CN104467437A - 低待机功耗开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及待机技术。本发明是要解决目前开关电源待机功率较高的缺点，提供了一种低待机功耗开关电源，其技术方案可概括为：低待机功耗开关电源，由交流输入端、滤波电路、整流电路、启动电流抑制电路、开关变压器、吸收回路模块、芯片电源模块、控制芯片模块、反馈电路、输出整流滤波电路、DC/DC转换电路、5VDC输出端及12VDC输出端组成。本发明的有益效果是，可以使开关电源在待机时的功耗降低至0.1W，节省待机功耗，适用于开关电源。

Description

低待机功耗开关电源

技术领域

本发明涉及待机技术，特别涉及低待机功耗开关电源。

背景技术

家用电器的待机功率，包括电器本身在待机状态(待机状态指电子产品处于非正常工作模式，但随时可以通过按键、遥控器等方式唤醒，即可进行正常的工作)下消耗的功率，加上电源自身在待机时消耗的功率之和。因此，降低待机功率，需要从这两个方面采取有效措施，提出特有控制方式，才能大大降低待机功率。

目前，空调等白色家电，基本上都不使用机械式控制方式，而采用电子控制。电子控制的电路中至少都有一颗主控芯片(MCU)及外围电路。在产品待机时，可以将其它无关的电路关闭而不耗电，但主芯片及周围电路必须处于通电状态。因为在待机时，空调等电器需要通过按键或遥控器随时退出待机状态而进入正常工作。早期的芯片无待机模式，空调等电器在待机时，芯片及周围电路的待机功率消耗较大。因此，整机(包括电源的待机功率)的待机功耗较大，国家也就没有对空调的待机功耗提出要求。但随着新的低功耗主控MCU运用，新芯片在待机时，可以通过软件设置在深睡模式，芯片待机功率可达毫瓦级。又随着国家新的能耗标准的推出，对待机功耗也提出明确的要求，在不远的将来，对空调等白电的待机功耗要求将越来越低。因此，要全面降低整机的待机功率，对它使用的开关电源自身在待机状态的消耗功率大小及效率高低，就显得非常重要。开发和运用一款高效、低功耗待机的开关电源，是未来空调等家用电器电路设计中的首选。

现在市场上的空调等白电产品，大多数电源部分采用线性电源降压和稳压，效率非常低，待机功率至少在2W以上。即使控制电路在待机时，不消耗电功率，但电源本身消耗的功率就达数瓦以上，即使部分产品采用开关电源，但后续的稳压电路也采用串联稳压方式，加上开关电源的效率低，电源部分的消耗功率也较大，至少在1W以上，相比0.1W的低待机功率，待机时消耗功率将达数十倍之多。通常，电器待机的时间比正常工作的时间要多得多，0.1W的低待机电源就显得非常重要和必要。

空调等家用产品上使用低待机的电源，尤其使用能达到0.1W的超低待机功率的电源，是响应国家节能、环保政策的行动之一。

发明内容

本发明的目的就是克服目前开关电源待机功率较高的缺点，提供一种低待机功耗开关电源。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，低待机功耗开关电源，其特征在于，包括交流输入端、滤波电路、整流电路、启动电流抑制电路、开关变压器、吸收回路模块、芯片电源模块、控制芯片模块、反馈电路、输出整流滤波电路、DC/DC转换电路、5VDC输出端及12VDC输出端，所述开关变压器具有初级绕组、次级绕组及辅助绕组，交流输入端与滤波电路连接，滤波电路与整流电路连接，整流电路与启动电流抑制电路连接，启动电流抑制电路与开关变压器中初级绕组的一端及吸收回路模块连接，开关变压器中初级绕组的另一端与吸收回路模块及控制芯片模块连接，开关变压器中辅助绕组通过芯片电源模块与控制芯片模块连接，开关变压器中次级绕组与输出整流滤波电路连接，输出整流滤波电路的输出端分别与反馈电路、DC/DC转换电路及12VDC输出端连接，DC/DC转换电路与5VDC输出端连接，反馈电路与控制芯片模块连接。

具体的，所述滤波电路包括两个相同的交流电容，分别为交流电容一及交流电容二，还包括共模滤波器，所述交流电容一、交流电容二及共模滤波器组成典型π型滤波电路，其输入端与交流输入端连接，其输出端与整流电路连接。

