CN104716847A - 一种小功率开关电源电路和小功率开关电源 - Google Patents

Abstract

本发明属于开关电源控制领域，提供了一种小功率开关电源电路和小功率开关电源。在本发明中，通过整流滤波模块对输入的交流电进行半波整流滤波然后由开关电源模块进行斩波处理后输出给降压模块，不需要变压器及稳压二极管，避免了由于变压器的制造工艺和稳压二极管的精度造成输出电压不稳定性的问题，且通过反馈模块将输出端的电压反馈给开关电源模块以驱动开关电源模块对输出的电压进行及时调整，可以输出更稳定的电压。

Description

一种小功率开关电源电路和小功率开关电源

技术领域

本发明属于开关电源控制领域，尤其涉及一种小功率开关电源电路和小功率开关电源。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

现有的市场环境追求高性价比，比如一些民用照明领域，平时使用过程中人不会触碰到电源部分，只要电源经久耐用，可靠性高，往往价格越低，就越有竞争力。上述方案或类似的方案采用全波整流，变压器隔离输出，电源效率往往取决于变压器的制造工艺，且电源输入输出使用稳压二极管+光耦的反馈方式，输出电压精度取决于稳压二极管的精度，电压稳定度较差。

发明内容

本发明提供了一种小功率开关电源电路，旨在解决现有小功率开关电源的效率取决于变压器的制造工艺和稳压二极管的精度造成输出电压稳定性差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种小功率开关电源电路，与交流电连接，所述小功率开关电源控制电路包括：

整流滤波模块，输入端与所述交流电连接，用于滤除所述交流电中的干扰信号，并对所述交流电进行半波整流以输出直流电；

开关电源模块，输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，用于将所述整流滤波模块输出的直流电进行斩波以输出脉冲电压；

降压模块，输入端与所述开关电源模块的输出端连接，控制端与所述交流电连接，用于将所述开关电源模块输出的脉冲电压进行降压处理后输出；

反馈模块，输入端与所述降压模块的输出端连接，输出端与所述开关电源模块的反馈端连接，用于将所述降压模块的输出电压反馈至所述开关电源模块以驱动所述开关电源模块对输出的脉冲电压进行调整后输出。

进一步地，所述整流滤波模块包括：

第一滤波电容C1、第一极性电容C2、第一电感L1以及第一二极管D1；

所述第一滤波电容C1的第一端和所述第一极性电容C2的阳极为所述整流滤波模块的输入端，与所述交流电的正极端连接，所述第一极性电容C2的阴极为所述整流滤波模块的输出端，与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第一电感L1的第一端连接，所述第一电感L1的第二端以及所述第一滤波电容C1的第二端与所述交流电的负极连接。

进一步地，所述开关电源模块包括：

第二极性电容C3、第一电容C4以及开关电源芯片；

所述第二极性电容C3的阴极为所述开关电源模块的输入端，与所述开关电源芯片的接地端连接，所述第二极性电容C3的阳极与所述开关电源芯片的电源端连接，所述第一电容C4连接在所述开关电源芯片的反馈端与所述开关电源芯片的接地端之间，所述开关电源芯片的反馈端为所述开关电源模块的反馈端。

进一步地，所述降压模块包括：

第二二极管D2、第二电感L2、第三极性电容C5、第四极性电容C6以及第一电阻R1；

所述第二二极管D2的阳极为所述降压模块的输入端，与所述第二电感L2的第一端连接，所述第二二极管D2的阴极为所述降压模块的控制端，与所述第一极性电容C2的阳极、所述第三极性电容C5的阳极以及所述第四极性电容C6的阳极连接，所述第四极性电容C6的阳极为所述降压模块的输出端，所述第二电感L2的第二端与所述第三极性电容C5的阴极以及所述第四极性电容C6的阴极连接，所述第一电阻R1连接在所述第四极性电容C6的阳极与阴极之间。

进一步地，所述反馈模块包括：

可调电阻R2、第二电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C7、三端稳压管以及光电耦合器；

所述第二电阻R3的第一端为所述反馈模块的输入端，与所述可调电阻R2的第一端连接，所述可调电阻R2的第二端与所述第四电阻R4的第一端、所述三端稳压管的控制端以及所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端和所述三端稳压管的阳极共接于地，所述第二电容C7连接在所述第四电阻R4的第二端与所述三端稳压管的阴极之间，所述光电耦合器中发光二极管的阳极与所述第三电阻R3的第二端连接，所述光电耦合器中发光二极管的阴极与所述三端稳压管的阴极连接，所述光电耦合器中受光器的输出端为所述反馈模块的输出端，所述光电耦合器中受光器的输入端与所述开关电源芯片的接地端连接。

