CN106655824A - 开关电源控制电路及开关电源 - Google Patents
开关电源控制电路及开关电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106655824A CN106655824A CN201610972762.7A CN201610972762A CN106655824A CN 106655824 A CN106655824 A CN 106655824A CN 201610972762 A CN201610972762 A CN 201610972762A CN 106655824 A CN106655824 A CN 106655824A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- control circuit
- power supply
- output
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 210
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 20
- 102000007315 Telomeric Repeat Binding Protein 1 Human genes 0.000 description 6
- 108010033711 Telomeric Repeat Binding Protein 1 Proteins 0.000 description 6
- 101100190527 Arabidopsis thaliana PIN5 gene Proteins 0.000 description 5
- 101150087393 PIN3 gene Proteins 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 101150011456 PIN8 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 108010059419 NIMA-Interacting Peptidylprolyl Isomerase Proteins 0.000 description 2
- 102100026114 Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase NIMA-interacting 1 Human genes 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 101100190528 Arabidopsis thaliana PIN6 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100190530 Arabidopsis thaliana PIN8 gene Proteins 0.000 description 1
- 108010037490 Peptidyl-Prolyl Cis-Trans Isomerase NIMA-Interacting 4 Proteins 0.000 description 1
- 102100031653 Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase NIMA-interacting 4 Human genes 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/2173—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a biphase or polyphase circuit arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
- H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明涉及开关电源控制电路及开关电源，该开关电源包括变压器，变压器包括原边绕组、副边绕组、辅助绕组；供电电路，与辅助绕组连接，用于输入辅助绕组输出的辅助电压，基于辅助电压输出供电电压；功率开关，与原边绕组连接；输出电路，与副边绕组连接；采样反馈电路，与输出电路连接，输出反馈信号；控制电路，分别与采样反馈电路、功率开关、供电电路连接，基于反馈信号通过功率开关控制原边绕组中的电流，使副边绕组输出变化可调的电源电压，同时使辅助绕组输出的辅助电压通过供电电路给控制电路提供供电电压。本发明解决控制电路的供电要求，适于对供电电压的范围有需求的电路，降低损耗、提高效率，在同等功能要求下，有效节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源的技术领域，更具体地说，涉及一种开关电源控制电路及开关电源。
背景技术
目前的开关电源中因输出电压的范围比较大(一般为5V～20V)，从而导致了开关电源的控制IC的供电电压(VDD)供电范围也大到超出控制IC的最大VDD而不能工作。但是目前的开关电源多为单级输出，控制IC的VDD的供电由变压器提供，且也输出电压的变化相同，所以电压波动范围水大。而又因为之前的USB的传输性不能适应现在的社会发展的需求，所以推出了新的标准，新的标准可以应用更广的用电设备和信号的传输，节省设备与设备，供电与设备之间的连接线等优点，从而被更多的应用。但是这种新标准却对供电设备有更大的要求，如前述因输出电压范围大而使供电IC的VDD超出供电IC的工作范围，对于该问题常用的做法是增加稳压电路以调节供电IC的VDD，但该做法常会使加在稳压电路上的电压，使功率器件发热大，增加损耗，从而导致开关电源的使用安全受到影响，缩短使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开关电源控制电路及开关电源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关电源控制电路，包括：
