CN110380612A - 一种稳定输出的开关电源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稳定输出的开关电源，其特征在于，开关电源包括输入滤波模块、整流控制模块、输出模块；输入滤波模块包括火线引脚、零线引脚、稳压元件Z1、电容C1、电容C2、第一电阻组、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2，火线引脚、零线引脚分别与稳压元件Z1的两端引脚相连，第一电阻组、电容C1、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2、电容C2依次与稳压元件Z1并联，电容C2的两端还设有火线输出引脚、零线输出引脚；所述整流控制模块分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述整流控制模块包括正极输出端、负极输出端；所述输出模块包括电阻R24、开关控制器U3、电容C37、电容C17、光耦合器OP2、电感T1。本发明开关电源可进行长时间稳定输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关电源，特别是涉及一种稳定输出的开关电源。
背景技术
随着第二工业革命的进步，电力得到了广泛的普及，电器深入到各行各业中。我国公共电网的电压为220V，但电器因其功率不同，所需要的驱动电压也不同，无法直接的接入到公共电网中，需要使用开关电源将公共电网的电压调整至电器的驱动电压，从而确保电器可以安全稳定的工作。但开关电源在长时间工作下，会因多种原因导致电压输出变化，造成电压输出不稳，影响开关电源的使用安全。
发明内容
本发明提供了一种稳定输出的开关电源，以确保开关电源可以稳定输出。
本发明提供了一种稳定输出的开关电源，包括输入滤波模块、整流控制模块、输出模块；
所述输入滤波模块包括火线引脚、零线引脚、稳压元件Z1、电容C1、电容C2、第一电阻组、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2，所述火线引脚、零线引脚分别与稳压元件Z1的两端引脚相连，所述第一电阻组、电容C1、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2、电容C2依次与稳压元件Z1并联，所述电容C2的两端还设有火线输出引脚、零线输出引脚；
所述整流控制模块分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述整流控制模块包括正极输出端、负极输出端；
所述输出模块包括电阻R24、开关控制器U3、电容C37、电容C17、光耦合器OP2、电感T1，所述开关控制器U3上设有若干个D引脚、若干个S引脚、VCC引脚、FB引脚，所述电感 T1包括输入部分T1A、输出部分T2C，所述整流控制模块的正极输出端依次通过电阻R24、电感T1的输入部分T1A与D引脚相连，所述电感T1的输出部分T2C组成12V电源输出端，所述电阻R24通过电容C37与S引脚相连，所述S引脚与整流控制模块的负极输出端相连，所述 S引脚通过电容C17与FB引脚相连，所述光耦合器OP2包括受光二极管端OP2B、发光二极管端OP2A，所述S引脚通过受光二极管端OP2B与FB引脚相连，所述发光二极管端OP2A包括输入端、输出端，所述电感T1的输出部分T2C包括12V正极输出端、负极输出端，所述发光二极管端OP2A的输入端与12V正极输出端相连，所述发光二极管端OP2A的输出端与地线相连。
进一步地，所述整流控制模块包括桥式整流器、控制芯片U1、第一电容组、PNP型三极管、电容C5、二极管D1；所述桥式整流器分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述桥式整流器还包括输出端、输入端，所述第一电容组包括正极输出端、负极输出端，所述输出端通过二极管D1与第一电容组的正极输出端相连，所述输入端与第一电容组的负极输出端相连；所述控制芯片U1还包括GND引脚、VM引脚、CS引脚、BO引脚、V引脚、FB引脚、VCC引脚、DRV 引脚，所述输入端与控制芯片U1的CS引脚相连，所述输出端与控制芯片U1的BO引脚相连，所述控制芯片U1的FB引脚与第一电容组的正极输出端相连，所述控制芯片U1的DRV引脚与 PNP型三极管的B极相连，所述PNP型三极管的C极与桥式整流器的输入端相连，所述PNP型三极管的E极与桥式整流器的输出端相连；所述输入滤波模块还包括并联在第一共模电感LF1、第二共模电感LF2之间的第二电容组，所述第二电容组由第三电容C3、第四电容C4串联组成，所述第三电容C3、第四电容C4之间设有接地线引脚。
