CN107968573A - 反激电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种反激电路，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、第一次级线圈和第二次级线圈，第一初级线圈连接电压转换模块；输出模块，分别连接到第一次级线圈和第二次级线圈；控制模块，连接到第一初级线圈，控制模块用于控制第一初级线圈的通断；当控制模块控制第一初级线圈接通时，第一初级线圈接收直流电压，以存储能量；当控制模块控制第一初级线圈断开时，第一初级线圈向第一次级线圈和第二次级线圈释放能量，以使第一次级线圈产生负载工作电压且使第二次级线圈产生导通控制电压，输出模块根据导通控制电压输出负载工作电压。本发明的反激电路能够降低电路功耗，从而提高电源转换效率。

Description

反激电路

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。

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。

生活中在享受反激电源带来的福利的同时，对反激电源的效率的要求也越来越高。然而，在现有的反激电源的电路设计中，电路中消耗的功率较大，从而电源转换效率较低。此外，由于现有的电路设计中电路的功耗较大，产生的热量较多，因此还需要额外的散热器来对这样的电路进行散热，从而造成制造成本的上升。

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提高电源转换效率的反激电路。

根据本发明的一方面，提供了一种反激电路，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、第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一初级线圈连接所述电压转换模块；输出模块，分别连接到所述第一次级线圈和所述第二次级线圈；控制模块，连接到所述第一初级线圈，所述控制模块用于控制所述第一初级线圈的通断；当所述控制模块控制所述第一初级线圈接通时，所述第一初级线圈接收所述直流电压，以存储能量；当所述控制模块控制所述第一初级线圈断开时，所述第一初级线圈向所述第一次级线圈和所述第二次级线圈释放能量，以使所述第一次级线圈产生负载工作电压且使所述第二次级线圈产生导通控制电压，所述输出模块根据所述导通控制电压输出所述负载工作电压。

进一步地，所述输出模块包括：第一MOS晶体管和第一极性电容器；所述第一MOS晶体管的漏极连接到所述第一次级线圈的一端，所述第一MOS晶体管的源极连接到所述第一极性电容器的阴极并电性接地，所述第一极性电容器的阳极连接到所述第一次级线圈的另一端，所述第一MOS晶体管的栅极连接到所述第二次级线圈的一端，以接收所述第二次级线圈输出的导通控制电压，所述第二次级线圈的另一端电性接地。

进一步地，所述反激电路还包括稳压模块，所述稳压模块连接到所述第一MOS晶体管的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，以用于对所述第二次级线圈输出到所述第一MOS晶体管的栅极的导通控制电压进行稳压。

进一步地，所述稳压模块包括：第一稳压二极管、第二稳压二极管；所述第一稳压二极管的阴极连接到所述第一MOS晶体管的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，所述第一稳压二极管的阳极连接到所述第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极电性接地。

进一步地，所述反激电路还包括限流模块，所述限流模块连接到所述第一MOS晶体管的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，以用于对所述第二次级线圈输出的电流进行限流。

进一步地，所述限流模块包括第一电阻器，所述第一电阻器的一端连接到所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一电阻器的另一端连接到所述第二次级线圈的一端。

进一步地，所述控制模块包括：脉冲宽度调制芯片、第二MOS晶体管和第二电阻器；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二端，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，所述第二电阻器的一端连接到所述第二MOS晶体管的源极，所述第二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，所述电压尖峰吸收模块分别连接到所述第一初级线圈的两端，以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：第一二极管、第一电容器和第三电阻器；所述第一二极管的阳极连接到所述控制模块和所述第一初级线圈的一端之间，所述第一二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，所述第三电阻器的一端连接到所述第一二极管的阴极，所述第三电阻器的另一端连接到所述第一初级线圈的另一端。

进一步地，所述反激电路还包括：滤波模块，所述滤波模块连接到所述第一初级线圈和所述电压转换模块之间，所述滤波模块用于对所述电压转换模块输出到所述第一初级线圈的直流电压进行滤波处理；所述滤波模块包括：第二电容器、第二极性电容器；所述第二电容器的一端连接到所述第一初级线圈的一端，所述第二电容器的另一端连接到接地端，所述第二极性电容器的阳极连接到所述第二电容器的一端，所述第二极性电容器的阴极连接到接地端。

本发明的有益效果：本发明的反激电路能够降低功耗，从而提高电源转换效率。此外，本发明的反激电路在其变压器的初级线圈断开时能够对该初级线圈中的电压尖峰进行吸收，从而避免该电压尖峰破坏电路中的元器件。

