CN110212748A - 一种宽电压电源输入电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种宽电压电源输入电路，涉及供电技术领域。电源输入电路包括整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路，整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路依次电连接，其中，APFC升压模块用于当经过整流模块整流后的电压大于目标值时，进入过压保护状态，当整流后的电压小于目标值时，进入升压状态，以使输入电解电容的电压大于或等于目标值。本发明提供的宽电压电源输入电路具有降低了成本、不易出现故障以及改善了开关电源功率因数的优点。

Description

一种宽电压电源输入电路
技术领域
本发明涉及供电技术领域，具体而言，涉及一种宽电压电源输入电路。
背景技术
开关电源是电力终端产品最重要的组成部分，传统电力终端包含三种电压供电规格：三线四线57.7V/100V、三相三线100V、三相四线220V/380V，通常都是按照不同的电压规格设计各自的电源方案。宽电压范围输入电源需同时兼容以上三种电压规格。
目前电力终端上基本都是通过一颗PWM调试芯片采用反激变压器的方式来实现，然而，由于低压输入时电容大容量的需求，以及高电压输入时电容高耐压的需求，因此需要选择超大容量的高压电解电容，增大了成本。同时，利用大容量的电解电容进行工作过程中，在低压启动时，较低的输入电压导致电解电容两端电压上升缓慢，从而严重影响产品启动时间，用户体差。
发明内容
本发明提供了一种宽电压电源输入电路，以解决现有技术中当需要实现宽电压输入时需要选择超大容量的电解电容，造成成本较高且启动时间较慢的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种宽电压电源输入电路，所述电源输入电路包括整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路，所述整流模块、所述APFC升压模块、所述电解电容、所述控制电路以及所述低压输出电路依次电连接，其中，所述APFC升压模块用于当经过所述整流模块整流后的电压大于目标值时，进入过压保护状态；或当整流后的电压小于目标值时，进入升压状态，以使输入所述电解电容的电压大于或等于所述目标值。
进一步地，所述APFC升压模块包括APFC取电电路与APFC控制电路，所述APFC控制电路分别与所述整流模块、所述电解电容以及所述APFC取电电路电连接，所述APFC取电电路还与所述电解电容的输入端电连接，并用于获取所述电解电容的输入端的电压值；
所述APFC控制电路用于在所述电解电容输入端的电压值大于目标值时，通过第一通路为所述电解电容供电，或在所述电解电容输入端的电压值小于目标值时，通过第二通路为所述电解电容供电。
进一步地，所述APFC控制电路包括APFC调制芯片、升压变压器、辅助绕组电路、第一开关管以及第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述整流模块的输出端电连接，所述第一二极管的阴极与所述的电解电容的输入端电连接，所述升压变压器的一端与所述整流模块的输出端电连接，所述升压变压器的另一端与所述电解电容的输入端电连接，所述辅助绕组电路与所述升压变压器电连接，且所述辅助绕组电路还与所述APFC调制芯片电连接，所述APFC调制芯片与所述第一开关管的电连接，所述第一开关管还与所述升压变压器的另一端电连接。
进一步地，所述辅助绕组电路还与所述APFC取电电路电连接，以关断所述APFC取电电路中的第二开关管。
进一步地，所述辅助绕组电路包括第一电阻、第一电容、第一稳压二极管、第二二极管、第三二极管以及第二电容，所述第一电阻、所述第一电容、所述第二二极管、所述第三二极管依次串联，所述第一电阻还与所述升压变压器的辅助绕组电连接，以通过所述辅助绕组耦合取电，第三二极管的阴极与所述APFC调制芯片的电源端口电连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第二二极管的阳极电连接，所述第一稳压二极管的阳极接地，所述第二电容的一端与所述第二二极管的阴极电连接，所述第二电容的另一端接地。
进一步地，所述APFC取电电路包括第三通路与第四通路，所述第三通路与所述第四通路均与取电端电连接，所述第三通路包括第二开关管，所述第二开关管用于在所述取电端的电压小于目标值时导通，以使所述第三通路导通，所述第四通路用于在所述取电端的电压高于目标值使导通。
进一步地，所述第三通路还包括第二电阻、第三电阻、第四二极管以及第三电容，所述第二电阻与所述第三电阻的一端均与所述取电端电连接，所述第二电阻与所述第二开关管的第一端电连接，所述第三电阻与所述第二开关管的第二端电连接，所述第二开关管的第三端与所述第四二极管、所述第三电容依次串联，且所述第四二极管的阴极与所述APFC控制电路电连接。
进一步地，所述第三通路还包第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二开关管的第一端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第二开关管的第三端电连接。