更进一步地，所述输出模块还包括二极管D6、电容C60，所述电容C60安装在电感L1输出部分T2C，所述电感T1输出部分T2C的正极端通过二极管D6与电容C60的一端相连，所述所述电感T1输出部分T2C的负极端通过电容C60的另一端相连。
更进一步地，所述输出模块还包括电容C30、二极管D11、电阻R80、电阻R81，所述电阻 R24依次通过电容C30、二极管D11与开关控制器U3的D引脚相连，所述电阻R80与电容C30并联，所述电阻R81与电容C30并联，所述二极管D11的输入端与D引脚相连，所述二极管 D11的输出端与电容C30相连。
更进一步地，所述电感T1还包括输入部分T1B,所述开关控制器U3的S引脚通过输入部分 T1B与开关控制器U3的VCC引脚相连。
更进一步地，所述输出模块还包括二极管D4、二极管D5、电阻R82，所述输入部分T1B 依次通过二极管D5、电阻R82、二极管D4与开关控制器U3，所述二极管D5的输入端与输入部分T1B相连，所述二极管D4输入端与电阻R82相连。
更进一步地，所述输出模块还包括稳压二极管ZD1，所述开关控制器U3的FB引脚通过稳压二极管ZD1的输入端相连，所述稳压二极管ZD1的输出端与二极管D4输入端相连，所述稳压二极管ZD1的输出端还与受光二极管端OP2B相连。
更进一步地，所述输出模块还包括电容C17，所述开关控制器U3的FB引脚通过电容C17 与开关控制器U3的S引脚相连。
更进一步地，所述输出模块还包括电容C15、电容C16、电容C61、电阻R83，所述电容C16两端分别与开关控制器U3的VCC引脚、S引脚相连，所述电容C15的一端分别与稳压二极管ZD1的输出端、二极管D4输入端相连，所述电容C15的另一端与开关控制器U3的S引脚相连，所述电容C61与受光二极管端OP2B并联。
更进一步地，所述输出模块还包括PNP型三极管Q2，所述三极管Q2包括C端、B端、E端，所述三极管Q2包括C端、B端、E端，所述三极管Q2的E端与稳压二极管ZD1的输出端相连，所述三极管Q2的B端与开关控制器U3的S端相连，所述，所述三极管Q2的C端与控制芯片U1的VCC引脚相连。
本发明与现有技术相比，通过采用光耦合器OP2及开关控制器U3，实现对输出电压的有效控制，在电压过高时，可以通过光耦合器OP2控制开关控制器U3的工作状态，确保开关电源输出稳定，提高开关电源使用安全。
附图说明
图1为本发明实施例输入滤波模块电路原理图；
图2为本发明实施例整流控制模块电路原理图；
图3为本发明实施例输出模块电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明实施例公开了一种稳定输出的开关电源，如图1-3所示，包括输入滤波模块、整流控制模块、输出模块；
所述输入滤波模块包括火线引脚、零线引脚、稳压元件Z1、电容C1、电容C2、第一电阻组、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2，所述火线引脚、零线引脚分别与稳压元件Z1的两端引脚相连，所述第一电阻组、电容C1、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2、电容C2依次与稳压元件Z1并联，所述电容C2的两端还设有火线输出引脚、零线输出引脚；
所述整流控制模块分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述整流控制模块包括正极输出端、负极输出端；
所述输出模块包括电阻R24、开关控制器U3、电容C37、电容C17、光耦合器OP2、电感T1，所述开关控制器U3上设有若干个D引脚、若干个S引脚、VCC引脚、FB引脚，所述电感 T1包括输入部分T1A、输出部分T2C，所述整流控制模块的正极输出端依次通过电阻R24、电感T1的输入部分T1A与D引脚相连，所述电感T1的输出部分T2C组成12V电源输出端，所述电阻R24通过电容C37与S引脚相连，所述S引脚与整流控制模块的负极输出端相连，所述 S引脚通过电容C17与FB引脚相连，所述光耦合器OP2包括受光二极管端OP2B、发光二极管端OP2A，所述S引脚通过受光二极管端OP2B与FB引脚相连，所述发光二极管端OP2A包括输入端、输出端，所述电感T1的输出部分T2C包括12V正极输出端、负极输出端，所述发光二极管端OP2A的输入端与12V正极输出端相连，所述发光二极管端OP2A的输出端与地线相连。