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原理图；

图2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、控制模块400、稳压模块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(诸如220V)转换为直流电压，并且输出转换成的直流电压。

变压器200包括第一初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈。所述第一初级线圈连接到电压转换模块，以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，所述第二次级线圈在所述第一初级线圈断开时产生导通控制电压。

输出模块300分别连接到所述第一次级线圈和所述第二次级线圈。

控制模块400连接到所述第一初级线圈，以用于控制所述第一初级线圈的通断。当控制模块400控制所述第一初级线圈接通时，所述第一初级线圈接收所述直流电压，以存储能量；当控制模块400控制所述第一初级线圈断开时，所述第一初级线圈向所述第一次级线圈和所述第二次级线圈释放能量，以使所述第一次级线圈产生负载工作电压且使所述第二次级线圈产生导通控制电压，输出模块300根据导通控制电压输出负载工作电压。

在本实施例中，为了对所述导通控制电压进行稳压，利用稳压模块500连接到输出模块300和第二次级线圈之间，从而稳压模块500对所述第二次级线圈提供到输出模块300的导通控制电压进行稳压。作为本发明的另一实施方式，不对所述导通控制电压进行稳压也可以，因此也可以不设置稳压模块500。

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，因此利用电压尖峰吸收模块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。作为本发明的另一实施方式，不对所述第一初级线圈断开时其产生的电压尖峰进行吸收也可以，因此也可以不设置电压尖峰吸收模块600。

在本实施例中，为了调节负载工作电压的大小，以稳定负载工作电压，使用电压反馈模块700侦测负载工作电压，并根据侦测到的负载工作电压产生反馈信号。控制模块400根据该反馈信号调节所述负载工作电压的大小。作为本发明的另一实施方式，不对负载工作电压进行稳定也可以，因此也可以不设置电压反馈模块700。

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。作为本发明的另一实施方式，不对电压转换模块100转换成的所述直流电压进行滤波处理也可以，因此也可以不设置滤波模块800。

进一步地，需要说明的是，在本实施例中，变压器200还可以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反激电路的电路图。

参照图2，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：第一MOS晶体管Q1、第一极性电容器CP1。第一MOS晶体管Q1的栅极连接到所述第二次级线圈的一端，所述第二次级线圈的另一端电性接地，第一MOS晶体管Q1的漏极连接到所述第一次级线圈的一端，第一MOS晶体管Q1的源极连接到第一极性电容器CP1的阴极并电性接地，第一极性电容器CP1的阳极连接到所述第一次级线圈的另一端。

当所述第一初级线圈断开时，所述第一次级线圈产生负载工作电压，所述第二次级线圈产生导通控制电压，该导通控制电压使第一MOS晶体管Q1导通，此时输出模块300输出负载工作电压，并且第一极性电容器CP1被进行充电。当所述第一初级线圈导通时，所述第一MOS晶体管Q1截止，此时第一极性电容器CP1输出负载工作电压到负载工作电压输出端Output。负载工作电压输出端Output用于输出负载工作电压。这里，由于第一MOS晶体管Q1的导通电压比较低，因此能够降低电路的功耗，从而提高电源转换效率。

此外，作为本发明的另一实施方式，使第一电阻器R1连接在第一MOS晶体管Q1的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，以对第二次级线圈输出的电流进行限流。也就是说，第一电阻器R1可作为一个限流模块对第二次级线圈输出的电流进行限流。但本发明并不限制于此，例如也可以采用其他架构的限流模块对第二次级线圈输出的电流进行限流。

控制模块400包括：脉冲宽度调制(PWM)芯片410、第二MOS晶体管Q2和第二电阻器R2，第二MOS晶体管Q2的栅极连接到脉冲宽度调制芯片410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410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，第二电阻器R2的一端连接到第二MOS晶体管Q2的源极，第二电阻器R2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，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，所述第一初级线圈断开。

稳压模块500包括：第一稳压二极管DT1、第二稳压二极管DT2。第一稳压二极管DT1的阴极连接到第一MOS晶体管Q1的栅极和第一电阻器R1的一端之间，第一稳压二极管DT1的阳极连接到第二稳压二极管DT2的阴极，第二稳压二极管DT2的阳极电性接地。

电压尖峰吸收模块600包括：第一二极管D1、第一电容器C1和第三电阻器R3。第一二极管D1的阳极连接到第二MOS晶体管Q2的漏极，第一二极管D1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，第三电阻器R3的一端连接到第一二极管D1的阴极，第三电阻器R3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，该电压尖峰通过第一二极管D1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，控制模块400根据所述反馈信号调节其提供到第二MOS晶体管Q2的栅极的信号的占空比，从而调节所述负载工作电压的大小。进一步地，电压反馈模块700可以为光电耦合器，但本发明并不限制于此。

