CN106505836A - 一种低功耗开关电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低功耗开关电源装置，包括EMC滤波电路、整流电路、变压器T1、输出端整流滤波电路、反馈线路和PWM电路，所述的低功耗开关电源装置还包括有NTC功耗控制线路和电容电量泄放控制线路，所述NTC功耗控制线路包括NTC，通断开关K1和功耗控制线路，所述NTC与所述通断开关K1并联，所述功耗控制线路可控制通断开关K1的关闭和接通，所述电容电量泄放控制线路包括C1、R4、K1和电量泄放控制线路。本发明可直接、有效、稳定的降低NTC的损耗，并在电源关机时快速的将高压电容残留电量涉放完，提高产品安全性，改善制造良品率，同时克服充电器产品关机后电容残余电量造成的电源重启和指示灯异常现象。

Description

一种低功耗开关电源装置
技术领域
本发明涉及电动工具充电器电路领域，尤其涉及一种低功耗开关电源装置。
背景技术
在全世界都提倡节能环保的大环境下，各国对电源的效率要求越来越高，能效标准从3级逐步提高到6级，电源的各级线路降功耗是行业专家研究的方向，随着6级能效的实施，要提高效率，线路优化空间越来越少，难度越来越大，电源效率普遍勉强在6级能效附近，还有相当一部分达不到6级能效。
电源关机后高压电容残留电量是行业一直存在的问题，目前生产企业有的通过外接工装治具来放电，有的不放电，靠生产工艺来实现让PCB上的高压不让人体或其他物体碰到，这些措施都会降低生产效率。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种低功耗开关电源装置。可屏蔽输入线上负温度系数热敏电阻器NTC的(Negative Temperature CoeffiCient)功耗，大幅提高整机电源效率；另外本发明还可以解决电源关机后高压电容残留电量造成的危害。
为解决以上问题，本发明的解决方案是一种低功耗开关电源装置，包括EMC滤波电路、整流电路、变压器T1、输出端整流滤波电路、反馈线路和PWM电路，其特征在于：所述的低功耗开关电源装置还包括有NTC功耗控制线路和电容电量泄放控制线路；
所述变压器T1由三个绕组N1、N2、N3组成；
所述NTC功耗控制线路包括NTC，通断开关K1和功耗控制线路，所述NTC与所述通断开关K1并联，所述功耗控制线路可控制通断开关K1的关闭和接通；
所述电容电量泄放控制线路包括C1、R4、通断开关K2和电量泄放控制线路，所述R4一端与整流电路连接，一端分别连接C1和通断开关K2，所述通断开关K2与C1的另一端相连接并接地，所述电量泄放控制线路可控制通断开关K2的关闭和接通；
所述NTC功耗控制线路的输出端与EMC滤波电路连接，所述EMC滤波电路的输出端与整流电路连接，所述整流电路的输出端与电容电量泄放控制线路连接，所述电容电量泄放控制线路的输出端通过变压器T1的绕组N1和N3与输出端整流滤波电路连接，所述输出端整流滤波电路的输出端与反馈线路连接，所述反馈线路的输出端与PWM电路连接，所述PWM电路的输出端与变压器T1的绕组N1的一端连接。
作为改进，所述通断开关K1为转换开关或继电器开关，
作为改进，所述通断开关K2为转换开关或继电器开关或三极管。
作为进一步改进，所述功耗控制线路由变压器T1的绕组N2、R305、D302、EC301组成，所述变压器T1的绕组N2的一端通过R305与D302的输入端连接，D302的输出端与EC301连接，所述EC301的另一端与变压器T1的绕组N2的另一端连接并接地。
屏蔽输入线上NTC功耗，大幅提高整机电源效率。图2中，通断开关K1为继电器Rly1，开机前，继电器Rly1不吸合；开机时，交流电流经过NTC给电源供电，因NTC限流作用，抑制浪涌电流，正常工作后，变压器绕组N2上产生电压，给继电器Rly1供电，继电器吸合，将NTC短路，电源的工作电流经继电器供电，NTC上不产生功耗。