进一步的，所述整流电路为桥式整流电路，其输入端与滤波电路连接，输出端与启动电流抑制电路连接。

具体的，所述启动电流抑制电路包括负温度系数的热敏电阻、滤波电容及地线一，其一端与整流电路连接，另一端与开关变压器中初级绕组的一端连接，并通过滤波电容与地线一连接。

再进一步的，吸收回路模块包括快恢复二极管一、TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR瞬变电压抑制二极管)管及高压瓷介电容，所述快恢复二极管一的正极与控制芯片模块及开关变压器中初级绕组的另一端连接，TVS管与高压瓷介电容并联后一端与快恢复二极管一的负极连接，另一端与开关变压器中初级绕组的一端连接。

具体的，所述芯片电源模块包括整流二极管、电解电容一、电阻一、电阻二、稳压二极管、电容一及地线一，所述整流二极管的正极与开关变压器中辅助绕组的一端连接，负极与电解电容一的一端连接，电解电容一的另一端与开关变压器中辅助绕组的另一端连接，电阻一的一端与整流二极管的负极连接，另一端与稳压二极管的负极连接，稳压二极管的正极与电解电容的另一端连接，并与地线一及电容一的一端连接，电容一的另一端与电阻二的一端连接，并与控制芯片模块连接，电阻二的另一端与整流二极管的负极连接。

再进一步的，所述控制芯片模块采用TNY279芯片，其第一管脚与反馈电路的一个输出端连接，第五管脚、第六管脚、第七管脚及第八管脚都与反馈电路的另一个输出端连接，第二管脚与芯片电源模块连接，第四管脚与开关变压器中初级绕组的另一端连接。

具体的，所述输出整流滤波电路包括快恢复二极管二、电容三、电解电容二、瓷介电容、电阻七及地线二，所述快恢复二极管二的正极与电阻七的一端连接，并与开关变压器次级绕组的同名端连接，负极与电容三的一端连接，电容三的另一端与电阻七的另一端连接，瓷介电容与电解电容二并联后，一端与地线二及开关变压器次级绕组的异名端连接，另一端与快恢复二极管二的负极连接，并作为输出端与12VDC输出端连接。

再进一步的，所述反馈电路包括分压电阻一、分压电阻二、电容二、电阻三、电阻四、电阻五、电阻六、精密稳压集成电路、光电耦合器、地线一及地线二，所述分压电阻一的一端与输出整流滤波电路的输出端连接，另一端与分压电阻二的一端连接，并与精密稳压集成电路的R引脚连接，分压电阻二的另一端与地线二连接，且与精密稳压集成电路的阳极连接，电容二的一端通过电阻三与精密稳压集成电路的阴极连接，电容二的另一端与精密稳压集成电路的R引脚连接，电阻五的两端跨接在光电耦合器输入端的正负极，光电耦合器输入端的负极与精密稳压集成电路的阴极连接，其正极通过电阻四与输出整流滤波电路的输出端连接，电阻六的两端跨接在光电耦合器输出端的集电极及发射极之间，光电耦合器输出端的集电极及发射极分别作为一个输出端与控制芯片模块连接，光电耦合器输出端的发射极与地线一连接。

具体的，所述DC/DC转换电路为同步降压调节器集成电路，包括型号为AOZ3015的集成电路、储能电感、反馈电阻、分压电阻三、电阻八、电容四、电容五、电容六、电容七、电容八、电容九、电感及地线二，所述集成电路的第七管脚与储能电感的一端连接，储能电感的另一端作为输出端与5VDC输出端连接，反馈电阻的一端与储能电感的另一端连接，反馈电阻的另一端与集成电路的第五管脚及分压电阻三的一端连接，分压电阻三的另一端与集成电路的第一管脚、第三管脚及地线二连接，电容五的一端与集成电路的第四管脚连接，另一端与地线二连接，电容四的一端通过电阻八与集成电路的第六管脚连接，另一端与地线二连接，集成电路的第二管脚与第八管脚连接并与电感的一端连接，电感的另一端作为输入端与12VDC输出端连接，电容八与电容九并联后一端与电感的一端连接，另一端与地线二连接，电容六与电容七并联后一端与储能电感的另一端连接，另一端与地线二连接。

