一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路
技术领域
本发明属于电源电路技术领域,特别涉及一种抑制开机瞬间冲击电流的开关电源电路。
背景技术
电源电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计,可分为开关电源电路,稳压电源电路,稳流电源电路,功率电源电路,逆变电源电路,DC-DC电源电路,保护电源电路等。
随着科技不断发展,电子产品越来越普及,使用开关电源供电的设备也越来越多,但电源中为了平滑输入整流后的电压及纹波,一般都会采用大容量的高压电容,起到平滑和滤波的作用;如60W的电源一般都使用100U/400V的电容,但在开机瞬间因电容需充电可等效成直通短路情况,所以会产生约100A左右的冲击电流,如果家庭同时使用几个电器则会造成家庭电闸频繁断开,严重时会造成设备损坏,所以目前的适配器电源大都是在产品里增加热敏电阻NTC101(如图1所示),利用负温度系数热敏电阻NTC101减小冲击电流,在开关电源第一次启动时,NTC101阻值很大,可限制冲击电流,随着NTC101的本身发热,其电阻值变小,使其在工作时的功耗减小;
因此热敏电阻NTC101的增加虽然抑制了开机时的输入电流,但因其在工作中一直存在,所以会有严重的损耗产生,除了降低产品的使用寿命外,还会因为目前对产品的效率要求越来越高,而使产品不能满足能效认证的标准,如欧洲的能效VI,是很难满足的;同时因为热敏电阻,温度越高阻值越低,如果是在温度升高的情况下断电再开机则冲击电流会变很大从而造成电源产品的损坏。
如申请号为201220392885.0的专利申请中,公开了一种瞬时启动电流的抑制电路,所述抑制电路一端与电源连接,另一端与负载连接的零线,包括继电器、限流电阻、可控硅驱动光藕,热敏电阻和电容,所述可控硅驱动光藕和所述热敏电阻串联后与所述继电器和所述限流电阻分别并联后,与所述电容的正极连接,所述电容的负极与零线连接。
但是,上述公开的瞬时启动电流的抑制电路,所采用的热敏电阻虽然抑制了开机时的冲击电流,但因其在工作中一直存在,所以会有严重的损耗产生,同时因为热敏电阻,温度越高阻值越低,如果是在温度升高的情况下断电再开机则冲击电流会变很大从而造成电源产品的损坏。
发明内容
为解决上述问题,本发明的首要目的在于提供一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路,在能够抑制开机瞬间冲击电流的同时,能够避免由于热敏电阻的存在所产生的损耗,从而提高电源效率,满足目前的能效要求。
本发明的另一目的在于提供一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路,不会出现因为热敏电阻的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路,包括有输入保护模块、整流滤波模块、启动模块和输出模块;所述输入保护模块分别与整流滤波模块、启动模块连接,所述输出模块设置有第一输入端和第二输入端,所述第一输入端与第二输入端分别与整流滤波模块、启动模块连接;
所述输入保护模块用于输入交流电压,交流电压经过整流滤波模块后,形成平稳的直流电压输入至输出模块的第一输入端,所述输入保护模块与启动模块之间还设置有分压模块,通过输入保护模块输入的交流电压经分压模块进行分压后形成启动模块的启动电压,启动模块启动后使输出模块的第二输入端导通,从而使输出模块正常工作,实现电流的输出;
所述整流滤波模块串联有第一热敏电阻,所述第一热敏电阻两端并联有自锁电路,且所述自锁电路与启动模块连接,当输出模块正常输出后,所述启动模块控制自锁电路导通,从而使第一热敏电阻短路。在本发明中,第一热敏电阻的设置能够抑制开机瞬间冲击电流,同时,通过自锁电路的设置使第一热敏电阻短路后,能够使该电源电路达到正常工作时无限流电阻,避免由于第一热敏电阻的存在所产生的损耗,从而提高电源效率,满足目前的能效要求;而且不会出现因为第一热敏电阻的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
