CN104617756A - 一种开关电源电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明属于开关电源领域，提供了一种开关电源电路和开关电源。所述开关电源电路与振荡电路连接，所述振荡电路用于生成控制所述开关电源进行电压转换频率的振荡信号，所述开关电源电路包括浪涌保护电路；所述浪涌保护电路的第一输入端和第二输入端分别与所述开关电源的电压输出端和反馈端连接，控制端与所述振荡电路的控制输出端连接，用于根据所述开关电源的电压反馈端输出的电压的变化对所述振荡电路在放电过程中的电流进行调节以调节所述振荡电路的振荡频率。本发明提供的开关电源电路设计简单，效率高，能够很好的抑制开关电源浪涌电压。

Description

一种开关电源电路和开关电源

技术领域

本发明属于开关电源领域，尤其涉及一种开关电源电路和开关电源。

背景技术

开关电源的主元件大都有寄生电感与电容，寄生电容Cp一般都与开关元件或二极管并联，而寄生电感L通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用，开关元件在通断工作时，往往会产生较大的电压浪涌。

而目前的开关电源浪涌保护电路设计复杂，效率低，不能很好的抑制开关电源的浪涌电压。

发明内容

本发明提供了一种开关电源电路，旨在解决的问题目前开关电源浪涌保护电路设计复杂，效率低，不能很好的抑制开关电源的浪涌电压的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种开关电源电路，与振荡电路连接，所述振荡电路用于生成控制所述开关电源进行电压转换频率的振荡信号，所述开关电源电路包括浪涌保护电路；

所述浪涌保护电路的第一输入端和第二输入端分别与所述开关电源的电压输出端和反馈端连接，控制端与所述振荡电路的控制输出端连接，用于根据所述开关电源的电压反馈端输出的电压的变化对所述振荡电路在放电过程中的电流进行调节以调节所述振荡电路的振荡频率。

进一步地，所述振荡电路包括生成振荡信号的振荡器和与电源电压连接的充放电电路；

所述充放电电路包括第一电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与所述电源电压连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第一电阻和第一电容的公共连接端为所述振荡电路的控制输出端。

进一步地，所述浪涌保护电路包括第一运放以及第一N型MOS管；

所述第一运放的反相输入端为所述浪涌保护电路的第一输入端，所述第一运放的正相输入端为所述浪涌保护电路的第二输入端，所述第一运放的输出端与所述第一N型MOS管的栅极连接，所述第一N型MOS管的漏极为所述浪涌保护电路的输入端，所述第一N型MOS管的源极为所述浪涌保护电路的输出端接地。

进一步地，所述浪涌保护电路包括：

第一P型MOS场效应管、第二P型MOS场效应管、第三P型MOS场效应管、第四N型MOS场效应管以及第二N型MOS管；

所述第一P型MOS场效应管的栅极为所述浪涌保护电路的第一输入端，所述第一P型MOS场效应管的源极与所述第二P型MOS场效应管的漏极以及所述第三P型MOS场效应管的源极连接，所述第二P型MOS场效应管的栅极与所述开关电源电路的偏置电流输出端连接，所述第二P型MOS场效应管的源极与所述开关电源电路的电源端连接，所述第三P型MOS场效应管的栅极为所述浪涌保护电路的第二输入端，所述第三P型MOS场效应管的漏极与所述第四N型MOS场效应管的漏极以及所述第四N型MOS场效应管的栅极连接，所述第一P型MOS场效应管的漏极与所述第四N型MOS场效应管的源极共接于所述第二N型MOS管的源极，所述第四N型MOS场效应管的栅极与所述第二N型MOS管的栅极连接，所述第二N型MOS管的漏极为所述浪涌保护电路的控制端，所述第二N型MOS管的源极接地。

本发明的目的还在于提供一种开关电源，所述开关电源包括上述所述的开关电源电路。

在本发明中，所述浪涌保护电路用于根据所述开关电源的电压反馈端输出的电压的变化对所述振荡电路在放电过程中的电流进行调节以调节所述振荡电路的振荡频率，以平稳开关电源的转换输出电压，从而达到对开关电源电路进行浪涌保护的目的。本发明提供的开关电源电路设计简单，效率高，能够很好的抑制开关电源浪涌电压。

