专利名称：一种供电电路、芯片和监控设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种供电电路、芯片和监控设备。
背景技术：
在监控行业，如何在各种光照环境中均提供清晰的图像是对监控设备的基本要求。其中，如何在昼夜中均提供高品质的监控图像一直是该领域关注的一个方面。目前，监控行业中的一种较为常用的方法就是使用双滤光片切换器(Infra-Red-⑶T，IR-⑶T)。双滤光片切换器包括两个滤光片和动力部分。所述两个滤光片包括一片红外吸收滤光片，以及一片全透光谱滤光片。当处于白天或者光线充分的环境中时，所述双滤光片切换器的动力部分将红外吸收滤光片移动至镜头处，以使得监控设备能获得真实的色彩；当处于夜晚或者光线不足的环境中时，则所述双滤光片切换器的动力部分将所述红外吸收滤光片移开，以使得监控设备可以充分利用环境中的所有光线。为了实现红外吸收滤光片的双向移动，就需要提供具有足够的驱动能力的双向驱动电路。。
发明内容
有鉴于此，针对现有技术中的需求，本发明提供一种供电电路、芯片和监控设备。第一方面，本发明实施例提供一种供电电路，包括第一输入电压源、第二输入电压源、第三输入电压源、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一供电节点和第二供电节点。其中，所述第一开关和第二开关为MOS管，第三开关、第四开关和第五开关为三极管。第一输入电压源与第一开关的源极相接，所述第一开关的栅极与第三开关的集电极相接，所述第一开关的漏极与第一供电节点相接。所述第二输入电压源与第二开关的源极相接，所述第二开关的删极还与第四开关的集电极相接，第二开关的漏极与第二供电节点相接。所述第三开关的基极与所述控制电压源相接，且所述第三开关的基极下拉接地。所述第三开关的发射极接地，所述第三开关的集电极除与所述第一开关的栅极相接外还与第二供电节点相接。所述第四开关的发射极接地，所述第四开关的基极与所述第三输入电压源、所述第五开关的集电极相接，所述第四开关的集电极除与第二开关的栅极相接外还与第一供电节点相接。第五开关的基极与所述控制电压源相接，且所述第五开关的基极下拉接地，所述第五开关的发射极接地。所述控制电压源与第三开关的基极、第五开关的基极相接，用于向第三开关和第五开关提供导通电压。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一输入电压源与所述第二输入电压源为同一电源的同级输入。结合第一方面以及上述第一种可能的实现方式，所述第一输入电压源于所述第二输入电压源的电压差小于所述第一开关和所述第二开关的导通电压。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一输入电压源的电压值满足所述第一开关的导通条件；所述第二输入电压源的电压值满足所述第二开关的导通条件；所述第三输入电压源的电压值应满足所述第四开关的导通条件。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述供电电路还包括第一保护电路和第二保护电路，所述第一保护电路和所述第二保护电路均包括RC延时电路和二极管续流回路，所述第一保护电路用于降低所述第三开关的导通速度以及提高所述第三开关的断开速度，所述第二保护电路用于降低所述第四开关的导通速度以及提高所述第四开关的断开速度。结合第一方面及上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一保护电路中包括第一电阻、第一二极管、以及第一电容，所述第一电阻设于所述控制电压源和所述第三开关的基极之间，所述第一二极管与所述第一电阻并联，且所述第一二极管的P端与所述第三开关的基极相接，所述第一二极管的N端下拉接地，所述第一电容的一端与所述第三开关的基极相接，另一端接地。所述第二保护电路中包括第二电阻、第二二极管、以及第二电容，所述第二电阻设于所述控制电压源和所述第四开关的基极之间，所述第二二极管与所述第二电阻并联，且所述第二二极管的P端与所述第四开关的基极相接，所述第二二极管的N端下拉接地，所述第二电容的一端与所述第四开关的基极相接，另一端接地。在第二方面，本发明还提供一种应用了上述第一方面及各可能的实现方式的供电电路的芯片。在第三方面，本发明还提供还提供一种应用了上述第一方面及各可能的实现方式的供电电路的监控设备。本发明提供的供电电路通过一个控制电压输入源就可以方便的实现双向电流的输出，结构简单，也可以通过分立元件实现，成本较低。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本发明实施例提供的供电电路的原理示意图。图2所示为本发明实施例提供的供电电路的结构图。图3所示为本发明第三种实施例提供的供电电路的结构图。