进一步地,所述输出模块还设置有变压器和用于输出电流的电源输出端,所述变压器包括有第一原边和第二原边和副边,所述副边与电源输出端连接,所述变压器的第一原边的其中一端与整流滤波模块连接,所述变压器的第一原边的另一端与启动模块连接,所述变压器的第二原边的一端与启动模块连接,所述变压器的第二原边的另一端接地;所述输入保护模块输入的交流电压经过整流滤波模块后,形成平稳的直流电压输入至变压器的第一原边的其中一端,通过输入保护模块输入的交流电压经分压模块进行分压后形成启动模块的启动电压,启动模块启动后使变压器的第一原边的另一端导通,从而使输出模块正常工作,通过电源输出端实现电流的输出;变压器的第一原边与整流滤波模块连接的一端为输出模块的第一输入端,变压器的第一原边与启动模块连接的一端为输出模块的第二输入端。
进一步地,所述自锁电路包括有线性稳压单元、第一分压单元、第二分压单元、自锁单元和第一MOS管,所述线性稳压单元的一端与启动模块连接,所述线性稳压单元的另一端通过第一分压单元与自锁单元连接,所述自锁单元通过第二分压单元与整流滤波模块的输出端连接,所述第一MOS管的栅极与自锁单元连接,所述第一MOS管的源极和漏极分别连接与第一热敏电阻的两端,且所述第一MOS管的源极接地;当启动模块启动后,使线性稳压单元导通,经过线性稳压单元输出的电压经过第一分压单元后使自锁单元导通,自锁单元导通后会使整流滤波模块输出的电压经第二分压单元分压后经过自锁单元供给第一MOS管的栅极,从而使第一MOS管导通,导致第一热敏电阻短路。在本发明中,通过上述自锁电路的设置,能够实现第一MOS管导通后相当于热敏电阻短路,从而使用于限流的第一热敏电阻不会长时间导通,当电源开启正常后被第一MOS管导通从而形成短路状态,所以不会产生热能及损耗,可大大提高产品的转换效率,满足目前的能效要求;同时不会出现因为第一热敏电阻的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
进一步地,所述线性稳压单元包括有第一三极管、第一稳压二极管、第一电解电容、第一电容、第一电阻;所述第一三极管的集电极与启动模块连接,所述第一三极管的发射极与第一分压单元连接,所述第一稳压二极管的阴极与第一三极管的基极连接,所述第一稳压二极管的阳极接地,所述第一电解电容的正极与第一三极管的集电极连接,所述第一电解电容的负极接地,所述第一电容的一端与第一三极管的发射极连接,所述第一电容的另一端接地,所述第一电阻的一端与第一三极管的基极连接,所述第一电阻的另一端与第一三极管的集电极连接。
进一步地,所述第一分压单元包括有第二电阻和第三电阻,所述第二电阻的一端与第一三极管的发射极连接,所述第二电阻的另一端与第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端接地,所述第二电阻与第三电阻之间的公共端与自锁单元连接。
进一步地,所述第二分压单元包括有第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻,所述第四电阻的一端与整流滤波模块的输出端连接,所述第四电阻的另一端与第五电阻的一端连接,所述第五电阻的另一端与第六电阻的一端连接,所述第六电阻的另一端与第七电阻的一端连接,所述第七电阻的另一端接地,所述第六电阻与第七电阻之间的公共端与自锁单元连接。
进一步地,所述自锁单元包括有第二三极管、第三三极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容;所述第二三极管的基极与第二电阻与第三电阻之间的公共端连接,所述第二三极管的发射极与第十一电阻的一端连接,所述第十一电阻的另一端与第一MOS管的栅极连接,所述第二三极管的集电极与第九电阻的一端连接,所述第九电阻的另一端与第三三极管的基极连接,所述第三三极管的发射极与第六电阻与第七电阻之间的公共端连接,所述第三三极管的集电极与第十电阻的一端连接,所述第十电阻的另一端与第二三极管的基极连接,所述第八电阻的一端与第三三极管的发射极连接,所述第八电阻的另一端与第三三极管的基极连接,所述第二电容的一端与第十电阻与第二三极管之间的公共端连接,所述第二电容的另一端接地。
进一步地,所述整流滤波模块包括有第一整流桥、第二整流桥、和第二电解电容,所述输入保护模块包括有零线输入端、火线输入端、保险丝和压敏电阻,所述保险丝串联于零线输入端,所述压敏电阻的一端与零线输入端连接,所述压敏电阻的另一端与火线输入端连接,所述第一整流桥与第二整流桥均为由4只整流二极管的组合形成的全桥,第一整流桥的两个交流输入端均与零线输入端连接,第一整流桥的其中一个直流输出端与第二电解电容的正极连接,所述第一整流桥的另一个直流输出端与第一热敏电阻的一端连接且接地,所述第一热敏电阻的另一端与第二电解电容的负极连接,所述第二整流桥的两个交流输入端均与火线输入端连接,所述第二整流桥其中一个直流输出端与第二电解电容的正极连接,所述第二整流桥的另一个直流输出端与第一热敏电阻接地的一端连接。在本发明中,保险丝和压敏电阻起到保护作用,第一整流桥和第二整流桥起到整流作用,将交流电变为直流电,第二电解电容起到滤波作用,第一热敏电阻起到限流作用,能够抑制开机时的瞬间冲击电流,所述自锁电路的第四电阻与第二电解电容的正极连接。
