CN102324849A - 反激式开关电源电路 - Google Patents

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金振华
董建涛
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Abstract

本发明公开了一种反激式开关电源电路，其包括：过压保护和整流滤波模块、与过压保护和整流滤波模块的输出相连的启动模块、与启动模块相连的主芯片、与主芯片相连的变压模块、与变压模块相连且与主芯片相连的光电耦合模块。本发明的电路可以在15～265V交直流电压的宽范围内工作，并可在输出端得到直流12V电压，适合30W以下的小功率，同时满足绝大部分工业现场的低电压供电要求，克服现有技术不适用于低压输入的技术缺陷。

Description

反激式开关电源电路
技术领域
本发明属于电子技术领域，尤其是反激式开关电源电路。
背景技术
随着电子技术和半导体制造工艺的发展，出现了很多脉宽调制方式(PWM)和功率开关管(MOSFET)二合一的集成芯片。这类芯片的出现大大降低了开关电源设计的复杂性，但适用于输入电压为一般为近百伏到两百多伏(如80V～265V)交直流的小功率开关电源，缺点是对于低于50V的实际工作环境，尤其常见的直流24V和48V的供电情况下不适用。
发明内容
本发明目的是：本发明的目的是克服现有技术不适用于低压输入的技术缺陷，提供了一种用于宽输入电压范围的反激式开关电源电路。
本发明的技术方案是：一种反激式开关电源电路，其包括：过压保护和整流滤波模块、与过压保护和整流滤波模块的输出相连的启动模块、与启动模块相连的主芯片、与主芯片相连的变压模块、与变压模块相连且与主芯片相连的光电耦合模块。
在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
优选的，所述启动模块包括与过压保护和整流滤波模块的输出正端相连的第一三极管、与第一三极管的发射极相连接的第二三极管、与过压保护和整流滤波模块的输出正端相连并与第一三极管的基极连接的第一电阻、与第一电阻的另一端相连并与第二三极管的基极连接的第二电阻、负端与第二电阻相连而正端接地的第一稳压管、以及正端与第二三极管的发射极连接而负端接地的极性电容。
优选的，所述第二三极管的发射极与主芯片相连，且其集电极与第一三极管的发射极相连接。
优选的，所述变压模块包括与主芯片相连的变压器、位于变压器的主线圈中的第二、三稳压管、位于变压器的辅线圈中的第四稳压管和第一、二电容、位于变压器的辅助线圈中的分压电阻和第六稳压管。
优选的，所述光电耦合模块包括与变压器的输出电压相连的第一、二采样电阻、光电耦合器、与光电耦合器相连的第三电阻、与光电耦合器相连的第四电阻、与光电耦合器相连并接地的第一滤波电容、与第一采样电阻和第三电阻均相连的第二滤波电容、位于第三电阻和地之间的基准电源。
优选的，所述光电耦合器的3和4脚分别与主芯片相连，且在3和4脚之间并联一稳压二极管。
本发明优点是：
本发明的电路可以在15～265V交直流电压的宽范围内工作，并可在输出端得到直流12V电压，适合30W以下的小功率，同时满足绝大部分工业现场的低电压供电要求，克服现有技术不适用于低压输入的技术缺陷。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
实施例：如图1所示，本发明提供了一种反激式开关电源电路的具体实施例，其包括外接的输入电压、过压保护和整流滤波模块、与过压保护和整流滤波模块的输出相连的启动模块、与启动模块相连的主芯片U3、与主芯片U3相连的变压模块、与变压模块相连且与主芯片相连的光电耦合模块。其中外接的输入电压为15～265V，过压保护和整流滤波模块为现有技术，故不予以阐述，且经过外接的输入电压经过过压保护和整流滤波模块后输出为一直流电压，主芯片U3为八脚的PWM控制芯片。
启动模块包括与过压保护和整流滤波模块的输出正端相连的第一三极管V4、与第一三极管的发射极相连接的第二三极管V5、与过压保护和整流滤波模块的输出正端相连并与第一三极管V4的基极连接的第一电阻R57、与第一电阻R57的另一端相连并与第二三极管V5的基极连接的第二电阻R58、负端与第二电阻R58相连而正端接地的第一稳压管D13、以及正端与第二三极管V5的发射极连接而负端接地的极性电容C37。其中第二三极管V5的发射极与主芯片U3的1脚相连，且其集电极与第一三极管V4的发射极相连接。启动模块主要由第一、二三极管。V4、V5构成两级射极跟随器，再经过极性电容C37退耦滤波为主芯片U3提供一个稳定的启动电压。
变压模块包括与主芯片U3相连的变压器T1、位于变压器T1的主线圈中的第二、三稳压管D2、D4、位于变压器T1的辅线圈中的第四稳压管D1和第一、二电容C1、C2、位于变压器T1的辅助线圈中的分压电阻R2和第六稳压管D5。其中主线圈为变压器T1的1脚和3脚之间，而辅线圈为变压器T1的7脚和8脚之间，辅助线圈为变压器T1的5脚和6脚之间。过压保护和整流滤波模块后的输出正端连接到变压器T1的1脚，而变压器T1的3脚则连接到主芯片U3的8脚，第二、三稳压管D2、D4为主芯片U3提供过压保护；变压器T1的8脚接输出地，而变压器T1的7脚连接第四稳压管D1的正端，第四稳压管D1的负端连接第一电容C1的正端并连接第二电容C2的一端由此作为变压模块的输出电压，第一电容C1的负端和第二电容C2的另一端连接输出地，由此第四稳压管D1、第一电容C1、第二电容C2为变压器T1的输出电压进行整流滤波。