进一步地，所述第四通路包括第二稳压二极管、第五电阻、第六电阻以及第一三极管，所述第二稳压二极管的阴极与所述取电端电连接，所述第二稳压二极管的阳极与所述第五电阻的一端电连接，所述的第五电阻的另一端与所述第一三极管的基极、所述第六电阻的一端电连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第一三极管发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二开关管的基极电连接。
进一步地，所述APFC取电电路还包括关断电路，所述关断电路包括第七电阻、第八电阻以及第二三极管，所述第七电阻的一端与所述APFC控制电路电连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端、所述第二三极管的基极电连接，所述第八电阻的另一端接地，所述的第二三极管的基极接地，所述第二三极管的集电极与所述第二开关管的基极电连接。
相对与现有技术，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种宽电压电源输入电路，电源输入电路包括整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路，整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路依次电连接，其中，APFC升压模块用于当经过整流模块整流后的电压大于目标值时，进入过压保护状态，当整流后的电压小于目标值时，进入升压状态，以使输入电解电容的电压大于或等于目标值。一方面，由于本发明提供的电压电源输入电路由于增加了APFC升压模块，使得在经过整流桥整流后电源的电压值即使为低电压，也能够升压至目标电压，从而可实现更低电压启动，同时使得电解电容在宽电压输入范围条件下无需太大的容量便可满足设计需求，降低了成本且优化了开关电源启动时间。第二方面，由于整流后的电压大于目标值时，APFC升压模块进入过压保护状态，进而能够实现对APFC升压模块的保护，不易损坏。第三方面，由于APFC升压模块同时具有提升功率因数的效果，因此本申请提供的宽电压电源输入电路还具有改善开关电源功率因数的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的宽电压电源输入电路的模块示意图。
图2为本发明实施例提供的整流模块的电路图。
图3为本发明实施例提供的APFC控制电路的电路图。
图4为本发明实施例提供的APFC取电电路的电路图。
图5为本发明实施例提供的boost升压模型的电路图。
图6为本发明实施例提供的电解电容、控制电路以及低压输出电路的电路图。
附图标记说明：
1-宽电压电源输入电路；2-整流模块；3-APFC升压模块；31-APFC控制电路；311-APFC调制芯片；312-升压变压器；313-辅助绕组电路；3131-第一电阻；3132-第一电容；3133-第一稳压二极管；3134-第二二极管；3135-第三二极管；3136-第二电容；314-第一开关管；315-第一二极管；32-APFC取电电路；321-第三通路；3211-第二开关管；3212-第二电阻；3213-第三电阻；3214-第四二极管；3215-第三电容；3216-第四电阻；322-第四通路；3221-第二稳压二极管；3222-第五电阻；3223-第六电阻；3224-第一三极管；323-关断电路；3231-第七电阻；3232-第八电阻；3233-第二三极管；4-电解电容；5-控制电路；6-低压输出电路。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
目前，电力终端一般包含三线四线57.7V/100V、三相三线100V、三相四线220V/380V三种电压，当在宽电压范围内进行供电时，需要同时兼容以上三种规则。然而，在电路设计的过程中，需要同时考虑单相低压输入时大容量的需求，以及高电压输入时电容高耐压的需求，因此在电路中需要采用超大容量的高压电解电容，其一般通过多个高压电解电容串联或并联的方式实现，进而导致了成本的增加。同时，在使用多个高压电解电容串联或并联后，由于在低压启动时，较低的输入电压导致电解电容两端电压上升缓慢，从而严重隐形产品启动时间，用户体验感较差。同时，在高频变压器设计时，需要考虑最大占空比，设计的最大占空比越小，变压器原副边的匝比n越小，而匝比越小，二次侧整流二极管耐压要求就会越高。由于宽电压范围输入(最小电压更低或者最大输入电压更高)，同样占空比的条件下设计所得的匝比n会比常规电压范围输入时算得的匝比小很多，最终导致二次侧需要更高耐压的二极管，进一步增加了成本。
有鉴于此，请参阅图1，本发明实施例提供了一种宽电压电源输入电路1，电源输入电路包括整流模块2、APFC(Active Power Factor Correction，有源功率因数校正)升压模块、电解电容4、控制电路5以及低压输出电路6，整流模块2、APFC升压模块3、电解电容4、控制电路5以及低压输出电路6依次电连接，其中，当经过整流模块2整流后的电压大于目标值时，APFC升压模块3进入过压保护状态，当整流后的电压小于目标值时，APFC升压模块3进入升压状态，以使输入电解电容4的电压大于或等于目标值。