进一步地,所述分压模块包括有第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻,所述第十二电阻的一端与零线输入端连接,所述第十二电阻的另一端与第十三电阻的一端连接,所述第十三电阻的另一端与火线输入端连接,所述第十四电阻的一端与第十二电阻与第十三电阻之间的公共端连接,所述第十四电阻的另一端与第十五电阻的一端连接,所述第十五电阻的另一端与启动模块连接。
进一步地,所述启动模块包括有第一控制芯片、第二MOS管、第二热敏电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第三电解电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻,所述第一控制芯片的型号为OB2273,所述第一控制芯片包括有GND管脚、FB管脚、PRT管脚、GATE管脚、VDD管脚和SENSE管脚;
所述第一控制芯片的GND管脚接地;所述第四二极管的阳极与第一控制芯片的PRT管脚连接,所述第四二极管的阴极与第二热敏电阻的一端连接,所述第二热敏电阻的另一端与第二十三电阻的一端连接,所述第二十三电阻的另一端接地;所述第一控制芯片的GATE管脚与第十六电阻的一端连接,所述第十六电阻的另一端与第二十电阻的一端连接,所述第二十电阻的另一端与第二十四电阻的一端连接,所述第二十四电阻的另一端与第十七电阻的一端连接,所述第十七电阻的另一端接地,所述第三二极管的阴极与第十六电阻与第二十电阻之间的公共端连接,所述第三二极管的阳极与第二十电阻与第二十四电阻的公共端连接,所述第二MOS管的栅极与第三二极管的阳极连接,所述第二MOS管的源极与第二十四电阻与第十七电阻的公共端连接,所述变压器的第一原边与启动模块连接的一端与所述第二MOS管的漏极连接,所述第六电容的一端与第二MOS管的源极连接,所述第六电容的另一端与第二MOS管的漏极连接;
所述第一控制芯片的VDD管脚与所述第二十一电阻的一端连接,所述第二十一电阻的另一端与第二二极管的阴极连接,所述第二二极管的阳极与第一二极管的阴极连接,所述第一二极管的阳极与第二十二电阻的一端连接,所述第二十二电阻的另一端与所述输出模块的变压器的第二原边的一端连接,所述变压器的第二原边的另一端接地,所述第二十一电阻与第二二极管的公共端与所述分压模块的第十五电阻连接,所述第五电容的两端并联于第一二极管的两端,所述第四电容的一端与第十五电阻与第一控制芯片的VDD管脚之间的公共端连接,所述第四电容的另一端与第三电解电容的负极连接,所述第三电解电容的正极与第一二极管和第二二极管之间的公共端连接,且所述第四电容和第三电解电容之间的公共端接地,所述自锁电路的第一三极管的集电极与第一二极管和第二二极管之间的公共端连接;
所述第一控制芯片的SENSE管脚与第三电容的一端连接,所述第三电容的另一端接地,所述第十九电阻的一端与第一控制芯片的SENSE与第三电容之间的公共端连接,所述第十九电阻的另一端与第十七电阻与第二十四电阻之间的公共端连接;
所述第十八电阻的一端与第一控制芯片的PRT管脚与第一二极管的公共端连接,所述第十八电阻的另一端与第三电解电容的正极连接。
进一步地,所述电源输出端包括有正极输出端和负极输出端,所述输出模块还包括有第二控制芯片、第三MOS管、第四电解电容、第七电容、第八电容、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻,所述第二控制芯片包括有VG管脚、VSS管脚、HVC管脚、VD管脚、SLEW管脚、VDD管脚;