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：第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第七电阻器R7和三端稳压管DT3；第四电阻器R4和第五电阻器R5串联连接于负载工作电压输出端Output和三端稳压管DT3的输出端之间，第六电阻器R6和第七电阻器R7串联后一端连接于负载工作电压输出端Output，第六电阻器R6和第七电阻器R7串联后另一端电性接地，三端稳压管DT3的输入端电性接地，三端稳压管DT3的公共端连接于第六电阻器R6和第七电阻器R7之间，电压反馈模块700连接到第五电阻器R5两端，用于侦测第五电阻器R5两端的电压(即第五电阻器R5对所述负载工作电压的分压)。

综上所述，根据本发明的实施例的反激电路能够降低电路功耗，从而提高电源转换效率。此外，本发明的实施例的反激电路在其变压器的初级线圈断开时能够对该初级线圈中的电压尖峰进行吸收，从而避免该电压尖峰破坏电路中的元器件。

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、第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一初级线圈连接所述电压转换模块；

输出模块，分别连接到所述第一次级线圈和所述第二次级线圈；

控制模块，连接到所述第一初级线圈，所述控制模块用于控制所述第一初级线圈的通断；

当所述控制模块控制所述第一初级线圈接通时，所述第一初级线圈接收所述直流电压，以存储能量；当所述控制模块控制所述第一初级线圈断开时，所述第一初级线圈向所述第一次级线圈和所述第二次级线圈释放能量，以使所述第一次级线圈产生负载工作电压且使所述第二次级线圈产生导通控制电压，所述输出模块根据所述导通控制电压输出所述负载工作电压。

2.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：第一MOS晶体管和第一极性电容器；

所述第一MOS晶体管的漏极连接到所述第一次级线圈的一端，所述第一MOS晶体管的源极连接到所述第一极性电容器的阴极并电性接地，所述第一极性电容器的阳极连接到所述第一次级线圈的另一端，所述第一MOS晶体管的栅极连接到所述第二次级线圈的一端，以接收所述第二次级线圈输出的导通控制电压，所述第二次级线圈的另一端电性接地。

3.根据权利要求2所述的反激电路，其特征在于，所述反激电路还包括稳压模块，所述稳压模块连接到所述第一MOS晶体管的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，以用于对所述第二次级线圈输出到所述第一MOS晶体管的栅极的导通控制电压进行稳压。

4.根据权利要求3所述的反激电路，其特征在于，所述稳压模块包括：第一稳压二极管、第二稳压二极管；

所述第一稳压二极管的阴极连接到所述第一MOS晶体管的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，所述第一稳压二极管的阳极连接到所述第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极电性接地。

5.根据权利要求2至4任一项所述的反激电路，其特征在于，所述反激电路还包括限流模块，所述限流模块连接到所述第一MOS晶体管的栅极和所述第二次级线圈的一端之间，以用于对所述第二次级线圈输出的电流进行限流。

6.根据权利要求5所述的反激电路，其特征在于，所述限流模块包括第一电阻器，所述第一电阻器的一端连接到所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一电阻器的另一端连接到所述第二次级线圈的一端。

7.根据权利要求1所述的反激电路，其特征在于，所述控制模块包括：脉冲宽度调制芯片、第二MOS晶体管和第二电阻器；

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二端，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，所述第二电阻器的一端连接到所述第二MOS晶体管的源极，所述第二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，所述第一初级线圈断开。

8.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，所述电压尖峰吸收模块分别连接到所述第一初级线圈的两端，以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。

9.根据权利要求8所述的反激电路，其特征在于，所述电压尖峰吸收模块包括：第一二极管、第一电容器和第三电阻器；

所述第一二极管的阳极连接到所述控制模块和所述第一初级线圈的一端之间，所述第一二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，所述第三电阻器的一端连接到所述第一二极管的阴极，所述第三电阻器的另一端连接到所述第一初级线圈的另一端。

10.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：滤波模块，所述滤波模块连接到所述第一初级线圈和所述电压转换模块之间，所述滤波模块用于对所述电压转换模块输出到所述第一初级线圈的直流电压进行滤波处理；

所述滤波模块包括：第二电容器、第二极性电容器；所述第二电容器的一端连接到所述第一初级线圈的一端，所述第二电容器的另一端连接到接地端，所述第二极性电容器的阳极连接到所述第二电容器的一端，所述第二极性电容器的阴极连接到接地端。