可选的，所述整流控制模块包括桥式整流器、控制芯片U1、第一电容组、PNP型三极管、电容C5、二极管D1；所述桥式整流器分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述桥式整流器还包括输出端、输入端，所述第一电容组包括正极输出端、负极输出端，所述输出端通过二极管D1与第一电容组的正极输出端相连，所述输入端与第一电容组的负极输出端相连；所述控制芯片U1还包括GND引脚、VM引脚、CS引脚、BO引脚、V引脚、FB引脚、VCC引脚、DRV引脚，所述输入端与控制芯片U1的CS引脚相连，所述输出端与控制芯片U1的BO引脚相连，所述控制芯片U1的FB引脚与第一电容组的正极输出端相连，所述控制芯片U1的DRV引脚与PNP型三极管的B极相连，所述PNP型三极管的C极与桥式整流器的输入端相连，所述PNP 型三极管的E极与桥式整流器的输出端相连；所述输入滤波模块还包括并联在第一共模电感LF1、第二共模电感LF2之间的第二电容组，所述第二电容组由第三电容C3、第四电容C4串联组成，所述第三电容C3、第四电容C4之间设有接地线引脚。
特别的，所述输出模块还包括二极管D6、电容C60，所述电容C60安装在电感L1输出部分T2C，所述电感T1输出部分T2C的正极端通过二极管D6与电容C60的一端相连，所述所述电感T1输出部分T2C的负极端通过电容C60的另一端相连。
特别的，所述输出模块还包括电容C30、二极管D11、电阻R80、电阻R81，所述电阻R24 依次通过电容C30、二极管D11与开关控制器U3的D引脚相连，所述电阻R80与电容C30并联，所述电阻R81与电容C30并联，所述二极管D11的输入端与D引脚相连，所述二极管D11 的输出端与电容C30相连。
特别的，所述电感T1还包括输入部分T1B,所述开关控制器U3的S引脚通过输入部分T1B 与开关控制器U3的VCC引脚相连。
特别的，所述输出模块还包括二极管D4、二极管D5、电阻R82，所述输入部分T1B依次通过二极管D5、电阻R82、二极管D4与开关控制器U3，所述二极管D5的输入端与输入部分T1B相连，所述二极管D4输入端与电阻R82相连。
特别的，所述输出模块还包括稳压二极管ZD1，所述开关控制器U3的FB引脚通过稳压二极管ZD1的输入端相连，所述稳压二极管ZD1的输出端与二极管D4输入端相连，所述稳压二极管ZD1的输出端还与受光二极管端OP2B相连。
特别的，所述输出模块还包括电容C17，所述开关控制器U3的FB引脚通过电容C17与开关控制器U3的S引脚相连。
特别的，所述输出模块还包括电容C15、电容C16、电容C61、电阻R83，所述电容C16两端分别与开关控制器U3的VCC引脚、S引脚相连，所述电容C15的一端分别与稳压二极管ZD1 的输出端、二极管D4输入端相连，所述电容C15的另一端与开关控制器U3的S引脚相连，所述电容C61与受光二极管端OP2B并联。
特别的，所述输出模块还包括PNP型三极管Q2，所述三极管Q2包括C端、B端、E端，所述三极管Q2包括C端、B端、E端，所述三极管Q2的E端与稳压二极管ZD1的输出端相连，所述三极管Q2的B端与开关控制器U3的S端相连，所述，所述三极管Q2的C端与控制芯片 U1的VCC引脚相连。
其中，输出模块具有变压器结构，使输出模块的输出电压与用电设备的工作电压相匹配，使用电设备可以正常工作。桥式整流器的输出端、输入端还与电容C5相连，所述输入端与控制芯片U1的CS引脚之间通过电阻R7相连，所述输出端与控制芯片U1的BO引脚之间设有串联的电阻R3、电阻R4，BO引脚还与电阻R5相连，电阻R5与电容C19的一端相连，电容C19的另一端与地线相连，电阻R8、电容C6均与电阻R5并联，控制芯片U1的V引脚通过依次通过电阻R6、电容C8与电容C19、电阻R5之间的电路结构相连，电容C9与电阻R6、电容C8的电路结构并联。控制芯片U1的FB引脚串联的电阻R19、电阻R18与第一电容组的正极输出端相连，控制芯片U1的FB引脚还通过电容C10与电容C19相连，电阻R20与电容C10并联。 DRV引脚通过电阻R13与PNP型三极管的B极相连，GND引脚与电容C19相连，VM引脚通过并联的电容C7、电阻R23与电容C19相连。PNP型三极管的B极还通过二极管D3与C极相连，且二极管D3的电流流动方向为由B极至E极。
本发明实施例通过采用光耦合器OP2及开关控制器U3，实现对输出电压的有效控制，在电压过高时，可以通过光耦合器OP2控制开关控制器U3的工作状态，确保开关电源输出稳定，提高开关电源使用安全。
可选的，如图1和图2所示，所述输入滤波模块还包括并联在第一共模电感LF1、第二共模电感LF2之间的第二电容组，所述第二电容组由第三电容C3、第四电容C4串联组成，所述第三电容C3、第四电容C4之间设有接地线引脚。
可选的，如图1和图2所示，所述输入滤波模块的火线输出端与第二电容C2之间还设有电感器L5。
