CN104811026A - 一种开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关电源，包括外壳和设于外壳内部的内置电路，内置电路包括EMI滤波电路、整流桥堆、输入滤波整流电路、开关电路、控制电路、变压器变换电路、输出滤波整流电路、电压反馈电路和过压保护电路；整流桥堆的输出端通过EMI滤波电路与输入滤波整流电路的输入端连接，输入滤波整流电路的输出端通过变压器变换电路与输出滤波整流电路的输入端连接，输出滤波整流电路的输出端与电压反馈电路的输入端连接，电压反馈电路的输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端分别与过压保护电路和开关电路的输入端连接。本发明具有多种过压保护功能，提高了开关电源的高压承受能力，以及开关电源的可靠性。

Description

一种开关电源
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种开关电源。
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，开关电源一般由脉冲宽度调制控制电路和场效应管构成。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。然而传统开关电源在电网波动的时候，即开关电源输入电压过高时，会严重致使开关电源损坏，影响电源的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种开关电源，具有多种过压保护功能，提高了开关电源的高压承受能力，以及开关电源的可靠性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种开关电源，包括外壳和设于外壳内部的内置电路，内置电路包括EMI滤波电路、整流桥堆、输入滤波整流电路、开关电路、控制电路、变压器变换电路、输出滤波整流电路、电压反馈电路和过压保护电路。
所述整流桥堆的输出端与EMI滤波电路的输入端连接，EMI滤波电路的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接，输入滤波整流电路的输出端与变压器变换电路的输入端连接，变压器变换电路的输出端与输出滤波整流电路的输入端连接，输出滤波整流电路的输出端与电压反馈电路的输入端连接，电压反馈电路的输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端分别与过压保护电路和开关电路的输入端连接。
所述内置电路还包括钳位保护电路，钳位保护电路的输入端与EMI滤波电路的输出端连接，钳位保护电路的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接。
所述外壳上设有散热孔、指示灯和按键。
所述EMI滤波电路包括依次顺序相连的第一差模滤波电容、共模扼流圈、第二差模滤波电容、共模滤波电容和差模扼流圈，第一差模滤波电容还与整流桥堆的输出端连接，差模扼流圈的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接。
所述开关电路包括NPN型三极管、P沟道场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，NPN型三极管的基极通过第一电阻与第一电压端连接，NPN型三极管的发射极与控制电路的输出端连接，NPN型三极管的集电极通过第二电阻与第二电压端连接，P沟道场效应管的栅极通过第三电阻与NPN型三极管的集电极连接，P沟道场效应管的源极与第二电压端连接，第一电容的第一端与P沟道场效应管的源极连接，第一电容的第二端与P沟道场效应管的栅极连接，第二电容的第一端与P沟道场效应管的漏极连接，第二电容的第二端接地。
所述整流桥堆为全桥整流桥堆。
本发明的有益效果是：
（1）EMI滤波电路和输入滤波整流电路之间设有钳位保护电路，能够将输出电压值限定在一个定值，提高了开关电源的高压承受能力，同时能够起到限流作用；
（2）开关电路通过一级NPN型三极管控制P沟道场效应管工作，电路设计简单、使用元件较少，降低了产品成本、减小了PCB的占用面积，使得PCB排版布线更容易。
附图说明
图1为本发明开关电源的结构框图；
图2为本发明中EMI滤波电路的结构框图；
图3为本发明中开关电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种开关电源，包括外壳和设于外壳内部的内置电路，内置电路包括EMI滤波电路、整流桥堆、输入滤波整流电路、开关电路、控制电路、变压器变换电路、输出滤波整流电路、电压反馈电路和过压保护电路。
所述整流桥堆的输出端与EMI滤波电路的输入端连接，EMI滤波电路的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接，输入滤波整流电路的输出端与变压器变换电路的输入端连接，变压器变换电路的输出端与输出滤波整流电路的输入端连接，输出滤波整流电路的输出端与电压反馈电路的输入端连接，电压反馈电路的输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端分别与过压保护电路和开关电路的输入端连接。
所述内置电路还包括钳位保护电路，钳位保护电路的输入端与EMI滤波电路的输出端连接，钳位保护电路的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接。
所述外壳上设有散热孔、指示灯和按键。
所述整流桥堆为全桥整流桥堆。
所述过压保护电路包括PNP三极管、三端可调分流基准源、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第三电容，第四电阻的第一端与输入滤波整流电路连接，第四电阻的第二端与三端可调分流基准源的参考端连接，第五电阻的第一端和第三电容的第一端均与三端可调分流基准源的参考端连接，第五电阻的第二端和第三电容的第二端均与三端可调分流基准源的阳极连接后接地，三端可调分流基准源的阴极与PNP三极管的基极连接，第六电阻的第一端与PNP三极管的基极连接，第六电阻的第二端与PNP三极管的发射极连接，PNP三极管的发射极与变压器变换电路连接，PNP三极管的集电极接地。
过压保护电路通过调节过压保护电路中第四电阻和第五电阻的比例，当电网电压超出额定输入电压时，过压保护电路给控制电路指令关断开关电路，关闭开关电源；当电网电压恢复至小于额定输入电压时，开关电源恢复正常工作，提高了开关电源的可靠性。
如图2所示，所述EMI滤波电路包括依次顺序相连的第一差模滤波电容、共模扼流圈、第二差模滤波电容、共模滤波电容和差模扼流圈，第一差模滤波电容还与整流桥堆的输出端连接，差模扼流圈的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接。
如图3所示，所述开关电路包括NPN型三极管、P沟道场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，NPN型三极管的基极通过第一电阻与第一电压端连接，NPN型三极管的发射极与控制电路的输出端连接，NPN型三极管的集电极通过第二电阻与第二电压端连接，P沟道场效应管的栅极通过第三电阻与NPN型三极管的集电极连接，P沟道场效应管的源极与第二电压端连接，第一电容的第一端与P沟道场效应管的源极连接，第一电容的第二端与P沟道场效应管的栅极连接，第二电容的第一端与P沟道场效应管的漏极连接，第二电容的第二端接地。
当控制电路输出低电平时，NPN型三极管的发射极为低电平, 而NPN型三极管的基极通过所述第一电阻上拉到第一电压VCC，NPN型三极管处于饱和状态，NPN型三极管的集电极为低电平，而P沟道场效应管 的栅极通过第三电阻R3 连接到所述NPN型三极管的集电极，所以P沟道场效应管的栅极也为低电平，场效应管导通。当控制电路输出高电平时( 通常为3.3V)，NPN型三极管的发射极也为高电平，NPN型三极管的基极通过所述第一电阻R1上拉到第一电压VCC( 所述第一电压VCC 可根据控制端POW_EN 的输出电压进行设置)，此时，NPN型三极管的发射极和基极电压差为0V，NPN型三极管处于截止状态，P沟道场效应管 的栅极通过第三电阻R3、第二电阻R2 连接到第二电压端VSS，为高电平，场效应管截止。

