CN107733212A - 具节能功能的直流与交流输出电路 - Google Patents

具节能功能的直流与交流输出电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具节能功能的直流与交流输出电路，其包括电源电路单元、辅助电源单元、第一直流输出单元、第二直流输出单元及交流输出单元，辅助电源单元设置有初级电源单元、次级电源单元及第一变压器单元。本发明通过将第二副绕组一端分别电性连接第三二极管的阳极，将第二副绕组另一端电性连接第四二极管的阴极，第三二极管的阴极端对应于第一直流输出单元的电压输出端，第四二极管的阴极对应第二直流输出单元的电压输出端，通过第三二极管及第四二极管的压降保证第一直流输出单元及第二直流输出单元的输出电压均在额定电压范围内；同时增加开关模块来控制第二MOS管的通断，使得交流输出单元在打印计算机处于待机模式下时降低电路中的待机损耗。

Description

具节能功能的直流与交流输出电路
技术领域
本发明涉及消费电子技术领域，尤其是涉及一种具节能功能的直流与交流输出电路。
背景技术
目前节能规定越来越严苛，对节能省电越来越越讲究，传统打印计算器在待机功耗在0.8W到1.0W等等，由于打印计算器的功能是需要多组DC电压输出(32V/22.5V/5V)，加上一组AC电压输出(6V)，导致损耗大于一般的是单组电压输出的适配器。
另外，人们的生活用品的使用习惯，电源插头都是一直插在插座上，几乎不会去拔掉，导致无谓的电力损耗。
图1为传统的输出电路，在多组输出电压情况下通常变压器绕组会随输出电压数成正比，在多电压输出电路中，负载调整率是一重要指标，在反馈电路同一条件下，假设直流输出单元的22.5V输出端的负载为满载情况下，32V输出端的负载为极轻载情况下，电路动作的占空比会加大，使22.5V输出端的输出电压不要低余额定电压，但32V输出端的输出电压会偏高超过额定电压，所以在回路上要加上电阻R30，才能使32V输出电压输出的电压低于额定电压。
相反，32V输出端的负载为满载情况下，22.5V输出端的负载为极轻载情况下，也是一样的情况，所以在每路输出端都要加上增加一个负载电阻，才可以让每组输出端的输出电压在不同负载情况下可以达到规格要求，但加上这个负载电阻相当是一个无形的损耗，在输出电路处于空载待机时反而更明显。
另外还有一交流输出单元，在空载损耗量比例上来讲是占大部分，因为交流电路中采用最简单的自激震荡动作模式，只要输入电路接入电源，输出电路的直流输出单元及交流输出单元都有电能损耗，其中Power机械开关是使打印计算器进入工作模式和待机模式。
发明内容
基于此，有必要针对上述背景技术存在的问题，提供一种具节能功能的直流与交流输出电路，降低电路中的待机损耗，保证电压输出在额定电压范围内。
为实现上述目的，本发明公开了一种具节能功能的直流与交流输出电路，其包括。
在其中一个实施例中，所述电源电路单元、辅助电源单元、第一直流输出单元、第二直流输出单元及交流输出单元，所述电源电路单元用于外接市电，所述辅助电源单元设置有初级电源单元、次级电源单元及第一变压器单元，所述电源电路单元与初级电源单元电性连接，所述第一变压器单元电性连接于所述初级电源单元与次级电源单元之间，所述第一变压器单元设置有第一主绕组、第一副绕组、第二副绕组及第三副绕组；
所述第一直流输出单元包括第三二极管、第六电容、第七电容及第七电阻，所述第二副绕组一端分别电性连接第三二极管的阳极及第六电容一端，所述第二副绕组另一端电性连接第二直流输出单元，所述第六电容一端电性连接第七电阻一端，所述第三二极管的阴极分别电性连接所述第七电阻另一端及第七电容一端，所述第七电容另一端接地，所述第三二极管的阴极端对应于第一直流输出单元的电压输出端；
所述第二直流输出单元包括第四二极管、第八电容、第九电容及第八电阻，所述第三副绕组一端分别电性连接第四二极管的阳极及第八电容一端，所述第三副绕组接地，所述第八电容另一端电性连接第八电阻一端，所述第二副绕组另一端电性连接第四二极管的阴极，所述第四二极管的阴极分别电性连接第八电阻另一端及第九电容一端，所述第九电容另一端接地，所述第四二极管的阴极对应第二直流输出单元的电压输出端；