本发明还提供了一种小功率开关电源，与交流电连接，所述小功率开关电源包括如上所述的小功率开关电源电路。

在本发明中，通过整流滤波模块对输入的交流电进行半波整流滤波然后由开关电源模块进行斩波处理后输出给降压模块，不需要变压器及稳压二极管，避免了由于变压器的制造工艺和稳压二极管的精度造成输出电压不稳定性的问题，且通过反馈模块将输出端的电压反馈给开关电源模块以驱动开关电源模块对输出的电压进行及时调整，可以输出更稳定的电压。

附图说明

图1是本发明实施例提供的小功率开关电源电路的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的小功率开关电源电路的电路结构图。

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小功率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小功率开关电源电路与交流电AC连接，该小功率开关电源控制电路包括：

整流滤波模块101，输入端与交流电AC连接，用于滤除交流电AC中的干扰信号，并对交流电AC进行半波整流以输出直流电；

开关电源模块102，输入端与整流滤波模块101的输出端连接，用于将整流滤波模块101输出的直流电进行斩波以输出脉冲电压；

降压模块103，输入端与开关电源模块102的输出端连接，控制端与交流电AC连接，用于将开关电源模块102输出的脉冲电压进行降压处理后输出；

反馈模块104，输入端与降压模块103的输出端连接，输出端与开关电源模块102的反馈端连接，用于将降压模块103的输出电压反馈至开关电源模块102以驱动开关电源模块102对输出的脉冲电压进行调整后输出。

图2示出了本发明实施例提供的小功率开关电源电路的电路结构，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：

作为本发明一实施例，整流滤波模块101包括：

第一滤波电容C1、第一极性电容C2、第一电感L1以及第一二极管D1；

第一滤波电容C1的第一端和第一极性电容C2的阳极为整流滤波模块101的输入端，与交流电AC的正极端L连接，第一极性电容C2的阴极为整流滤波模块101的输出端，与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端以及第一滤波电容C1的第二端与交流电AC的负极N连接。

作为本发明一实施例，开关电源模块102包括：

第二极性电容C3、第一电容C4以及开关电源芯片U1；

第二极性电容C3的阴极为开关电源模块102的输入端，与开关电源芯片U1的接地端连接，第二极性电容C3的阳极与开关电源芯片U1的电源端VCC连接，第一电容C4连接在开关电源芯片U1的反馈端FB与开关电源芯片U1的接地端GND之间，开关电源芯片U1的反馈端FB为开关电源模块102的反馈端。

作为本发明一实施例，降压模块103包括：

第二二极管D2、第二电感L2、第三极性电容C5、第四极性电容C6以及第一电阻R1；

第二二极管D2的阳极为降压模块103的输入端，与第二电感L2的第一端连接，第二二极管D2的阴极为降压模块103的控制端，与第一极性电容C2的阳极、第三极性电容C5的阳极以及第四极性电容C6的阳极连接，第四极性电容C6的阳极为降压模块103的输出端，第二电感L2的第二端与第三极性电容C5的阴极以及第四极性电容C6的阴极连接，第一电阻R1连接在第四极性电容C6的阳极与阴极之间，第一电阻R1的第一端为本发明实施例提供的小功率开关电源电路的电压输出端VOUT，第一电阻R1的第二端接地。

作为本发明一实施例，反馈模块104包括：

可调电阻R2、第二电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C7、三端稳压管U2以及光电耦合器U3；

第二电阻R3的第一端为反馈模块104的输入端，与可调电阻R2的第一端与第四极性电容C6的阳极连接，可调电阻R2的第二端与第四电阻R4的第一端、三端稳压管U2的控制端以及第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端和三端稳压管U2的阳极共接于地，第二电容C7连接在第四电阻R4的第二端与三端稳压管U2的阴极之间，光电耦合器U3中发光二极管的阳极与第三电阻R3的第二端连接，光电耦合器U3中发光二极管的阴极与三端稳压管U2的阴极连接，光电耦合器U3中受光器的输出端为反馈模块104的输出端，光电耦合器U3中受光器的输入端与开关电源芯片U1的接地端GND连接。

下面对本发明实施例提供的小功率开关电源电路的工作原理进行说明。

本发明使用一个单开关电源芯片U1作为核心构成小功率开关电源电路，输入回路和输出回路没有隔离，也没有使用变压器，市交流电经第一滤波电容C1以及第一电感L1进行滤波，这里第一电感L1对交流电AC中的干扰信号具有抑制作用，交流电AC经第一二极管D1半波整流后由极性电容C2滤波进入开关电源芯片U1，开关电源芯片U1内部PWM控制内部开关管的通断对输入的电压进行斩波，第二二极管D2、第二电感L2第三极性电容C5以及第四极性电容C6构成降压模块103，降压模块103为降压型BUCK开关电路，第一电阻R1的第一端作为本发明实施例提供的小功率开关电源电路的输出端，因而电源功率因数和效率比较高，输出电压可以通过调节可调电压R2的电阻值来设定，由于本发明实施例提供的小功率开关电源电路是非隔离电源电路，输出端VOUT浮地，使用光电耦合器U3和三端稳压管U2组成反馈模块104将输出端VOUT的电压反馈到开关电源芯片U1的反馈端FB，进行控制内部PWM脉宽，进而起到调节输出电压的作用，输出电压可通过调整可调电阻R2的值来进行设定，最后可以输出稳定可调的电压。