附图说明

图1是本发明实施例提供的开关电源电路的模块结构图；

图2是本发明第一实施例提供的浪涌保护电路的电路结构图；

图3是本发明第二实施例提供的浪涌保护电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例提供的开关电源电路的模块结构，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例提供的开关电源电路200，与振荡电路100连接，振荡电路100用于生成控制开关电源进行电压转换频率的振荡信号，该开关电源电路包括浪涌保护电路200；

浪涌保护电路200的第一输入端V1和第二输入端V2分别与该开关电源的电压输出端和反馈端连接，控制端与振荡电路100的控制输出端连接，用于根据该开关电源的电压反馈端输出的电压的变化对振荡电路100在放电过程中的电流进行调节以调节振荡电路100的振荡频率。

其中，振荡电路100包括生成振荡信号的振荡器102和与电源电压连接的充放电电路101；

充放电电路101包括第一电阻R1和第一电容C1；

第一电阻R1的第一端与电源电压VCC连接，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端接地，第一电阻R1和第一电容C1的公共连接端为振荡电路100的控制输出端。

在本发明实施例中，浪涌保护电路200根据反馈电压V2的变化对充放电电路101的放电电流进行分流调节，从而影响充放电电路101的放电时间，由于振荡电路100产生的振荡频率与充放电电路101的放电时间成正比，当放电电流变小时，放电时间必然变长，振荡电路100的振荡频率变长，从而对振荡电路100的振荡频率进行调节，平稳开关电源的转换（输出）电压，进而达到对开关电源电路进行浪涌保护的目的。

实施例一：

图2示出了本发明第一实施例提供的浪涌保护电路102的模块结构，为了便于说明，仅列出与本发明第一实施相关的部分，详述如下：

如图2所示，作为本发明一实施例，浪涌保护电路200包括第一运放U1以及第一N型MOS管Q1；

第一运放U1的反相输入端为浪涌保护电路200的第一输入端V1，第一运放U1的正相输入端为浪涌保护电路200的第二输入端V2，第一运放U1的输出端与第一N型MOS管Q1的栅极连接，第一N型MOS管Q1的漏极为浪涌保护电路Q200的控制端，第一N型MOS管Q1的源极为浪涌保护电路102的输出端接地。

下面对本发明第一实施例提供的浪涌保护电路的工作原理进行说明：

当开关电源电路上电以后，此时振荡器102开始工作，由于开关电源电路的输出电压由低电平慢慢上升，所以反馈电压V2同样开始上升，当反馈电压V2小于V1时，第一运放U1输出电平相对较高，此时控制第一N型MOS管Q1导通，第一电容C1的充电电流会有部分电流进入浪涌保护电路200，使得第一电容C1的充电电流变小，则第一电容C1的充电时间变长，振荡器102的振荡周期变大，振荡频率变小；随着开关电源电路的输出电压逐渐变大，此时的反馈电压V2也在变大，当反馈电压V2大于V1时，第一运放U1的输出电压变小，流入第一N型MOS管Q1的电流变小，第一电容C1的充电电流变大，从而使第一电容C1的充电时间渐渐变短，振荡器102的振荡周期变小，振荡频率变大，通过浪涌保护电路200对第一电容C1充电电流的渐变控制使振荡器102的振荡频率渐变，平稳开关电源的输出电压，进而达到对开关电源电路进行浪涌保护的目的。

实施例二：

图3示出了本发明第二实施例提供的浪涌保护电路的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图3所示，作为本发明一实施例，浪涌保护电路102包括：

第一P型MOS场效应管Q3、第二P型MOS场效应管Q4、第三P型MOS场效应管Q5、第四N型MOS场效应管Q6以及第二N型MOS管Q2；

第一P型MOS场效应管Q3的栅极为浪涌保护电路200的第一输入端，第一P型MOS场效应管Q3的源极与第二P型MOS场效应管Q4的漏极以及第三P型MOS场效应管Q5的源极连接，第二P型MOS场效应管Q4的栅极与开关电源电路的偏置电流输出端V3连接，第二P型MOS场效应管Q4的源极与开关电源电路的电源端连接，第三P型MOS场效应管Q5的栅极为浪涌保护电路200的第二输入端，第三P型MOS场效应管Q5的漏极与第四N型MOS场效应管Q6的漏极以及第四N型MOS场效应管Q6的栅极连接，第一P型MOS场效应管Q3的漏极与第四N型MOS场效应管Q6的源极共接于第二N型MOS管Q2的源极，第四N型MOS场效应管Q6的栅极与第二N型MOS管Q2的栅极连接，第二N型MOS管Q2的漏极为浪涌保护电路200的控制端，第二N型MOS管Q2的源极接地。