本发明的有益效果是，上述低待机功耗开关电源，可以使开关电源在待机时的功耗降低至0.1W，节省待机功耗。

附图说明

图1为本发明低待机功耗开关电源的系统框图；

图2为本发明低待机功耗开关电源除DC/DC转换电路的电路原理图；

图3为本发明低待机功耗开关电源中DC/DC转换电路的电路原理图；

其中，01为开关变压器，02为控制芯片模块，03为吸收回路模块，04为芯片电源模块，05为反馈电路，06为启动电流抑制电路，07为整流电路，08为滤波电路，09为输出整流滤波电路，10为DC/DC转换电路，R41为电阻一，R42为电阻二，R51为分压电阻一，R52为电阻四，R53为分压电阻二，R54为电阻三，R55为电阻五，R56为电阻六，R91为电阻七，R103为电阻八，R106为反馈电阻，R107为分压电阻三，RT6为热敏电阻，C01为滤波电容，C31为高压瓷介电容，C41为电解电容一，C42为电容一，C51为电容二，C81为交流电容一，C82为交流电容二，C91为电解电容二，C92为瓷介电容，C93为电容三，C103为电容四，C104为电容五，C02为电容九，C03为电容八，C04为电容六，C05为电容七，L101为储能电感，L01为电感，VD31为快恢复二极管一，VD32为TVS管，VD41为整流二极管，VD42为稳压二极管，D52为精密稳压集成电路，D51为光电耦合器，VD91为快恢复二极管二，D21为控制芯片，D101为集成电路，L81为共模滤波器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述的低待机功耗开关电源的系统框图如图1所示，其包括交流输入端、滤波电路08、整流电路07、启动电流抑制电路06、开关变压器01、吸收回路模块03、芯片电源模块04、控制芯片模块02、反馈电路05、输出整流滤波电路09、DC/DC转换电路10、5VDC输出端及12VDC输出端，其中，开关变压器01具有初级绕组、次级绕组及辅助绕组，交流输入端与滤波电路08连接，滤波电路08与整流电路07连接，整流电路07与启动电流抑制电路06连接，启动电流抑制电路06与开关变压器01中初级绕组的一端及吸收回路模块03连接，开关变压器01中初级绕组的另一端与吸收回路模块03及控制芯片模块02连接，开关变压器01中辅助绕组通过芯片电源模块04与控制芯片模块02连接，开关变压器01中次级绕组与输出整流滤波电路09连接，输出整流滤波电路09的输出端分别与反馈电路05、DC/DC转换电路10及12VDC输出端连接，DC/DC转换电路10与5VDC输出端连接，反馈电路05与控制芯片模块02连接。

实施例

本例中低待机功耗开关电源的系统框图如图1所示，其包括交流输入端、滤波电路08、整流电路07、启动电流抑制电路06、开关变压器01、吸收回路模块03、芯片电源模块04、控制芯片模块02、反馈电路05、输出整流滤波电路09、DC/DC转换电路10、5VDC输出端及12VDC输出端，其中，开关变压器01具有初级绕组、次级绕组及辅助绕组，交流输入端与滤波电路08连接，滤波电路08与整流电路07连接，整流电路07与启动电流抑制电路06连接，启动电流抑制电路06与开关变压器01中初级绕组的一端及吸收回路模块03连接，开关变压器01中初级绕组的另一端与吸收回路模块03及控制芯片模块02连接，开关变压器01中辅助绕组通过芯片电源模块04与控制芯片模块02连接，开关变压器01中次级绕组与输出整流滤波电路09连接，输出整流滤波电路09的输出端分别与反馈电路05、DC/DC转换电路10及12VDC输出端连接，DC/DC转换电路10与5VDC输出端连接，反馈电路05与控制芯片模块02连接。

具体举例如下：本例的低待机功耗开关电源除DC/DC转换电路10的电路原理图参见图2，滤波电路08包括两个相同的交流电容，分别为交流电容一C81及交流电容二C82，还包括共模滤波器L81，所述交流电容一C81、交流电容二C82及共模滤波器L81组成典型π型滤波电路08，其输入端与交流输入端连接，其输出端与整流电路07连接。其中，该两个交流电容容量为0.1μF至0.22μF，共模滤波器L81中电感的电感量大于35mH以上。三个器件连成典型的π型滤波方式。两个交流电容，要求泄露电流越小，电路中的消耗越小，待机功率就越低。该电路是应整机EMI测试要求而必须增加的。本例中，两只电容的参考型号为MKP-275VAC-224K，共模滤波器L81L81型号为LCL-F9A(35mH,2A)。经过测试，能够通过EMC的测试。

整流电路07为桥式整流电路07，其输入端与滤波电路08连接，输出端与启动电流抑制电路06连接。该桥式整流电路07为标准的四只整流二极管接成典型的桥式整流电路07，这里的整流二极管要求的反向耐压600V以上，正向导通电流≥1A，该电路将输入交流电压变成脉冲直流电压，该四只整流二极管的参考型号为1N4007，若布板空间受限，也可采用四个组合二极管T3SA600完成全波整流。