所述第二控制芯片的VG管脚与第三MOS管的栅极连接,所述第三MOS管的源极与变压器的副边的一端连接,所述变压器的副边的另一端连接有反馈模块,所述反馈模块与第一控制芯片的FB管脚连接,所述第三MOS管的源极与第二十八电阻的一端连接,所述第二十八电阻的另一端与第二控制芯片的VD管脚连接,所述第二控制芯片的VSS管脚与第三MOS管的源极连接,所述第二控制芯片的HVC管脚与第二控制芯片的VSS管脚连接,所述第二控制芯片的SLEW与第二十九电阻的一端连接,所述第二十九电阻的另一端与第八电容的一端连接,所述第八电容的另一端与第二控制芯片的VDD管脚连接,所述第二十九电阻与第八电容的公共端与第三MOS管的源极连接,所述第二十六电阻的一端与第三MOS管的源极连接,所述第二十六电阻的另一端与第七电容的一端连接,所述第七电容的另一端与第四电解电容的正极连接,所述第四电解电容的正极与正极输出端连接,所述第四电解电容的负极与负极输出端连接,所述第二十五电阻的两端并联于第四电解电容的两端,所述第二十七电阻的一端连接于第二十六电阻与第三MOS管的源极之间的公共端,所述第二十七电阻的另一端连接于第二十六电阻与第七电容之间的公共端。
进一步地,所述反馈模块包括有第一光电耦合器、第二稳压二极管、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻,所述第一光电耦合器包括有发光二极管和光敏三极管;
所述光敏三极管的发射极接地,所述光敏三极管的集电极与第三十电阻的一端连接,所述第三十电阻的另一端与所述第九电容的一端连接,所述第九电容的另一端与第十电容的一端连接,所述第十电容的另一端与光敏三极管发射极连接,所述第三十电阻与第九电容之间的公共端与第一控制芯片的FB管脚连接;
所述发光二极管的阴极与第二稳压二极管的阴极连接,所述第二稳压二极管的阳极与第三十五电阻的一端连接,所述第三十五电阻的另一端与第二稳压二极管的阴极连接,所述变压器的副边与反馈模块连接的一端与所述第二稳压二极管的阳极与第三十五电阻之间的公共端连接,所述第三十一电阻的一端与发光二极管的阳极连接,所述第三十一电阻的另一端与第三十四电阻的一端连接,所述第三十四电阻的另一端与第三十六电阻的一端连接,所述第三十六电阻的另一端与第二稳压二极管的阳极与第三十五电阻之间的公共端连接,所述第三十二电阻的两端并联于发光二极管的两端,所述第三十三电阻的一端与第二稳压二极管的阴极与发光二极管的阴极之间的公共端连接,所述三十三电阻的另一端与第十一电容的一端连接,所述第十一电容的另一端与第十二电容的一端连接,所述第十二电容的另一端与第三十六电阻与第三十四电阻之间的公共端连接,所述第三十一电阻与第三十四电阻之间的公共端与所述输出模块的第七电容与第四电解电容的正极之间公共端连接。
本发明的优势在于:在本发明中,通过第一热敏电阻的设置能够抑制开机瞬间冲击电流,同时,通过自锁电路的设置使第一热敏电阻短路后,能够使该电源电路达到正常工作时无限流电阻,避免由于第一热敏电阻的存在所产生的损耗,从而提高电源效率,满足目前的能效要求;而且不会出现因为第一热敏电阻的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
附图说明
图1是现有的开关电源电路的电路结构示意图。
图2是本发明所实施的一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路的第一部分电路结构示意图。
图3是本发明所实施的一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路的第二部分电路结构示意图。
图4是本发明所实施的自锁电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的技术方案如下:
参见图2-4所示,本发明提供一种抑制开机瞬间冲击电流的电源电路,包括有输入保护模块1、整流滤波模块2、启动模块3和输出模块4;输入保护模块1分别与整流滤波模块2、启动模块3连接,输出模块4设置有第一输入端10和第二输入端20,第一输入端10与第二输入端20分别与整流滤波模块2、启动模块3连接;
输入保护模块1用于输入交流电压,交流电压经过整流滤波模块2后,形成平稳的直流电压输入至输出模块4的第一输入端10,输入保护模块1与启动模块3之间还设置有分压模块5,通过输入保护模块1输入的交流电压经分压模块5进行分压后形成启动模块3的启动电压,启动模块3启动后使输出模块4的第二输入端20导通,从而使输出模块4正常工作,实现电流的输出;
整流滤波模块2串联有第一热敏电阻R1,第一热敏电阻R1两端并联有自锁电路6,且自锁电路6与启动模块3连接,当输出模块4正常输出后,启动模块3控制自锁电路6导通,从而使第一热敏电阻R1短路。在本发明中,第一热敏电阻R1的设置能够抑制开机瞬间冲击电流,同时,通过自锁电路6的设置使第一热敏电阻R1短路后,能够使该电源电路达到正常工作时无限流电阻,避免由于第一热敏电阻R1的存在所产生的损耗,从而提高电源效率,满足目前的能效要求;而且不会出现因为第一热敏电阻R1的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