作为进一步改进，所述通断开关K2为三极管Q2，所述电量泄放控制线路由R3、Q3、R2、Q2组成，所述整流电路的输出端与R3连接，R3与Q3的基极连接，Q3的集电极分别与R2和Q2的基极连接，Q3的发射极与Q2的发射极连接并与C1的一端连接并接地，所述Q2的集电极通过R4分别与R2的另一端和C1的另一端连接。
图3中，通断开关K2为三极管Q2，高压电容C1残余电量是我们研究的对象，正常工作时，通断开关K2(K2可以是继电器，三极管等)断开，不影响正常工作，当电源关掉时，利用C1上储存的电荷让电量泄放控制线路起作用，通断开关K2连通，起到安全保护作用。
充电器插上电时，电流经过D1，R3让Q3导通，Q2截止，R4，Q2不会对C1放电，不影响正常工作，当充电器断电时，D1，R3没有电流流过，Q3截止，C1上的残余电压经R2让Q2导通C1上的残余电荷经R4，Q2组成的放电回路放电，快速泄放C1上的电荷，解除C1的高压危险，起到安全保护作用。
从以上描述可以看出，本发明具有以下优点：
1.NTC功耗控制线路技术：为了提高效率，在电源各部分线路优化空间有限，优化难度加大的情况下，可以通过降低NTC的损耗减小能耗，这种方法直接，有效，稳定。
2.电源关机时的高压滤波电容电量涉放技术：在电源关机时快速的将高压电容残留电量涉放完，可以提高产品安全性，改善制造良品率，有非常现实的意义。同时克服充电器产品关机后由于电容残余电量造成电源重启和指示灯异常的现象。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是本发明NTC功耗控制线路的一个具体实施例的电路示意图；
图3是本发明电容电量泄放控制线路的一个具体实施例的电路示意图；
图4是本发明的一个具体的电路示意图；
具体实施方式
结合图1、图2、图3、图4详细说明本发明的第一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1、图2、图3、图4所示，一种低功耗开关电源装置，包括EMC滤波电路、整流电路、变压器T1、输出端整流滤波电路、反馈线路和PWM电路，其特征在于：所述的低功耗开关电源装置还包括有NTC功耗控制线路和电容电量泄放控制线路；
所述变压器T1由三个绕组N1、N2、N3组成；
所述NTC功耗控制线路包括NTC，通断开关K1和功耗控制线路，所述NTC与所述通断开关K1并联，所述功耗控制线路可控制通断开关K1的关闭和接通；
所述电容电量泄放控制线路包括C1、R4、通断开关K2和电量泄放控制线路，所述R4一端与整流电路连接，一端分别连接C1和通断开关K2，所述通断开关K2与C1的另一端相连接并接地，所述电量泄放控制线路可控制通断开关K2的关闭和接通；
所述NTC功耗控制线路的输出端与EMC滤波电路连接，所述EMC滤波电路的输出端与整流电路连接，所述整流电路的输出端与电容电量泄放控制线路连接，所述电容电量泄放控制线路的输出端通过变压器T1的绕组N1和N3与输出端整流滤波电路连接，所述输出端整流滤波电路的输出端与反馈线路连接，所述反馈线路的输出端与PWM电路连接，所述PWM电路的输出端与变压器T1的绕组N1的一端连接。
更具体地，所述通断开关K1为转换开关或继电器开关，
更具体地，所述通断开关K2为转换开关或继电器开关或三极管。
更具体地，所述功耗控制线路由变压器T1的绕组N2、R305、D302、EC301组成，所述变压器T1的绕组N2的一端通过R305与D302的输入端连接，D302的输出端与EC301连接，所述EC301的另一端与变压器T1的绕组N2的另一端连接并接地。
屏蔽输入线上NTC功耗，大幅提高整机电源效率。图2中，通断开关K1为继电器Rly1，开机前，继电器Rly1不吸合；开机时，交流电流经过NTC给电源供电，因NTC限流作用，抑制浪涌电流，正常工作后，变压器绕组N2上产生电压，给继电器Rly1供电，继电器吸合，将NTC短路，电源的工作电流经继电器供电，NTC上不产生功耗。