变压器，所述变压器包括原边绕组、副边绕组、辅助绕组；
供电电路，与所述辅助绕组连接，用于输入所述辅助绕组输出的辅助电压，基于所述辅助电压输出供电电压；
功率开关，与所述原边绕组连接；
输出电路，与所述副边绕组连接；
采样反馈电路，与所述输出电路连接，输出反馈信号；
控制电路，分别与所述采样反馈电路、所述功率开关、所述供电电路连接，基于所述反馈信号通过所述功率开关控制所述原边绕组中的电流，使所述副边绕组输出变化可调的电源电压，同时使所述辅助绕组输出的辅助电压通过所述供电电路给所述控制电路提供供电电压。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述辅助绕组包括第一辅助绕组和第二辅助绕组，所述供电电路包括第一供电电路和第二供电电路；所述第一供电电路与所述第一辅助绕组连接，用于输入所述第一辅助绕组输出的第一辅助电压，输出第一供电电压；
所述第二供电电路与所述第二辅助绕组连接，用于输入所述第二辅助绕组输出的第二辅助电压，输出第二供电电压。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述第一辅助绕组的线圈匝数大于所述第二辅助绕组的线圈匝数，且所述第一辅助绕组的线圈匝数与所述第二辅助绕组的线圈匝数按预设比例绕制；
若所述变压器的副边绕组产生的是高电压，所述第一供电电压比所述第二供电电压小，此时由所述第二供电电路给所述控制电路供电；
若所述变压器的副边绕组产生的是低电压，所述第一供电电压比所述第二第二电压大，此时由所述第一供电电路给所述控制电路供电。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述辅助绕组与所述副边绕组同相位，且所述辅助绕组输出的电压随所述输出电路输出的电源电压变化。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述采样反馈电路在所述交流电压每个周期内采集所述输出电路输出的电源电压并基于所述电源电压输出反馈信号至所述控制电路，所述控制电路基于所述反馈信号输出占空比变化可调的PWM控制信号；
若所述采样反馈电路输出的反馈信号为低电压信号，所述控制电路基于所述低电压信号减小脉冲宽度，输出与所述低电压信号对应的第一PWM控制信号至功率开关以控制原边绕组的电流，使所述副边绕组产生低电压，所述第一供电电路给所述控制电路供电；
若所述采样反馈电路输出的反馈信号为高电压信号，所述控制电路基于所述高电压反馈信号增大脉冲宽度，输出与所述高电压对应的第二PWM控制信号至功率开关以控制所述原边绕组的电流，使所述副边绕组产生高电压，所述第二供电电路给所述控制电路供电。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述开关电源控制电路还包括整流电路，所述整流电路用于输入交流电压，基于所述交流电压整流输出整流电压。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述变压器为反激式变压器。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述开关电源控制电路还包括过压检测电路，所述过压检测电路与所述第二辅助绕组连接，用于输入所述第二辅助绕组输出的辅助电压，输出检测电压至所述控制电路；
若所述控制电路检测到所述检测电压高于所述控制电路的安全工作电压，所述控制电路停止工作。
在本发明所述的开关电源控制电路中，优选所述控制电路包括：
参考电压产生电路，用于根据所述变压器原边绕组在储能过程中产生参考电压；
控制模块，用于检测所述参考电压达到反映原边绕组中电流的电压信号时，控制所述功率开关以切断所述原边绕组中的电流。
本发明还提供一种开关电源，包括上述的开关电源控制电路。
实施本发明的开关电源控制电路及开关电源，具有以下有益效果：本发明的开关电源控制电路包括变压器，变压器包括原边绕组、副边绕组、辅助绕组；供电电路，与辅助绕组连接，用于输入辅助绕组输出的辅助电压，基于辅助电压输出供电电压；功率开关，与原边绕组连接；输出电路，与副边绕组连接；采样反馈电路，与输出电路连接，输出反馈信号；控制电路，分别与采样反馈电路、功率开关、供电电路连接，基于反馈信号通过功率开关控制原边绕组中的电流，使副绕组输出变化可调的电源电压，同时使辅助绕组输出的辅助电压通过供电电路给控制电路提供供电电压。本发明解决控制电路的供电要求，适于对供电电压的范围有需求的电路，降低损耗、提高效率，在同等功能要求下，有效节省成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明开关电源控制电路的结构示意图；
图2是本发明开关电源控制电路的电路原理图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。
针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种开关电源控制电路，该开关电源控制电路通过根据开关电源输出的电压进行采样并反馈给控制电路以调节变压器原边绕组的电流，从而调节变压器辅助绕组输出的电压以达到给控制电路提供合适的工作电压，从而使控制电路可在正常的工作范围内工作，降低损耗、延长开关电源的使用寿命。
如图1所示，在本发明的开关电源控制电路中，该开关电源控制电路包括：
变压器T101，变压器T101包括原边绕组、副边绕组以及辅助绕组；
供电电路103，与辅助绕组连接，用于输入辅助绕组输出的辅助电压，基于辅助电压输出供电电压；
功率开关102，与原边绕组连接；
输出电路105，与副边绕组连接；
采样反馈电路104，与输出电路105连接，输出反馈信号；
控制电路101，分别与采样反馈电路104、功率开关102以及供电电路103连接，基于反馈信号通过功率开关102控制原边绕组中的电流，使副边绕组输出变化可调的电源电压，同时使辅助绕组输出的辅助电压通过供电电路103给控制电路102提供供电电压。
进一步地，本发明的开关电源控制电路还包括整流电路106，连接在交流市电输出端与变压器T101原边绕组之间，用于输入交流电压，基于交流电压整流输出整流电压至变压器T101的原边绕组，给变压器T101供电。
