CN106208716A - 开关电源电路及开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种开关电源电路，其包括输入控制模块、变压器、输出控制模块以及辅助电压输出模块；输入控制模块用于对输入电压进行调制；变压器用于根据调制后的电压，生成驱动电源电压以及辅助电源电压；输出控制模块用于输出所述驱动电源电压；辅助电压输出模块用于输出所述辅助电源电压；其中变压器的初级绕组与输入控制模块连接，变压器的辅助绕组与辅助电压输出模块连接，变压器的次级绕组与输出控制模块连接；辅助电压输出模块通过稳压结构将辅助电源电压稳定在设定值进行输出。本发明还提供一种开关电源，本发明通过在辅助电压输出模块中设置稳压结构，使得辅助电源电压可稳定在设定值进行输出。

Description

开关电源电路及开关电源
技术领域
本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种开关电源电路及开关电源。
背景技术
现有的开关电源控制电路通过对电子开关器件不停的“接通”以及“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现直流/交流、直流/直流,以及输出电压可调和自动稳压。
同时现有的开关电源电路还在变压器上设置有用于向开关电源电路中的控制芯片提供工作电压的辅助绕组。但是该辅助绕组提供的工作电压容易受到变压器的次级绕组电压的影像，从而常常出现控制芯片无法正常启动或造成过压保护的现象。
故，有必要提供一种开关电源电路及开关电源，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提供稳定的芯片工作电压的开关电源电路及开关电源；以解决现有的开关电源电路及开关电源不能提供稳定的芯片工作电压，从而导致控制芯片常常无法正常启动或造成过压保护的技术问题。
本发明实施例提供一种开关电源电路，其包括：
输入控制模块，用于对输入电压进行调制；
变压器，用于根据调制后的电压，生成驱动电源电压以及辅助电源电压；
输出控制模块，用于输出所述驱动电源电压；以及
辅助电压输出模块，用于输出所述辅助电源电压；
其中所述变压器的初级绕组与所述输入控制模块连接，所述变压器的辅助绕组与所述辅助电压输出模块连接，所述变压器的次级绕组与所述输出控制模块连接；
其中所述辅助电压输出模块通过稳压结构将所述辅助电源电压稳定在设定值进行输出。
在本发明所述的开关电源电路中，所述辅助电压输出模块包括第一开关管以及辅助电源输出电容；
所述第一开关管的输入端和控制端分别与所述变压器的辅助绕组连接，所述第一开关管输出端与所述辅助电源输出电容的一端连接，所述辅助电源输出电容的另一端接地。
在本发明所述的开关电源电路中，所述辅助电压输出模块包括还包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极接地，所述稳压二极管的负极与所述第一开关管的控制端连接。
在本发明所述的开关电源电路中，所述辅助电压输出模块还包括限流电阻和软启动电阻，所述第一开关管的输入端通过限流电阻与所述变压器的辅助绕组连接，所述第一开关管的控制端通过软启动电阻与所述第一开关管的输入端连接。
在本发明所述的开关电源电路中，所述第一开关管为第一N沟道MOS管，所述第一N沟道MOS管的源极与所述辅助电源输出电容的一端连接，所述第一N沟道MOS管的栅极与漏极分别与所述变压器的辅助绕组连接。
在本发明所述的开关电源电路中，所述输入控制模块包括第二开关管以及电源输入电容；
所述电源输入电容的一端接地，所述电源输入电容的另一端与所述输入电压的输入端连接，所述电源输入电容的另一端通过所述变压器的初级绕组与所述第二开关管的输入端连接；
所述第二开关管的控制端输入调制控制信号，所述第二开关管的输出端接地。
在本发明所述的开关电源电路中，所述第二开关管为第二N沟道MOS管，所述第二N沟道MOS管的源极接地，所述第二N沟道MOS管的栅极输入所述调制控制信号，所述第二N沟道MOS管的漏极与所述变压器的初级绕组连接。
