CN106160528A - 一种开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种开关电源，涉及电源领域，包括输入模块、变换模块、输出模块和控制模块。输入模块包括输入滤波电路、浪涌抑制电路和输入整流电路；变换模块包括开关电路和变压器；输出模块包括输出整流电路和输出滤波电路；控制模块包括功率校正电路、保护电路、采样电路、基准电源、比较放大电路、V/F电路、振荡器和基极驱动电路。

Description

一种开关电源
技术领域
本发明涉及开关电源领域，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。为了提高功率因数，避免谐波污染，开关电源中通常设置有前级功率因数校正电路和后级直流-直流变换电路，以共同来完成功率变换。
开关电源工作时，在功率因数电路中的开关管关闭的情况下，能量注入到储能电容器里，在功率因数电路中的开关管开启的情况下，停止向储能电容器里存储能量；变换电路中的开关管开启时，从储能电容器中吸取能量，变换电路中的开关管关闭时，停止从储能电容器中吸取能量。
现有的很多电源电路都是通过采样输出电压或电流，根据采样值进一步反馈控制开关变换器。由于反馈电路中主要参数来自电源基准电路，因此基准电路的准确性会进一步影响整个电源电路的电源输出。
发明内容
本发明需要解决的是现有开关电源电路反馈控制误差大的问题，提供。
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
一种开关电源，包括输入模块、变换模块、输出模块和控制模块。输入模块的输入端与市电连接，输出端与变换模块的输入端连接；变换模块的输出端与输出模块的输入端连接；输出模块的输出端为电压电流的输出端；控制模块的输入端与输出模块的输出端连接，输出端与变换模块连接；
输入模块包括输入滤波电路、浪涌抑制电路和输入整流电路，输入滤波电路的输入端与市电连接；输入滤波电路的输出端经浪涌抑制电路与输入整流电路连接；输入整流电路的输出端与变换模块连接；
变换模块包括开关电路和变压器，开关电路的输入端与输入整流电路连接；开关电路的输出端经变压器与输出模块连接；
输出模块包括输出整流电路和输出滤波电路，输出整流电路的输入端与变压器连接；输出整流电路的输出端与输出滤波电路的输入端连接；输出滤波电路的输出端为电源的输出端；
控制模块包括功率校正电路、保护电路、采样电路、基准电源、比较放大电路、V/F电路、振荡器和基极驱动电路。功率校正电路、保护电路和采样电路的输入端与输出滤波电路的输出端连接。采样电路和基准电源的输出端与比较放大电路的输入端连接；比较放大电路的输出端经V/F电路与振荡器连接。振荡器的输出端经基极驱动电路与开关电路连接。
上述方案中，优选的是基准电源包括MOS管M22、M23、M24、M25、M26、M27、M28、M29、M30、M31、M32、M33、M34、M35、M36、M37和电容C2，其中，MOS管M29、M37的源极和电容C2的下极板与地GND连接；MOS管M23的漏极和栅极共接并与MOS管M22的栅极和MOS管M25的源极连接；MOS管M24的源极与MOS管M22的漏极连接；MOS管M25的漏极和栅极共接并与MOS管M24的栅极和MOS管M27的漏极连接；MOS管M26的漏极和栅极共接后与MOS管M24的漏极和电容C2的上极板连接，并作为基准电压源的输出端；MOS管M28的漏极与MOS管M26、M27的源极连接；MOS管M28的源极与MOS管M29的漏极连接；MOS管M27的栅极与MOS管M34的源极和MOS管M35的漏极连接；MOS管M30的漏极和栅极共接后与MOS管M31的栅极和MOS管M32的源极连接；MOS管M33的源极与MOS管M31的漏极连接；MOS管M32的漏极和栅极共接并与MOS管M33的栅极和MOS管M36的漏极连接；MOS管M34的漏极和栅极共接后与MOS管M35的栅极和MOS管M33的漏极连接；MOS管M36的源极与MOS管M37的漏极连接。
上述方案中，优选的是开关电路包括驱动器、隔离器、功率器和调制器，驱动器用于接收控制信号；隔离器用于大电流和微电流的隔离；功率器用于功率变换；调制器用于PFM调制。
上述方案中，优选的是隔离器光耦隔离器。
