CN107769167A - 反激电路及反激电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种反激电路，其包括：电压转换模块，用于将市交流电压转换为直流电压；变压器，包括第一初级线圈、第一次级线圈和初级辅助线圈，第一初级线圈连接到电压转换模块，第一次级线圈用于在第一初级线圈断开时产生负载工作电压，初级辅助线圈用于产生芯片供电电压；输出模块，连接到第一次级线圈，输出模块用于输出负载工作电压；控制芯片，连接到第一初级线圈，控制芯片用于控制第一初级线圈的通断；保护模块，连接到初级辅助线圈和控制芯片的模拟电压端之间，保护模块用于在控制芯片的模拟电压端出现短路或者过流时控制控制芯片停止工作。本发明能够避免过电流损坏控制芯片，以提高产品的可靠性。

Description

反激电路及反激电源
技术领域
本发明属于电源电路技术领域，具体地讲，涉及一种反激电路及具有该反激电路的反激电源。
背景技术
反激电源具有设计简单、成本低廉等特点，从而广泛应用于生活中各类消费电子产品中。反激电源通常将市交流电压(通常为220V)转换为到各类消费电子产品所需要的各种电压，从而满足生产生活的需要。
在现有的反激电源中，需要对反激电源的控制芯片做开路短路测试，以满足安全规范的要求。然而，当控制芯片的模拟电源端出现短路或者过流现象时，过电流流过控制芯片，会使控制芯片损坏，严重时控制芯片会出现起火冒烟等现象。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够避免过电流损坏控制芯片的反激电路及反激电源。
根据本发明的一方面，提供了一种反激电路，电压转换模块，用于将市交流电压转换为直流电压；变压器，包括第一初级线圈、第一次级线圈和初级辅助线圈，所述第一初级线圈连接到所述电压转换模块，所述第一次级线圈用于在所述第一初级线圈断开时产生负载工作电压，所述初级辅助线圈用于产生芯片供电电压；输出模块，连接到所述第一次级线圈，所述输出模块用于输出所述负载工作电压；控制芯片，连接到所述第一初级线圈，所述控制芯片用于控制所述第一初级线圈的通断；保护模块，连接到所述初级辅助线圈和所述控制芯片的模拟电压端之间，所述保护模块用于在所述控制芯片的模拟电压端出现短路或者过流时控制所述控制芯片停止工作。
进一步地，所述保护模块包括：电压输出单元、第一电阻器、侦测单元和控制单元；所述第一电阻器连接到所述电压输出单元和所述控制芯片的模拟电压端之间，所述电压输出单元用于通过所述第一电阻器向所述控制芯片的模拟电压端提供所述芯片供电电压；所述侦测单元连接到所述第一电阻器的两端，所述侦测单元用于在所述控制芯片的模拟电压端出现短路或者过流时侦测到所述第一电阻器的两端的电压大于预定电压，并产生侦测信号；所述控制单元分别连接到所述电压输出单元和所述侦测单元，所述控制单元用于接收所述侦测信号，且根据所述侦测信号输出停止信号给所述电压输出单元，以使所述电压输出信号根据所述停止信号停止工作，从而所述控制芯片停止工作。
进一步地，所述电压输出单元包括：第一二极管、第二电阻器、第一MOS晶体管、第三电阻器；所述第一二极管的阳极连接到所述初级辅助线圈的一端，所述第一二极管的阴极连接到所述第二电阻器的一端，所述第二电阻器的另一端连接到所述第一MOS晶体管的漏极，所述第一MOS晶体管的源极连接到所述第一电阻器，所述第一MOS晶体管的栅极连接到所述第三电阻器的一端并连接到所述控制单元，所述第三电阻器的另一端连接到所述第一MOS晶体管的漏极，所述初级辅助线圈的另一端连接到接地端。
进一步地，所述侦测单元包括：第一三极管和第十二电阻器；所述第十二电阻器的一端连接到所述第一电阻器和所述控制芯片的模拟电压端之间，所述第十二电阻器的另一端连接到第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极连接到所述第一电阻器和所述第一MOS晶体管的源极之间，所述第一三极管的集电极连接到所述控制单元。
进一步地，所述控制单元包括：第二三极管、第四电阻器、第五电阻器；所述第四电阻器的一端连接到所述侦测单元，所述第四电阻器的另一端连接到所述第二三极管的基极，所述第五电阻器的一端连接到所述第二三极管的基极，所述第五电阻器的另一端连接到接地端，所述第二三极管的发射极连接到接地端，所述第二三极管的集电极连接到所述电压输出单元。
