一种直入直出的供电电路及电源的制作方法

本实用新型涉及电源的技术领域，更具体地说，涉及一种直入直出的供电电路及电源。

背景技术：

由于5g技术的发展与应用，促进了供电系统中的开关电源要求输出更高功率，体积更小，而基于48v供电的电源如果采用传统隔离变换控制，将输入的48v进行升压后再经过dc-dc隔离变换至输出的48v，这样整体变换过来后电源的效率将降为：94％(升压线路效率)*97％(dc-dc变换效率)＝91％左右，而效率的降低将直接引起电源的功耗升高及发热等问题，同样尺寸条件下难以实现大的功率输出，直接降低了电源的性能及应用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种直入直出的供电电路及电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种直入直出的供电电路，应用于电源，包括：接入电能的输入端和输出电能的输出端，还包括依次连接在所述输入端与所述输出端之间的输入防反电路、主储能电路以及输出防反电路；

所述输入端包括输入正端和输入负端、且所述输入正端连接提供电能的外部电路的正端、所述输入负端连接所述外部电路的负端；所述输出端包括输出正端和输出负端，且所述输出正端连接负载的正端，所述输出负端连接负载的负端；

所述输入防反电路用于在电源并机时控制输入侧的防反，所述主储能电路用于在电源关机时提供电源主路的维持时间能量，所述输出防反电路用于在电源并机时控制输出侧的防反。

在一个实施例中，所述输入防反电路包括：输入正端防反电路、第一控制电路和输入负端防反电路；

所述输入正端防反电路的第二端连接所述输入正端，所述输入正端防反电路的第一端连接所述主储能电路的第一端，所述输入正端防反电路的第三端连接所述第一控制电路的控制端，所述第一控制电路的第一检测端与所述输入正端防反电路的第二端连接并连接至所述输入正端，所述第一控制电路的第二检测端连接所述主储能电路的第一端；

所述输入负端防反电路的第一端连接所述输入负端，所述输入负端防反电路的第二端连接所述主储能电路的第二端，所述输入负端防反电路的第三端连接输入负端防反控制电路。

在一个实施例中，所述输入正端防反电路包括第一mos管，所述第一控制电路包括第一控制ic，所述输入端防反电路包括第四mos管；

所述第一mos管的第二端连接所述输入正端，所述第一mos管的第一端连接所述主储能电路的第一端，所述第一mos管的第三端连接所述第一控制ic的控制端，所述第一控制ic的第一检测端与所述第一mos管的第二端连接并连接至所述输入正端，所述第一控制ic的第二检测端连接所述主储能电路的第一端；

所述第四mos管的第一端连接所述输入负端，所述第四mos管的第二端连接所述主储能电路的第二端，所述第四mos管的第三端连接输入负端防反控制电路。

在一个实施例中，所述输出防反电路包括：输出正端防反电路、第二控制电路和输出负端防反电路；

所述输出正端防反电路的第二端连接所述主储能电路的第一端，所述输出正端防反电路的第一端连接所述输出正端，所述输出正端防反电路的第三端连接所述第二控制电路的控制端，所述第二控制电路的第一检测端与所述输出正端防反电路的第二端连接并连接至所述主储能电路的第一端，所述第二控制电路的第二检测端连接所述输出正端；

所述输出负端防反电路的第一端连接所述主储能电路的第二端，所述输出负端防反电路的第二端连接所述输出负端，所述输出负端防反电路的第三端连接输出负端防反控制电路。

在一个实施例中，所述输出正端防反电路包括第二mos管，所述第二控制电路包括第二控制ic，所述输出负端防反电路包括第六mos管；

所述第二mos管的第二端连接所述主储能电路的第一端，所述第二mos管的第一端连接所述输出正端，所述第二mos管的第三端连接所述第二控制ic的控制端，所述第二控制ic的第一检测端与所述输出正端防反电路的第二端连接并连接至所述主储能电路的第一端，所述第二控制ic的第二检测端连接所述输出正端；

所述第六mos管的第一端连接所述主储能电路的第二端，所述第六mos管的第二端连接所述输出负端，所述第六mos管的第三端连接输出负端防反控制电路。

在一个实施例中，还包括开关机控制电路；

所述开关机控制电路的第二端连接所述输入负端防反电路的第二端，所述开关机控制电路的第一端连接所述主储能电路的第二端，所述开关机控制电路的第三端连接主控电路的控制端。