可选的，如图1和图2所示，所述第一电容组由电容C11、电容C12、电容C13、电容C33并联组成，所述电容C11、电容C12、电容C13均为大容量电容。
可选的，如图1和图2所示，所述PNP型三极管的E极与桥式整流器的输出端之间还包括第一N沟道绝缘栅场效应管Q1，所述第一N沟道绝缘栅场效应管Q1的D极与桥式整流器的输出端相连，所述第一N沟道绝缘栅场效应管Q1的G极与PNP型三极管的E极相连，所述第一 N沟道绝缘栅场效应管Q1的S极与PNP型三极管的C极相连。
其中，如图2所示，第一N沟道绝缘栅场效应管Q1的D极还通过依次串联的电阻R25、电容C18与第一电容组的正极输出端相连，电阻R25A与电阻R25并联，第一N沟道绝缘栅场效应管Q1的G极通过电阻R11与PNP型三极管的E极相连，第一N沟道绝缘栅场效应管Q1 的G极还通过电阻R12与PNP型三极管的C极相连。
特别的，所述整流控制模块还包括第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A，所述第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A与第一N沟道绝缘栅场效应管Q1并联，所述第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A 的D极与桥式整流器的输出端相连，所述第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A的G极与PNP型三极管的E极相连，所述第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A的S极与PNP型三极管的C极相连。
其中，第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A的D极还通过二极管D2与第一电容组的正极输出端相连，第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A的G极通过电阻R11A与PNP型三极管的E极相连，第二N沟道绝缘栅场效应管Q1A的G极还通过电阻R12A与PNP型三极管的C极相连，第二 N沟道绝缘栅场效应管Q1A的D极还通过电容C29与PNP型三极管的C极相连，二极管D2 通过电容C45与PNP型三极管的C极相连。
可选的，所述整流控制模块还包括热敏电阻N1，所述热敏电阻N1安装在二极管D1与第一电容组的正极输出端之间。
可选的，所述第一电阻组包括电阻R1、电阻R1A、电阻R2、电阻R2A，所述电阻R1与电阻R2串联，所述电阻R1A与电阻R1并联，所述电阻R2A与电阻R2并联。
可选的，所述PNP型三极管的E极与桥式整流器的输出端之间还设有电感L1A。
可选的，所述整流控制模块还包括第二电阻组，所述第二电阻组由电阻R9、电阻R10、电阻R10A并联组成，所述第二电阻组安装在PNP型三极管的C极与桥式整流器的输入端之间。
本发明实施通过采用第一共模电感LF1、第二共模电感LF2，实现对输入电压的滤波，确保输入的交流电压稳定。同时本发明实施例通过采用第一电容组，使整流控制模块具有较强的电能容纳能力，在输入电压不稳的情况下，可以有效起到稳压作用，使开关电源在大功率工作的条件下仍能保持恒压效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种稳定输出的开关电源，其特征在于，所述开关电源包括输入滤波模块、整流控制模块、输出模块；
所述输入滤波模块包括火线引脚、零线引脚、稳压元件Z1、电容C1、电容C2、第一电阻组、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2，所述火线引脚、零线引脚分别与稳压元件Z1的两端引脚相连，所述第一电阻组、电容C1、第一共模电感LF1、第二共模电感LF2、电容C2依次与稳压元件Z1并联，所述电容C2的两端还设有火线输出引脚、零线输出引脚；
所述整流控制模块分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述整流控制模块包括正极输出端、负极输出端；