进一步地，所述控制芯片包括：脉冲宽度调制芯片、第二MOS晶体管和第六电阻器；所述第二MOS晶体管的栅极连接到所述脉冲宽度调制芯片的第一端，所述第二MOS晶体管的源极连接到所述脉冲宽度调制芯片的第二端，所述第二MOS晶体管的漏极连接到所述第一初级线圈的一端，所述第六电阻器的一端连接到所述第二MOS晶体管的源极，所述第六电阻器的另一端连接到接地端；当所述脉冲宽度调制芯片控制导通所述第二MOS晶体管时，所述脉冲宽度调制芯片控制所述第一初级线圈接通；当所述脉冲宽度调制芯片控制截止所述第二MOS晶体管时，所述脉冲宽度调制芯片控制所述第一初级线圈断开。
进一步地，所述反激电路还包括：电压尖峰吸收模块，分别连接到所述第一初级线圈和所述控制芯片，所述电压尖峰吸收模块用于在所述第一初级线圈断开时吸收所述第一初级线圈的电压尖峰。
进一步地，所述电压尖峰吸收模块包括：第二二极管、第一电容器和第七电阻器；所述第二二极管的阳极连接到所述第一初级线圈的一端和所述控制芯片之间，所述第二二极管的阴极连接到所述第一电容器的一端，所述第一电容器的另一端连接到所述第一初级线圈的另一端和所述电压转换模块之间，所述第七电阻器的一端连接到所述第二二极管的阴极，所述第七电阻器的另一端连接到所述第一初级线圈的另一端和所述电压转换模块之间。
进一步地，所述输出模块包括：第三二极管、第四二极管、第一极性电容器；所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阳极连接在一起并连接到所述第一次级线圈的一端，所述第三二极管的阴极和所述第四二极管的阴极连接在一起并连接到所述第一极性电容器的阳极，所述第一极性电容器的阴极连接到所述第一次级线圈的另一端并电性接地。
根据本发明的另一方面，还提供了一种具有上述的反激电路的反激电源。
本发明的有益效果：本发明的反激电路能够避免过电流损坏控制芯片，从而提高产品的可靠性。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例的反激电路的模块图；
图2是根据本发明的实施例的保护模块的子模块图；
图3是根据本发明的实施例的反激电路的电路图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。相同的标号在附图中始终表示相同的元件。
将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。
图1是根据本发明的实施例的反激电路的原理示意图。
参照图1，根据本发明的实施例的反激电路包括电压转换模块100、变压器200、输出模块300、控制芯片400、保护模块500、电压尖峰吸收模块600、电压反馈模块700以及滤波模块800。
具体地，电压转换模块100用于将市交流电压转换为直流电压。
变压器200包括第一初级线圈、第一次级线圈和初级辅助线圈。所述第一初级线圈用于在所述第一初级线圈接通时接收所述直流电压，所述第一次级线圈在所述第一初级线圈断开时产生负载工作电压，所述初级辅助线圈用于感应产生芯片供电电压，该芯片供电电压提供给控制芯片300的模拟电压端VCC。
输出模块300用于输出所述负载工作电压到负载工作电压输出端Output。
控制芯片400用于控制所述第一初级线圈的通断，具体将在下面描述。控制芯片400包括模拟电压端VCC、第一端、第二端和第三端。这里，模拟电压端VCC、第一端、第二端和第三端各不相同。
保护模块500连接到所述初级辅助线圈和控制芯片400的模拟电压端VCC之间。保护模块500用于在控制芯片400的模拟电压端VCC出现短路或者过流时控制控制芯片400停止工作。
在本实施例中，当所述第一初级线圈断开时，所述第一初级线圈会产生电压尖峰，该电压尖峰会对反激电路中的器件造成损害，因此使电压尖峰吸收模块600在所述第一初级线圈断开时吸收所述第一初级线圈的电压尖峰，从而避免该电压尖峰对反激电路中的器件造成损害。因此，作为本发明的另一实施方式，也可以将电压尖峰吸收模块600去除。
此外，在本实施例中，为了调节负载直流电压的大小，以稳定负载直流电压，使用电压反馈模块700侦测负载直流电压，并根据侦测到的负载直流电压产生反馈信号。控制芯片400根据该反馈信号调节所述负载直流电压的大小。因此，作为本发明的另一实施方式，也可以将电压反馈模块700去除。