具体实施例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作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。图1所示为本发明实施例提供的供电电路的原理示意图。本发明实施例提供的供电电路设于监控设备中，所述监控设备包括用于为镜头提供滤光效果的双滤光片切换器，以及为所述双滤光片切换器提供驱动电路的所述供电电路。所述供电电路包括第一输入电压源1、第二输入电压源2、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第一供电节点Pl和第二供电节点P2。如图1所示，第一供电节点Pl和第二供电节点P2用于向双滤光片切换器输入电流；第一输入电压源I通过第一开关Kl与第一供电节点Pl相连，第二供电节点P2通过第二开关K2下拉接地；第二输入电压源2通过第二开关K2与第二供电节点P2相连，第一供电节点Pl通过第四开关K4下拉接地。第一输入电压源1、第一开关K1、第一供电节点PU第二供电节点P2和第三开关K3构成了双滤光切换器的正向供电路径；第二输入电压源2、第二开关K2、第二供电节点P2、第一供电节点Pl和第三开关K3构成了双滤光切换器的反向供电路径。在需要对双滤光切换器进行正向供电时，只需将第一开关Kl和第三开关K3导通，断开第二开关K2和第四开关K4 ;在需要对双滤光切换器进行反向供电时，则只需将第二开关K2和第四开关K4导通，第一开关Kl和第二开关断开。图2所示为本发明实施例所提供的供电电路的架构图。如图所示，在本发明实施例中，第一开关Kl和第二开关K2为MOS管，第三开关K3和第四开关K4为三极管，本发明实施例提供的供电电路还包括控制电压源V1、第五开关K5和第三输入电压源3。在本发明实施例中，第一输入电压源I与第一开关Kl的源极相接，所述第一开关Kl的栅极与第三开关K3的集电极、第二供电节点P2相接，所述第一开关Kl的漏极与第一供电节点Pl相接。所述第二输入电压源2与第二开关K2的源极相接，所述第二开关K2的删极还与第四开关K4的集电极、第一供电节点Pl相接，第二开关K2的漏极与第二供电节点P2相接。所述第三开关的基极与所述控制电压源Vl相接，且所述第三开关的基极下拉接地。所述第三开关K3的发射极接地，所述第三开关K3的集电极除与所述第一开关Kl的栅极相接外还与第二供电节点P2相接。所述第四开关K4的发射极接地，所述第四开关K4的基极与所述第三输入电压源
3、所述第五开关K5的集电极相接，所述第四开关K4的集电极除与第二开关K2的栅极相接外还与第一供电节点Pl相接。第五开关K5的基极与所述控制电压源Vl相接，且所述第五开关K5的基极还下拉接地，所述第五开关K5的发射极接地。所述控制电压源Vl与第三开关K3的基极、第五开关K5的基极相接，用于向第三开关K3和第五开关K5提供导通电压。在本发明实施例中，第一输入电压源I的电压值应满足第一开关Kl正常工作的条件；第二输入电压源2的电压值应满足第二开关K2正常工作的条件。第三输入电压源3的电压值应满足第四开关K4正常工作的条件。比如，第一输入电压源I的电压值大于或等于第一开关Kl的导通电压值。第二输入电压源2的电压值大于或等于第二开关K2的导通电压值。第三输入电压源3的电压值大于或等于第四开关K4的导通电压值。在可选择的实施例中，第一输入电压源I和第二输入电压源2可以为同一个电源的同极输入，也可以为不同的电源的同极输入。但是第一输入电压源I和第二输入电压源2所提供的电压需要满足，第一输入电压源I和第二输入电压源2的电压相同，或者第一输入电压源I和第二输入电压源2的电压差的值小于第一开关Kl和第二开关K2的导通电压。在本发明实施例中，所述第三输入电压源3与第一输入电压源1、第二输入电压源2可以使用同一个电源的同级输入，在其它可选择的实施方式，第三输入电压源3可以采用与所述第一输入电压源1、第二输入电压源2中的至少一个相同的电源的同级输入。更进一步的，第三输入电压源3也可以使用单独的电源的输入。无论如何，第三输入电压源3的电压值需要满足第四开关4的正常工作的条件，即第三输入电压源3的电压值大于第四开关4的导通电压。