更具体地，所述通断开关K2为三极管Q2，所述电量泄放控制线路由R3、Q3、R2、Q2组成，所述整流电路的输出端与R3连接，R3与Q3的基极连接，Q3的集电极分别与R2和Q2的基极连接，Q3的发射极与Q2的发射极连接并与C1的一端连接并接地，所述Q2的集电极通过R4分别与R2的另一端和C1的另一端连接。
图3中，通断开关K2为三极管Q2，高压电容C1残余电量是我们研究的对象，正常工作时，通断开关K2(K2可以是继电器，三极管等)断开，不影响正常工作，当电源关掉时，利用C1上储存的电荷让电量泄放控制线路起作用，通断开关K2连通，起到安全保护作用。
充电器插上电时，电流经过D1，R3让Q3导通，Q2截止，R4，Q2不会对C1放电，不影响正常工作，当充电器断电时，D1，R3没有电流流过，Q3截止，C1上的残余电压经R2让Q2导通C1上的残余电荷经R4，Q2组成的放电回路放电，快速泄放C1上的电荷，解除C1的高压危险，起到安全保护作用。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.NTC功耗控制线路技术：为了提高效率，在电源各部分线路优化空间有限，优化难度加大的情况下，可以通过降低NTC的损耗减小能耗，这种方法直接，有效，稳定。
2.电源关机时的高压滤波电容电量涉放技术：在电源关机时快速的将高压电容残留电量涉放完，可以提高产品安全性，改善制造良品率，有非常现实的意义。同时克服充电器产品关机后由于电容残余电量造成电源重启和指示灯异常的现象。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，但都在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低功耗开关电源装置，包括EMC滤波电路、整流电路、变压器T1、输出端整流滤波电路、反馈线路和PWM电路，其特征在于：所述的低功耗开关电源装置还包括有NTC功耗控制线路和电容电量泄放控制线路；
所述变压器T1由三个绕组N1、N2、N3组成；
所述NTC功耗控制线路包括NTC，通断开关K1和功耗控制线路，所述NTC与所述通断开关K1并联，所述功耗控制线路可控制通断开关K1的关闭和接通；
所述电容电量泄放控制线路包括C1、R4、通断开关K2和电量泄放控制线路，所述R4一端与整流电路连接，一端分别连接C1和通断开关K2，所述通断开关K2与C1的另一端相连接并接地，所述电量泄放控制线路可控制通断开关K2的关闭和接通；
所述NTC功耗控制线路的输出端与EMC滤波电路连接，所述EMC滤波电路的输出端与整流电路连接，所述整流电路的输出端与电容电量泄放控制线路连接，所述电容电量泄放控制线路的输出端通过变压器T1的绕组N1和N3与输出端整流滤波电路连接，所述输出端整流滤波电路的输出端与反馈线路连接，所述反馈线路的输出端与PWM电路连接，所述PWM电路的输出端与变压器T1的绕组N1的一端连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗开关电源装置，其特征在于：所述通断开关K1为转换开关或继电器开关。
3.根据权利要求1所述的低功耗开关电源装置，其特征在于：所述通断开关K2为转换开关或继电器开关或三极管。
4.根据权利要求2所述的低功耗开关电源装置，其特征在于：所述功耗控制线路由变压器T1的绕组N2、R305、D302、EC301组成，所述变压器T1的绕组N2的一端通过R305与D302的输入端连接，D302的输出端与EC301连接，所述EC301的另一端与变压器T1的绕组N2的另一端连接并接地。
5.根据权利要求3所述的低功耗开关电源装置，其特征在于：所述通断开关K2为三极管Q2，所述电量泄放控制线路由R3、Q3、R2、Q2组成，所述整流电路的输出端与R3连接，R3与Q3的基极连接，Q3的集电极分别与R2和Q2的基极连接，Q3的发射极与Q2的发射极连接并与C1的一端连接并接地，所述Q2的集电极通过R4分别与R2的另一端和C1的另一端连接。
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