其中,输出模块4还设置有变压器41和用于输出电流的电源输出端,变压器41包括有第一原边411和第二原边412和副边413,副边413与电源输出端连接,变压器41的第一原边411的其中一端与整流滤波模块2连接,变压器41的第一原边411的另一端与启动模块3连接,变压器41的第二原边412的一端与启动模块3连接,变压器41的第二原边412的另一端接地;输入保护模块1输入的交流电压经过整流滤波模块2后,形成平稳的直流电压输入至变压器41的第一原边411的其中一端,通过输入保护模块1输入的交流电压经分压模块5进行分压后形成启动模块3的启动电压,启动模块3启动后使变压器41的第一原边411的另一端导通,从而使输出模块4正常工作,通过电源输出端实现电流的输出。在本发明中,变压器41的第一原边411与整流滤波模块连接的一端为输出模块的第一输入端10,变压器41的第一原边411与启动模块连接的一端为输出模块的第二输入端20,高频电流流入变压器41的第一原边411,从而使变压器41的副边413产生感应电流。
其中,自锁电路6包括有线性稳压单元61、第一分压单元62、第二分压单元63、自锁单元64和第一MOS管Q101A,线性稳压单元61的一端与启动模块3连接,线性稳压单元61的另一端通过第一分压单元62与自锁单元64连接,自锁单元64通过第二分压单元63与整流滤波模块2的输出端连接,第一MOS管Q101A的栅极与自锁单元64连接,第一MOS管Q101A的源极和漏极分别连接与第一热敏电阻R1的两端,且第一MOS管Q101A的源极接地;当启动模块3启动后,使线性稳压单元61导通,经过线性稳压单元61输出的电压经过第一分压单元62后使自锁单元64导通,自锁单元64导通后会使整流滤波模块2输出的电压经第二分压单元63分压后经过自锁单元64供给第一MOS管Q101A的栅极,从而使第一MOS管Q101A导通,导致第一热敏电阻R1短路。在本发明中,通过上述自锁电路6的设置,能够实现第一MOS管Q101A导通后相当于热敏电阻短路,从而使用于限流的第一热敏电阻R1不会长时间导通,当电源开启正常后被第一MOS管Q101A导通从而形成短路状态,所以不会产生热能及损耗,可大大提高产品的转换效率,满足目前的能效要求;同时不会出现因为第一热敏电阻R1的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
其中,线性稳压单元61包括有第一三极管Q402、第一稳压二极管ZD402、第一电解电容C414、第一电容C408、第一电阻R405;第一三极管Q402的集电极与启动模块3连接,第一三极管Q402的发射极与第一分压单元62连接,第一稳压二极管ZD402的阴极与第一三极管Q402的基极连接,第一稳压二极管ZD402的阳极接地,第一电解电容C414的正极与第一三极管Q402的集电极连接,第一电解电容C414的负极接地,第一电容C408的一端与第一三极管Q402的发射极连接,第一电容C408的另一端接地,第一电阻R405的一端与第一三极管Q402的基极连接,第一电阻R405的另一端与第一三极管Q402的集电极连接。在本发明中,通过上述线性稳压单元61的设置,能够线性稳压输出电压。
其中,第一分压单元62包括有第二电阻R425A和第三电阻R426,第二电阻R425A的一端与第一三极管Q402的发射极连接,第二电阻R425A的另一端与第三电阻R426的一端连接,第三电阻R426的另一端接地,第二电阻R425A与第三电阻R426之间的公共端与自锁单元64连接。在本发明中,通过上述第一分压单元62的设置,可以将线性稳压单元61输出的电压进行分压后再使自锁单元64导通。
其中,第二分压单元63包括有第四电阻R105A、第五电阻R105B、第六电阻R105C、第七电阻R105D,第四电阻R105A的一端与整流滤波模块2的输出端连接,第四电阻R105A的另一端与第五电阻R105B的一端连接,第五电阻R105B的另一端与第六电阻R105C的一端连接,第六电阻R105C的另一端与第七电阻R105D的一端连接,第七电阻R105D的另一端接地,第六电阻R105C与第七电阻R105D之间的公共端与自锁单元64连接。在本发明中,经过整流滤波模块2输出的高频电压经过第二分压单元63的分压后经过自锁单元64提供给第一MOS管Q101A使其导通。