在本发明所述的开关电源电路中，所述输出控制模块包括驱动电源输出电容以及防倒流二极管，所述防倒流二极管的正极与所述变压器的次级绕组连接，所述防倒流二极管的负极与所述驱动电源输出电容的一端连接，所述驱动电源输出电容的另一端接地。
在本发明所述的开关电源电路中，所述变压器的初级绕组与辅助电源输出电容连接的一端、所述变压器的辅助绕组与电源输入电容连接的一端、以及所述变压器的次级绕组与驱动电源输出电容连接的一端为同名端。
本发明还提供一种使用上述开关电源电路的开关电源。
相较于现有的开关电源电路及开关电源，本发明的开关电源电路及开关电源通过在辅助电压输出模块中设置稳压结构，使得辅助电源电压可稳定在设定值进行输出；解决了现有的开关电源电路及开关电源不能提供稳定的芯片工作电压，从而导致控制芯片常常无法正常启动或造成过压保护的技术问题。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为本发明的开关电源电路的优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图1，图1为本发明的开关电源电路的优选实施例的结构示意图。本优选实施例的开关电源电路10包括输入控制模块11、变压器12、输出控制模块13以及辅助电压输出模块14。
输入控制模块11用于对输入电压进行调制；变压器12用于根据调制后的电压，生成驱动电源电压以及辅助电源电压；输出控制模块13用于输出驱动电源电压；辅助电压输出模块14用于输出辅助电源电压。
其中辅助电压输出模块14通过稳压结构将辅助电源电压稳定在设定值进行输出。
其中辅助电压输出模块14包括第一开关管T1、辅助电源输出电容C2、稳压二极管D1、限流电阻R1以及软启动电阻R2。
第一开关管T1的输入端和控制端分别与变压器13的辅助绕组132连接，第一开关管T1的输出端与辅助电源输出电容C2的一端连接，辅助电源输出电容C2的另一端接地。稳压二极管D1的正极接地，稳压二极管D1的负极与第一开关管T1的控制端连接。第一开关管T1的输入端通过限流电阻R1与变压器13的辅助绕组132连接，第一开关管T1的控制端通过软启动电阻R2与第一开关管T1的输入端连接。
优选的，第一开关管T1为第一N沟道MOS管，第一N沟道MOS管的源极与辅助电源输出电容C2的一端连接，第一N沟道MOS管的栅极与漏极分别与变压器13的辅助绕组132连接。
输入控制模块11包括第二开关管T2以及电源输入电容C1。
电源输入电容C1的一端接地，电源输入电容C1的另一端与输入电压Vin的输入端连接，电源输入电容C1的另一端通过变压器13的初级绕组131与第二开关管T2的输入端连接；第二开关管T2的控制端输入调制控制信号Gate，第二开关管T2的输出端接地。
优选的，第二开关管T2为第二N沟道MOS管，第二N沟道MOS管的源极接地，第二N沟道MOS管的栅极输入调制控制信号Gate，第二N沟道MOS管的漏极与变压器13的初级绕组131连接。
输出控制模块12包括驱动电源输出电容C3、C4以及防倒流二极管D2、D3。
防倒流二极管D2、D3的正极与变压器13的次级绕组133连接，防倒流二极管D2、D3的负极与驱动电源输出电容C3、C4的一端连接，驱动电源输出电容C3、C4的另一端接地。
变压器13包括初级绕组131、辅助绕组132以及次级绕组133，变压器13的初级绕组131与输入控制模块11连接，变压器13的辅助绕组132与辅助电压输出模块14连接，变压器13的次级绕组133与输出控制模块12连接。
变压器13的初级绕组131与辅助电源输出电容C1连接的一端、变压器13的辅助绕组132与电源输入电容C2连接的一端、以及变压器13的次级绕组133与驱动电源输出电容C3、C4连接的一端为同名端。