在本发明的实施例中，开关电源控制电路还包括过压检测电路107，过压检测电路107与辅助绕组连接，用于输入第二辅助绕组输出的辅助电压，输出检测电压至控制电路106；若控制电路106检测到检测电压高于控制电路106自身的安全工作电压，则控制电路106在其内部输出停止控制信号，使控制电路106停止工作，从而保证了控制电路106在安全的工作电压内进行工作，保证了开关电源的使用安全，提高了开关电源的安全性能。
具体地：
变压器T101的原边绕组用于在交流电压每个周期内且导通过程中充电储能，并由控制电路101通过功率开关102控制其导通与断开。优选地，本发明的变压器T101为反激式变压器，根据反激式变压器的工作原理，当变压器T101的原边绕组在充电过程中，其副边绕组和辅助绕组均不工作，同时变压器T101的原边绕组在充电过程中，能量储存在变压器T101的缝隙中。当变压器T101的原边绕组断开电源时，即控制电路101通过功率开关102控制变压器T101的原边绕组断开，此时，能量才传递到副边绕组和辅助绕组，换句话说，在变压器T101的原边绕组断开电源时，副边绕组和辅助绕组同时开始工作，产生感应电压。优选地，副边绕组输出的电压作为开关电源的电源电压，在本发明的实施例中，由图1可知，副边绕组输出的电压经输出电路105输出电源电压。辅助绕组输出的辅助电压作为控制电路101的供电电压，经供电电路103向控制电路101输出供电电压。
由图1可看出，在本发明的实施例中，变压器T101的辅助绕组包括第一辅助绕组和第二辅助绕组，分别与供电电路103连接。优选地，第一辅助绕组的线圈匝数大于第二辅助绕组的线圈匝数，而且第一辅助绕组的线圈匝数与第二辅助绕组的线圈匝数按预设比例绕制。可以理解地，第一辅助绕组和第二辅助绕组绕制的线圈匝数的预设比例根据开关电源输出的电源电压进行确定，本发明对此不作具体限定。
进一步地，在本发明的实施例中，变压器T101的辅助绕组与副边绕组是同相位的，而且辅助绕组输出的电压随输出电路105输出的电源电压变化。例如，当输出电路105输出的电源电压为5V时，根据电路设计的要求，辅助绕组输出的电压为15V。对于辅助绕组线圈的匝数及导线的直径等参数，可根据实际需求进行选择，本发明对此不作要求。
如图2所示，供电电路103包括第一供电电路1031和第二供电电路1032。第一供电电路1031与第一辅助绕组连接，用于输入第一辅助绕组输出的辅助电压，并根据第一辅助绕组输出的第一辅助电压，输出第一供电电压给控制电路101供电。第二供电电路1032与第二辅助绕组连接，用于输出第二辅助绕组输出的第二辅助电压，根据第二辅助绕组输出的第二辅助电压输出第二供电电压给控制电路101供电。可以理解地，当第一供电电路1031给控制电路101供电时，第二供电电路1032不工作；当第二供电电路1032给控制电路101供电时，第一供电电路1031不工作。
在本发明的实施例中，由于第一供电电路1031设有稳压电路200，因此，第一供电电路输出的第一供电电压稳定在稳压电路200所设定的稳压值附近。而稳压电路200的稳压值通常可由开关电源输出的最小电压与辅助电压的关系进行确定的。例如，输出电路105输出的最小电压为5V，根据电路设计的要求，变压器T101的辅助绕组输出的辅助电压为15V，此时，第一供电电路1031中的稳压电路200设定的稳压值为15V，由于稳压电路200的作用，第一供电电压的电压值保持在15V左右，而由于第二供电电路1032没有设置稳压电路200，且第二辅助绕组的线圈匝数小于第一辅助绕组的线圈匝数，此时，第二辅助绕组输出的第二辅助电压小于15V，即第二供电电路输出的第二供电电压小于15V，由第一供电电路1031给控制电路101供电，第二供电电路1032不工作。当开关电源输出的电源电压持续升高时，由于稳压电路200的作用，第一供电电路输出的电压保持在15V左右，第二辅助电压根据开关电源输出的电源电压同比例升高，当第二辅助电压上升到大于15V时，第二供电电路输出的电压大于15V，此时，第一供电电路1031不工作，由第二供电电路1032给控制电路101供电。
优选地，变压器T101的辅助绕组输出的辅助电压是由变压器T101的副边绕组产生的电压决定的。在本发明的实施例中，假设输出电路105输出的电源电压为5V～20V，则可对其电源电压进行分段，通常可将电源电压5V～15为低电压，15V～20V为高电压。因此，若变压器T101的副边绕组产生的是高电压，即输出电路105输出的电源电压为15V～20V，由于第一供电电路1031中的稳压电路200的稳压作用，第一供电电路输出的第一供电电压保持在15V左右(稳压电路200的稳压值设定为15V)，此时第一供电电压比第二供电电压小，此时第一供电电路1031不工作，由第二供电电路1032给控制电路101供电。若变压器T101的副边绕组产生的是低电压，即输出电路105输出的电源电压5V～15V，由于第一供电电路1031中的稳压电路200的稳压作用，第一供电电路输出的电压保持在15V左右，此时第一供电电压比第二供电电压大，此时第二供电电路1032不工作，由第一供电电路1031给控制电路101供电。
功率开关102为MOS管，其MOS管的栅极与控制电路101连接，MOS管的漏极与变压器T101的原边绕组连接。MOS管用于控制变压器T101原边绕组的导通与断开，同时MOS管的导通或断开由控制电路101控制。
控制电路101用于根据采样反馈电路104返回的反馈信号输出控制信号至功率开关102控制功率开关102的导通与断开，从而控制变压器T101原边绕组中的电流，使变压器T101副边绕组输出变化可调的电压，同时使变压器T101的辅助绕组输出适于控制电路101工作的变化的工作电压即控制电路101的供电电压。优选地，控制电路101包括参考电压产生电路300和控制模块400，参考电压产生电路300用于根据变压器T101原边绕组在储能过程中产生参考电压；控制模块400用于检测到反映原边绕组中电流的电压信号达到参考电压时，控制功率开关102以切断原边绕组中的电流。可以理解地，参考电压产生电路300在变压器T101原边绕组在储能过程中，采集原边绕组中的电流产生参考电压传输至控制模块400的检测引脚，当控制模块400的检测引脚检测到该电压信号与参考电压产生电路300传送的参考电压相等时，输出控制信号控制功率开关102断开，进而使变压器T101原边绕组通电，切断原边绕组中的电流。