进一步地，在本实施例中，为了对电压转换模块100转换成的所述直流电压进行滤波处理，在电压转换模块100和变压器200之间设置滤波模块800，该滤波模块800能够对电压转换模块100转换成的直流电压中的谐波等进行过滤去除。也就是说，作为本发明的另一实施方式，滤波模块800不存在也可以。
此外，需要说明的是，变压器200还包括被悬空的其它线圈，以留作备用。
图2是根据本发明的实施例的保护模块的子模块图。
参照图2，根据本发明的实施例的保护模块500包括：电压输出单元510、第一电阻器R1、侦测单元520以及控制单元530。
电压输出单元510用于通过第一电阻器R1将所述芯片供电电压输出至控制芯片400的模拟电压端VCC，以使控制芯片400进行工作。
第一电阻器R1连接在电压输出单元510与控制芯片400的模拟电压端VCC之间。
侦测单元520用于侦测第一电阻器R1两端的电压，并在控制芯片400的模拟电压端VCC出现短路或者过流时侦测到第一电阻器R1两端的电压大于预定电压(例如0.7V)，并且产生侦测信号。
控制单元530用于接收所述侦测信号，并根据所述侦测信号产生停止信号，电压输出单元510根据停止信号停止工作。这样，由于电压输出单元510停止工作，从而无法将所述芯片供电电压提供至控制芯片400的模拟电压端VCC，进而控制芯片400停止工作。
图3是根据本发明的实施例的反激电路的电路图。
参照图3，电压转换模块100可例如是桥式整流器，但本发明并不限制于此。该电压转换模块100连接到火线L和零线N，以将市交流电压转换为直流电压。
输出模块300包括第三二极管D3、第四二极管D4以及第一极性电容器CP1。第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极连接在一起并连接到所述第一次级线圈的一端，第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阴极连接在一起并连接到第一极性电容器CP1的阳极，第一极性电容器CP1的阴极连接到所述第一次级线圈的另一端并电性接地。
控制芯片400包括：脉冲宽度调制(PWM)芯片410、第二MOS晶体管Q2和第六电阻器R6，第二MOS晶体管Q2的栅极连接到脉冲宽度调制芯片510的第一端，第二MOS晶体管Q2的源极连接到脉冲宽度调制芯片510的第二端，第二MOS晶体管Q2的漏极连接到所述第一初级线圈的一端，第六电阻器R6的一端连接到第二MOS晶体管Q2的源极，第六电阻器R6的另一端连接到接地端E。
当脉冲宽度调制芯片410控制导通第二MOS晶体管Q2时，脉冲宽度调制芯片410控制所述第一初级线圈接通；当脉冲宽度调制芯片410控制截止第二MOS晶体管Q2时，脉冲宽度调制芯片410控制所述第一初级线圈断开。
电压输出单元510包括：第一二极管D1、第二电阻器R2、第一MOS晶体管Q1、第三电阻器R3。第一二极管D1的阳极连接到所述初级辅助线圈的一端，第一二极管D1的阴极连接到第二电阻器R2的一端，第二电阻器R2的另一端连接到第一MOS晶体管Q1的漏极，第一MOS晶体管Q1的源极连接到第一电阻器R1，第一MOS晶体管Q1的栅极连接到第三电阻器R3的一端并连接到控制单元530，第三电阻器R3的另一端连接到第一MOS晶体管Q1的漏极，所述初级辅助线圈的另一端连接到接地端E。
所述初级辅助线圈感应产生的交流电压经由第一二极管D1整流成直流电压，即为芯片供电电压，该芯片供电电压分别到达第一MOS晶体管Q1的栅极和漏极，使第一MOS晶体管Q1导通，从而该芯片供电电压经由第一电阻器R1提供至控制芯片400的模拟电压端VCC，进而使控制芯片400开始工作。此外，脉冲宽度调制(PWM)芯片410的模拟电压端VCC经由第三极性电容器CP3连接到接地端E。
侦测单元520包括第一三极管T1和第十二电阻器R12。第十二电阻器R12的一端连接到第一电阻器R1和控制芯片400的模拟电压端VCC之间，第十二电阻器R12的另一端连接到第一三极管T1的基极，第一三极管T1的发射极连接到第一电阻器R1和第一MOS晶体管Q1的源极之间，第一三极管T1的集电极连接到控制单元530。
第一三极管T1为NPN型，其用于侦测第一电阻器R1两端的电压。当第一电阻器R1两端的电压大于预定电压(例如0.7V)时，第一三极管T1导通，以产生侦测信号，并将该侦测信号提供给控制单元530。