所述交流输出单元包括开关模块、开关电路模块及交流输出模块，所述开关电路模块包括第二MOS管、第十电阻及第十一电阻，所述第二MOS管的漏极电性连接第二直流输出单元的电压输出端，所述第二MOS管的栅极通过第十电阻电性连接开关模块一端，所述开关模块另一端电性连接第一直流输出单元的电压输出端，所述第十一电阻两端分别电性连接第二MOS管的栅极及源极，所述第二MOS管的源极电性连接交流输出模块一端。
在其中一个实施例中，所述开关模块包括第二开关，所述第二开关一端与第一直流输出单元电性连接，所述第二开关另一端通过第十电阻与第二MOS管的栅极电性连接。
在其中一个实施例中，所述交流输出模块包括第二变压器单元、第十二电阻、第十三电阻、第二三极管、第三三极管、第十电容及电感，所述第二变压器单元设置有第二主绕组、第三主绕组、第四主绕组、第四副绕组及第五副绕组，所述第二主绕组与第三主绕组连接，所述电感一端电性连接第二MOS管的源极，所述电感另一端电性连接在第二主绕组及第三主绕组之间，所述第二MOS管的源极分别电性连接第十二电阻一端及第十三电阻一端，所述第十二电阻另一端分别电性连接在第二三极管的基极及第四主绕组的一端，所述第十三电阻另一端分别电性连接在第三三极管的基极及第四主绕组的另一端，所述第二三极管的集电极电性连接在第二主绕组一端，所述第三三极管的集电极电性连接在第三主绕组一端，所述第十电容两端分别电性连接第二三极管的集电极及第三三极管的集电极，所述第二三极管的发射极与第三三极管的发射极电性连接并接地；所述第四副绕组及第五副绕组连接，所述第四副绕组及第五副绕组用于输出交流电压。
在其中一个实施例中，所述初级电源单元包括芯片单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一二极管及第一MOS管，所述第一电容两端分别电性连接电源电路单元两端，所述第一电容的负极端接地，所述第二电容与第四电阻并联连接，所述第四电阻一端分别与第一电容的正极端及第一主绕组一端电性连接，所述第四电阻另一端与第一二极管的阴极电性连接，所述第一主绕组的另一端分别与第一二极管的阳极及第一MOS管的漏极电性连接，所述第一MOS管的栅极与芯片单元的控制端电性连接，所述第一MOS管的源极通过第三电阻与芯片单元的检测端电性连接，所述第一电阻电性连接于第一MOS管的栅极与源极之间，所述第一MOS管的源极通过第二电阻接地。
在其中一个实施例中，所述次级电源单元包括第二二极管、第一三极管、第三电容、第四电容、第五电容、稳压二极管、第五电阻及第六电阻，所述第一副绕组一端分别电性连接第二二极管的阳极及第五电容一端，所述第一副绕组另一端接地，所述第五电容另一端电性连接第五电阻一端，所述第五电阻另一端电性连接第二二极管的阴极，所述第二二极管的阴极分别电性连接第三电容一端及第一三极管的集电极，所述第三电容的另一端接地，所述第一三极管的发射极电性连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第一三极管的发射极用于输出5V电压，所述第一三极管的基极与稳压二极管的阴极电性连接，所述稳压二极管的阳极接地，所述第六电阻两端分别电性连接第一三极管的集电极及基极。
综上所述，本发明具节能功能的直流与交流输出电路通过将第二副绕组一端分别电性连接第三二极管的阳极，将第二副绕组另一端电性连接第四二极管的阴极，同时配合第三二极管的阴极端对应于第一直流输出单元的电压输出端，第四二极管的阴极对应第二直流输出单元的电压输出端，通过第三二极管及第四二极管的压降保证第一直流输出单元及第二直流输出单元的输出电压均在规定的额定电压范围内；同时，增加开关模块来控制第二MOS管的通断，使得交流输出单元在打印计算机处于待机模式下时降低电路中的待机损耗。
附图说明
图1为本发明传统的输出电路的电路原理图；
图2为本发明具节能功能的直流与交流输出电路的电路原理图。
具体实施方式
如图2所示，本发明具节能功能的直流与交流输出电路包括电源电路单元100、辅助电源单元200、第一直流输出单元300、第二直流输出单元400及交流输出单元500，所述电源电路单元100用于外接市电，所述辅助电源单元200设置有初级电源单元210、次级电源单元220及第一变压器单元230，所述电源电路单元100与初级电源单元210电性连接，所述次级电源单元220用于输出5V电源电压，所述第一变压器单元230电性连接于所述初级电源单元210与次级电源单元220之间。
