CN105099201A - 微功耗单端反激高压电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于开关电源领域，涉及一种微功耗单端反激高压电源电路，包括MCU、MOS管、变压器、整流二极管、滤波电容、分压电阻。MCU的PWM输出管脚与MOS管VM1的栅极连接，MOS管VM1的源极与地连接，MOS管漏极与变压器原边绕组连接，电源正极与变压器原边绕组另一端连接，变压器副边绕组输出端与整流二极管VD1阳极和分压电阻R1一端连接，整流二极管VD1阴极和滤波电容C1一端连接，滤波电容C1另一端接地；分压电阻R1与电阻R2串联，电阻R2跨接电容C2并联，滤波电容C2一端与MCU的AD采样管脚连接，其另一端接地。本发明用单个开关管控制变压器以反激工作方式实现高压输出，反激开关电路副边绕组瞬时输出期间进行电压反馈。通过采样反馈电压迅速调整开关管导通时间和周期适应负载变化，降低能量损耗。

Description

微功耗单端反激高压电源电路
技术领域
本发明涉及开关电源领域，尤其涉及一种微功耗单端反激高压电源电路。
背景技术
开关电源以体积小、重量轻和高效率的特点被广泛应用在电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
目前，市面上很多开关电源都会存在以下几点不足之处：
1)电路较为复杂；
2)功耗较高，难以适用于产品功耗要求较低的场合。
本微功耗单端反激高压电源电路，周期性地控制可控开关元件的导通和截止，控制变压器以反激工作方式实现高压输出，通过反激开关电路副边绕组瞬时输出进行电压反馈，迅速调整开关管导通时间和周期适应负载变化。相对于现有开关电源电路，本电路结构简单，输出电压稳定，功耗超低。
发明内容
本发明的特征在于，一种微功耗单端反激高压电路，包括：
PWM输出电路，MCU等可以周期性输出PWM信号的电路；
可控开关电路，MOS管、三极管等可控开关元件；
反激开关电路，变压器等元件；
输出整流滤波电路，整流二极管、滤波电容等整流滤波元件；
反馈电路，分压电阻、滤波电容等元件
采样电路，MCU等可以进行电压检测的电路；
直流电源，供给反激开关电路所需电能；
其中所述PWM输出电路与可控开关电路连接，周期性地控制可控开关元件的导通和截止；反激开关电路原边绕组一端与电源正极连接，另一端与可控开关电路连接；副边绕组输出端和反馈电路及输出整流滤波电路输入连接；反馈电路的输出端与采样电路的输入端连接；输出整流滤波电路的输出端与负载连接。
通过单个开关管控制变压器以反激工作方式实现高压输出。
通过反激开关电路副边绕组瞬时输出期间进行电压反馈。
通过采样电压反馈降低开关次数大幅减少开关损耗实现微功耗。
通过采样电压反馈调节开关次数稳定输出不同幅值高压。
为了防止MOS管承受较大电流和输出电压稳定，可控开关电路导通时间不应过长。例如周期16us或更短。
反馈电路分压电阻可多个串联。例如至少2个。
采样电路电压检测需要足够精度。例如8位或更高精度AD采样。
直流电源可根据不同的供电系统接入不同的电压值。
附图说明
图1为本发明第一实施例的原理图；
图2为本发明第一实施例的PWM信号的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明的第一实施例是，一种微功耗单端反激高压电源电路，包括MCU、MOS管、变压器、整流二极管、滤波电容、分压电阻。
从电源+V出发，电源+V与变压器T1原边绕组一端连接，变压器T1原边绕组另一端与MOS管VM1的漏极连接；MOS管VM1的栅极连接MCU的PWM输出，源极与地连接。
变压器T1副边输出端与整流二极管VD1阳极和分压电阻R1一端连接，整流二极管VD1阴极和滤波电容C1一端连接，滤波电容C1另一端接地。例如滤波电容C1为100nF/630V。
从分压电阻R1出发，电阻R1与电阻R2串联，电阻R2跨接电容C2并联，滤波电容C2一端与MCU的AD采样管脚连接，其另一端接地。例如采样电容C2为100pF。
如图1、图2所示，MCU的I/O管脚产生PWM信号，在输出高电平时，MOS管VM1的漏极和源极导通，直流电源+V加在变压器T1原边上形成通路，变压器T1原边绕组导通，副边绕组感应电压使整流二极管VD1反向截止，此时能量储存在变压器气隙中，副边绕组没有电流，负载电压由滤波电容C1提供。
在I/O管脚输出低电平时，MOS管VM1的漏极和源极关闭，此时变压器T1原边绕组和副边绕组产生反向电压，副边绕组感应电压使整流二极管VD1导通，此时存储在变压器T1气隙中的能量传递给副边绕组并释放给负载，同时副边绕组输出电压经电阻R1、R2分压、电容C2滤波后进入MCU进行AD采样。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种微功耗单端反激高压电源电路，包括：
PWM输出电路，MCU等可以周期性输出PWM信号的电路；
可控开关电路，MOS管、三极管等可控开关元件；
反激开关电路，变压器等元件；
输出整流滤波电路，整流二极管、滤波电容等整流滤波元件；
反馈电路，分压电阻、滤波电容等元件
采样电路，MCU等可以进行电压检测的电路；
直流电源，供给反激开关电路所需电能；
其中所述PWM输出电路与可控开关电路连接，周期性地控制可控开关元件的导通和截止；反激开关电路原边绕组一端与电源正极连接，另一端与可控开关电路连接；副边绕组输出端和反馈电路及输出整流滤波电路输入连接；反馈电路的输出端与采样电路的输入端连接；输出整流滤波电路的输出端与负载连接。
2.根据权利要求1所述微功耗单端反激高压电源电路，其特征在于：通过单个开关管控制变压器以反激工作方式实现电压输出。
3.根据权利要求1所述微功耗单端反激高压电源电路，其特征在于：通过反激开关电路副边绕组瞬时输出实现高压输出。
4.根据权利要求1所述微功耗单端反激高压电源电路，其特征在于：通过副边绕组瞬时输出期间进行电压反馈。
5.根据权利要求1所述微功耗单端反激高压电源电路，其特征在于：通过采样电压反馈增加开关周期大幅减少开关损耗实现微功耗。
6.根据权利要求1所述微功耗单端反激高压电源电路，其特征在于：通过采样电压反馈调节开关次数稳定输出不同幅值高压。
7.根据权利要求1所述的微功耗单端反激高压电源电路，其特征是：所述直流电源可根据不同的供电系统接入不同的电压。
8.根据权利要求1所述的微功耗单端反激高压电源电路，其特征是：为了防止MOS管承受较大电流和输出电压稳定，可控开关电路导通时间不应过长。
9.根据权利要求1所述的微功耗单端反激高压电源电路，其特征是：所述反馈电路分压电阻可多个串联。
10.根据权利要求1所述的微功耗单端反激高压电源电路，其特征是：所述采样电路需要足够的精度。
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