本发明还提供了一种小功率开关电源，与交流电连接，其特征在于，小功率开关电源包括如上所述的小功率开关电源电路。

在本发明实施例中，通过整流滤波模块对输入的交流电进行半波整流滤波然后由开关电源模块进行斩波处理后输出给降压模块，不需要变压器及稳压二极管，避免了由于变压器的制造工艺和稳压二极管的精度造成输出电压不稳定性的问题，且通过反馈模块将输出端的电压反馈给开关电源模块以驱动开关电源模块对输出的电压进行及时调整，可以输出更稳定的电压。

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 (6)

1.一种小功率开关电源电路，与交流电连接，其特征在于，所述小功率开关电源控制电路包括。

整流滤波模块，输入端与所述交流电连接，用于滤除所述交流电中的干扰信号，并对所述交流电进行半波整流以输出直流电；

开关电源模块，输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，用于将所述整流滤波模块输出的直流电进行斩波以输出脉冲电压；

降压模块，输入端与所述开关电源模块的输出端连接，控制端与所述交流电连接，用于将所述开关电源模块输出的脉冲电压进行降压处理后输出；

反馈模块，输入端与所述降压模块的输出端连接，输出端与所述开关电源模块的反馈端连接，用于将所述降压模块的输出电压反馈至所述开关电源模块以驱动所述开关电源模块对输出的脉冲电压进行调整后输出。

2.如权利要求1所述的小功率开关电源电路，其特征在于，所述整流滤波模块包括：

第一滤波电容C1、第一极性电容C2、第一电感L1以及第一二极管D1；

所述第一滤波电容C1的第一端和所述第一极性电容C2的阳极为所述整流滤波模块的输入端，与所述交流电的正极端连接，所述第一极性电容C2的阴极为所述整流滤波模块的输出端，与所述第一二极管D1的阳极连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第一电感L1的第一端连接，所述第一电感L1的第二端以及所述第一滤波电容C1的第二端与所述交流电的负极连接。

3.如权利要求1所述的小功率开关电源电路，其特征在于，所述开关电源模块包括：

第二极性电容C3、第一电容C4以及开关电源芯片；

所述第二极性电容C3的阴极为所述开关电源模块的输入端，与所述开关电源芯片的接地端连接，所述第二极性电容C3的阳极与所述开关电源芯片的电源端连接，所述第一电容C4连接在所述开关电源芯片的反馈端与所述开关电源芯片的接地端之间，所述开关电源芯片的反馈端为所述开关电源模块的反馈端。

4.如权利要求1所述的小功率开关电源电路，其特征在于，所述降压模块包括：

第二二极管D2、第二电感L2、第三极性电容C5、第四极性电容C6以及第一电阻R1；

所述第二二极管D2的阳极为所述降压模块的输入端，与所述第二电感L2的第一端连接，所述第二二极管D2的阴极为所述降压模块的控制端，与所述第一极性电容C2的阳极、所述第三极性电容C5的阳极以及所述第四极性电容C6的阳极连接，所述第四极性电容C6的阳极为所述降压模块的输出端，所述第二电感L2的第二端与所述第三极性电容C5的阴极以及所述第四极性电容C6的阴极连接，所述第一电阻R1连接在所述第四极性电容C6的阳极与阴极之间。

5.如权利要求1所述的小功率开关电源电路，其特征在于，所述反馈模块包括：

可调电阻R2、第二电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C7、三端稳压管以及光电耦合器；

所述第二电阻R3的第一端为所述反馈模块的输入端，与所述可调电阻R2的第一端连接，所述可调电阻R2的第二端与所述第四电阻R4的第一端、所述三端稳压管的控制端以及所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端和所述三端稳压管的阳极共接于地，所述第二电容C7连接在所述第四电阻R4的第二端与所述三端稳压管的阴极之间，所述光电耦合器中发光二极管的阳极与所述第三电阻R3的第二端连接，所述光电耦合器中发光二极管的阴极与所述三端稳压管的阴极连接，所述光电耦合器中受光器的输出端为所述反馈模块的输出端，所述光电耦合器中受光器的输入端与所述开关电源芯片的接地端连接。

6.一种小功率开关电源，与交流电连接，其特征在于，所述小功率开关电源包括如权利要求1-5任一所述的小功率开关电源电路。