采样反馈电路104用于采集输出电路105输出的电源电压，并基于电源电压输出反馈信号至控制电路101，控制电路101基于反馈信号输出占空比变化可调的PWM控制信号。
具体地，若采样反馈电路104输出的反馈信号为低电压信号，控制电路101基于该低电压信号进行处理，对输出的PWM控制信号进行调节，即减小脉冲宽度，输出与低电压信号对应的第一PWM控制信号至功率开关102以控制原边绕组的电流，使副边绕组产生低电压，此时由第一供电电路1031给控制电路101供电。换句话说，当输出电路105输出的电源电压为低电压，在本发明的实施例中，假设低电压为5V～15V，此时采样反馈电路104采集到该电压并输出低电压反馈信号返回给控制电路101，控制电路101接收到该低电压反馈信号后，根据低电压反馈信号进行处理，减小PWM控制信号的脉冲宽度，输出第一PWM控制信号，可以理解地，第一PWM控制信号是脉冲宽度与低电压反馈信号相应的小脉冲宽度的PWM控制信号，控制功率开关102的导通时间，进而控制变压器T101原边绕组中的电流，使其输出的副边电压与电源电压对应，即副边绕组产生的是低电压，此时，由于第一辅助绕组与第二辅助绕组的特性及第一供电电路的特点，由第一供电电路1031给控制电路101供电。
若采样反馈电路104输出的反馈信号为高电压信号，控制电路101基于该高电压信号进行处理，对输出的PWM控制信号进行调节，即增大脉冲宽度，输出与低电压信号对应的第二PWM控制信号至功率开关102以控制原边绕组的电流，使副边绕组产生高电压，此时由第二供电电路1032给控制电路101供电。换句话说，当输出电路105输出的电源电压为高电压，在本发明的实施例中，假设高电压为15V～20V，此时采样反馈电路104采集到该电压并输出高电压反馈信号返回给控制电路101，控制电路101接收到该高电压反馈信号后，根据高电压反馈信号进行处理，增大PWM控制信号的脉冲宽度，输出第二PWM控制信号。可以理解地，第二PWM控制信号是脉冲宽度与高电压反馈信号相应的大脉冲宽度的PWM控制信号，控制功率开关102的导通时间，进而控制变压器T101原边绕组中的电流，使其输出的副边电压与电源电压对应，即副边绕组产生的是高电压，此时，由于第一辅助绕组与第二辅助绕组的特性及第一供电电路的特点，由第二供电电路1032给控制电路101供电。
可以理解地，第一PWM控制信号的脉冲宽度小于第二PWM控制信号的脉冲宽度，换句话说，第一PWM控制信号的占空比小于第二PWM控制信号的占空比。通过调节PWM控制信号的占空比，调节变压器T101原边绕组输出的电压，进而调节供电电路103提供给控制电路101的供电电压，从而使控制电路101的供电电压满足工作需求。
如图2所示，为本发明的开关电源控制电路的电路原理图。
具体地，供电电路103包括第一供电电路1031和第二供电电路1032。第一供电电路1031包括稳压电路200、电阻R106、二极管D104、电容C103以及二极管D106，稳压电路200包括三极管Q102、电阻R108、稳压二极管ZD101。电阻R106第一端与第一辅助绕组连接，第二端与二极管D104的正极连接，二极管D104的负极与三极管Q102的集电极连接，二极管D104的负极与三极管Q102的集电极的节点与电容C103第一端连接，电容C103的第二端连接参考地；电阻R108连接在三极管Q102的基极与集电极之间，稳压二极管ZD101的负极与三极管Q102的基极连接，稳压二极管ZD102的正极连接参考地；二极管D106第一端与三极管Q102的发射极连接，二极管D106的第二端连接至第二供电电路1032。
第二供电电路1032包括电阻R107和二极管D105，电阻R107的第一端与第二辅助绕组连接，电阻R107的第二端与二极管D105的正极连接，二极管D105的负极与二极管D106的负极连接。
在本发明的实施例中，在供电电路103与控制电路101之间还连接有电阻R109和电容C104，电阻R109第一端与二极管D105的负极和二极管D106的负极之间的节点连接，电阻R109的第二端连接至控制电路101；电容C104的第一端与电阻R109的第一端连接，电容C104的第二端连接参考地。电阻R109和电容C104形成滤波电路，使第一供电电路1031和第二供电电路1032提供给控制电路101的供电电压更加平滑。
可以理解地，当输出电路105输出的电源电压为低电压时，第一辅助绕组输出的第一辅助电压大于第二辅助绕组输出的第二辅助电压，即第一供电电路输出的第一供电电压大于第二供电电路输出的第二供电电压，由第一供电电路1031给控制电路101供电。即此时由电阻R106、二极管D104、电容C103、电阻R108、三极管Q102、稳压二极管ZD101以及二极管D106经电阻R109和电容C104给控制电路101供电，稳压二极管ZD101可使三极管Q102稳定导通，二极管D104和电阻R106形成整流滤波电路，将交流的第一辅助电压转换为直流电压，同时使第一供电电路中的电压更加平滑。当输出电路105输出的电源电压为高电压时，由于第一供电电路的稳压作用，第一供电电路输出的第一供电电压保持在15V左右，此时第二供电电路输出的第二供电电压大于第一供电电路输出的第一供电电压，由第二供电电路1032给控制电路101供电。即此时由电阻R107和二极管D105供电。
功率开关102包括MOS管Q101，MOS管Q101的栅极与控制电路101连接，MOS管Q101的漏极与变压器T101的原边绕组连接，MOS管Q101的源极与参考电压产生电路300连接。