在一个实施例中，所述开关机控制电路包括第五mos管；

所述第五mos管的第二端连接所述输入负端防反电路的第二端，所述第五mos管的第一端连接所述主储能电路的第二端，所述第五mos管的第三端连接主控电路的控制端。

在一个实施例中，还包括：辅助电路和开机防浪涌电路；

所述辅助电路的第一端分别连接所述输入正端防反电路的第一端和所述主储能电路的第一端，所述辅助电路的第二端接地，所述辅助电路的第三端输出辅助电能；

所述开机防浪涌电路的第一端连接所述开关机控制电路的第一端，所述开机防浪涌电路的第二端连接所述主储能电路的第二端。

在一个实施例中，所述辅助电路包括：第一二极管，辅助防浪涌电路和辅助储能电路；

所述第一二极管的阳极连接所述输入正端防反电路的第一端和所述主储能电路的第一端，所述辅助防浪涌电路的第一端连接所述第一二极管的阴极，所述辅助防浪涌电路的第二端连接所述辅助储能电路的正端，所述辅助储能电路的第二端接地，所述辅助防浪涌电路的第二端和打颤辅助储能电路的正端作为所述辅助电路的第三端输出辅助电能。

在一个实施例中，还包括：过流保护电路；

所述过流保护电路的第一端连接所述输入正端，所述过流保护电路的第二端连接所述输入正端防反电路的第二端。

在一个实施例中，还包括：emi防护电路；所述emi防护电路包括：第一滤波电容、第二滤波电容以及共模电感；

所述第一滤波电容的第一端连接所述过流保护电路的第一端，所述第一滤波电容的第二端连接所述第二滤波电容的第一端，所述第二滤波电容的第二端连接所述输入负端，所述第一滤波电容的第二端和所述第二滤波电容的第一端还连接至地；

所述共模电感的第四端连接所述过流保护电路的第二端，所述共模电感的第一端连接所述输入正端防反电路的第二端，所述共模电感的第三端连接所述输入负端，所述共模电感的第二端连接所述输入负端防反电路的第一端。

本实用新型还提供一种电源，包括以上所述的直入直出的供电电路。

实施本实用新型的直入直出的供电电路，具有以下有益效果：该直入直出的供电电路包括：接入电能的输入端和输出电能的输出端，还包括依次连接在输入端与输出端之间的输入防反电路、主储能电路以及输出防反电路；输入端包括输入正端和输入负端、且输入正端连接提供电能的外部电路的正端、输入负端连接外部电路的负端；输出端包括输出正端和输出负端，且输出正端连接负载的正端，输出负端连接负载的负端。通过设计该直入直出的供电电路，有效提高了电源的转换效率，降低电源的功耗、散热与零件规格需求，缩小电源的体积要求，可满足电源小型化需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的一种直入直出的供电电路一实施例的原理框图；

图2是本实用新型提供的一种直入直出的供电电路另一实施例的原理框图；

图3是本实用新型提供的一种直入直出的供电电路一实施例的电路原理图；

图4是采用同供电源一正一反接入两个电源一实例的电路原理图；

图5是采用同供电源一正一反接入两个电源另一实例的电路原理图；

图6是采用同供电源正常接入两个电源的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了满足客户端对电源的体积小且具有高功率输出的要求，本实用新型将传统的隔离变换形式调整为直入直出形式，以得到高达99％左右的转换效率，直接降低了电源的功耗与散热需求，满足电源体积小型化的要求。

具体的，如图1所示，该直入直出的供电电路包括：接入电能的输入端和输出电能的输出端，还包括依次连接在输入端与输出端之间的输入防反电路30、主储能电路40以及输出防反电路50。

输入端包括输入正端和输入负端、且输入正端连接提供电能的外部电路的正端、输入负端连接外部电路的负端；输出端包括输出正端和输出负端，且输出正端连接负载的正端，输出负端连接负载的负端。