所述第一变压器单元230设置有第一主绕组Na、第一副绕组Nd、第二副绕组Nc及第三副绕组Nb，所述初级电源单元210包括芯片单元U、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻Ra、第四电阻Rs、第一电容CE1、第二电容Cs、第一二极管Dp及第一MOS管Q1，所述第一电容CE1两端分别电性连接电源电路单元100两端，所述第一电容CE1的负极端接地，所述第二电容Cs与第四电阻Rs并联连接，所述第四电阻Rs一端分别与第一电容CE1的正极端及第一主绕组Na一端电性连接，所述第四电阻Rs另一端与第一二极管Dp的阴极电性连接，所述第一主绕组Na的另一端分别与第一二极管Dp的阳极及第一MOS管Q1的漏极电性连接，所述第一MOS管Q1的栅极与芯片单元U的控制端电性连接，所述第一MOS管Q1的源极通过第三电阻Ra与芯片单元U的检测端电性连接，所述第一电阻R1电性连接于第一MOS管Q1的栅极与源极之间，所述第一MOS管Q1的源极通过第二电阻R2接地。
所述次级电源单元220包括第二二极管D9、第一三极管Q2、第三电容C10、第四电容C11、第五电容C15、稳压二极管ZD2、第五电阻R32及第六电阻R17，所述第一副绕组Nd一端分别电性连接第二二极管D9的阳极及第五电容C15一端，所述第一副绕组Nd另一端接地，所述第五电容C15另一端电性连接第五电阻R32一端，所述第五电阻R32另一端电性连接第二二极管D9的阴极，所述第二二极管D9的阴极分别电性连接第三电容C10一端及第一三极管Q2的集电极，所述第三电容C10的另一端接地，所述第一三极管Q2的发射极电性连接第四电容C11一端，所述第四电容C11另一端接地，所述第一三极管Q2的发射极用于输出5V电压，所述第一三极管Q2的基极与稳压二极管ZD2的阴极电性连接，所述稳压二极管ZD2的阳极接地，所述第六电阻R17两端分别电性连接第一三极管Q2的集电极及基极。
所述第一直流输出单元300包括第三二极管D8、第六电容C16、第七电容C12及第七电阻R24，所述第二副绕组Nc一端分别电性连接第三二极管D8的阳极及第六电容C16一端，所述第二副绕组Nc另一端电性连接第二直流输出单元400，所述第六电容C16一端电性连接第七电阻R24一端，所述第三二极管D8的阴极分别电性连接所述第七电阻R24另一端及第七电容C12一端，所述第七电容C12另一端接地，所述第三二极管D8的阴极端对应于第一直流输出单元300的电压输出端，用于输出32V直流电压。
所述第二直流输出单元400包括第四二极管D7、第八电容C6、第九电容C8及第八电阻R16，所述第三副绕组Nb一端分别电性连接第四二极管D7的阳极及第八电容C6一端，所述第三副绕组Nb接地，所述第八电容C6另一端电性连接第八电阻R16一端，所述第二副绕组Nc另一端电性连接第四二极管D7的阴极，所述第四二极管D7的阴极分别电性连接第八电阻R16另一端及第九电容C8一端，所述第九电容C8另一端接地，所述第四二极管D7的阴极对应第二直流输出单元400的电压输出端，用于输出22.5V直流电压。
所述交流输出单元500包括开关模块510、开关电路模块520及交流输出模块530，所述开关电路模块520包括第二MOS管Qc、第十电阻Rd及第十一电阻Re，所述第二MOS管Qc的漏极电性连接第二直流输出单元400的电压输出端，所述第二MOS管Qc的栅极通过第十电阻Rd电性连接开关模块510一端，所述开关模块510另一端电性连接第一直流输出单元300的电压输出端，所述第十一电阻Re两端分别电性连接第二MOS管Qc的栅极及源极，用于对第十电阻Rd进行分压，以保证第十电阻Rd的电压不会太高；所述第二MOS管Qc的源极电性连接交流输出模块530一端，所述交流输出模块530用于输出6V交流电压；当开关模块510闭合时，第一直流输出单元300的电压输出端与第二MOS管Qc的栅极连通，第二MOS管Qc导通，则交流输出单元500输出6V交流电压；当开关模块510断开时，第二MOS管Qc的栅极处于低电平状态，第二MOS管Qc截止，交流输出单元500不会输出电压，故大大降低了交流输出单元500在打印计算机处于待机模式下的能源损耗。