通过增加APFC升压模块3，一方面，使得在经过整流桥整流后电源的电压值即使为低电压，也能够升压至目标电压，从而可实现更低电压启动，同时使得电解电容4在宽电压输入范围条件下无需太大的容量便可满足设计需求，降低了成本且优化了开关电源启动时间。第二方面，由于整流后的电压大于目标值时，APFC升压模块3进入过压保护状态，进而能够实现对APFC升压模块3的保护，不易损坏。第三方面，由于APFC升压模块3同时具有提升功率因数的效果，因此本申请提供的宽电压电源输入电路1还具有改善开关电源功率因数的效果。
需要说明白的是，考虑到APFC升压模块3的开关频率为变频，过高的目标电压会增加开关频率，导致开关损耗过高，而过高的目标电压同样会给升压变压器312的辅助绕组设计带来困难。因此，本实施例所述的目标值设置为300V，当整流后端电压小于300V时，APFC升压模块3进入升压状态工作，使得经过APFC升压模块3升压后的电压大于或者等于300V；当整流后端电压超过300V时，升压电路进入过压保护状态，不工作。
具体地，请参阅图2，本申请提供的整流模块2为采用整流桥，通过整流桥对输入电源进行整流，并将整流后的电源输出至APFC升压模块3。
并且，请参阅3与图4，本实施例提供的APFC升压模块3包括APFC取电电路32与APFC控制电路31，APFC控制电路31分别与整流模块2、电解电容4以及APFC取电电路32电连接，APFC取电电路32还与电解电容4的输入端电连接，并用于获取电解电容4的输入端的电压值。APFC控制电路31用于电解电容输入端的电压值大于目标值时，通过第一通路为电解电容4供电，或在电解电容输入端的电压值小于目标值时，通过第二通路为电解电容4供电。
具体地，APFC控制电路31包括APFC调制芯片311、升压变压器312、辅助绕组电路313、第一开关管314以及第一二极管315，第一二极管315的阳极与整流模块2的输出端电连接，第一二极管315的阴极与的电解电容4的输入端电连接，升压变压器312的一端与整流模块2的输出端电连接，升压变压器312的另一端与电解电容4的输入端电连接，辅助绕组电路313与升压变压器312电连接，且辅助绕组电路313还与APFC调制芯片311电连接，APFC调制芯片311与第一开关管314的电连接，第一开关管314还与升压变压器312的另一端电连接。其中，本实施例提供的第一通路指整流桥通过第一二极管315与电解电容4之间形成回路，本实施例提供的第二通路指整流桥通过升压变压器312的与电解电容4之间形成回路。
同时，需要说明的是，本实施例所述的通过第一通路为电解电容4供电，在实际电路工作中，第一通路与第二通路中均有电流流过，但第二通路中电流较小，主要通过第一通路为电解电容4供电。同理地，本实施例所述的通经过第二通路为电解电容4供电，在实际电路工作中，第一通路与第二通路中均有电流流过，但第一通路中电流较小，主要通过第二通路为电解电容4供电。
同时，辅助绕组电路313还与APFC取电电路32电连接，以关断APFC取电电路32中的第二开关管3211。具体地，辅助绕组电路313包括第一电阻3131、第一电容3132、第一稳压二极管3133、第二二极管3134、第三二极管3135以及第二电容3136，第一电阻3131、第一电容3132、第二二极管3134、第三二极管3135依次串联，第一电阻3131还与升压变压器312的辅助绕组电连接，以通过辅助绕组耦合取电，第三二极管3135的阴极与APFC调制芯片311的电源端口电连接，第一稳压二极管3133的阴极与第二二极管3134的阳极电连接，第一稳压二极管3133的阳极接地，第二电容3136的一端与第二二极管3134的阴极电连接，第二电容3136的另一端接地，且第二二极管3134阴极与APFC取电电路32电连接。
进一步地，APFC取电电路32包括第三通路321与第四通路322，第三通路321与第四通路322均与取电端电连接，第三通路321包括第二开关管3211，第二开关管3211用于在取电端的电压小于目标值时导通，以使第三通路321导通，第四通路322用于在取电端的电压高于目标值导通。
具体地，第三通路321还包括第二电阻3212、第三电阻3213、第四二极管3214以及第三电容3215，第二电阻3212与第三电阻3213的一端均与取电端电连接，第二电阻3212与第二开关管3211的第一端电连接，第三电阻3213与第二开关管3211的第二端电连接，第二开关管3211的第三端与第四二极管3214、第三电容3215依次串联，且第四二极管3214的阴极与APFC控制电路31电连接。
同时，由于在接入高压时，第二开关管3211的电压较高，容易导致第二开关管3211损坏，有鉴于此，第三通路321还包第四电阻3216，第四电阻3216的一端与第二开关管3211的第一端电连接，第四电阻3216的另一端与第二开关管3211的第三端电连接。通过设置第四电阻3216，能够使得在接入高压时，电流从第四电阻3216的直流流过，从而不会造成第二开关管3211的损坏，且本申请提供的第二开关管3211为NMOS开关管。
进一步地，第四通路322包括第二稳压二极管3221、第五电阻3222、第六电阻3223以及第一三极管3224，第二稳压二极管3221的阴极与取电端电连接，第二稳压二极管3221的阳极与第五电阻3222的一端电连接，的第五电阻3222的另一端与第一三极管3224的基极、第六电阻3223的一端电连接，第六电阻3223的另一端接地，第一三极管3224发射极接地，第一三极管3224的集电极与第二开关管3211的基极电连接。