输入防反电路30用于在电源并机时控制输入侧的防反，主储能电路40用于在电源关机时提供电源主路的维持时间能量，输出防反电路50用于在电源并机时控制输出侧的防反。

在一些实施例中，提供电能的外部电路可以是直流源或者电池，其中，输入正端与直流源或电池的正端连接，输入负端与直流源或电池的负端连接，以接入直流源或电池输出的电能。

进一步地，如图2所示，该输入防反电路30包括：输入正端防反电路31、第一控制电路32和输入负端防反电路33。

输入正端防反电路31的第二端连接输入正端，输入正端防反电路31的第一端连接主储能电路40的第一端，输入正端防反电路31的第三端连接第一控制电路32的控制端，第一控制电路32的第一检测端与输入正端防反电路31的第二端连接并连接至输入正端，第一控制电路32的第二检测端连接主储能电路40的第一端。

其中，第一控制电路32的第一检测端检测流经输入正端防反电路31的正向电流，并在检测到正向电流时输出驱动电压至输入正端防反电路31的第三端，以控制输入正端防反电路31导通；第一控制电路32的第二检测端检测流经输入正端防反电路31的反向电流，并在检测到反向电流时拉低输入正端防反电路31的第三端电平，以反向关闭驱动，使输入正端防反电路31处于关闭状态，反向电流无法经过输入正端防反电路31而回到输入正端。

输入负端防反电路33的第一端连接输入负端，输入负端防反电路33的第二端连接主储能电路40的第二端，输入负端防反电路33的第三端连接输入负端防反控制电路。

其中，输入负端防反控制电路通过输出防反驱动信号至输入负端防反电路33，以控制输入负端防反电路33的导通或关闭。

进一步地，如图2所示，输出防反电路50包括：输出正端防反电路51、第二控制电路52和输出负端防反电路53。

输出正端防反电路51的第二端连接主储能电路40的第一端，输出正端防反电路51的第一端连接输出正端，输出正端防反电路51的第三端连接第二控制电路52的控制端，第二控制电路52的第一检测端与输出正端防反电路51的第二端连接并连接至主储能电路40的第一端，第二控制电路52的第二检测端连接输出正端。

其中，第二控制电路52的第一检测端检测流经输出正端防反电路51的正向电流，并在检测到正向电流时输出驱动电压至输出正端防反电路51的第三端，以控制输出正端防反电路51导通；第二控制电路52的第二检测端检测流经输出正端防反电路51的反向电流，并在检测到反向电流时拉低输出正端防反电路51的第三端电平，以反向关闭驱动，使输出正端防反电路51处于关闭状态，反向电流无法经过输出正端防反电路51。

输出负端防反电路53的第一端连接主储能电路40的第二端，输出负端防反电路53的第二端连接输出负端，输出负端防反电路53的第三端连接输出负端防反控制电路。

其中，输出负端防反控制电路通过输出负端防反驱动信号至输出负端防反电路53，以控制输出负端防反电路53的导通或关闭。

进一步地，如图2所示，该直入直出的供电电路还包括：过流保护电路10。

该过流保护电路10的第一端连接输入正端，过流保护电路10的第二端连接输入正端防反电路31的第二端。

进一步地，如图2所示，该直入直出的供电电路还包括：

emi防护电路20；emi防护电路20包括：第一滤波电容、第二滤波电容以及共模电感。

第一滤波电容的第一端连接过流保护电路10的第一端，第一滤波电容的第二端连接第二滤波电容的第一端，第二滤波电容的第二端连接输入负端，第一滤波电容的第二端和第二滤波电容的第一端还连接至地。

共模电感的第四端连接过流保护电路10的第二端，共模电感的第一端连接输入正端防反电路31的第二端，共模电感的第三端连接输入负端，共模电感的第二端连接输入负端防反电路33的第一端。

通过设置emi防护电路20可以实现emi防护抑制，以消除高频信号对电源的干扰。

进一步地，如图2所示，该直入直出的供电电路还包括：辅助电路60和开机防浪涌电路70。

辅助电路60的第一端分别连接输入正端防反电路31的第一端和主储能电路40的第一端，辅助电路60的第二端接地，辅助电路60的第三端输出辅助电能；开机防浪涌电路70的第一端连接开关机控制电路80的第一端，开机防浪涌电路70的第二端连接主储能电路40的第二端。