光电耦合模块包括与变压器T1的输出电压相连的第一、二采样电阻R5、R9、光电耦合器U4、与光电耦合器U4的2脚相连的第三电阻R7、与光电耦合器U4的1脚相连的第四电阻R4、与光电耦合器U4的1脚相连并接地的第一滤波电容C7、与第一采样电阻R5和第三电阻R7均相连的第二滤波电容C8、位于第三电阻R7和地之间的基准电源U5，其中第一、二采样电阻R5、R9、第三、四电阻R7、R4、第一、二滤波电容C7、C8和基准电源U5一起控制光电耦合器U4的输入端，其中第一、二滤波电容C7、C8主要是为了提高电路稳定性起滤波作用；光电耦合器U4的3脚连接主芯片U3的4脚并通过第五电阻R10、第三滤波电容C10并联连接输入地，第五电阻R10、第三滤波电容C10主要起滤波作用，为脉宽调节电路提供一个稳定反馈信号，该反馈信号的强弱直接控制脉宽的占空比。光电耦合器U4的4脚连接主芯片U3的1脚，且在光电耦合器U4的3和4脚之间并联一稳压二极管D6，稳压二极管D6的负端连接光电耦合器U4的4脚，稳压二极管D6的正端连接主芯片U3的4脚，该稳压二极管主要起保护作用；高频滤波电容C6一端连接U3的1脚，高频滤波电容C6的另一端接输入地，主要对主芯片U3的电源进行高频滤波，提高主芯片U3供电电压的稳定性；变压器T1的5脚通过第六稳压管D5整流后连接分压电阻R2的一端，分压电阻R2的另一端连主芯片U3的1脚，变压器T1的6脚连接输入地；振荡电阻R8和振荡电容C9并联一端接输入地，另一端接主芯片U3的3脚，为PWM控制芯片提供一个振荡频率。
将15V～265V交流或直流接入本发明电路，在上电的一瞬间由第一电阻R57、第二电阻R58、第一稳压管D13、第一三极管V4、第二三极管V5、极性电容C37组成的启动模块将首先工作，并为主芯片U3提供一个可靠的工作电压，一旦主芯片U3得电开始工作，变压器T1也将开始工作，辅助线圈的5脚和6脚将输出电压，由于变压器T1内设的匝比，使辅助线圈的5脚的输出电压高于启动模块中第二三极管V5的发射极提供的电压，启动模块将退出工作，将不再起任何作用至下一次重新上电才启动本启动模块，主芯片U3的工作电压改由变压器T1的辅助线圈供电。
本发明和现有的技术相比，扩宽了电压输入范围，基本上满足绝大部分工业现场的需求。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种反激式开关电源电路，其特征在于：其包括过压保护和整流滤波模块、与过压保护和整流滤波模块的输出相连的启动模块、与启动模块相连的主芯片(U3)、与主芯片(U3)相连的变压模块、与变压模块相连且与主芯片(U3)相连的光电耦合模块。
2.根据权利要求1所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述启动模块包括与过压保护和整流滤波模块的输出正端相连的第一三极管(V4)、与第一三极管的发射极相连接的第二三极管(V5)、与过压保护和整流滤波模块的输出正端相连并与第一三极管(V4)的基极连接的第一电阻(R57)、与第一电阻(R57)的另一端相连并与第二三极管(V5)的基极连接的第二电阻(R58)、负端与第二电阻(R58)相连而正端接地的第一稳压管(D13)、以及正端与第二三极管(V5)的发射极连接而负端接地的极性电容(C37)。
3.根据权利要求2所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述第二三极管(V5)的发射极与主芯片(U3)相连，且其集电极与第一三极管(V4)的发射极相连接。
4.根据权利要求1或2所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述变压模块包括与主芯片(U3)相连的变压器(T1)、位于变压器(T1)的主线圈中的第二、三稳压管(D2、D4)、位于变压器(T1)的辅线圈中的第四稳压管(D1)和第一、二电容(C1、C2)、位于变压器(T1)的辅助线圈中的分压电阻(R2)和第六稳压管(D5)。
5.根据权利要求4所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述光电耦合模块包括与变压器(T1)的输出电压相连的第一、二采样电阻(R5、R9)、光电耦合器(U4)、与光电耦合器(U4)相连的第三电阻(R7)、与光电耦合器(U4)相连的第四电阻(R4)、与光电耦合器(U4)相连并接地的第一滤波电容(C7)、与第一采样电阻(R5)和第三电阻(R7)均相连的第二滤波电容(C8)、位于第三电阻(R7)和地之间的基准电源(U5)。
6.根据权利要求5所述的反激式开关电源电路，其特征在于：所述光电耦合器(U4)的3和4脚分别与主芯片(U3)相连，且在3和4脚之间并联一稳压二极管(D6)。
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