控制电路101包括参考电压产生电路300和控制模块400。参考电压产生电路300包括电阻R116和电阻R117，电阻R116的第一端与MOS管Q101的源极连接，电阻R116的第二端连接参考地；电阻R117与电阻R116并联连接。控制模块400包括控制芯片U101、电阻R112、电阻R113、电阻R114、电容C105及电阻C106，控制芯片U101的PIN8引脚为启动引脚，用于当接入交流市电时，接收启动电压，控制芯片U101在PIN8引脚接收到启动电压后即开始工作。控制芯片U101的PIN5引脚与电阻R112的第一端连接，电阻R112的第二端与电阻R113的第一端连接，电阻R113的第二端与MOS管Q101的栅极连接；二极管D107与电阻R113并联，且二极管D107的正极MOS管Q101的栅极连接；电阻R114连接在MOS管Q101的栅极与源极之间；控制芯片U101的PIN3引脚(检测引脚)与电阻R115的第一端连接，电阻R115的第二端连接在MOS管Q101的源极与电阻R116之间；控制芯片U101的PIN3引脚还通过电容C106连接至参考地；控制芯片U101的PIN4引脚(为接地引脚)连接参考地；控制芯片U101的PIN2引脚连接至采样反馈电路，用于接收采样反馈电路输出的反馈信号。优选地，在本发明的实施例中，采样反馈电路输出的反馈信号为电压信号。控制芯片U101的PIN2引脚还通过电容C105连接参考地；控制芯片U101的PIN1引脚(为过压监测引脚)与过压检测电路107连接；控制芯片U101的PIN6引脚(供电引脚，即VDD引脚)经电阻R109连接至二极管D106的负极与二极管D105的负极的节点。
过压检测电路107包括电阻R110和电阻R111，电阻R110和电阻R111串联在第二辅助绕组与控制芯片U101的PIN1引脚之间。
以下对图2电路的工作原理进行进一步的说明：
当有市电(AC_IN)输入时，控制芯片U101的PIN8引脚(即启动引脚)接收到启动电压，控制芯片U101在PIN8引脚接收到启动电压后开始工作，输出启动信号经电阻R112、电阻R113发送至MOS管Q101的栅极，使MOS管Q101导通，同时整流电路106将接收到的交流市电进行整流输出整流电压至变压器T101的原边绕组，此时变压器T101的原边绕组开始充电，在其充电过程中，副边绕组及辅助绕组不工作，变压器T101原边绕组产生的电能储存在其缝隙中；而且在变压器T101原边绕组充电过程中，参考电压产生电路300中的电阻R116和电阻R117对原边绕组输出的电压进行采集生成参考电压并通过电阻R115传输至控制芯片U101的PIN3引脚(检测引脚)。优选地，参考电压产生电路300生成的参考电压随原边绕组的电流而变化，即参考电压为变化的电压，当控制芯片U101的PIN3引脚检测到参考电压达到要求时，控制芯片U101输出控制信号至MOS管Q101使其断开，从而使原边绕组停止充电。换句话说，控制芯片U101的PIN3引脚检测参考电压反映原边绕组中电流的电压信号时，即参考电压的值反映了原边绕组产生的电压已满足输出的要求时，即切断原边绕组中的电流，使原边绕组停止工作。在原边绕组停止工作时，变压器T101的副边绕组、第一辅助绕组、第二辅助绕组开始工作，副边绕组根据原边绕组传递的能量输出副边电压经输出电路106输出电源电压给负载供电，第一辅助绕组和第二辅助绕组分别输出第一辅助电压和第二辅助电压，当第一供电电压大于第二供电电压时，由第一供电电路1031经电阻R109给控制芯片U101供电，反之，由第二供电电路1031经电阻R109给控制芯片U101供电。
本发明的开关电源控制电路输出的电源电压为变化的电压，且副边绕组和第一辅助绕组、第二辅助绕组是同相位的，当副边绕组输出的副边电压(相当于输出电路105输出的电源电压)升高时，控制芯片U101的VDD电压也同比例升高，即相当于辅助绕组输出的辅助电压也同比例升高。在本发明的实施例中，假设输出电路105输出的电源电压为5V～20V，并进行高低电压划分，低电压：5V～15V，高电压：15V～20V。由前述可知，当电源电压为5V～20V变化时，采样反馈电路104根据电源电压的变化输出低电压反馈信号至控制芯片U101的PIN2引脚，控制芯片U101根据PIN2引脚接收到的低电压反馈信号进行处理，减小输出的PWM控制信号的脉冲宽度，输出与低电压信号对应的第一PWM控制信号至MOS管Q101的栅极，MOS管Q101根据第一PWM控制信号控制原边绕组的电流，使副边绕组产生低电压，此时，由于第一供电电路1031中的稳压电路200的稳压作用，第一供电电路输出的第一供电电压保持在15V左右，且第一辅助绕组的线圈匝数大于第二辅助绕组的线圈匝数，因此，第一供电电压大于第二供电电压，由第一供电电路1031给控制芯片U101供电，即第一辅助电压经电阻R106、二极管D104、电容C103、三极管Q102、电阻R108、稳压二极管ZD101、二极管D106输出第一供电电压通过电阻R109提供给控制芯片U101的供电引脚(VDD引脚)。当输出电路105输出的电源电压为高电压，即15V～20V，此时采样反馈电路采集到该电压并输出高电压反馈信号返回至控制芯片U101的PIN2引脚，控制芯片U101接收到PIN2引脚的高电压反馈信号后，根据高电压反馈信号进行处理，增大PWM控制信号的脉冲宽度，输出第二PWM控制信号，该第二PWM控制信号是脉冲宽度与高电压反馈信号相应的大脉冲宽度的PWM控制信号，且将第二PWM控制信号发送至MOS管Q101的栅极，MOS管Q101根据第二PWM控制信号控制原边绕组的电流，使原边绕组产生高电压，此时，第一供电电压仍保持在15V左右，而第二辅助绕组因为与输出的电源电压是同比例升高的，第二供电电路输出的第二供电电压大于第一供电电路输出的第一供电电压，由第二供电电路1032给控制芯片U101供电，即第二辅助电压经电阻R107和二极管D105输出第二供电电压通过电阻R109提供给控制芯片U101的供电引脚(VDD引脚)。从而完成了随电源电压在一定范围内变化时，满足对开关电源控制芯片供电的要求。