在正常工作中，第一输入电压源1、第二输入电压源2和第三输入电压源3持续供电。当需要向双滤光片切换器提供自第一供电节点Pl流入、自第二供电节电P2流出的供电电流时，通过控制电压源Vl向第三开关K3和第五开关K5的基极供电，使得第三开关K3的集电极和发射极导通，从而第一开关Kl的栅极通过第三开关K3接地，进而，第一开关Kl的源极和漏极导通；由于第一开关Kl的源极和漏极导通，第二开关K2的栅极接第一输入电压源1，第二开关K2的源极电压和栅极电压的差值无法达到导通电压，第二开关K2不导通；第五开关的K5集电极和发射极在控制电压源Vl的作用下导通，从而第四开关K4的基极通过第五开关K5接地，第四开关K4的基极与发射极的差值无法达到或者超过导通电压值，第四开关不导通。根据上面的描述可以看到，当通过控制电压源Vl向第三开关K3和第五开关K5的基极供电，第一开关K1、第三开关K3导通，第二开关K2和第四开关K4不导通，电压源I输入的电流经过第一开关K1、第一供电节点Pl流入双滤波片切换器后，经第二供电节点P2、第三开关K3流出。当需要向双滤光片切换器提供子第二供电节点P2流入、自第一供电节点Pl流出的供电电流时，停止控制电压源Vl的供电，则第三开关K3和第五开关K5的基极得不到电压，第三开关K3和第五开关K5不导通。由于第五开关K5不导通，第四开关K4的基极获得第三输入电压源3的供电电压，第四开关K4的集电极和发射极导通，从而第二开关K2的栅极通过第四开关K4接地，第二开关K2的源极和漏极在第二输入电压源2的作用下导通，此时，第一开关Kl的栅极通过第二开关K2接第二输入电压源2，第一开关Kl无法导通。根据上面的描述可以看到，当控制电压源停止向第三开关K3和第五开关K5的基地供电时，第二输入电压源2输入的电流经过第二开关k2、第二供电节点P2流入双滤光片切换器后自第一供电节点Pl第四开关K4流出。本发明实施例提供的供电电路仅通过改变控制电压就能灵活的实现双向电流的输出，可以通过分立式器件实现，相对于集成电路设计，是一种成本较低的、具有双向驱动能力的双向电流供电电路。当然，本发明提供的供电电路也完全可以作为一种双向供电电路的新方案应用到集成电路芯片中。请参照图3，图3所示为本发明第三种实施例所述的供电电路的示意图。相似之处省略说明，相对于前一实施例所述的供电电路，本发明实施例的供电电路更包括第一保护电路和第二保护电路。第一保护电路包括第一电阻12、第一二极管14、以及第一电容16。所述第一电阻12和所述第一电容16构成RC延时回路,用于降低第三开关K3的导通速度,所述第一二极管14和所述第一电阻12构成二极管续流回路，用于提高第三开关K3的断开速度。具体的，所述第一电阻12设于所述控制电压源Vl和所述第三开关K3的基极之间，所述第一二极管14与所述第一电阻12并联，且所述第一二极管14的P端与第三开关K3的基极相接，N端下拉接地。所述第一电容16的一端与所第三开关k3的基极相接，另一端接地。当控制电压源Vl供电时，第一电容16可以减缓第三开关K3的基极电压的增加速度，从而延缓第三开关K3和第一开关Kl的导通速度。而当控制电压源Vl停止供电时，第一二极管14可以提高第三开关K3的基极电压的放电速度，促使第三开关K3和第一开关Kl尽快断开。相似的，第二保护电路包括第二电阻22、第二二极管24、以及第二电容26。所述第二电阻22和所述第二电容26构成RC延时回路，用于降低第四开关K4的导通速度，所述第二二极管24和所述第二电阻22构成二极管续流回路，用于提高第四开关K4的断开速度。具体的，所述第二电阻22设于第三输入电压源3和所述第四开关K4的基极之间，所述第二二极管24与所述第二电阻22并联，且所述第二二极管24的P端与第四开关K4的基极相接，N端下拉接地。所述第二电容26的一端与所第四开关k4的基极相接，另一端接地。当控制电压源Vl停止供电，第三输入电压源3向第四开关K4供电时，第二电容26可以减缓第四开关K4的基极电压的增加速度，从而延缓第四开关K3和第二开关K2的导通速度。而当控制电压源Vl供电使得第五开关K5导通时，第二二极管24能提高第四开关K4的基极的放电速度，从而促使第四开关K4和第二开关K2尽快断开。采用本发明实施例提供的第一保护电路和第二保护电路，第一、第二、第三、第四开关的导通速度被降低，断开速度被提高，可以有效地避免电流方向切换初期时所有开关同时导通的情况，提高了电路的可靠性。