其中,自锁单元64包括有第二三极管Q404、第三三极管Q405、第八电阻R423、第九电阻R424、第十电阻R425、第十一电阻R427、第二电容C413;第二三极管Q404的基极与第二电阻R425A与第三电阻R426之间的公共端连接,第二三极管Q404的发射极与第十一电阻R427的一端连接,第十一电阻R427的另一端与第一MOS管Q101A的栅极连接,第二三极管Q404的集电极与第九电阻R424的一端连接,第九电阻R424的另一端与第三三极管Q405的基极连接,第三三极管Q405的发射极与第六电阻R105C与第七电阻R105D之间的公共端连接,第三三极管Q405的集电极与第十电阻R425的一端连接,第十电阻R425的另一端与第二三极管Q404的基极连接,第八电阻R423的一端与第三三极管Q405的发射极连接,第八电阻R423的另一端与第三三极管Q405的基极连接,第二电容C413的一端与第十电阻R425与第二三极管Q404之间的公共端连接,第二电容C413的另一端接地。在本发明中,经过第一分压单元62分压后的电压使第二三极管Q404导通,第二三极管Q404导通后,第三三极管Q405也导通,从而进入深度导通状态,使第一MOS管Q101A更加稳定的导通。
其中,整流滤波模块2包括有第一整流桥BD101、第二整流桥BD102、和第二电解电容C101,输入保护模块1包括有零线输入端L、火线输入端N、保险丝F101和压敏电阻MOV101,保险丝F101串联于零线输入端L,压敏电阻MOV101的一端与零线输入端L连接,压敏电阻MOV101的另一端与火线输入端N连接,第一整流桥BD101与第二整流桥BD102均为由4只整流二极管的组合形成的全桥,第一整流桥BD101的两个交流输入端均与零线输入端L连接,第一整流桥BD101的其中一个直流输出端与第二电解电容C101的正极连接,第一整流桥BD101的另一个直流输出端与第一热敏电阻R1的一端连接且接地,第一热敏电阻R1的另一端与第二电解电容C101的负极连接,第二整流桥BD102的两个交流输入端均与火线输入端N连接,第二整流桥BD102其中一个直流输出端与第二电解电容C101的正极连接,第二整流桥BD102的另一个直流输出端与第一热敏电阻R1接地的一端连接。在本发明中,保险丝F101和压敏电阻MOV101起到保护作用,第一整流桥BD101和第二整流桥BD102起到整流作用,将交流电变为直流电,第二电解电容C101起到滤波作用,第一热敏电阻R1起到限流作用,能够抑制开机时的瞬间冲击电流,自锁电路6的第四电阻R105A与第二电解电容C101的正极连接。
其中,分压模块5包括有第十二电阻R107、第十三电阻R113、第十四电阻R104和第十五电阻R103,第十二电阻R107的一端与零线输入端L连接,第十二电阻R107的另一端与第十三电阻R113的一端连接,第十三电阻R113的另一端与火线输入端N连接,第十四电阻R104的一端与第十二电阻R107与第十三电阻R113之间的公共端连接,第十四电阻R104的另一端与第十五电阻R103的一端连接,第十五电阻R103的另一端与启动模块3连接。在本发明中,分压模块5能够将通过输入保护模块1输入的电压进行分压后传输给启动模块3,作为其启动电压。
其中,启动模块3包括有第一控制芯片U101、第二MOS管Q101、第二热敏电阻NTC102、第一二极管D102、第二二极管D103、第三二极管D104、第四二极管D105、第三电解电容C105、第三电容C107、第四电容108、第五电容C110、第六电容C112、第十六电阻R101、第十七电阻R109、第十八电阻R110、第十九电阻R111、第二十电阻R112、第二十一电阻R115、第二十二电阻R116、第二十三电阻R120、第二十四电阻R130,第一控制芯片U101的型号为OB2273,第一控制芯片U101包括有GND管脚、FB管脚、PRT管脚、GATE管脚、VDD管脚和SENSE管脚;
第一控制芯片U101的GND管脚接地;第四二极管D105的阳极与第一控制芯片U101的PRT管脚连接,第四二极管D105的阴极与第二热敏电阻NTC102的一端连接,第二热敏电阻NTC102的另一端与第二十三电阻R120的一端连接,第二十三电阻R120的另一端接地;第一控制芯片U101的GATE管脚与第十六电阻R101的一端连接,第十六电阻R101的另一端与第二十电阻R112的一端连接,第二十电阻R112的另一端与第二十四电阻R130的一端连接,第二十四电阻R130的另一端与第十七电阻R109的一端连接,第十七电阻R109的另一端接地,第三二极管D104的阴极与第十六电阻R101与第二十电阻R112之间的公共端连接,第三二极管D104的阳极与第二十电阻R112与第二十四电阻R130的公共端连接,第二MOS管Q101的栅极与第三二极管D104的阳极连接,第二MOS管Q101的源极与第二十四电阻R130与第十七电阻R109的公共端连接,变压器41的第一原边411与启动模块3连接的一端与第二MOS管Q101的漏极连接,第六电容C112的一端与第二MOS管Q101的源极连接,第六电容C112的另一端与第二MOS管Q101的漏极连接;