启动电流抑制电路06包括负温度系数的热敏电阻RT6、滤波电容C01及地线一，其一端与整流电路07连接，另一端与开关变压器01中初级绕组的一端连接，并通过滤波电容C01与地线一连接。主要是抑制启动时电流，保护电路元器件的作用，该器件只在启动瞬间起作用，正常工作时，热敏电阻RT6因发热而电阻急剧变小，对电路的功耗不受影响。对该热敏电阻RT6要求：阻值不能小于3Ω，否则，不能在电路中起到抑制启动电流的作用，对其它器件在通电瞬间不能实现有效保护。若大于10Ω，对电路正常工作和待机的功率均有影响，参数选择要求：环境温度为25℃时，电阻5Ω±25％，稳定工作后电阻≤0.8Ω，B值≥2450，稳态电流≥1.5A，选用的参考型号为：MF72-5D9M。

开关变压器01初级有两个绕组，一组为初级绕组，输入为直流高压输入(交流输入端的220V交流电经由滤波电路08与整流电路07后得到的310V直流高压电)，另一组是辅助绕组，为电压输出绕组，提供给控制芯片D21电源，在现有电路设计中，均没有该辅助绕组，但待机功率将偏高，本例中，为了实现超低的待机功率，在开关变压器01的设计中，增加了该路辅助绕组，它属于电压输出绕组，经过后面的整流滤波和稳压后，提供芯片工作电源，该开关变压器01的次级绕组，为负载使用的电源，设计输出的直流电压为12VDC，初级和次级绕组间地线隔离(即分为地线一与地线二)及信号反馈均通过光电耦合器D51隔离和传输，开关变压器01设计振荡频率为132KHz，采用反激式方式，单绕组输出。该电源方式，不仅效率高，而且成本低、输入电源电压适应范围宽等优点。

吸收回路模块03包括快恢复二极管一VD31、TVS(TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR瞬变电压抑制二极管)管及高压瓷介电容C31，所述快恢复二极管一VD31的正极与控制芯片模块02及开关变压器01中初级绕组的另一端连接，TVS管VD32与高压瓷介电容C31并联后一端与快恢复二极管一VD31的负极连接，另一端与开关变压器01中初级绕组的一端连接。高压瓷介电容C31用于吸收尖峰脉冲，该方式与采用RC并联吸收方式相比，效率更高。当开关管在关断瞬间，该吸收回路模块03将有效吸收开关变压器01初级绕组产生的高压脉冲电压，保证开关管上的电压VDS≤700V，保证电路长期可靠工作。快恢复二极管一VD31要求反向恢复时间≤70nS,正向电流≥1A，反向耐压≥600V。快恢复二极管一VD31，起单向导通作用。在开关电源管MOSFET(集成在控制芯片D21中，参见下述控制芯片模块02的描述)导通期间(此时，电流流向为开关变压器01的初级绕组一端→初级绕组另一端→控制芯片D21的第四脚)，快恢复二极管一VD31不导通；当开关电源管MOSFET关断时，因开关变压器01的初级绕组一端-另一端为电感，电流发生突变时，将在控制芯片D21的第四脚上产生尖峰脉冲电压，导致快恢复二极管一VD31上正极电压远高于负极电压，这时，快恢复二极管一VD31导通(此时，电流流向为开关变压器0101的初级绕组一端→初级绕组另一端→流过快恢复二极管一VD31)，将高电压加到TVS管VD32和高压瓷介电容C31上，并联的TVS管VD32、高压瓷介电容C31对尖峰电压进行吸收和钳位，从而保护开关管MOSFET。若快恢复二极管一VD31选用FR107,高压瓷介电容C31选用CT81-2KV-102，TVS管VD32选用P6KE200A，控制芯片D21第四脚上的尖峰电压将小于700V。