控制单元530包括：第二三极管T2、第四电阻器R4、第五电阻器R5。第四电阻器R4的一端连接到第一三极管T1的集电极，第四电阻器R4的另一端连接到第二三极管T2的基极，第五电阻器R5的一端连接到第二三极管T2的基极，第五电阻器R5的另一端连接到接地端E，第二三极管T2的发射极连接到接地端，第二三极管T2的集电极连接到第一MOS晶体管Q1的栅极。
侦测信号到达第二三极管T2之后，第二三极管T2(其为PNP型)导通，第二三极管T2的集电极的电压被拉低至0V，第一MOS晶体管Q1的栅极的电压为0V，从而第一MOS晶体管Q1截止，进而提供到控制芯片400的模拟电压端VCC的芯片供电电压为0V，控制芯片400停止工作。
电压尖峰吸收模块600包括：第二二极管D2、第一电容器C1和第七电阻器R7。第二二极管D2的阳极连接到第二MOS晶体管Q2的漏极，第二二极管D2的阴极连接到第一电容器C1的一端，第一电容器C1的另一端连接到所述第一初级线圈和电压转换模块100之间，第七电阻器R7的一端连接到第二二极管D2的阴极，第七电阻器R7的另一端连接到所述第一初级线圈和电压转换模块100之间。
当所述第一初级线圈断开时，所述第一初级线圈中产生电压尖峰，该电压尖峰通过第二二极管D2而对第一电容器C1进行充电，从而吸收该电压尖峰，避免该电压尖峰损坏第二MOS晶体管Q2。
电压反馈模块700该电压反馈模块700用于侦测所述负载工作电压，并根据侦测到的负载工作电压产生反馈信号；在所述第一初级线圈接通时，第二控制模块500根据所述反馈信号调节其提供到第二MOS晶体管Q2的控制端的信号的占空比，从而调节所述负载工作电压的大小。也就是说，作为本发明的另一实施例，电压反馈模块700不设置也可以。进一步地，电压反馈模块700为光电耦合器，但本发明并不限制于此。
使用电压反馈模块700侦测负载直流电压，并根据侦测到的负载直流电压产生反馈信号。控制芯片400根据该反馈信号调节所述负载直流电压的大小。因此，作为本发明的另一实施方式，也可以将电压反馈模块700去除。
滤波模块800包括：第二电容器C2、第二极性电容器CP2；第二电容器C2的一端连接到所述第一初级线圈和电压转换模块100之间，第二电容器C2的另一端连接到接地端E，第二极性电容器CP2的阳极连接到所述第一初级线圈和电压转换模块100之间，第二极性电容器CP2的阴极连接到接地端E。
进一步地，在负载工作电压输出端Output处还设置有限压限流的器件，具体地，根据本发明的实施例的反激电路还包括：第八电阻器R8、第九电阻器R9、第十电阻器R10、第十一电阻器R11和三端稳压管DT；第八电阻器R8和第九电阻器R9串联连接于负载工作电压输出端Output和三端稳压管DT的输出端之间，第十电阻器R10和第十一电阻器R11串联后一端连接于负载工作电压输出端Output，第十电阻器R10和第十一电阻器R11串联后另一端电性接地，三端稳压管DT的输入端电性接地，三端稳压管DT的公共端连接于第十电阻器R10和第十一电阻器R11之间，电压反馈模块700连接到第九电阻器R9两端，用于侦测第九电阻器R9两端的电压(即第九电阻器R9对所述负载直流电压的分压)。
此外，本发明还提供了一种反激电源，其包括上述的反激电路。
综上所述，根据本发明的实施例的反激电路能够避免过电流损坏控制芯片，从而提高产品的可靠性。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种反激电路，其特征在于，包括：
电压转换模块，用于将市交流电压转换为直流电压；
变压器，包括第一初级线圈、第一次级线圈和初级辅助线圈，所述第一初级线圈连接到所述电压转换模块，所述第一次级线圈用于在所述第一初级线圈断开时产生负载工作电压，所述初级辅助线圈用于产生芯片供电电压；
输出模块，连接到所述第一次级线圈，所述输出模块用于输出所述负载工作电压；
控制芯片，连接到所述第一初级线圈，所述控制芯片用于控制所述第一初级线圈的通断；
保护模块，连接到所述初级辅助线圈和所述控制芯片的模拟电压端之间，所述保护模块用于在所述控制芯片的模拟电压端出现短路或者过流时控制所述控制芯片停止工作。
2.根据权利要求1所述的反激电路，其特征在于，所述保护模块包括：电压输出单元、第一电阻器、侦测单元和控制单元；
