源的正极连接,第二端通过第一电 子开关与单向直流电源的负极连接;正升压子电路包括与所述电感的第二端连接的第二电 子开关;负升压子电路包括第。
8、三电子开关、第四电子开关和用于存储电能的第一电容,该第 一电容的一端与所述电感的第二端连接,另一端通过第三电子开关与单向直流电源的负极 连接,并与所述第四电子开关连接;所述第一电子开关与第四电子开关的工作状态一致,且 与第二电子开关和第三电子开关的工作状态相反。 0005 优选地,所述正升压子电路还包括第二电容,所述第二电子开关的一端与电感的 第二端连接,另一端与第二电容的正极连接,该第二电容的负极与所述单向直流电源的负 极连接。 0006 优选地,所述负升压子电路还包括第三电容,所述第四电子开关的一端与第一电 容连接,另一端与第三电容的负极连接,该第三电容的正极与所述单向直流电源的负极连 接。
9、。 0007 优选地,所述拓扑电路还包括控制芯片,该控制芯片与所述第一电子开关连接,以 输出脉宽调制信号控制第一电子开关的工作状态。 0008 优选地,所述第二电子开关为二极管,该二极管的阳极与所述电感的第二端连接, 阴极为正升压子电路的正输出端; 0009 第三电子开关为第一三极管,该第一三极管为NPN三极管,基极通过第一电阻与 所述电感的第二端连接,发射极与所述单向直流电源的负极连接,集电极与所述第一电容 的一端连接,该第一电容的另一端与所述电感的第二端连接; 0010 第四电子开关为第二三极管,该第二三极管为NPN三极管,基极通过第二电阻与 所述单向直流电源的负极连接,发射极与第一三极管。
10、的集电极连接,集电极为负升压子电 说 明 书CN 102843030 A 2/4页 4 路的负输出端。 0011 本发发明还提供一种电子设备,该电子设备包括拓扑电路,该拓扑电路包括电源 输入子电路、正升压子电路和负升压子电路;其中电源输入子电路包括单向直流电源、电感 和第一电子开关,电感包括第一端和第二端,其第一端与单向直流电源的正极连接,第二端 通过第一电子开关与单向直流电源的负极连接;正升压子电路包括与所述电感的第二端连 接的第二电子开关;负升压子电路包括第三电子开关、第四电子开关和用于存储电能的第 一电容,该第一电容的一端与所述电感的第二端连接,另一端通过第三电子开关与单向直 流电源的负。
11、极连接,并与所述第四电子开关连接;所述第一电子开关与第四电子开关的工 作状态一致,且与第二电子开关和第三电子开关的工作状态相反。 0012 本发明通过控制第一电子开关和第四电子开关断开,第二电子开关和第三电子开 关闭合,从而使得电感产生的感应电压和单向直流电源的电压叠加为负载提供正电压,并 对第一电容充电;当第一电子开关和第四电子开关闭合,第二电子开关和第三电子开关断 开,从而使得电感储存能量,并通过第一电容释放电能为负载提供负电压。因此本发明提供 的拓扑电路元器件较少,电路结构简单,可有效降低电路的成本,进而降低电子设备的生产 成本。此外当输出正电压短路时,则无法对第一电容充电,使得负升压子。
12、电路输出的负电压 为零,因此可有效地跟踪和保护负载,从而延长负载的使用寿命。 附图说明 0013 图1为本发明拓扑电路第一实施例的电路结构示意图; 0014 图2为本发明拓扑电路第二实施例的电路结构示意图。 0015 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。 具体实施方式 0016 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 0017 参照图1,图1为本发明拓扑电路第一实施例的电路结构示意图。本实施例提供的 拓扑电路包括电源输入子电路10、正升压子电路20和负升压子电路30;其中电源输入子电 路10包括单向直流电源Vi、电感L和第一电子。
13、开关K1,电感L包括第一端和第二端,其第 一端与单向直流电源Vi的正极连接,第二端通过第一电子开关K1与单向直流电源Vi的负 极连接;正升压子电路20包括与电感L的第二端连接的第二电子开关K2;负升压子电路30 包括第三电子开关K3、第四电子开关K4和用于存储电能的第一电容C1,该第一电容C1的 一端与电感L的第二端连接,另一端通过第三电子开关K3与单向直流电源Vi的负极连接, 并与第四电子开关K4连接;第一电子开关K1与第四电子开关K4的工作状态一致,且与第 二电子开关K2和第三电子开关K3的工作状态相反。 0018 本实施例中,上述第一电子开关K1和第四电子开关K4的工作状态一致且同步,第。
14、 二电子开关K2和第三电子开关K3的工作状态一致且同步。当第一电子开关K1和第四电 子开关K4处于闭合状态时,第二电子开关K2和第三电子开关K3处于断开状态;当第一电 子开关K1和第四电子开关K4处于断开状态时,第二电子开关K2和第三电子开关K3处于 闭合状态。 0019 具体地,可设置一控制芯片与第一电子开关K1连接,以输出脉宽调制信号控制第 说 明 书CN 102843030 A 3/4页 5 一电子开关K1的工作状态。例如当控制芯片输出高电平时,第一电子开关K1闭合,输出低 电平时,第一电子开关K1断开。 0020 工作时,首先由控制芯片输出脉宽调制信号至第一电子开关K1,以控制第一电子。