具体地，所述交流输出模块530为传统的推挽电路构造，所述交流输出模块530包括第二变压器单元T2A、第十二电阻Rc、第十三电阻Rb、第二三极管Qa、第三三极管Qb、第十电容Ca及电感La，所述第二变压器单元T2A设置有第二主绕组Ne、第三主绕组Nf、第四主绕组Ng、第四副绕组Nh及第五副绕组Ni，所述第二主绕组Ne与第三主绕组Nf连接，所述电感La一端电性连接第二MOS管Qc的源极，所述电感La另一端电性连接在第二主绕组Ne及第三主绕组Nf之间，所述第二MOS管Qc的源极分别电性连接第十二电阻Rc一端及第十三电阻Rb一端，所述第十二电阻Rc另一端分别电性连接在第二三极管Qa的基极及第四主绕组Ng的一端，所述第十三电阻Rb另一端分别电性连接在第三三极管Qb的基极及第四主绕组Ng的另一端，所述第二三极管Qa的集电极电性连接在第二主绕组Ne一端，所述第三三极管Qb的集电极电性连接在第三主绕组Nf一端，所述第十电容Ca两端分别电性连接第二三极管Qa的集电极及第三三极管Qb的集电极，所述第二三极管Qa的发射极与第三三极管Qb的发射极电性连接并接地；所述第四副绕组Nh及第五副绕组Ni连接，所述第四副绕组Nh及第五副绕组Ni用于输出6V交流电压。
在其中一个实施例中，所述开关模块510包括第一开关SW1及第二开关SW2，其中，第一开关SW1与第二开关SW2一起动作，第一开关SW1与第二开关SW2共同组成为具节能功能的直流与交流输出电路的总电源开关，所述第一开关SW1用于让打印计算机进入工作模式或待机模式，所述第二开关SW2用于让第一直流输出单元300提供电源电压给开关电路模块520。
具体地，所述第一开关SW1一端电性连接第一三极管Q2的发射极，所述第一开关SW1另一端用于给打印计算机的工作模式提供电压；所述第二开关SW2一端与第一直流输出单元300电性连接，所述第二开关SW2另一端通过第十电阻Rd与第二MOS管Qc的栅极电性连接。
本发明具体工作时，第一直流输出单元300提供32V直流电压，第二直流输出单元400提供22.5V直流电压，当第二直流输出单元400的输出负载为满载情况下，即使第一直流输出单元300的输出负载为极轻负载情况，第一直流输出单元300的输出电压也不会高出很多，因为当第二直流输出单元400满负载情况下，流经电流较大，此时经过第四二极管D7有一个压降存在，所以在第二副绕组Nc连接在第四二极管D7的阴极端时，第一直流输出单元300的输出电压会扣除第四二极管D7的压降，故第一直流输出单元300的输出电压仍然处于额定电压的范围内；相反，当第一直流输出单元300的输出负载为满载情况下，即使第二直流输出单元400的输出负载为极轻负载情况，第一直流输出单元300的电流流经第四二极管D7也会产生压降，再加上流经第三二极管D8的压降，所以在相同反馈电路中占空比加大，第一直流输出单元300及第二直流输出单元400的输出电压均在规定的额定电压范围内。
综上所述，本发明具节能功能的直流与交流输出电路通过将第二副绕组Nc一端分别电性连接第三二极管D8的阳极，将第二副绕组Nc另一端电性连接第四二极管D7的阴极，同时配合第三二极管D8的阴极端对应于第一直流输出单元300的电压输出端，第四二极管D7的阴极对应第二直流输出单元400的电压输出端，通过第三二极管D8及第四二极管D7的压降保证第一直流输出单元300及第二直流输出单元400的输出电压均在规定的额定电压范围内；同时，增加开关模块510来控制第二MOS管Qc的通断，使得交流输出单元500在打印计算机处于待机模式下时降低电路中的待机损耗。
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)

1.一种具节能功能的直流与交流输出电路，其特征在于：包括电源电路单元、辅助电源单元、第一直流输出单元、第二直流输出单元及交流输出单元，所述电源电路单元用于外接市电，所述辅助电源单元设置有初级电源单元、次级电源单元及第一变压器单元，所述电源电路单元与初级电源单元电性连接，所述第一变压器单元电性连接于所述初级电源单元与次级电源单元之间，所述第一变压器单元设置有第一主绕组、第一副绕组、第二副绕组及第三副绕组；
所述第一直流输出单元包括第三二极管、第六电容、第七电容及第七电阻，所述第二副绕组一端分别电性连接第三二极管的阳极及第六电容一端，所述第二副绕组另一端电性连接第二直流输出单元，所述第六电容一端电性连接第七电阻一端，所述第三二极管的阴极分别电性连接所述第七电阻另一端及第七电容一端，所述第七电容另一端接地，所述第三二极管的阴极端对应于第一直流输出单元的电压输出端；