需要理解的是，本发明实施例提供的供电电路可以被应用到各种需要双向供电的芯片和电子器件中。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种供电电路,其特征在于,包括第一输入电压源、第二输入电压源、第三输入电压源、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第一供电节点和第二供电节点， 其中，所述第一开关和第二开关为MOS管，第三开关、第四开关和第五开关为三极管； 第一输入电压源与第一开关的源极相接，所述第一开关的栅极与第三开关的集电极相接，所述第一开关的漏极与第一供电节点相接； 所述第二输入电压源与第二开关的源极相接，所述第二开关的删极还与第四开关的集电极相接，第二开关的漏极与第二供电节点相接； 所述第三开关的基极与所述控制电压源相接，且所述第三开关的基极下拉接地。所述第三开关的发射极接地，所述第三开关的集电极除与所述第一开关的栅极相接外还与第二供电节点相接； 所述第四开关的发射极接地，所述第四开关的基极与所述第三输入电压源、所述第五开关的集电极相接，所述第四开关的集电极除与第二开关的栅极相接外还与第一供电节点相接； 第五开关的基极与所述控制电压源相接，且所述第五开关的基极下拉接地，所述第五开关的发射极接地； 所述控制电压源与第三开关的基极、第五开关的基极相接，用于向第三开关和第五开关提供导通电压。
2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一输入电压源与所述第二输入电压源为同一电源的同级输入。
3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一输入电压源于所述第二输入电压源的电压差小于所述第 一开关和所述第二开关的导通电压。
4.如权利要求1-3中任一项所述的供电电路,其特征在于,所述第一输入电压源的电压值满足所述第一开关的导通条件；所述第二输入电压源的电压值满足所述第二开关的导通条件；所述第三输入电压源的电压值应满足所述第四开关的导通条件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一保护电路和第二保护电路，所述第一保护电路和所述第二保护电路均包括RC延时电路和二极管续流回路，所述第一保护电路用于降低所述第三开关的导通速度以及提高所述第三开关的断开速度，所述第二保护电路用于降低所述第四开关的导通速度以及提高所述第四开关的断开速度。
6.如权利要求1-5中任一项所述的供电电路,其特征在于， 所述第一保护电路中包括第一电阻、第一二极管、以及第一电容，所述第一电阻设于所述控制电压源和所述第三开关的基极之间，所述第一二极管与所述第一电阻并联，且所述第一二极管的P端与所述第三开关的基极相接，所述第一二极管的N端下拉接地，所述第一电容的一端与所述第三开关的基极相接，另一端接地， 所述第二保护电路中包括第二电阻、第二二极管、以及第二电容，所述第二电阻设于所述控制电压源和所述第四开关的基极之间，所述第二二极管与所述第二电阻并联，且所述第二二极管的P端与所述第四开关的基极相接，所述第二二极管的N端下拉接地，所述第二电容的一端与所述第四开关的基极相接，另一端接地。
7.—种芯片,其特征在于,所述芯片中包括如权利要求1-6中任一项所述的供电电路。
8.—种监控设备，其特征在于，所述监控设备包括双滤光片切换器，以及如权利要求1-6任一项所述的供电电路， 所述供电电路用于向所述双滤光片切换器供电。
全文摘要
本发明提供一种结构简单、成本较低的供电电路、芯片和监控设备。所述供电电路包括第一输入电压源、第二输入电压源、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一供电节点和第二供电节点。第一输入电压源通过第一开关与第一供电节点相连，第二供电节点通过第二开关下拉接地；第二输入电压源通过第二开关与第二供电节点相连，第一供电节点通过第四开关下拉接地。第一输入电压源、第一开关、第一供电节点、第二供电节点和第三开关构成正向供电路径；第二输入电压源、第二开关、第二供电节点、第一供电节点和第三开关构成反向供电路径。所述芯片和监控设备中均配置有所述供电电路。
文档编号G03B17/14GK103116241SQ20121050410
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者郑运锋 申请人:华为技术有限公司