15、 开关K1的工作状态,当第一电子开关K1处于闭合状态时负升压子电路30输出负电压,当 第一电子开关K1处于断开状态时正升压子电路20输出正电压。具体地,以下对正电压和 负电压的产生过程作出详细说明: 0021 当第一电子开关K1处于闭合状态时,单向直流电源Vi将加载至电感L两端,流过 电感L的电流线性上升,电感L储存电能;当第一电子开关K1处于断开状态时,第四电子开 关K4断开,第二电子开关K2和第三电子开关K3闭合。此时,电感L产生的感应电压和单 向直流电源Vi的电压叠加后通过第二电子开关K2输出正电压。 0022 当第一电子开关K1处于断开状态时,由于第二电子开关K2闭合,因此电感L产生 。
16、的感应电压和单向直流电源Vi的电压叠加后为第一电容C1充电。当第一电子开关K1闭 合时,第二电子开关K2和第三电子开关K3断开,第四电子开关K4闭合,此时第一电容C1 充电反向放电,从而通过第四电子开关K4输出负电压。 0023 本发明通过控制第一电子开关K1和第四电子开关K4断开,第二电子开关K2和第 三电子开关K3闭合,从而使得电感L产生的感应电压和单向直流电源Vi的电压叠加为负 载提供正电压,并对第一电容C1充电;当第一电子开关K1和第四电子开关K4闭合,第二电 子开关K2和第三电子开关K3断开,从而使得电感L储存能量,并通过第一电容C1释放电 能为负载提供负电压。因此本发明提供的拓扑电。
17、路元器件较少,电路结构简单,可有效降低 电路的成本,进而降低电子设备的生产成本。此外当输出正电压短路时,则无法对第一电容 C1充电,使得负升压子电路30输出的负电压为零,因此可有效地跟踪和保护负载,从而延 长负载的使用寿命。 0024 进一步地,上述正升压子电路20还包括第二电容C2,该第二电子开关K2的一端与 电感L的第二端连接,另一端与第二电容C2的正极连接,该第二电容C2的负极与单向直流 电源Vi的负极连接。上述负升压子电路30还包括第三电容C3,第四电子开关K4的一端与 第一电容C1连接,另一端与第三电容C3的负极连接,该第三电容C3的正极与单向直流电 源Vi的负极连接。 0025 本。
18、实施例中,通过设置第二电容C2和第三电容C3,可有效提高正升压子电路20和 负升压子电路30输出电压的平滑度,因此更加适于人们使用。 0026 参照图2,图2为本发明拓扑电路第二实施例的电路结构示意图。基于上述实施 例,本实施例中,上述第二电子开关K2为二极管D1,该二极管D1的阳极与电感L的第二端 连接,阴极为正升压子电路20的正输出端;第三电子开关K3为第一三极管Q1,该第一三极 管Q1为NPN三极管,基极通过第一电阻R1与电感L的第二端连接,发射极与单向直流电源 Vi的负极连接,集电极与第一电容C1的一端连接,该第一电容C1的另一端与电感L的第二 端连接;第四电子开关K4为第二三极管Q2。
19、,该第二三极管Q2为NPN三极管,基极通过第二 电阻R2与单向直流电源Vi的负极连接,发射极与第一三极管Q1的集电极连接,集电极为 负升压子电路30的负输出端。 0027 本实施例中,当上述第一电子开关K1闭合时,单向直流电源Vi对电感L充电,第 一电容C1放电,从而使得二极管D1截止,第一三极管Q1截止,第二三极管Q2导通,从而通 说 明 书CN 102843030 A 4/4页 6 过第二三极管Q2的集电极输出负电压为负载供电。当上述第一电子开关K1断开时,电感 L产生的感应电压与单向直流电源Vi的电压叠加后输出至二极管D1的阳极和第一电容C1 的一端,使得二极管D1导通,为负载提供正电压。
20、,同时使得第一三极管Q1导通,第二三极管 Q2截止,对第一电容C1进行充电。 0028 应当说明的是,此处第一电容C1上的电压等于正升压子电路20输出的正电压,当 第一电容C1放电时,由于第二三极管Q2导通,从而通过第二三极管Q2的集电极为负载提 供负电压。可以理解的是,本实施例中,可根据控制芯片输出的脉宽调制信号占空比,获得 不同倍数的升压比的正电压和负电压。因此,本发明提供的拓扑电路,可将单向直流电压转 换成正负对称的高电压。 0029 本发明还一种电子设备,该电子设备包括拓扑电路,该拓扑电路的电路结构和原 理可参照前述,在此不再赘述。由于采用了前述拓扑电路,因此简化了电路结构,降低了电 子设备的生产成本,更加适于工业生产。 0030 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技 术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书CN 102843030 A 1/2页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102843030 A 2/2页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102843030 A 。