在一些实施例中，辅助电路60包括：第一二极管，辅助防浪涌电路和辅助储能电路。

第一二极管的阳极连接输入正端防反电路31的第一端和主储能电路40的第一端，辅助防浪涌电路的第一端连接第一二极管的阴极，辅助防浪涌电路的第二端连接辅助储能电路的正端，辅助储能电路的第二端接地，辅助防浪涌电路的第二端和打颤辅助储能电路的正端作为辅助电路60的第三端输出辅助电能。

其中，第一二极管可以防止输出短路时，辅助电路60的能量被放掉而导致辅助电路60没有维持保护响应控制时需求的能量，以致无法控制输出的有效关断。

在一些实施例中，辅助防浪涌电路，用于防止辅助电路60中的辅助电路60的被浪涌电流冲击，确保器件的安全。其中，辅助防浪涌电路可以通过热敏电阻实现。

在一些实施例中，辅助储能电路，用于在输出短路等保护时，瞬间提供辅助电能用于响应控制需求的维持能量。

在一些实施例中，开机防浪涌电路70，用于控制开机瞬间的浪涌电流冲击，保证电路中器件的安全。其中，开机防浪涌电路70可以通过热敏电阻实现。

进一步地，如图2所示，该直入直出的供电电路还包括：开关机控制电路80。

该开关机控制电路80的第二端连接输入负端防反电路33的第二端，开关机控制电路80的第一端连接主储能电路40的第二端，开关机控制电路80的第三端连接主控电路的控制端。

在一些实施例中，开关机控制电路80，用于在电源的开关机及保护时进行开关控制，以保证电源可完成相应的功能。

本实用新型实施例中，主控电路包括mcu，为电源的主控ic。

该直入直出的供电电路通过设置上述功能电路，使其可以满足电源的整体性能需求，同时还避免了升压及dc-dc转换，有效提升电源的转换效率，降低了电源的散热与零件规格需求，也缩小了电源的体积要求，使得设置该直入直出的供电电路的电源可实现小体积高功率输出的要求，满足客户端对电源的小型化、高功率输出的需求。

进一步地，图3示出了本实用新型提供的直入直出的供电电路一具体实施例的电路原理图。

如图3所示，在该实施例中，过流保护电路10包括保险丝f1，emi防护电路20包括第一滤波电容cy1、第二滤波电容cy2和共模电感lf1。输入正端防反电路31包括第一mos管q1，第一控制电路32包括第一控制ic(u1)，输入端防反电路包括第四mos管q4。

辅助电路60包括：第一二极管d1，辅助防浪涌电路包括：第一热敏电阻thr1，辅助储能电路包括：第三电容c3。开关机控制电路80包括：第五mos管q5。主储能电路40包括：第一电容c1。开机防浪涌电路70包括：第二热敏电阻thr2。

输出正端防反电路51包括：第二mos管q2和第二控制ic(u2)。输出负端防反电路53包括：第六mos管q6。

如图3所示，保险丝f1设置在输入正端，可以在长输入正端存在长时间过流时熔断以保护电源内部器件及防止起火现象发生。

进一步地，如图3所示，保险丝f1的第一端连接输入正端，保险丝f1的第二端连接共模电感lf1的第四端。

第一滤波电容cy1的第一端连接保险丝f1的第一端，第一滤波电容cy1的第二端连接第二滤波电容cy2的第一端，第二滤波电容cy2的第二端连接输入负端，第一滤波电容cy1的第二端和第二滤波电容cy2的第一端还连接至地。共模电感lf1的第一端连接输入正端防反电路31的第二端(第一mos管q1的第二端)，共模电感lf1的第三端连接输入负端，共模电感lf1的第二端连接输入负端防反电路33的第一端(第四mos管q4的第一端)。

第一mos管q1的第二端连接输入正端(在图3所示的实施例中，第一mos管q1的第二端连接共模电感lf1的第一端)，第一mos管q1的第一端连接主储能电路40(第一电容c1)的第一端，第一mos管q1的第三端连接第一控制ic的控制端(u1的第5引脚)，第一控制ic的第一检测端(u1的第4引脚)与第一mos管q1的第二端连接并连接至输入正端，第一控制ic的第二检测端(u1的第6引脚)连接主储能电路40(第一电容c1)的第一端。