第一控制芯片U101的VDD管脚与第二十一电阻R115的一端连接,第二十一电阻R115的另一端与第二二极管D103的阴极连接,第二二极管D103的阳极与第一二极管D102的阴极连接,第一二极管D102的阳极与第二十二电阻R116的一端连接,第二十二电阻R116的另一端与输出模块4的变压器41的第二原边412的一端连接,变压器41的第二原边412的另一端接地,第二十一电阻R115与第二二极管D103的公共端与分压模块5的第十五电阻R103连接,第五电容C110的两端并联于第一二极管D102的两端,第四电容C108的一端与第十五电阻R103与第一控制芯片U101的VDD管脚之间的公共端连接,第四电容C108的另一端与第三电解电容C105的负极连接,第三电解电容C105的正极与第一二极管D102和第二二极管D103之间的公共端连接,且第四电容C108和第三电解电容C105之间的公共端接地,自锁电路6的第一三极管Q402的集电极与第一二极管D102和第二二极管D103之间的公共端连接;
第一控制芯片U101的SENSE管脚与第三电容C107的一端连接,第三电容C107的另一端接地,第十九电阻R111的一端与第一控制芯片U101的SENSE与第三电容C107之间的公共端连接,第十九电阻R111的另一端与第十七电阻R109与第二十四电阻R130之间的公共端连接;
第十八电阻R110的一端与第一控制芯片U101的PRT管脚与第一二极管D102的公共端连接,第十八电阻R110的另一端与第三电解电容C105的正极连接。在本发明中,经过分压模块5进行分压后的电压提供给第一控制芯片U101作为启动电压,当第一控制芯片U101启动后,其GATE管脚输出高电平使第二MOS管Q101导通,从而使该电源电路正常工作输出。
其中,电源输出端包括有正极输出端42和负极输出端43,输出模块4还包括有第二控制芯片U202、第三MOS管Q201、第四电解电容C201、第七电容C202、第八电容C203、第二十五电阻R201、第二十六电阻R202、第二十七电阻R207、第二十八电阻R210、第二十九电阻R211,第二控制芯片包括有VG管脚、VSS管脚、HVC管脚、VD管脚、SLEW管脚、VDD管脚;
第二控制芯片U202的VG管脚与第三MOS管Q201的栅极连接,第三MOS管Q201的源极与变压器41的副边413的一端连接,变压器41的副边413的另一端连接有反馈模块7,反馈模块7与第一控制芯片U101的FB管脚连接,第三MOS管Q201的源极与第二十八电阻R210的一端连接,第二十八电阻R210的另一端与第二控制芯片U202的VD管脚连接,第二控制芯片U202的VSS管脚与第三MOS管Q201的源极连接,第二控制芯片U202的HVC管脚与第二控制芯片U202的VSS管脚连接,第二控制芯片U202的SLEW与第二十九电阻R211的一端连接,第二十九电阻R211的另一端与第八电容C203的一端连接,第八电容C203的另一端与第二控制芯片U202的VDD管脚连接,第二十九电阻R211与第八电容C203的公共端与第三MOS管Q201的源极连接,第二十六电阻R202的一端与第三MOS管Q201的源极连接,第二十六电阻R202的另一端与第七电容C202的一端连接,第七电容C202的另一端与第四电解电容C201的正极连接,第四电解电容C201的正极与正极输出端42连接,第四电解电容C201的负极与负极输出端43连接,第二十五电阻R201的两端并联于第四电解电容C201的两端,第二十七电阻R207的一端连接于第二十六电阻R202与第三MOS管Q201的源极之间的公共端,第二十七电阻R207的另一端连接于第二十六电阻R202与第七电容C202之间的公共端。在本发明中,通过输出模块4的设置实现电源电路的正常输出。
其中,反馈模块7包括有第一光电耦合器、第二稳压二极管U201、第九电容C106、第十电容C109、第十一电容C204、第十二电容C205、第三十电阻RJ102、第三十一电阻R203、第三十二电阻R204、第三十三电阻R205、第三十四电阻R206、第三十五电阻R208、第三十六电阻R208A,第一光电耦合器包括有发光二极管U102A和光敏三极管U102B;