由于在原供电电路中，当输出的电源电压升高且高于稳压电路200的稳压电压时，此时给控制芯片供电，加载在功率器件(三极管Q102)上的电压过高，会导致功率器件发热量大，损耗高。例如，当电源电压为20V，此时变压器T101的辅助绕组输出到电阻R106的电压高达40V以上，而此时电阻R108、三极管Q102和稳压二极管ZD101形成的稳压电路200设定的稳压电压为15V，则在三极管Q102上的压降高达40-15＝25V，此时三极管Q102的发热量大大提高，损耗非常大，因此不适于现在开关电源的电路设计要求。本发明的开关电源控制电路通过增加一个辅助绕组(即增加第二辅助绕组)，给开关电源的控制芯片U101提供了灵活的供电需求。当电源电压变化时，随着电源电压的变化，电路可自行选择由第一供电电路1031还是由第二供电电路1032给控制芯片U101供电。即当电源电压为低电压时，由第一供电电路1031给控制芯片U101供电，第二供电电路U1032不工作；当电源电压为高电压时，由第二供电电路1032给控制芯片U101供电，第一供电电路1031不工作，从而有效解决了在电源电压为高电压时，第一供电电路1031的三极管Q102发热量大，损耗高，导致开关电源损耗高，缩短使用寿命，安全性低的问题。另外，本发明的第一供电电路1031与第二供电电路1032的选择是电路自动选择的，当第一供电电压大于第二供电电压时，自动选择第一供电电路1031供电，当第一供电电压小于第二供电电压时，自动选择第二供电电路1032供电，而不需要额外增加开关器件或选择控制电路对供电电路103进行选择，因此电路结构设计简单，简化了开关电源控制电路的结构，节约成本，占用空间少。而且本发明的开关电源控制电路还在第二辅助绕组的输出端接入过压检测电路107以监测第二供电电路1032提供给控制芯片101的供电电压是否超出控制芯片101正常工作范围，确保控制芯片101可以在安全的工作电压内工作，进一步提高了电路的安全性。
本发明还提供了一种开关电源，该开关电源包括上述开关电源控制电路，该开关电源通过设置上述开关电源控制电路可以使开关电源正常稳定的工作，同时损耗低、成本低、体积小、安全性高且使用寿命更长。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种开关电源控制电路，其特征在于，包括：
变压器，所述变压器包括原边绕组、副边绕组、辅助绕组；
供电电路，与所述辅助绕组连接，用于输入所述辅助绕组输出的辅助电压，基于所述辅助电压输出供电电压；
功率开关，与所述原边绕组连接；
输出电路，与所述副边绕组连接；
采样反馈电路，与所述输出电路连接，输出反馈信号；
控制电路，分别与所述采样反馈电路、所述功率开关、所述供电电路连接，基于所述反馈信号通过所述功率开关控制所述原边绕组中的电流，使所述副边绕组输出变化可调的电源电压，同时使所述辅助绕组输出的辅助电压通过所述供电电路给所述控制电路提供供电电压。
2.根据权利要求1所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述辅助绕组包括第一辅助绕组和第二辅助绕组，所述供电电路包括第一供电电路和第二供电电路；所述第一供电电路与所述第一辅助绕组连接，用于输入所述第一辅助绕组输出的第一辅助电压，输出第一供电电压；
所述第二供电电路与所述第二辅助绕组连接，用于输入所述第二辅助绕组输出的第二辅助电压，输出第二供电电压。
3.根据权利要求2所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述第一辅助绕组的线圈匝数大于所述第二辅助绕组的线圈匝数，且所述第一辅助绕组的线圈匝数与所述第二辅助绕组的线圈匝数按预设比例绕制；
若所述变压器的副边绕组产生的是高电压，所述第一供电电压比所述第二供电电压小，此时由所述第二供电电路给所述控制电路供电；
若所述变压器的副边绕组产生的是低电压，所述第一供电电压比所述第二供电电压大，此时由所述第一供电电路给所述控制电路供电。
4.根据权利要求3所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述辅助绕组与所述副边绕组同相位，且所述辅助绕组输出的电压随所述输出电路输出的电源电压变化。
5.根据权利要求4所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述采样反馈电路在所述交流电压每个周期内采集所述输出电路输出的电源电压并基于所述电源电压输出反馈信号至所述控制电路，所述控制电路基于所述反馈信号输出占空比变化可调的PWM控制信号；
若所述采样反馈电路输出的反馈信号为低电压信号，所述控制电路基于所述低电压信号减小脉冲宽度，输出与所述低电压信号对应的第一PWM控制信号至功率开关以控制原边绕组的电流，使所述副边绕组产生低电压，所述第一供电电路给所述控制电路供电；
若所述采样反馈电路输出的反馈信号为高电压信号，所述控制电路基于所述高电压反馈信号增大脉冲宽度，输出与所述高电压对应的第二PWM控制信号至功率开关以控制所述原边绕组的电流，使所述副边绕组产生高电压，所述第二供电电路给所述控制电路供电。
6.根据权利要求5所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述开关电源控制电路还包括整流电路，所述整流电路用于输入交流电压，基于所述交流电压整流输出整流电压。
7.根据权利要求6所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述变压器为反激式变压器。
8.根据权利要求5所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述开关电源控制电路还包括过压检测电路，所述过压检测电路与所述第二辅助绕组连接，用于输入所述第二辅助绕组输出的辅助电压，输出检测电压至所述控制电路；
若所述控制电路检测到所述检测电压高于所述控制电路的安全工作电压，所述控制电路停止工作。
9.根据权利要求6所述的开关电源控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：
参考电压产生电路，用于根据所述变压器原边绕组在储能过程中产生参考电压；
控制模块，用于检测所述参考电压达到反映原边绕组中电流的电压信号时，控制所述功率开关以切断所述原边绕组中的电流。