本发明还进一步包括同步整流驱动电路，用于驱动输入整流电路和输出整流电路。
上述方案中，优选的是功率校正电路使用控制芯片的型号为IR1150。
本发明的优点与效果是：
1.本发明使用同步整流，可以大大减少了电源的损耗，从而使电源的效率更高；
2.本发明中的基准电源为CMOS基准电源，从而使其产生的基准电压更加准确，进一步提高比较放大电路中产生的误差信号，从产生更准确的控制信号，现有开关电源电路反馈控制误差大的问题；
3.本发明通过减少反馈控制的误差，从而使得开关电源的输出端的电流或电压更加准确，更加稳定。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明基准电源原理图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
一种开关电源，如图1所示，包括输入模块、变换模块、输出模块和控制模块。输入模块的输入端与市电连接，输出端与变换模块的输入端连接；变换模块的输出端与输出模块的输入端连接；输出模块的输出端为电压电流的输出端；控制模块的输入端与输出模块的输出端连接，输出端与变换模块连接。
输入模块包括输入滤波电路、浪涌抑制电路和输入整流电路。输入滤波电路的输入端与市电连接；输入滤波电路的输出端经浪涌抑制电路与输入整流电路连接；输入整流电路的输出端与变换模块连接。输入滤波电路用于滤除输入电流中的噪声和谐波信号，减少噪声信号和谐波信号的干扰。浪涌抑制电路用于抑制来自电网的浪涌电流，防止浪涌电流对电源造成破坏。输入整流电路用于把交流变直流，是电流变换电路，如图1所示。
变换模块包括开关电路和变压器，开关电路的输入端与输入整流电路连接；开关电路的输出端经变压器与输出模块连接。开关电路用于接收脉冲控制信号控制功率器件，控制放大器进行功率放大或降低流过的电流等。变压器用于升高电压或降低电压，作为电源的主要核心部件，其的性能也直接影响电源的输出的稳定性，如图1所示。
输出模块包括输出整流电路和输出滤波电路，输出整流电路的输入端与变压器连接；输出整流电路的输出端与输出滤波电路的输入端连接；输出滤波电路的输出端为电源的输出端。输出整流电路用于把输出电压整流成脉动直流，并平滑成低纹波直流电压。输出滤波电路用于对输出电流进行滤波，使输出电压或电流纹波很小，使输出端电压、电流更加稳定，如图1所示。
控制模块包括功率校正电路、保护电路、采样电路、基准电源、比较放大电路、V/F电路、振荡器和基极驱动电路。功率校正电路、保护电路和采样电路的输入端与输出滤波电路的输出端连接。采样电路和基准电源的输出端与比较放大电路的输入端连接；比较放大电路的输出端经V/F电路与振荡器连接。振荡器的输出端经基极驱动电路与开关电路连接，如图1所示。
功率校正电路用于对输入输出电压电流进行功率因数校正，是开关电源稳定输出补课缺少的电路。保护电路用于都电源短路、过温、过压和过流保护，是电源出现意外的保护电路。采样电路用于采样输出的电压值，采集输出端的电压、电流进行反馈控制。基准电源用于提供基准电压，提供胡勇所需的稳定电压，其的稳定性进行减少电源的输出误差。比较放大电路用于把采样信号和基准信号进行比较，产生误差信号。V/F电路用于把误差信号转为频率信号；振荡器用于产生高频震荡信号，经过信号转换实现误差转为反馈的控制信号。基极驱动电路用于把高频震荡信号转为控制信号，驱动开关管的基极，如图1所示。
基准电源包括MOS管M22、M23、M24、M25、M26、M27、M28、M29、M30、M31、M32、M33、M34、M35、M36、M37和电容C2，其中，MOS管M29、M37的源极和电容C2的下极板与地GND连接；MOS管M23的漏极和栅极共接并与MOS管M22的栅极和MOS管M25的源极连接；MOS管M24的源极与MOS管M22的漏极连接；MOS管M25的漏极和栅极共接并与MOS管M24的栅极和MOS管M27的漏极连接；MOS管M26的漏极和栅极共接后与MOS管M24的漏极和电容C2的上极板连接，并作为基准电压源的输出端；MOS管M28的漏极与MOS管M26、M27的源极连接；MOS管M28的源极与MOS管M29的漏极连接；MOS管M27的栅极与MOS管M34的源极和MOS管M35的漏极连接；MOS管M30的漏极和栅极共接后与MOS管M31的栅极和MOS管M32的源极连接；MOS管M33的源极与MOS管M31的漏极连接；MOS管M32的漏极和栅极共接并与MOS管M33的栅极和MOS管M36的漏极连接；MOS管M34的漏极和栅极共接后与MOS管M35的栅极和MOS管M33的漏极连接；MOS管M36的源极与MOS管M37的漏极连接，如图2所示。
