CN105846660B - 具有备用电池供电的开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有备用电池供电的开关电源电路，包括输入整流模块、PWM开关控制模块、变压器模块、输出整流二极管、负反馈模块、备用电池、隔离二极管单元以及齐纳二极管；输出整流二极管的正极与变压器模块的正输出端连接，输出整流二极管的负极与隔离二极管单元的负极连接，隔离二极管单元的正极与备用电池的正极连接，备用电池的负极与变压器模块的负输出端连接；齐纳二极管的负极连接于所述隔离二极管单元的负极以及输出整流二极管的负极之间；负反馈电路模块的一端与齐纳二极管的正极连接，另一端与PWM开关控制模块的控制端口连接。本发明具有降低开关电源输出的损耗，提高开关电源的转换效率的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种具有备用电池的开关电源电路。
背景技术
现有技术中的设置有备用电池的PWM开关电源，但是其结构通常是采用多个二极管的隔离办法来达到两个电源单元之间隔离，来防止两个电源之间的相互倒灌， 通常在电池的输出端串入两个二极管来防止开关电源向电池充电，同时也会开关电源的输出端会串联一个隔离二极管防止电池的电流向开关电源倒灌， 防止电池的能量快速消耗完而失去备用的功能。
鉴于目前各国对电源转换效率的要求提升，现有隔离技术存在缺陷，在开关电源输出端的隔离二极管会大大消耗开关电源的输出功率， 大大降低开关电源能量转换效率，急需改进。
发明内容
本发明主要目的是针对现有技术的缺陷，-提供一种改进的具有备用电池供电的开关电源电路。
本发明提供了一种具有备用电池供电的开关电源电路，包括输入整流模块、 PWM开关控制模块、变压器模块、输出整流二极管、负反馈模块、备用电池、隔离二极管单元以及齐纳二极管；
所述输入整流模块、所述PWM开关控制模块以及所述变压器模块依次连接，所述输出整流二极管的正极与所述变压器模块的正输出端连接，所述输出整流二极管的负极与所述隔离二极管单元的负极连接，所述隔离二极管单元的正极与所述备用电池的正极连接，所述备用电池的负极与所述变压器模块的负输出端连接；所述齐纳二极管的负极连接于所述隔离二极管单元的负极以及所述输出整流二极管的负极之间；所述负反馈模块的一端与所述齐纳二极管的正极连接，另一端与所述PWM开关控制模块的控制端口连接。
本发明利用了齐纳二极管的反向导通和反向截止特性，同时考虑到开关电源输出端本来就有的整流二极管已经隔离了备用电池向常规开关电源模块放电，本发明直接取消了现有技术中的开关电源的输出端的隔离二极管，考虑到具有备用电池供电的开关电源电路的常规开关电源模块正常工作时的输出电压为X伏，预先设定备用电池的电压为Z伏，而齐纳二极管的额定值为Y伏。X，Y，Z之间的关系满足X>Y>Z，当常规开关电源模块部分正常供电时，齐纳二极管就起到了稳压作用，并可以通过负反馈模块来调整输出电压的稳定；同时由于备用电池的电压低于齐纳二极管的阀值，当常规开关电源模块出现问题而不能正常供电时，齐纳二极管实现对备用电池的隔离功能，防止备用电池向常规开关电源模块放电，大大降低了开关电源输出的损耗，提高开关电源的转换效率。
附图说明
图1是本发明一优选实施例中的具有备用电池供电的开关电源电路的原理框图；
图2是本发明一优选实施例中的具有备用电池供电的开关电源电路的电路原理图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1示出了本发明第一实施例中的一种具有备用电池供电的开关电源电路，其包括输入整流模块10、 PWM开关控制模块20、变压器模块30、输出整流二极管40、负反馈模块50、备用电池 80、隔离二极管单元70 以及齐纳二极管60。输入整流模块10、 PWM开关控制模块20、变压器模块30、输出整流二极管40、负反馈模块50是构成开关电源的基本功能模块，也即是构成了常规开关电源模块。其中，变压器模块30采用通过线圈耦合，负反馈模块50采用通过光电耦合的反馈电路，其不限于此。
其中，所述输入整流模块10、所述PWM开关控制模块20以及所述变压器模块30依次连接，所述输出整流二极管40的正极与所述变压器模块30的副边的正输出端连接，所述输出整流二极管40的负极与所述隔离二极管单元70的负极连接，所述隔离二极管单元70的正极与所述备用电池80的正极连接，所述备用电池80的负极与所述变压器模块30的负输出端连接；所述齐纳二极管60的负极连接于所述隔离二极管单元70的负极以及所述输出整流二极管40的负极之间；所述负反馈模块50的一端与所述齐纳二极管60的正极连接，另一端与所述PWM开关控制模块20的控制端口连接。