10.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的开关电源控制电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610972762.7A CN106655824B (zh) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 开关电源控制电路及开关电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610972762.7A CN106655824B (zh) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 开关电源控制电路及开关电源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106655824A true CN106655824A (zh) | 2017-05-10 |
| CN106655824B CN106655824B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=58821951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610972762.7A Active CN106655824B (zh) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 开关电源控制电路及开关电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106655824B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106849339A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种变压器电路以及降低空载功耗的方法 |
| CN108449822A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-24 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | 供电装置和微波烹饪电器 |
| CN109995252A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-09 | 合肥惠科金扬科技有限公司 | 一种稳压电路及开关电源电路 |
| CN110445117A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-12 | 苏州格远电气有限公司 | 直流输入防反接保护电路 |
| CN113295909A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-24 | 广东尚研电子科技股份有限公司 | 电压检测电路、方法、装置及水料机 |
| CN114244077A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-03-25 | 深圳市暗能量电源有限公司 | 一种适应宽电压输出的供电电路及供电方法 |
| CN114553006A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 迈思普电子股份有限公司 | 一种高效率辅助供电电路 |
| CN116488433A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 成都智融微电子有限公司 | 一种开关电源辅助供电电路及其控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005124252A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Sharp Corp | スイッチング電源 |
| CN204334332U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-05-13 | 群光电能科技股份有限公司 | 具有辅助绕组切换电路的电源供应装置 |
| CN104852589A (zh) * | 2014-02-13 | 2015-08-19 | 英飞凌科技奥地利有限公司 | 开关模式电源电路 |
| CN105610306A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-05-25 | 深圳南云微电子有限公司 | 副边反馈控制方法及其控制电路 |
| CN206259864U (zh) * | 2016-11-07 | 2017-06-16 | 深圳欧陆通电子有限公司 | 开关电源控制电路及开关电源 |
-
2016
- 2016-11-07 CN CN201610972762.7A patent/CN106655824B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005124252A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Sharp Corp | スイッチング電源 |
| CN104852589A (zh) * | 2014-02-13 | 2015-08-19 | 英飞凌科技奥地利有限公司 | 开关模式电源电路 |
| CN204334332U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-05-13 | 群光电能科技股份有限公司 | 具有辅助绕组切换电路的电源供应装置 |
| CN105610306A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-05-25 | 深圳南云微电子有限公司 | 副边反馈控制方法及其控制电路 |
| CN206259864U (zh) * | 2016-11-07 | 2017-06-16 | 深圳欧陆通电子有限公司 | 开关电源控制电路及开关电源 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106849339A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种变压器电路以及降低空载功耗的方法 |