同时，APFC取电电路32还包括关断电路323，关断电路323包括第七电阻3231、第八电阻3232以及第二三极管3233，第七电阻3231的一端与APFC控制电路31电连接，第七电阻3231的另一端分别与第八电阻3232的一端、第二三极管3233的基极电连接，第八电阻3232的另一端接地，的第二三极管3233的基极接地，第二三极管3233的集电极与第二开关管3211的基极电连接。
本发明提供的APFC升压模块3的工作原理为：
在三种电压电源中的任意一种电源输入时，经过整流桥进行整流后电路通过第一二极管315与升压变压器312形成回路，APFC控制电路31通过图示R14与R18组成的反馈电阻进行采样，利用R14与R18分压后通过FB引脚实现电压检测。其中，本实施例中，FB引脚设定为2.5V，当经过整流后的电压大于目标值时，FB引脚获取的采样电压会大于2.5V，当经过整流后的电压小于目标值时，FB引脚获取的采样电压会小于2.5V，进而相应的控制对应的第一通路或第二通路为电解电容4供电。
同时，以目标值为300V为例，当APFC取电电路从取电端VHV_DC获取的电压小于300V时，由于第四通路322中的第二稳压二极管3221的作用，第四通路322不导通，此时通过第二电阻3212与第三电阻3213的作用，使得第二开关管3211导通，进而启动并建立反馈。
具体地，在第二开关管3211导通后，第二电阻3212、第二开关管3211、第四二极管3214以及第三电容3215形成闭合回路，使得第三通路321中的第三电容3215持续处于充电状态，由于第二开关管3211的阴极还与APFC调制芯片311的电源端口连接，因此当第三电容3215中的充电电压达到APFC调制芯片311的启动电压后，APFC调制芯片311启动，同时，在APFC调制芯片311启动后，APFC调制芯片311的电源端口VCC_N1由辅助绕组电路313接管。
在APFC调制芯片311启动后，APFC调制芯片311的GATE端口输出方波信号，以控制第一开关管314处于不断开关的过程中，在APFC升压模块3内组成boost升压电路。
请参阅图5，为boost升压模型的电路图，当开关闭合时，输入电压流过电感L，二极管防止电容对地放电，由于输出是直流电，因此电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。当将开关断开时，电感L、二极管以及电容形成新的闭合回路，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0，由于原来的电路已断开，因此电感只能通过新回路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压，从而完成升压过程。
同理地，本申请提供的升压变压器312等同于上述模型中的电感L，第一开关管314等同于上述模型中的开关，二极管VD6等同于上述模型中的二极管，电解电容4等同于上述模型中的电容，通过APFC调制芯片311控制第一开关管314不断的进行关闭与断开，能够实现升压过程，保证输入电解电容4的电压大于或等于300V。
进一步地，辅助绕组电路313通过升压变压器312的耦合作用，在辅助绕组上实现耦合取电，进而在APFC调制芯片311启动后，辅助绕组电路313接管APFC调制芯片311的VCC_N1端口，为APFC调制芯片311供电。
同时，辅助绕组电路313上还会产生电压VC_AUX，并作用于APFC取电电路32中的关断电路323。具体地，VC_AUX经过第七电阻3231与第八电阻3232的作用使第二三极管3233导通，进而使第二开关管3211关断，达到降低功耗的作用。综上，辅助绕组电路313不仅能够为APFC调制芯片311供电，还能够起到关断第二开关管3211，降低功耗的作用。
进一步地，当从取电端VHV_DC获取的电压大于300V时，第四通路322导通，此时升压电路不工作，VC_AUX无电压，且第二稳压二极管3221、第五电阻3222、第六电阻3223组成过压检测电路使第一三极管3224导通，进而使第二开关管3211关断，达到降低功耗的作用。此时电流主要从第一二极管315的线路上输出至电解电容4。
即在本实施例中，在三相四线57.7V与三相三线100V时输入时，升压电路工作，升压后端即电解电容4电压提升至300V；在三相四线220V输入时，整流后端电压538V，升压电路进入过压保护状态，升压电路不工作，输入电压通过第一二极管315直接给到后端电容。
进一步地，通过加入APFC升压模块3，使得高压电解电容4在宽电压输入范围条件下无需太大的容量便可满足设计需求。
请参阅图6，控制电路5包括PWM调制芯片与反激变压器，由于低压输入时电解电容4两端电压已经过APFC升压模块3进行升压，因此在设计为同样的占空比条件下，变压器匝比n要比低压输入时算得的匝比大很多，二次侧整流二极管耐压应力要求也相应降低，可降低成本。
低压输出电路6经过变压器隔离后，得到系统所需的工作电压。