芯片电源模块04包括整流二极管VD41、电解电容一C41、电阻一R41、电阻二R42、稳压二极管VD42、电容一C42及地线一，所述整流二极管VD41的正极与开关变压器01中辅助绕组的一端连接，负极与电解电容一C41的一端连接，电解电容一C41的另一端与开关变压器01中辅助绕组的另一端连接，电阻一R41的一端与整流二极管VD41的负极连接，另一端与稳压二极管VD42的负极连接，稳压二极管VD42的正极与电解电容的另一端连接，并与地线一及电容一C42的一端连接，电容一C42的另一端与电阻二R42的一端连接，并与控制芯片模块02连接，电阻二R42的另一端与整流二极管VD41的负极连接。该部分是将开关变压器01辅助绕组输出的电压，通过整流、滤波和稳压后，提供给控制芯片D21电源，实现芯片的低功耗工作。芯片电源的整流、滤波由整流二极管VD41和电解电容一C41完成。稳压二极管VD42的稳压值在8.2V左右，与稳压二极管VD42串联的电阻一R41起限流的作用。由电阻一R41和稳压二极管VD42串联组成的网络，在输出重负载的情况下，对输出电压进行限压，即输出的直流电压不超过8.2V。正常工作时(含待机)，因负载轻，该输出电压均比8.2V低，该串联网络电路没有电流流过，不起限压作用，也不会额外增加待机时的功耗。为了保证提供给芯片的电源纹波更小，在电源进入芯片之前，接入一个RC滤波器(由电阻二R42及电容一C42组成)，作为电源的二次滤波。在芯片电源模块04中，输出的电压源从开关变压器0101的辅助绕组两端输出，经整流二极管VD41、电解电容一C41，完成整流滤波后，再经电阻二R42、电容一C42进行二次滤波后，接入控制芯片D21的第二管脚(BP/M)，提供给控制芯片D21所需的电源。在第一级滤波电容(电解电容一C41)的两端，并联有电阻一R41与稳压二极管VD42串联电路网络，该网络主要完成：在重负载时，该电压偏高，将超过控制芯片D21的第二管脚要求的电压，该网络电路将有效对该电源的上限值进行限压，保证控制芯片D21正常、可靠地工作。为了保证待机时功耗最低，稳压二极管VD42和电阻一R41参数选择要求是：当电源待机时，该电路不工作，没有电流流过稳压二极管VD42和电阻一R41，对正常的待机功率无影响；当开关电源的负载电流较大时(这时，开关电源已退出待机状态，而进入正常工作状态)，电流有一部分将流过串联网络稳压二极管VD42、电阻一R41，稳压二极管VD42将对输出电压进行稳压。若不要求开关电源的超低待机功率，整个芯片电源模块04部分均可取消。因此，芯片电源模块04部分是为了超低待机功耗而外加的电路。为了满足设计要求，该部分的器件型号可以为：整流二极管VD41采用1N4148整流二极管；电解电容一C41采用CD288-16V-10μFM电解电容；电阻一R41采用RT14-0.25W-10ΩJ电阻；稳压二极管VD42采用W05Z8.2C稳压二极管VD42；电阻二R42采用RT14-0.25W-510ΩJ电阻；电容一C42采用CD288-16V-1μFM电容。

控制芯片模块02采用TNY279芯片(控制芯片D21)，其第一管脚与反馈电路05的一个输出端连接，第五管脚、第六管脚、第七管脚及第八管脚都与反馈电路05的另一个输出端连接，第二管脚与芯片电源模块04连接，第四管脚与开关变压器01中初级绕组的另一端连接。该芯片不需要环路补偿，就能实现开关功能。内置高效的MOSFET开关管，在工作和待机时，效率都高，其中，控制芯片D21第一管脚为EN/UV脚，EN为使能功能，控制该脚的拉电流大小，就可以控制芯片D21内开关管MOSFET的导通和关断，该脚外接输出电压的反馈电压，根据输出电压的高低，控制开关管MOSFET的导通与关断，从而控制输出电压的稳定，UV功能是通过外接一个电阻六R56，实现芯片的欠电压保护功能，控制芯片D21第二管脚为BP/M脚,本例中作为芯片电源的输入端口，实现芯片低待机功耗控制，控制芯片D21第四管脚为D,内接开关管MOSFET的漏极，外接开关变压器01的初级线圈，控制芯片D21第五管脚、第六管脚、第七管脚及第八管脚，内接MOSFET的源极(S),也是开关电源中强电部分的地线(地线一)。其作用为：完成开关电源部分的振荡(PWM形成)、功率放大(完成开、关)、过流、过热和短路保护，由于内置高效的MOSFET功率开关管，实现开关电源的效率大于65％以上。振荡以132KHz为中心频率,可在8KHz峰峰值范围内进行频率抖动，降低开关电源的EMI。