Claims (6)

1.一种开关电源，其特征在于：包括外壳和设于外壳内部的内置电路，内置电路包括EMI滤波电路、整流桥堆、输入滤波整流电路、开关电路、控制电路、变压器变换电路、输出滤波整流电路、电压反馈电路和过压保护电路；
所述整流桥堆的输出端与EMI滤波电路的输入端连接，EMI滤波电路的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接，输入滤波整流电路的输出端与变压器变换电路的输入端连接，变压器变换电路的输出端与输出滤波整流电路的输入端连接，输出滤波整流电路的输出端与电压反馈电路的输入端连接，电压反馈电路的输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端分别与过压保护电路和开关电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述内置电路还包括钳位保护电路，钳位保护电路的输入端与EMI滤波电路的输出端连接，钳位保护电路的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述外壳上设有散热孔、指示灯和按键。
4.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述EMI滤波电路包括依次顺序相连的第一差模滤波电容、共模扼流圈、第二差模滤波电容、共模滤波电容和差模扼流圈，第一差模滤波电容还与整流桥堆的输出端连接，差模扼流圈的输出端与输入滤波整流电路的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述开关电路包括NPN型三极管、P沟道场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，NPN型三极管的基极通过第一电阻与第一电压端连接，NPN型三极管的发射极与控制电路的输出端连接，NPN型三极管的集电极通过第二电阻与第二电压端连接，P沟道场效应管的栅极通过第三电阻与NPN型三极管的集电极连接，P沟道场效应管的源极与第二电压端连接，第一电容的第一端与P沟道场效应管的源极连接，第一电容的第二端与P沟道场效应管的栅极连接，第二电容的第一端与P沟道场效应管的漏极连接，第二电容的第二端接地。
6.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述整流桥堆为全桥整流桥堆。
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