| CN106849339B (zh) * | 2017-04-11 | 2020-02-18 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种变压器电路以及降低空载功耗的方法 |
| CN108449822A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-24 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | 供电装置和微波烹饪电器 |
| CN109995252A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-07-09 | 合肥惠科金扬科技有限公司 | 一种稳压电路及开关电源电路 |
| CN110445117A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-12 | 苏州格远电气有限公司 | 直流输入防反接保护电路 |
| CN113295909A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-24 | 广东尚研电子科技股份有限公司 | 电压检测电路、方法、装置及水料机 |
| CN114244077A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-03-25 | 深圳市暗能量电源有限公司 | 一种适应宽电压输出的供电电路及供电方法 |
| CN114553006A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 迈思普电子股份有限公司 | 一种高效率辅助供电电路 |
| CN116488433A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 成都智融微电子有限公司 | 一种开关电源辅助供电电路及其控制方法 |
| CN116488433B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-12 | 成都智融微电子有限公司 | 一种开关电源辅助供电电路及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106655824B (zh) | 2024-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106655824A (zh) | 开关电源控制电路及开关电源 | |
| CN105611200B (zh) | 零功耗待机电路及零功耗待机电视 | |
| CN204858705U (zh) | 手机充电器 | |
| US20170366091A1 (en) | Isolated power converter with output voltage protection | |
| CN105896622B (zh) | 高可靠性输电线路感应取能电源 | |
| CN102170178A (zh) | 一种高压输电线路电流耦合取电装置 | |
| CN202210602U (zh) | 一种遥控排插座 | |
| CN104467437A (zh) | 低待机功耗开关电源 | |
| CN103885354A (zh) | 无线开关电路 | |
| CN105591556A (zh) | 使用电流限制的输入过压保护 | |
| CN209994149U (zh) | 一种具有Type-C接口的充电器 | |
| CN201947513U (zh) | 具有功率因数校正的恒流驱动电路 | |
| CN206259864U (zh) | 开关电源控制电路及开关电源 | |
| CN103944233B (zh) | 使用电池供电的装置及其供电方法 | |
| CN105680678A (zh) | 一种放电电路及交流供电装置 | |
| CN202026162U (zh) | 一种高压输电线路电流耦合取电装置 | |
| CN208352968U (zh) | 一种pfc过压保护电路及装置 | |
| CN106025724B (zh) | 机顶盒智能插座 | |
| CN216751540U (zh) | 直流插座 | |
| CN101640407A (zh) | 电源转换装置与方法 | |
| CN205304589U (zh) | 电源控制电路 | |
| CN105471247A (zh) | 一种低功耗待机控制电路、大功率开关电源及用电设备 | |
| CN208596959U (zh) | 一种动力电池的无线充电电路 | |
| KR101382419B1 (ko) | 직류전원 발생장치 및 발생 방법 | |
| CN202737761U (zh) | 水池用开关电源电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518000, No. 19, Building 1, Nanhang Mingzhu Garden, No. 175 Hangcheng Avenue, Sanwei Community, Hangcheng Street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: SHENZHEN HONOR ELECTRONIC CO.,LTD. Country or region after: China Address before: 518000 /C8, C7 building, Fuyuan Industrial Town, 111 Chau Shi Road, Xixiang Town, Shenzhen, Guangdong, Baoan District Patentee before: SHENZHEN HONOR ELECTRONIC Co.,Ltd. Country or region before: China |