输出整流滤波电路09包括快恢复二极管二VD91、电容三C93、电解电容二C91、瓷介电容C92、电阻七R91及地线二，所述快恢复二极管二VD91的正极与电阻七R91的一端连接，并与开关变压器01次级绕组的同名端连接，负极与电容三C93的一端连接，电容三C93的另一端与电阻七R91的另一端连接，瓷介电容C92与电解电容二C91并联后，一端与地线二及开关变压器01次级绕组的异名端连接，另一端与快恢复二极管二VD91的负极连接，并作为输出端与12VDC输出端连接。其中，快恢复二极管二VD91的正端接开关变压器01次级绕组的同名端,快恢复二极管二VD91的负端接滤波电容C91(电解电容二C91)、C92(瓷介电容C92)。在快恢复二极管二VD91的引脚两端，并联一个由电阻七R91R91和电容三C93串联组成的RC网络，用于吸收输出电压的尖峰脉冲。快恢复二极管二VD91应选用快恢复整流二极管，要求正向电流≥2A,反向恢复时间50nS,反向耐压200V，参考型号为RN2Z。再其12V输出中，有一路通过分压电阻一R51反馈到控制芯片D21的EN/UV端(第一管脚)，保持该12V直流电压在不同的负载，输出电压的稳定，稳定的12V直流电压，可供空调等控制器的12V负载使用，另一路，输入到DC/DC模块电路10的输入端。整个输出整流滤波电路09主要是抑制EMI和纹波的作用，在电路中可以取消。

反馈电路05包括分压电阻一R51、分压电阻二R53、电容二C51、电阻三R54、电阻四R52、电阻五R55、电阻六R56、精密稳压集成电路D52、光电耦合器D51、地线一及地线二，所述分压电阻一R51的一端与输出整流滤波电路09的输出端连接，另一端与分压电阻二R53的一端连接，并与精密稳压集成电路D52的R引脚连接，分压电阻二R53的另一端与地线二连接，且与精密稳压集成电路D52的阳极连接，电容二C51的一端通过电阻三R54与精密稳压集成电路D52的阴极连接，电容二C51的另一端与精密稳压集成电路D52的R引脚连接，电阻五R55的两端跨接在光电耦合器D51输入端的正负极，光电耦合器D51输入端的负极与精密稳压集成电路D52的阴极连接，其正极通过电阻四R52与输出整流滤波电路09的输出端连接，电阻六R56的两端跨接在光电耦合器D51输出端的集电极及发射极之间，光电耦合器D51输出端的集电极及发射极分别作为一个输出端与控制芯片模块02连接，光电耦合器D51输出端的发射极与地线一连接。其核心器件是精密稳压集成电路D52(参考型号AZ431)，它是可调节精密稳压集成电路，其R引脚为参考电压脚，为精密稳压集成电路D52的控制输入脚，其控制电压为2.5V，通过外接分压电阻R51、R53的阻值，实现输出电压大小的调节。当分压电阻一R51电阻值选择20KΩ，分压电阻二R53电阻值选择5.1KΩ，输出电压将稳压在12VDC，电阻四R52是串联在光电耦合器D51输入端上，起限流的作用。为保证光电耦合器D51可靠导通，电阻四R52的电阻值选1KΩ左右。光电耦合器D51能否导通由精密稳压集成电路D52控制。当精密稳压集成电路D52的R脚电压达到2.5V时，其阴极、阳极导通，光电耦合器D51输入端的正极、负极有电流流过，触发光电耦合器D51输出端的集电极、发射极导通，因光电耦合器D51输出端的发射极接电源的地端(地线一)、集电极接控制芯片D21的EN/UV脚(第一管脚)。这样，因光电耦合器D51输出端的集电极、发射极有电流通过，触发光电耦合器D51输出端的集电极与地线一接通，引起控制芯片D21的EN/UV脚的拉电流增大，控制芯片D21中MOSFET管关断。否则，当精密稳压集成电路D52的R脚电压低于2.5V时，其阴极、阳极不导通，光电耦合器D51输入端的正极、负极没有电流流过，光电耦合器D51输出端的集电极、发射极不导通，控制芯片D21的第一管脚因EN/UV脚的拉电流小，控制芯片D21中MOSFET导通。简单来说，该电路部分的核心器件是精密稳压集成电路D52。在输出的直流电压(12V)与地之间，接2只分压电阻(分压电阻一R51及分压电阻二R53)，两个分压电阻的设计参数为：当输出电压为12V,对地的分压值在2.5V，两电阻的分压点接在精密稳压集成电路D52的R端。一只光电耦合器不但完成控制信号的传递，也实现输入与输出端不同参考地(地线一与地线二)的隔离。因直流电压12V的地(地线二)与控制芯片D21的地(地线一)存在电位差，因此，在两电路之间需要一只光电耦合器D51进行隔离，跨接在光电耦合器D51输出端的一只电阻(电阻六R56)，在开关电源中起欠压保护的作用。该反馈电路05，通过一只精密稳压集成电路D52、一只光电耦合器D51为主要器件，外加6只电阻和一只电容，在电路正常工作时，将输出电压值大小及时反馈到控制芯片D21，实现PWM占空比的控制，从而保证输出电压的稳定。