所述输出模块包括电阻R24、开关控制器U3、电容C37、电容C17、光耦合器OP2、电感T1，所述开关控制器U3上设有若干个D引脚、若干个S引脚、VCC引脚、FB引脚，所述电感T1包括输入部分T1A、输出部分T2C，所述整流控制模块的正极输出端依次通过电阻R24、电感T1的输入部分T1A与D引脚相连，所述电感T1的输出部分T2C组成12V电源输出端，所述电阻R24通过电容C37与S引脚相连，所述S引脚与整流控制模块的负极输出端相连，所述S引脚通过电容C17与FB引脚相连，所述光耦合器OP2包括受光二极管端OP2B、发光二极管端OP2A，所述S引脚通过受光二极管端OP2B与FB引脚相连，所述发光二极管端OP2A包括输入端、输出端，所述电感T1的输出部分T2C包括12V正极输出端、负极输出端，所述发光二极管端OP2A的输入端与12V正极输出端相连，所述发光二极管端OP2A的输出端与地线相连。
2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述整流控制模块包括桥式整流器、控制芯片U1、第一电容组、PNP型三极管、电容C5、二极管D1；所述桥式整流器分别与火线输出引脚、零线输出引脚相连，所述桥式整流器还包括输出端、输入端，所述第一电容组包括正极输出端、负极输出端，所述输出端通过二极管D1与第一电容组的正极输出端相连，所述输入端与第一电容组的负极输出端相连；所述控制芯片U1还包括GND引脚、VM引脚、CS引脚、BO引脚、V引脚、FB引脚、VCC引脚、DRV引脚，所述输入端与控制芯片U1的CS引脚相连，所述输出端与控制芯片U1的BO引脚相连，所述控制芯片U1的FB引脚与第一电容组的正极输出端相连，所述控制芯片U1的DRV引脚与PNP型三极管的B极相连，所述PNP型三极管的C极与桥式整流器的输入端相连，所述PNP型三极管的E极与桥式整流器的输出端相连；所述输入滤波模块还包括并联在第一共模电感LF1、第二共模电感LF2之间的第二电容组，所述第二电容组由第三电容C3、第四电容C4串联组成，所述第三电容C3、第四电容C4之间设有接地线引脚。
3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括二极管D6、电容C60，所述电容C60安装在电感L1输出部分T2C，所述电感T1输出部分T2C的正极端通过二极管D6与电容C60的一端相连，所述所述电感T1输出部分T2C的负极端通过电容C60的另一端相连。
4.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括电容C30、二极管D11、电阻R80、电阻R81，所述电阻R24依次通过电容C30、二极管D11与开关控制器U3的D引脚相连，所述电阻R80与电容C30并联，所述电阻R81与电容C30并联，所述二极管D11的输入端与D引脚相连，所述二极管D11的输出端与电容C30相连。
5.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述电感T1还包括输入部分T1B,所述开关控制器U3的S引脚通过输入部分T1B与开关控制器U3的VCC引脚相连。
6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括二极管D4、二极管D5、电阻R82，所述输入部分T1B依次通过二极管D5、电阻R82、二极管D4与开关控制器U3，所述二极管D5的输入端与输入部分T1B相连，所述二极管D4输入端与电阻R82相连。
7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括稳压二极管ZD1，所述开关控制器U3的FB引脚通过稳压二极管ZD1的输入端相连，所述稳压二极管ZD1的输出端与二极管D4输入端相连，所述稳压二极管ZD1的输出端还与受光二极管端OP2B相连。
8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括电容C17，所述开关控制器U3的FB引脚通过电容C17与开关控制器U3的S引脚相连。
9.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括电容C15、电容C16、电容C61、电阻R83，所述电容C16两端分别与开关控制器U3的VCC引脚、S引脚相连，所述电容C15的一端分别与稳压二极管ZD1的输出端、二极管D4输入端相连，所述电容C15的另一端与开关控制器U3的S引脚相连，所述电容C61与受光二极管端OP2B并联。
10.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述输出模块还包括PNP型三极管Q2，所述三极管Q2包括C端、B端、E端，所述三极管Q2包括C端、B端、E端，所述三极管Q2的E端与稳压二极管ZD1的输出端相连，所述三极管Q2的B端与开关控制器U3的S端相连，所述，所述三极管Q2的C端与控制芯片U1的VCC引脚相连。
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