下面对本发明第二实施例提供的浪涌保护电路的工作原理进行说明：

当开关电源电路上电以后，此时振荡器102开始工作，由于开关电源电路的输出电压由低电平慢慢上升，所以反馈电压V2同样开始上升，当反馈电压V2小于V1时，流过第三P型MOS场效应管Q5的电流大于流过第一P型MOS场效应管Q3的电路，经由第四N型MOS场效应管Q6镜像后，流入第二N型MOS管Q2的电流随着流过第三P型MOS场效应管Q5的电流变化而变化，即有电流流入浪涌保护电路200，使得第一电容C1的充电电流变小，充电时间变长，振荡器102的振荡周期变大，振荡频率变小；随着开关电源电路的输出电压逐渐变大，此时的反馈电压V2也在变大，从而控制流过第三P型MOS场效应管Q5的电流变小，进而流入第二N型MOS管Q2的电流变小，从而第一电容C1的充电电流变大，充电时间渐渐变短，振荡周期变小通过浪涌保护电路200对第一电容C1充电电流的渐变控制使振荡器102的振荡频率渐变，平稳开关电源的输出电压，进而达到对开关电源电路进行浪涌保护的目的。

本发明还提供了一种包括上述实施例中开关电源电路的开关电源。

在本发明实施例中，所述浪涌保护电路用于根据所述开关电源的电压反馈端输出的电压的变化对所述振荡电路在放电过程中的电流进行调节以调节所述振荡电路的振荡频率，以平稳开关电源的转换输出电压，从而达到对开关电源电路进行浪涌保护的目的。本发明提供的开关电源电路设计简单，效率高，能够很好的抑制开关电源浪涌电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种开关电源电路，与振荡电路连接，所述振荡电路用于生成控制所述开关电源进行电压转换频率的振荡信号，其特征在于，所述开关电源电路包括浪涌保护电路；

所述浪涌保护电路的第一输入端和第二输入端分别与所述开关电源的电压输出端和反馈端连接，控制端与所述振荡电路的控制输出端连接，用于根据所述开关电源的电压反馈端输出的电压的变化对所述振荡电路在放电过程中的电流进行调节以调节所述振荡电路的振荡频率。

2. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述振荡电路包括生成振荡信号的振荡器和与电源电压连接的充放电电路；

所述充放电电路包括第一电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端与所述电源电压连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第一电阻和第一电容的公共连接端为所述振荡电路的控制输出端。

3. 如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述浪涌保护电路包括第一运放以及第一N型MOS管；

所述第一运放的反相输入端为所述浪涌保护电路的第一输入端，所述第一运放的正相输入端为所述浪涌保护电路的第二输入端，所述第一运放的输出端与所述第一N型MOS管的栅极连接，所述第一N型MOS管的漏极为所述浪涌保护电路的控制端，所述第一N型MOS管的源极为所述浪涌保护电路的输出端接地。

4. 如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述浪涌保护电路包括：

第一P型MOS场效应管、第二P型MOS场效应管、第三P型MOS场效应管、 第四N型MOS场效应管以及第二N型MOS管；

所述第一P型MOS场效应管的栅极为所述浪涌保护电路的第一输入端，所述第一P型MOS场效应管的源极与所述第二P型MOS场效应管的漏极以及所述第三P型MOS场效应管的源极连接，所述第二P型MOS场效应管的栅极与所述开关电源电路的偏置电流输出端连接，所述第二P型MOS场效应管的源极与所述开关电源电路的电源端连接，所述第三P型MOS场效应管的栅极为所述浪涌保护电路的第二输入端，所述第三P型MOS场效应管的漏极与所述第四N型MOS场效应管的漏极以及所述第四N型MOS场效应管的栅极连接，所述第一P型MOS场效应管的漏极与所述第四N型MOS场效应管的源极共接于所述第二N型MOS管的源极，所述第四N型MOS场效应管的栅极与所述第二N型MOS管的栅极连接，所述第二N型MOS管的漏极为所述浪涌保护电路的控制端，所述第二N型MOS管的源极接地。

5. 一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1-4任一所述的开关电源电路。