本发明利用了齐纳二极管60的反向导通和反向截止特性，同时考虑到开关电源输出端本来就有的整流二极管40已经隔离了备用电池80向常规开关电源模块放电，本发明直接取消了现有技术中的开关电源的输出端的隔离二极管，预设该具有备用电池供电的开关电源电路的常规开关电源模块正常工作时的输出电压为X伏，预先设定备用电池80的电压为Z伏，而齐纳二极管60的额定值为Y伏。X，Y，Z之间的关系满足X>Y>Z，当常规开关电源模块部分正常供电时，齐纳二极管60就起到了稳压作用，并可以通过负反馈模块50来调整输出电压的稳定；同时由于备用电池80的电压低于齐纳二极管60的阀值，当常规开关电源模块出现问题而不能正常供电时，齐纳二极管60实现对备用电池80的隔离功能，防止备用电池80向常规开关电源模块放电，大大降低了开关电源输出的损耗，提高开关电源的转换效率。
具体地，如图2所示，具有备用电池供电的开关电源电路还包括滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端连接于所述隔离二极管单元70的负极以及所述输出整流二极管40的负极之间，所述滤波电容C1的另一端与所述变压器模块30的负输出端连接。所述隔离二极管单元70包括一个隔离二极管或至少两个串联的隔离二极管。在本实施例中，该隔离二极管单元70包括串联的第一隔离二极管D1以及第二隔离二极管D2。
可以理解地，齐纳二极管60的个数不限于1个，也可以为两个或3个。在本实施例中，该齐纳二极管60包括第一齐纳二极管D3。
该具有备用电池供电的开关电源电路还包括第一共模电感L1，所述第一共模电感L1的两个输入端分别与所述隔离二极管单元70的负极以及所述备用电池80的负极连接。
该具有备用电池供电的开关电源电路还包括发光二极管LED1以及分压电阻R3。分压电阻R3的一端连接在第一齐纳二极管D3的正极与负反馈模块50之间，该分压电阻R3的另一端与该发光二极管LED1的正极连接，该发光二极管LED1的负极接该具有备用电池供电的开关电源电路的负输出端。
优选地，该输入整流电路10包括保险丝、高压电容、第二共模电感以及整流桥堆，该保险丝、第二共模电感、整流桥堆以及PWM开关控制模块20依次连接，其中保险丝串接在AC输入端，高压电容并联接在整流桥堆输出端两端。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种具有备用电池供电的开关电源电路，其特征在于，包括输入整流模块（10）、 PWM开关控制模块（20）、变压器模块（30）、输出整流二极管（40）、负反馈模块（50）、备用电池（80）、隔离二极管单元（70） 以及齐纳二极管（60）；
所述输入整流模块（10）、所述PWM开关控制模块（20）以及所述变压器模块（30）依次连接，所述输出整流二极管（40）的正极与所述变压器模块（30）的正输出端连接，所述输出整流二极管（40）的负极与所述隔离二极管单元（70）的负极连接，所述隔离二极管单元（70）的正极与所述备用电池（80）的正极连接，所述备用电池（80）的负极与所述变压器模块（30）的负输出端连接；所述齐纳二极管（60）的负极连接于所述隔离二极管单元（70）的负极以及所述输出整流二极管（40）的负极之间；所述负反馈模块（50）的一端与所述齐纳二极管（60）的正极连接，另一端与所述PWM开关控制模块（20）的控制端口连接；开关电源电路正常工作时的输出电压为X伏，备用电池的电压为Z伏，齐纳二极管（60）的额定值为Y伏，X，Y，Z之间的关系满足X>Y>Z。
2.如权利要求1所述的具有备用电池供电的开关电源电路，其特征在于，还包括滤波电容，所述滤波电容的一端连接于所述隔离二极管单元（70）的负极以及所述输出整流二极管（40）的负极之间，所述滤波电容的另一端与所述变压器模块（30）的负输出端连接。
3.如权利要求2所述的具有备用电池供电的开关电源电路，其特征在于，所述隔离二极管单元（70）包括一个隔离二极管或至少两个串联的隔离二极管。
4.如权利要求1所述的具有备用电池供电的开关电源电路，其特征在于，还包括第一共模电感（L1），所述第一共模电感（L1）的两个输入端分别与所述隔离二极管单元（70）的负极以及所述备用电池（80）的负极连接。
5.如权利要求1所述的具有备用电池供电的开关电源电路，其特征在于，所述输入整流模块(10)包括保险丝、高压电容、第二共模电感以及整流桥堆,其中, 所述保险丝、第二共模电感、整流桥堆以及PWM开关控制模块(20)依次连接,所述高压电容并联接在所述整流桥堆两输出端上。
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