开关电路包括驱动器、隔离器、功率器和调制器，驱动器用于接收控制信号；隔离器用于大电流和微电流的隔离；功率器用于功率变换；调制器用于PFM调制。开关电路是电源的主要核心电路，主要是反馈控制的核心部件。隔离器采用光耦隔离，可以大大减少大电流对反馈控制的影响，使其输出的电压更加稳定。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (6)

1.一种开关电源，其特征在于包括如下步骤：包括输入模块、变换模块、输出模块和控制模块。输入模块的输入端与市电连接，输出端与变换模块的输入端连接；变换模块的输出端与输出模块的输入端连接；输出模块的输出端为电压电流的输出端；控制模块的输入端与输出模块的输出端连接，输出端与变换模块连接；
输入模块包括输入滤波电路、浪涌抑制电路和输入整流电路，输入滤波电路的输入端与市电连接；输入滤波电路的输出端经浪涌抑制电路与输入整流电路连接；输入整流电路的输出端与变换模块连接；
变换模块包括开关电路和变压器，开关电路的输入端与输入整流电路连接；开关电路的输出端经变压器与输出模块连接；
输出模块包括输出整流电路和输出滤波电路，输出整流电路的输入端与变压器连接；输出整流电路的输出端与输出滤波电路的输入端连接；输出滤波电路的输出端为电源的输出端；
控制模块包括功率校正电路、保护电路、采样电路、基准电源、比较放大电路、V/F电路、振荡器和基极驱动电路。功率校正电路、保护电路和采样电路的输入端与输出滤波电路的输出端连接。采样电路和基准电源的输出端与比较放大电路的输入端连接；比较放大电路的输出端经V/F电路与振荡器连接。振荡器的输出端经基极驱动电路与开关电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述基准电源包括MOS管M22、M23、M24、M25、M26、M27、M28、M29、M30、M31、M32、M33、M34、M35、M36、M37和电容C2，其中，MOS管M29、M37的源极和电容C2的下极板与地GND连接；MOS管M23的漏极和栅极共接并与MOS管M22的栅极和MOS管M25的源极连接；MOS管M24的源极与MOS管M22的漏极连接；MOS管M25的漏极和栅极共接并与MOS管M24的栅极和MOS管M27的漏极连接；MOS管M26的漏极和栅极共接后与MOS管M24的漏极和电容C2的上极板连接，并作为基准电压源的输出端；MOS管M28的漏极与MOS管M26、M27的源极连接；MOS管M28的源极与MOS管M29的漏极连接；MOS管M27的栅极与MOS管M34的源极和MOS管M35的漏极连接；MOS管M30的漏极和栅极共接后与MOS管M31的栅极和MOS管M32的源极连接；MOS管M33的源极与MOS管M31的漏极连接；MOS管M32的漏极和栅极共接并与MOS管M33的栅极和MOS管M36的漏极连接；MOS管M34的漏极和栅极共接后与MOS管M35的栅极和MOS管M33的漏极连接；MOS管M36的源极与MOS管M37的漏极连接。
3.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述开关电路包括驱动器、隔离器、功率器和调制器，驱动器用于接收控制信号；隔离器用于大电流和微电流的隔离；功率器用于功率变换；调制器用于PFM调制。
4.根据权利要求3所述的一种开关电源，其特征在于：所述隔离器光耦隔离器。
5.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：还包括同步整流驱动电路，用于驱动输入整流电路和输出整流电路。
6.根据权利要求1所述的一种开关电源，其特征在于：所述功率校正电路使用控制芯片的型号为IR1150。
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