本优选实施例的开关电源电路10使用时，输入控制模块11的电源输入电容C1的一端接地，电源输入电容C1的另一端连接输入电压Vin，这样输入电压通过变压器13的初级绕组131经过第二开关管T2。当第二开关管T2导通时，输入电压可输入至变压器13的初级绕组131；当第二开关管T2断开时，输入电压停止输入至变压器13的初级绕组131，这样通过输入至第二开关管的控制端的调制控制信号Gate实现了对输入电压的调制操作。
随后当调制后的电压输入至变压器13的初级绕组131后，变压器13的次级绕组133产生相应的驱动电源电压输出至输出控制模块12，变压器13的辅助绕组132产生相应的辅助电源电压输出至辅助电压输出模块14。
由于变压器13的初级绕组131与辅助电源输出电容C1连接的一端、变压器13的辅助绕组132与电源输入电容C2连接的一端、以及变压器13的次级绕组133与驱动电源输出电容C3、C4连接的一端为同名端。当变压器13的初级绕组131的电流增大时，变压器13的辅助绕组132产生相应的辅助电源电压输出至辅助电压输出模块14；而当变压器13的初级绕组131的电流减小时，变压器13的次级绕组133产生相应的驱动电源电压输出至输出控制模块12。从而使得驱动电源电压的输出时间与辅助电源电压的输出时间隔开，避免了驱动电源电压对辅助电源电压的影响。
辅助电压输出模块14输出辅助电源电压时，稳压二极管D1可以将第一开关管T1的控制端的电压进行钳位处理，而第一开关管T1的控制端的电压比第一开关管T1的输出端的电压大2-3V，从而使得辅助电源输出电容C2的两端的电压稳定在设定值，避免了辅助电源电压的波动。同时限流电阻R1和软启动电阻R2的设置可避免辅助电源电压发生突变，保护辅助电压输出模块14的正常工作。
输出控制模块12输出驱动电源电压时，变压器13的次级绕组133输出的电压通过防倒流二极管D2、D3在驱动电源输出电容C3、C4的积累，从而驱动电源输出电容C3、C4的两端可输出设定的驱动电源电压。
这样即完成了本优选实施例的开关电源电路10的工作过程。
本优选实施例的开关电源电路通过在辅助电压输出模块中设置稳压结构，使得辅助电源电压可稳定在设定值进行输出。
本发明还提供一种开关电源，该开关电源包括上述开关电源电路。开关电源电路包括输入控制模块、变压器、输出控制模块以及辅助电压输出模块。输入控制模块用于对输入电压进行调制；变压器用于根据调制后的电压，生成驱动电源电压以及辅助电源电压；输出控制模块用于输出驱动电源电压；辅助电压输出模块用于输出辅助电源电压。其中辅助电压输出模块通过稳压结构将辅助电源电压稳定在设定值进行输出。其中变压器的初级绕组与输入控制模块连接，变压器的辅助绕组与辅助电压输出模块连接，变压器的次级绕组与输出控制模块连接
优选的，辅助电压输出模块包括第一开关管以及辅助电源输出电容；第一开关管的输入端和控制端分别与变压器的辅助绕组连接，第一开关管输出端与辅助电源输出电容的一端连接，辅助电源输出电容的另一端接地。
优选的，辅助电压输出模块包括还包括稳压二极管，稳压二极管的正极接地，稳压二极管的负极与第一开关管的控制端连接。
优选的，辅助电压输出模块还包括限流电阻和软启动电阻，第一开关管的输入端通过限流电阻与变压器的辅助绕组连接，第一开关管的控制端通过软启动电阻与第一开关管的输入端连接。
优选的，第一开关管为第一N沟道MOS管，第一N沟道MOS管的源极与辅助电源输出电容的一端连接，第一N沟道MOS管的栅极与漏极分别与变压器的辅助绕组连接。
优选的，输入控制模块包括第二开关管以及电源输入电容；电源输入电容的一端接地，电源输入电容的另一端与输入电压的输入端连接，电源输入电容的另一端通过变压器的初级绕组与第二开关管的输入端连接；第二开关管的控制端输入调制控制信号，第二开关管的输出端接地。
优选的，第二开关管为第二N沟道MOS管，第二N沟道MOS管的源极接地，第二N沟道MOS管的栅极输入调制控制信号，第二N沟道MOS管的漏极与变压器的初级绕组连接。
优选的，输出控制模块包括驱动电源输出电容以及防倒流二极管，防倒流二极管的正极与变压器的次级绕组连接，防倒流二极管的负极与驱动电源输出电容的一端连接，驱动电源输出电容的另一端接地。
优选的，变压器的初级绕组与辅助电源输出电容连接的一端、变压器的辅助绕组与电源输入电容连接的一端、以及变压器的次级绕组与驱动电源输出电容连接的一端为同名端。