DC/DC转换电路10为同步降压调节器集成电路，包括型号为AOZ3015的集成电路D101、储能电感L101、反馈电阻R106、分压电阻三R107、电阻八R103、电容四C103、电容五C104、电容六C04、电容七C05、电容八C03、电容九C02、电感L01及地线二，所述集成电路D101的第七管脚与储能电感L101的一端连接，储能电感L101的另一端作为输出端与5VDC输出端连接，反馈电阻R106的一端与储能电感L101的另一端连接，反馈电阻R106的另一端与集成电路D101的第五管脚及分压电阻三R107的一端连接，分压电阻三R107的另一端与集成电路D101的第一管脚、第三管脚及地线二连接，电容五C104的一端与集成电路D101的第四管脚连接，另一端与地线二连接，电容四C103的一端通过电阻八R103与集成电路D101的第六管脚连接，另一端与地线二连接，集成电路D101的第二管脚与第八管脚连接并与电感L01的一端连接，电感L01的另一端作为输入端与12VDC输出端连接，电容八C03与电容九C02并联后一端与电感L01的一端连接，另一端与地线二连接，电容六C04与电容七C05并联后一端与储能电感L101的另一端连接，另一端与地线二连接。该电路中的核心器件是集成电路D101D101，传统的电压转换方式是：运用三端稳压集成电路D101(如7805等集成电路D101)，采用线性降压方式，实现12V直流降压为5V直流，电路虽简单，但待机功耗达0.2W以上，远不能满足超低待机功耗要求，而本例中，采用专用集成电路AOZ3015降压，因AOZ3015内置独有的PEM(脉冲节能模式)模式，最高效率可达95％。在输入端为12VDC电压时，导通电阻低至30-60mΩ，如此小的导通电阻，几乎可以忽略。12V直流电压输入到集成电路D101的第一管脚，集成电路D101的第七脚接储能电感L101，储能电感L101的另一端为5V的输出电压(5VDC输出端)，反馈电阻R106为输出电压的反馈电阻R106，它与分压电阻三R107形成串联分压电路，将输出电压的大小反馈输入到集成电路D101的第五管脚，实现对输出电压的稳压，当反馈电阻R106的电阻值为51KΩ，分压电阻三R107的电阻值为10KΩ时，将稳定输出5V直流电压。如图3电路实现了将开关电源单路输出，转换为双路输出电源(12V和5V)，满足了目前空调等白电产品控制器的电源要求，拓宽了超低待机功率开关电源的运用范围。因该专用IC,能够在输入4.5VDC-18VDC时，通过改变外围电路参数，实现输出达到0.8VDC-5VDC，负载电流最大可达3A。该集成电路D101在重载时，工作频率可达500KHz,但在待机(或轻负载)时，采用PEM(脉冲节能模式)模式，实现我们待机中的高效率、低功耗。经过测试，在输入12VDC，输出5VDC/6mA时，转换效率可达到85％。

Claims (10)

1.低待机功耗开关电源，其特征在于，包括交流输入端、滤波电路、整流电路、启动电流抑制电路、开关变压器、吸收回路模块、芯片电源模块、控制芯片模块、反馈电路、输出整流滤波电路、DC/DC转换电路、5VDC输出端及12VDC输出端，所述开关变压器具有初级绕组、次级绕组及辅助绕组，交流输入端与滤波电路连接，滤波电路与整流电路连接，整流电路与启动电流抑制电路连接，启动电流抑制电路与开关变压器中初级绕组的一端及吸收回路模块连接，开关变压器中初级绕组的另一端与吸收回路模块及控制芯片模块连接，开关变压器中辅助绕组通过芯片电源模块与控制芯片模块连接，开关变压器中次级绕组与输出整流滤波电路连接，输出整流滤波电路的输出端分别与反馈电路、DC/DC转换电路及12VDC输出端连接，DC/DC转换电路与5VDC输出端连接，反馈电路与控制芯片模块连接。