本发明提供了一种宽电压电源输入电路，电源输入电路包括整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路，整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路依次电连接，其中，APFC升压模块用于当经过整流模块整流后的电压大于目标值时，进入过压保护状态，当整流后的电压小于目标值时，进入升压状态，以使输入电解电容的电压大于或等于目标值。一方面，由于本发明提供的电压电源输入电路由于增加了APFC升压模块，使得在经过整流桥整流后电源的电压值即使为低电压，也能够升压至目标电压，从而可实现更低电压启动，同时使得电解电容在宽电压输入范围条件下无需太大的容量便可满足设计需求，降低了成本且优化了开关电源启动时间。第二方面，由于整流后的电压大于目标值时，APFC升压模块进入过压保护状态，进而能够实现对APFC升压模块的保护，不易损坏。第三方面，由于APFC升压模块同时具有提升功率因数的效果，因此本申请提供的宽电压电源输入电路还具有改善开关电源功率因数的效果。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种宽电压电源输入电路，其特征在于，所述电源输入电路包括整流模块、APFC升压模块、电解电容、控制电路以及低压输出电路，所述整流模块、所述APFC升压模块、所述电解电容、所述控制电路以及所述低压输出电路依次电连接，其中，
所述APFC升压模块用于当经过所述整流模块整流后的电压大于目标值时，进入过压保护状态；
或当整流后的电压小于目标值时，进入升压状态，以使输入所述电解电容的电压大于或等于所述目标值。
2.根据权利要求1所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述APFC升压模块包括APFC取电电路与APFC控制电路，所述APFC控制电路分别与所述整流模块、所述电解电容以及所述APFC取电电路电连接，所述APFC取电电路还与所述电解电容的输入端电连接，并用于获取所述电解电容的输入端的电压值；
所述APFC控制电路用于在所述电解电容输入端的电压值大于目标值时，通过第一通路为所述电解电容供电，或在所述电解电容输入端的电压值小于目标值时，通过第二通路为所述电解电容供电。
3.根据权利要求2所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述APFC控制电路包括APFC调制芯片、升压变压器、辅助绕组电路、第一开关管以及第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述整流模块的输出端电连接，所述第一二极管的阴极与所述的电解电容的输入端电连接，所述升压变压器的一端与所述整流模块的输出端电连接，所述升压变压器的另一端与所述电解电容的输入端电连接，所述辅助绕组电路与所述升压变压器电连接，且所述辅助绕组电路还与所述APFC调制芯片电连接，所述APFC调制芯片与所述第一开关管的电连接，所述第一开关管还与所述升压变压器的另一端电连接。
4.根据权利要求3所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述辅助绕组电路还与所述APFC取电电路电连接，以关断所述APFC取电电路中的第二开关管。
5.根据权利要求3所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述辅助绕组电路包括第一电阻、第一电容、第一稳压二极管、第二二极管、第三二极管以及第二电容，所述第一电阻、所述第一电容、所述第二二极管、所述第三二极管依次串联，所述第一电阻还与所述升压变压器的辅助绕组电连接，以通过所述辅助绕组耦合取电，第三二极管的阴极与所述APFC调制芯片的电源端口电连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第二二极管的阳极电连接，所述第一稳压二极管的阳极接地，所述第二电容的一端与所述第二二极管的阴极电连接，所述第二电容的另一端接地。
6.根据权利要求2所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述APFC取电电路包括第三通路与第四通路，所述第三通路与所述第四通路均与取电端电连接，所述第三通路包括第二开关管，所述第二开关管用于在所述取电端的电压小于目标值时导通，以使所述第三通路导通，所述第四通路用于在所述取电端的电压高于目标值使导通。
7.根据权利要求6所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述第三通路还包括第二电阻、第三电阻、第四二极管以及第三电容，所述第二电阻与所述第三电阻的一端均与所述取电端电连接，所述第二电阻与所述第二开关管的第一端电连接，所述第三电阻与所述第二开关管的第二端电连接，所述第二开关管的第三端与所述第四二极管、所述第三电容依次串联，且所述第四二极管的阴极与所述APFC控制电路电连接。
8.根据权利要求7所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述第三通路还包第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二开关管的第一端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第二开关管的第三端电连接。