本发明的开关电源的具体工作原理与上述的开关电源电路的优选实施例中的描述相同或相似，具体请参见上述开关电源电路的优选实施例中的相关描述。
本发明的开关电源电路及开关电源通过在辅助电压输出模块中设置稳压结构，使得辅助电源电压可稳定在设定值进行输出；解决了现有的开关电源电路及开关电源不能提供稳定的芯片工作电压，从而导致控制芯片常常无法正常启动或造成过压保护的技术问题。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：
输入控制模块，用于对输入电压进行调制；
变压器，用于根据调制后的电压，生成驱动电源电压以及辅助电源电压；
输出控制模块，用于输出所述驱动电源电压；以及
辅助电压输出模块，用于输出所述辅助电源电压；
其中所述变压器的初级绕组与所述输入控制模块连接，所述变压器的辅助绕组与所述辅助电压输出模块连接，所述变压器的次级绕组与所述输出控制模块连接；
其中所述辅助电压输出模块通过稳压结构将所述辅助电源电压稳定在设定值进行输出。
2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述辅助电压输出模块包括第一开关管以及辅助电源输出电容；
所述第一开关管的输入端和控制端分别与所述变压器的辅助绕组连接，所述第一开关管输出端与所述辅助电源输出电容的一端连接，所述辅助电源输出电容的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述辅助电压输出模块包括还包括稳压二极管，所述稳压二极管的正极接地，所述稳压二极管的负极与所述第一开关管的控制端连接。
4.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述辅助电压输出模块还包括限流电阻和软启动电阻，所述第一开关管的输入端通过限流电阻与所述变压器的辅助绕组连接，所述第一开关管的控制端通过软启动电阻与所述第一开关管的输入端连接。
5.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一开关管为第一N沟道MOS管，所述第一N沟道MOS管的源极与所述辅助电源输出电容的一端连接，所述第一N沟道MOS管的栅极与漏极分别与所述变压器的辅助绕组连接。
6.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述输入控制模块包括第二开关管以及电源输入电容；
所述电源输入电容的一端接地，所述电源输入电容的另一端与所述输入电压的输入端连接，所述电源输入电容的另一端通过所述变压器的初级绕组与所述第二开关管的输入端连接；
所述第二开关管的控制端输入调制控制信号，所述第二开关管的输出端接地。
7.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，所述第二开关管为第二N沟道MOS管，所述第二N沟道MOS管的源极接地，所述第二N沟道MOS管的栅极输入所述调制控制信号，所述第二N沟道MOS管的漏极与所述变压器的初级绕组连接。
8.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述输出控制模块包括驱动电源输出电容以及防倒流二极管，所述防倒流二极管的正极与所述变压器的次级绕组连接，所述防倒流二极管的负极与所述驱动电源输出电容的一端连接，所述驱动电源输出电容的另一端接地。
9.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述变压器的初级绕组与辅助电源输出电容连接的一端、所述变压器的辅助绕组与电源输入电容连接的一端、以及所述变压器的次级绕组与驱动电源输出电容连接的一端为同名端。
10.一种使用权利要求1-9中任一的开关电源电路的开关电源。
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