2.如权利要求1所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述滤波电路包括两个相同的交流电容，分别为交流电容一及交流电容二，还包括共模滤波器，所述交流电容一、交流电容二及共模滤波器组成典型π型滤波电路，其输入端与交流输入端连接，其输出端与整流电路连接。

3.如权利要求1所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路，其输入端与滤波电路连接，输出端与启动电流抑制电路连接。

4.如权利要求3所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述启动电流抑制电路包括负温度系数的热敏电阻、滤波电容及地线一，其一端与整流电路连接，另一端与开关变压器中初级绕组的一端连接，并通过滤波电容与地线一连接。

5.如权利要求1所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，吸收回路模块包括快恢复二极管一、TVS管及高压瓷介电容，所述快恢复二极管一的正极与控制芯片模块及开关变压器中初级绕组的另一端连接，TVS管与高压瓷介电容并联后一端与快恢复二极管一的负极连接，另一端与开关变压器中初级绕组的一端连接。

6.如权利要求5所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述芯片电源模块包括整流二极管、电解电容一、电阻一、电阻二、稳压二极管、电容一及地线一，所述整流二极管的正极与开关变压器中辅助绕组的一端连接，负极与电解电容一的一端连接，电解电容一的另一端与开关变压器中辅助绕组的另一端连接，电阻一的一端与整流二极管的负极连接，另一端与稳压二极管的负极连接，稳压二极管的正极与电解电容的另一端连接，并与地线一及电容一的一端连接，电容一的另一端与电阻二的一端连接，并与控制芯片模块连接，电阻二的另一端与整流二极管的负极连接。

7.如权利要求1所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述控制芯片模块采用TNY279芯片，其第一管脚与反馈电路的一个输出端连接，第五管脚、第六管脚、第七管脚及第八管脚都与反馈电路的另一个输出端连接，第二管脚与芯片电源模块连接，第四管脚与开关变压器中初级绕组的另一端连接。

8.如权利要求7所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述输出整流滤波电路包括快恢复二极管二、电容三、电解电容二、瓷介电容、电阻七及地线二，所述快恢复二极管二的正极与电阻七的一端连接，并与开关变压器次级绕组的同名端连接，负极与电容三的一端连接，电容三的另一端与电阻七的另一端连接，瓷介电容与电解电容二并联后，一端与地线二及开关变压器次级绕组的异名端连接，另一端与快恢复二极管二的负极连接，并作为输出端与12VDC输出端连接。

9.如权利要求7所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述反馈电路包括分压电阻一、分压电阻二、电容二、电阻三、电阻四、电阻五、电阻六、精密稳压集成电路、光电耦合器、地线一及地线二，所述分压电阻一的一端与输出整流滤波电路的输出端连接，另一端与分压电阻二的一端连接，并与精密稳压集成电路的R引脚连接，分压电阻二的另一端与地线二连接，且与精密稳压集成电路的阳极连接，电容二的一端通过电阻三与精密稳压集成电路的阴极连接，电容二的另一端与精密稳压集成电路的R引脚连接，电阻五的两端跨接在光电耦合器输入端的正负极，光电耦合器输入端的负极与精密稳压集成电路的阴极连接，其正极通过电阻四与输出整流滤波电路的输出端连接，电阻六的两端跨接在光电耦合器输出端的集电极及发射极之间，光电耦合器输出端的集电极及发射极分别作为一个输出端与控制芯片模块连接，光电耦合器输出端的发射极与地线一连接。

10.如权利要求7所述的低待机功耗开关电源，其特征在于，所述DC/DC转换电路为同步降压调节器集成电路，包括型号为AOZ3015的集成电路、储能电感、反馈电阻、分压电阻三、电阻八、电容四、电容五、电容六、电容七、电容八、电容九、电感及地线二，所述集成电路的第七管脚与储能电感的一端连接，储能电感的另一端作为输出端与5VDC输出端连接，反馈电阻的一端与储能电感的另一端连接，反馈电阻的另一端与集成电路的第五管脚及分压电阻三的一端连接，分压电阻三的另一端与集成电路的第一管脚、第三管脚及地线二连接，电容五的一端与集成电路的第四管脚连接，另一端与地线二连接，电容四的一端通过电阻八与集成电路的第六管脚连接，另一端与地线二连接，集成电路的第二管脚与第八管脚连接并与电感的一端连接，电感的另一端作为输入端与12VDC输出端连接，电容八与电容九并联后一端与电感的一端连接，另一端与地线二连接，电容六与电容七并联后一端与储能电感的另一端连接，另一端与地线二连接。