所述第一电阻器连接到所述电压输出单元和所述控制芯片的模拟电压端之间，所述电压输出单元用于通过所述第一电阻器向所述控制芯片的模拟电压端提供所述芯片供电电压；
所述侦测单元连接到所述第一电阻器的两端，所述侦测单元用于在所述控制芯片的模拟电压端出现短路或者过流时侦测到所述第一电阻器的两端的电压大于预定电压，并产生侦测信号；
所述控制单元分别连接到所述电压输出单元和所述侦测单元，所述控制单元用于接收所述侦测信号，且根据所述侦测信号输出停止信号给所述电压输出单元，以使所述电压输出信号根据所述停止信号停止工作，从而所述控制芯片停止工作。
3.根据权利要求2所述的反激电路，其特征在于，所述电压输出单元包括：第一二极管、第二电阻器、第一MOS晶体管、第三电阻器；
所述第一二极管的阳极连接到所述第二次级线圈初级辅助线圈的一端，所述第一二极管的阴极连接到所述第二电阻器的一端，所述第二电阻器的另一端连接到所述第一MOS晶体管的漏极，所述第一MOS晶体管的源极连接到所述第一电阻器，所述第一MOS晶体管的栅极连接到所述第三电阻器的一端并连接到所述控制单元，所述第三电阻器的另一端连接到所述第一MOS晶体管的漏极，所述第二次级线圈初级辅助线圈的另一端连接到接地端。
4.根据权利要求2所述的反激电路，其特征在于，所述侦测单元包括：第一三极管和第十二电阻器；
所述第十二电阻器的一端连接到所述第一电阻器和所述控制芯片的模拟电压端之间，所述第十二电阻器的另一端连接到第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极连接到所述第一电阻器和所述第一MOS晶体管的源极之间，所述第一三极管的集电极连接到所述控制单元。
5.根据权利要求2所述的反激电路，其特征在于，所述控制单元包括：第二三极管、第四电阻器、第五电阻器；
所述第四电阻器的一端连接到所述侦测单元，所述第四电阻器的另一端连接到所述第二三极管的基极，所述第五电阻器的一端连接到所述第二三极管的基极，所述第五电阻器的另一端连接到接地端，所述第二三极管的发射极连接到接地端，所述第二三极管的集电极连接到所述电压输出单元。
6.根据权利要求1所述的反激电路，其特征在于，所述控制芯片包括：脉冲宽度调制芯片、第二MOS晶体管和第六电阻器；
所述第二MOS晶体管的栅极连接到所述脉冲宽度调制芯片的第一端，所述第二MOS晶体管的源极连接到所述脉冲宽度调制芯片的第二端，所述第二MOS晶体管的漏极连接到所述第一初级线圈的一端，所述第六电阻器的一端连接到所述第二MOS晶体管的源极，所述第六电阻器的另一端连接到接地端；
当所述脉冲宽度调制芯片控制导通所述第二MOS晶体管时，所述脉冲宽度调制芯片控制所述第一初级线圈接通；当所述脉冲宽度调制芯片控制截止所述第二MOS晶体管时，所述脉冲宽度调制芯片控制所述第一初级线圈断开。
7.根据权利要求1所述的反激电路，其特征在于，所述反激电路还包括：电压尖峰吸收模块，分别连接到所述第一初级线圈和所述控制芯片，所述电压尖峰吸收模块用于在所述第一初级线圈断开时吸收所述第一初级线圈的电压尖峰。
8.根据权利要求7所述的反激电路，其特征在于，所述电压尖峰吸收模块包括：第二二极管、第一电容器和第七电阻器；
所述第二二极管的阳极连接到所述第一初级线圈的一端和所述控制芯片之间，所述第二二极管的阴极连接到所述第一电容器的一端，所述第一电容器的另一端连接到所述第一初级线圈的另一端和所述电压转换模块之间，所述第七电阻器的一端连接到所述第二二极管的阴极，所述第七电阻器的另一端连接到所述第一初级线圈的另一端和所述电压转换模块之间。
9.根据权利要求1所述的反激电路，其特征在于，所述输出模块包括：第三二极管、第四二极管、第一极性电容器；
所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阳极连接在一起并连接到所述第一次级线圈的一端，所述第三二极管的阴极和所述第四二极管的阴极连接在一起并连接到所述第一极性电容器的阳极，所述第一极性电容器的阴极连接到所述第一次级线圈的另一端并电性接地。
10.一种反激电源，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的反激电路。
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