9.根据权利要求6所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述第四通路包括第二稳压二极管、第五电阻、第六电阻以及第一三极管，所述第二稳压二极管的阴极与所述取电端电连接，所述第二稳压二极管的阳极与所述第五电阻的一端电连接，所述的第五电阻的另一端与所述第一三极管的基极、所述第六电阻的一端电连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二开关管的基极电连接。
10.根据权利要求6所述的宽电压电源输入电路，其特征在于，所述APFC取电电路还包括关断电路，所述关断电路包括第七电阻、第八电阻以及第二三极管，所述第七电阻的一端与所述APFC控制电路电连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端、所述第二三极管的基极电连接，所述第八电阻的另一端接地，所述的第二三极管的基极接地，所述第二三极管的集电极与所述第二开关管的基极电连接。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518791A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 上海沪工焊接集团股份有限公司 一种pfc控制电路
CN111064346A (zh) * 2019-12-17 2020-04-24 郑州嘉晨电器有限公司 一种宽范围输入电压的线性电源电路
CN111327187A (zh) * 2020-04-23 2020-06-23 深圳市汇凌信息技术有限公司 一种具有过流检测的显示屏恒压供电电路
WO2021179920A1 (zh) * 2020-03-12 2021-09-16 Oppo广东移动通信有限公司 一种电源变换电路和电源变换方法
CN114217244A (zh) * 2021-11-29 2022-03-22 广西电网有限责任公司玉林供电局 一种输电高压电缆多功能诊断装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09163746A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Ricoh Co Ltd 電源回路
US6185082B1 (en) * 1999-06-01 2001-02-06 System General Corporation Protection circuit for a boost power converter
CN202696121U (zh) * 2012-06-07 2013-01-23 深圳Tcl新技术有限公司 Pfc过压保护电路及开关电源
CN203942440U (zh) * 2014-06-20 2014-11-12 衡阳财经工业职业技术学院 一种功率因数调整电路
CN203984517U (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 重庆尊来科技有限责任公司 出现问题能主动显示的信息处理器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09163746A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Ricoh Co Ltd 電源回路
US6185082B1 (en) * 1999-06-01 2001-02-06 System General Corporation Protection circuit for a boost power converter
CN202696121U (zh) * 2012-06-07 2013-01-23 深圳Tcl新技术有限公司 Pfc过压保护电路及开关电源
CN203942440U (zh) * 2014-06-20 2014-11-12 衡阳财经工业职业技术学院 一种功率因数调整电路
CN203984517U (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 重庆尊来科技有限责任公司 出现问题能主动显示的信息处理器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518791A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 上海沪工焊接集团股份有限公司 一种pfc控制电路
CN111064346A (zh) * 2019-12-17 2020-04-24 郑州嘉晨电器有限公司 一种宽范围输入电压的线性电源电路
CN111064346B (zh) * 2019-12-17 2021-06-18 郑州嘉晨电器有限公司 一种宽范围输入电压的线性电源电路
WO2021179920A1 (zh) * 2020-03-12 2021-09-16 Oppo广东移动通信有限公司 一种电源变换电路和电源变换方法
CN111327187A (zh) * 2020-04-23 2020-06-23 深圳市汇凌信息技术有限公司 一种具有过流检测的显示屏恒压供电电路
CN114217244A (zh) * 2021-11-29 2022-03-22 广西电网有限责任公司玉林供电局 一种输电高压电缆多功能诊断装置及方法

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