光敏三极管U102B的发射极接地,光敏三极管U102B的集电极与第三十电阻RJ102的一端连接,第三十电阻RJ102的另一端与第九电容C106的一端连接,第九电容C106的另一端与第十电容C109的一端连接,第十电容C109的另一端与光敏三极管U102B发射极连接,第三十电阻RJ102与第九电容C106之间的公共端与第一控制芯片U101的FB管脚连接;
发光二极管U102A的阴极与第二稳压二极管U201的阴极连接,第二稳压二极管U201的阳极与第三十五电阻R208的一端连接,第三十五电阻R208的另一端与第二稳压二极管U201的阴极连接,变压器41的副边413与反馈模块7连接的一端与第二稳压二极管U201的阳极与第三十五电阻R208之间的公共端连接,第三十一电阻R203的一端与发光二极管U102A的阳极连接,第三十一电阻R203的另一端与第三十四电阻R206的一端连接,第三十四电阻R206的另一端与第三十六电阻R208A的一端连接,第三十六电阻R208A的另一端与第二稳压二极管U201的阳极与第三十五电阻R208之间的公共端连接,第三十二电阻R204的两端并联于发光二极管U102A的两端,第三十三电阻R205的一端与第二稳压二极管U201的阴极与发光二极管U102A的阴极之间的公共端连接,三十三电阻的另一端与第十一电容C204的一端连接,第十一电容C204的另一端与第十二电容C205的一端连接,第十二电容C205的另一端与第三十六电阻R208A与第三十四电阻R206之间的公共端连接,第三十一电阻R203与第三十四电阻R206之间的公共端与输出模块4的第七电容C202与第四电解电容C201的正极之间公共端连接。在本发明中,反馈模块7的作用在于对输出电压采样,达到稳定性能的电路。
如图3所示,本发明所实施的抑制开机瞬间冲击电流的电源电路的工作过程如下:
当输入保护模块1输入AC电源时,电压经过第一整流桥BD101与第二整流桥BD102的整流后给第二电解电容C101充电,此时因为第二电解电容C101与第一热敏电阻R1串联,所有开机时的冲击电流因第一热敏电阻R1的阻值不同而不同,如设计开机瞬间电流为60A时,则第一热敏电阻R1的阻值=264*1.14/60=5欧(264V 是AC最高输入电压,1.14是整流系数,也即264*1.14就是电容上的电压)同时,AC电压经过第十二电阻R107和第十三电阻R113分压后经过第十四电阻R104、第十五电阻R103和第二十一电阻R115后提供给第一控制芯片U101作为启动电压,当第一控制芯片U101启动后,其GATE管脚输出高电平使第二MOS管Q101导通,从而使产品正常工作输出,此时,变压器41的VCC辅助绕组即第二原边412供电正常,所以VCC电压通过线性稳压单元61线性稳压输出后的5V左右的电压。具体地,如图中标注的VCC处的电压经过第一电解电容C414的滤波后,经过第一电阻R405限流到第一三极管Q402和第一稳压二极管ZD402,由于第一稳压二极管ZD402的选型为6V,所有第一三极管Q402的基极电压被钳位到6V,同时因第一三极管Q402有偏置VBE=0.6V,所以线性稳压输出的电压为6-0.6V=5.4V。
通过线性稳压输出后的5.4V的电压经过第二电阻R425A和第三电阻R426分压到2.5V,由于2.5V大于0.6V从而导致第二三极管Q404导通,第二三极管Q404导通时将整流滤波模块2输出的高频电压经第二分压单元63分压后电压经过第十一电阻R427到第一MOS管Q101A的基极,从而使第一MOS管Q101A导通。同时因为第二三极管Q404导通,则第三三极管Q405的基极电压低于其发射极的电压从而使第三三极管Q405导通,第三三极管Q405导通将发射极的电压流入第二二极管D103的基极,从而使其深度导通。
本发明的优势在于:
相比于现有技术,在本发明中,通过第一热敏电阻的设置能够抑制开机瞬间冲击电流,同时,通过自锁电路的设置使第一热敏电阻短路后,能够使该电源电路达到正常工作时无限流电阻,避免由于第一热敏电阻的存在所产生的损耗,从而提高电源效率,满足目前的能效要求;而且不会出现因为第一热敏电阻的阻值变小,而造成开机时冲击电流变高的问题,避免产品或供电设备损坏。
以上列举了本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。