所述第二直流输出单元包括第四二极管、第八电容、第九电容及第八电阻，所述第三副绕组一端分别电性连接第四二极管的阳极及第八电容一端，所述第三副绕组接地，所述第八电容另一端电性连接第八电阻一端，所述第二副绕组另一端电性连接第四二极管的阴极，所述第四二极管的阴极分别电性连接第八电阻另一端及第九电容一端，所述第九电容另一端接地，所述第四二极管的阴极对应第二直流输出单元的电压输出端；
所述交流输出单元包括开关模块、开关电路模块及交流输出模块，所述开关电路模块包括第二MOS管、第十电阻及第十一电阻，所述第二MOS管的漏极电性连接第二直流输出单元的电压输出端，所述第二MOS管的栅极通过第十电阻电性连接开关模块一端，所述开关模块另一端电性连接第一直流输出单元的电压输出端，所述第十一电阻两端分别电性连接第二MOS管的栅极及源极，所述第二MOS管的源极电性连接交流输出模块一端。
2.根据权利要求1所述的具节能功能的直流与交流输出电路，其特征在于：所述开关模块包括第二开关，所述第二开关一端与第一直流输出单元电性连接，所述第二开关另一端通过第十电阻与第二MOS管的栅极电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的具节能功能的直流与交流输出电路，其特征在于：所述交流输出模块包括第二变压器单元、第十二电阻、第十三电阻、第二三极管、第三三极管、第十电容及电感，所述第二变压器单元设置有第二主绕组、第三主绕组、第四主绕组、第四副绕组及第五副绕组，所述第二主绕组与第三主绕组连接，所述电感一端电性连接第二MOS管的源极，所述电感另一端电性连接在第二主绕组及第三主绕组之间，所述第二MOS管的源极分别电性连接第十二电阻一端及第十三电阻一端，所述第十二电阻另一端分别电性连接在第二三极管的基极及第四主绕组的一端，所述第十三电阻另一端分别电性连接在第三三极管的基极及第四主绕组的另一端，所述第二三极管的集电极电性连接在第二主绕组一端，所述第三三极管的集电极电性连接在第三主绕组一端，所述第十电容两端分别电性连接第二三极管的集电极及第三三极管的集电极，所述第二三极管的发射极与第三三极管的发射极电性连接并接地；所述第四副绕组及第五副绕组连接，所述第四副绕组及第五副绕组用于输出交流电压。
4.根据权利要求1或2所述的具节能功能的直流与交流输出电路，其特征在于：所述初级电源单元包括芯片单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第一二极管及第一MOS管，所述第一电容两端分别电性连接电源电路单元两端，所述第一电容的负极端接地，所述第二电容与第四电阻并联连接，所述第四电阻一端分别与第一电容的正极端及第一主绕组一端电性连接，所述第四电阻另一端与第一二极管的阴极电性连接，所述第一主绕组的另一端分别与第一二极管的阳极及第一MOS管的漏极电性连接，所述第一MOS管的栅极与芯片单元的控制端电性连接，所述第一MOS管的源极通过第三电阻与芯片单元的检测端电性连接，所述第一电阻电性连接于第一MOS管的栅极与源极之间，所述第一MOS管的源极通过第二电阻接地。
5.根据权利要求1或2所述的具节能功能的直流与交流输出电路，其特征在于：所述次级电源单元包括第二二极管、第一三极管、第三电容、第四电容、第五电容、稳压二极管、第五电阻及第六电阻，所述第一副绕组一端分别电性连接第二二极管的阳极及第五电容一端，所述第一副绕组另一端接地，所述第五电容另一端电性连接第五电阻一端，所述第五电阻另一端电性连接第二二极管的阴极，所述第二二极管的阴极分别电性连接第三电容一端及第一三极管的集电极，所述第三电容的另一端接地，所述第一三极管的发射极电性连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第一三极管的发射极用于输出5V电压，所述第一三极管的基极与稳压二极管的阴极电性连接，所述稳压二极管的阳极接地，所述第六电阻两端分别电性连接第一三极管的集电极及基极。
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