第四mos管q4的第一端连接输入负端，第四mos管q4的第二端连接主储能电路40(第一电容c1)的第二端，第四mos管q4的第三端连接输入负端防反控制电路。

本实用新型实施例中，输入负端防反控制电路可以采用与u1相同的ic，或者，也可以采用与u1具有同等功能的ic。

第二mos管q2的第二端连接主储能电路40的第一端，第二mos管q2的第一端连接输出正端，第二mos管q2的第三端连接第二控制ic(u2)的控制端(u2的第5引脚)，第二控制ic的第一检测端(u2的第4引脚)与输出正端防反电路51(第一mos管q1)的第二端连接并连接至主储能电路40的第一端，第二控制ic的第二检测端(u2的第6引脚)连接输出正端；

第六mos管q6的第一端连接主储能电路40的第二端，六mos管q6的第二端连接输出负端，第六mos管的第三端连接输出负端防反控制电路。

本实用新型实施例中，输入负端防反控制电路可以采用与u2相同的ic，或者，也可以采用与u2具有同等功能的ic。

第一二极管d1的阳极连接第一mos管q1的第一端，第一二极管d1的阴极连接第一热敏电阻thr1的第一端，第一热敏电阻thr1的第二端连接第三电容c3的第一端，第三电容c3的第二端接地，第一热敏电阻thr1的第二端和第三电容c3的第一端的连接端输出辅助电能。

第五mos管q5的第二端连接输入负端防反电路33(第四mos管q4)的第二端，第五mos管q5的第一端连接主储能电路40的第二端(在图3的具体实施例中，第五mos管q5的第一端可以通过第二热敏电阻thr2连接第一电容c1的第二端)，第五mos管q5的第三端连接主控电路的控制端。

进一步地，本实用新型实施例的直入直出的供电电路所接负载可以为阻性负载或者容性负载。

本实用新型还提供了一种电源，该电源可以为开关电源，进一步地，该电源包括本实用新型实施例所公开的直入直出的供电电路。通过设置该直入直出的供电电路，该电源的转换效率明显提升，散热与零件规格需求均降低，体积要求也缩小，可满足客户端小型化、高功率的要求。

本实用新型实施例提供的直入直出的供电电路解决了电源的emi干扰抑制，开机浪涌电流限制要求，实现辅助电源保护控制响应时间内的能量需求，解决了各种并机(同供电源与异供电源)及防反保护控制，在幅度提升电源的转换效率。

下面以不同的方案对本实用新型实施例的方案进行说明。

如图4所示，为采用同供电源一正一反接入两个电源，当第二电源psu2没有设置输入正端防反电路31时，第一电源psu1将经保险丝f1、共模电感lf1、第一mos管q1、第二mos管q2、输出正端至负载；第二电源psu2的经第六mos管q6、第一电容c1、共模电感lf1、保险丝f1回至反接的负端，进而导致负载电流乱窜损坏电源及功能失效等问题。

如图5所示，为采用同供电源一正一反接入两个电源，当第二电源psu2没有设置输入正端防反电路31和输出正端防反电路51时，第一电源psu1将经保险丝f1、共模电感lf1、第一mos管q1、第二mos管q2、输出正端至负载；第二电源psu2则经共模电感lf1、保险丝f1直接回到反接的负端，而导致输入源短路等问题。

如图6所示，为采用同供电源正常接入两个电源，当第二电源psu2没有设置输出正端防反电路51和输出负端防反电路53时，先上电的第一电源psu1将经保险丝f1、共模电感lf1、第一mos管q1、第二mos管q2、输出正端至负载，并经第二电源psu2的第一电容c1回至负载的负端，然后经过第一电源psu1的第六mos管q6、第五mos管q5、第四mos管q4、共模电感lf1回至输入负端，而使得瞬间对第二电源psu2的储能进行充电，导致瞬间电流过大插拔打火或损坏电源等现象。

然而，本实用新型实施例的直入直出的供电电路均能解决这些问题，实现稳定的直入直出供电与并机等功能。当然，可以理解地，本实用新型实施例的直入直出的供电电路除能解决上述举例的问题外，还可以解决其他情况下电源的使用及异常情况的保护等。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。