CN112242790B - 电源转换电路及开关电源 - Google Patents

电源转换电路及开关电源 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种电源转换电路和开关电源。电源转换电路包括接地端、电源端、变压器、箝位电路及开关电路。接地端与电源的一端连接。电源端与电源的另一端连接。变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈包括第一初级端和第二初级端，第一初极端连接接地端。箝位电路与初级线圈并联。开关电路连接于电源端和第二初级端之间。开关电源包括上述电源转换电路。

Description

电源转换电路及开关电源
技术领域
本申请涉及电源领域，尤其涉及一种电源转换电路及开关电源。
背景技术
随着开关电源技术的发展，有源箝位正激、有源箝位反激、有源箝位正反激及其改进方案已经在电源领域中广泛应用。有源箝位正反激方案综合了有源箝位正激方案和有源箝位反激方案的优点，具有比较好的总体性能。在具体方案设计时，EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容)性能是不可忽视的因素，然而现有开关电源的EMC性能低。
发明内容
本申请提供一种提高EMC性能的电源转换电路及开关电源。
本申请的一个方面提供一种电源转换电路，包括：接地端，与所述电源的一端连接；电源端，与所述电源的另一端连接；变压器，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈包括第一初级端和第二初级端，所述第一初级端连接所述接地端；箝位电路，与所述初级线圈并联；及开关电路，连接于所述电源端和所述第二初级端之间。
本申请的另一个方面提供一种开关电源，包括上述电源转换电路。
本申请电源转换电路的变压器的初级线圈的第一初级端连接接地端，箝位电路与初级线圈并联，开关电路连接于电源端和第二初级端之间，如此，使得由开关电路产生的电磁干扰可通过初级线圈接地，减少因为开关电路产生的电磁干扰，提高电源转换电路的EMC性能。
附图说明
图1所示为一种电源转换电路的电路图；
图2所示为本申请电源转换电路的一个实施例的示意框图；
图3所示为图2所示的电源转换电路的一个实施例的部分电路图；
图4所示为图2所示的电源转换电路的供电反馈电路的一个实施例的电路图；
图5所示为图2所示的电源转换电路的驱动控制电路的一个实施例的电路图；
图6所示为图2所示的电源转换电路的输出反馈电路的一个实施例的电路图；
图7所示为图2所示的电源转换电路的使能电路的一个实施例的电路图；
图8所示为本申请开关电源的一个实施例的示意框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本申请实施例的电源转换电路包括接地端、电源端、变压器、箝位电路及开关电路。接地端与电源的一端连接。电源端与电源的另一端连接。变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈包括第一初级端和第二初级端，第一初级端连接接地端。箝位电路与初级线圈并联。开关电路连接于电源端和第二初级端之间。
电源转换电路的变压器的初级线圈的第一初极端连接接地端，箝位电路与初级线圈并联。开关电路连接于电源端和第二初级端之间。如此，使得由开关电路产生的电磁干扰可通过初级线圈接地，减少因为开关电路产生的电磁干扰，提高电源转换电路的EMC性能。
图1所示为一种电源转换电路100的电路图。电源转换电路100包括变压器T、储能电感L、箝位管M1、开关管M2、整流二极管D及输出电容E。变压器T的初级线圈的同名端连接电源端Vi，变压器T的初级线圈的另一端经由箝位管M1、开关管M2接地。变压器T的次级线圈经由整流二极管D连接储能电感L和输出电容E。
在图1所示的实施例中，电源转换电路100为有源箝位正激转换电路，变压器T的初级线圈和次级线圈的同名端极性相同。在开关管M2导通时，变压器T被从电源端Vi输入的直流电激励，变压器T的次级线圈产生感应电动势，整流二极管D导通，通过直流电源输出端Vo输出转换后的直流电，给负载供电。开关管M2在导通和截止状态之间切换的时候会产生辐射干扰，使得电源转换电路100的EMC性能较差。
另外，箝位管M1为PMOS管，由于PMOS管的制造工艺，导致漏极和源极之间的电压Vds有限，使得电源转换电路100的输入电压范围有限。在一个实施例中，箝位管M1的漏极和源极之间的电压Vds最高为200V。理论上输入的电压不能超过箝位管M1的最高电压的一半，在实际应用中，输入的电压不能超过箝位管M1的最高电压的三分之一，因此限制了输入电压的范围。如此，使得电源转换电路100的应用受限。另外，控制PMOS管导通或截止的控制器需要特别的控制器，价格昂贵。且输出需要用储能电感L进行储能，使得线路板的体积较大，设计制造成本较高。
图2所示为本申请电源转换电路200的一个实施例的示意框图。电源转换电路200用于连接电源20。电源转换电路200包括接地端GND、电源端Vin、变压器21、箝位电路23及开关电路22。接地端GND连接电源20的一端，电源端Vin连接电源20的另一端。变压器21包括初级线圈211和次级线圈212，初级线圈211包括第一初级端2111和第二初级端2112，第一初级端2111连接接地端GND。变压器21用于对电源20的电压进行转换。在一个实施例中，电源20为交流电源，例如市电电源，变压器21可以对市电进行转换。在一个实施例中，电源20为直流电源，开关电路22可以将该直流电源转换成脉冲电压，变压器21可以对该脉冲电压进行转换。箝位电路23，与初级线圈211并联，用于为变压器21提供磁复位路径。开关电路22连接于电源端Vin和第二初级端2112之间。开关电路22将电源20加载在变压器21的初级线圈211。由开关电路22产生的电磁干扰可通过初级线圈211接地，减少因为开关电路22产生的电磁干扰，提高电源转换电路200的EMC性能。
在图示实施例中，电源转换电路200包括驱动控制电路27，驱动控制电路27连接箝位电路23和开关电路22，用于控制箝位电路23和开关电路22的通断。在一个实施例中，驱动控制电路27分别输出给箝位电路23和开关电路22的控制信号可以是一对互补的信号，驱动控制电路27可以控制箝位电路23和开关电路22交替导通。
在图示实施例中，电源转换电路200包括与次级线圈212连接的次级整流电路24，用于将次级线圈212输出的交流电进行整流，转换成直流电输出。在一个实施例中，次级整流电路24与次级线圈212并联。
在图示实施例中，电源转换电路200包括连接于次级整流电路24的输出滤波电路25，用于对次级整流电路24输出的直流电进行滤波。在一个实施例中，输出滤波电路25包括储能器件，用于将变压器21转换后的电压进行储能，保证向负载(未图示)的连续供电。输出滤波电路25的输出端连接直流电源输出端Vout。
在图示实施例中，电源转换电路200包括连接于直流电源输出端Vout和驱动控制电路27的输出反馈电路28，用于根据电源转换电路200输出的直流电产生反馈信号，驱动控制电路27根据反馈信号控制箝位电路23和开关电路22，调节电源转换电路200输出的直流电。如此，可通过检测输出反馈电路28输出的直流电的电压，调整驱动控制电路27输出给开关电路22和箝位电路23的控制信号，进而调整输出的直流电的电压，保证输出的直流电的电压在合适的范围内。
在图示实施例中，变压器21包括反馈绕组213，电源转换电路200包括供电反馈电路26，供电反馈电路26连接反馈绕组213，供电反馈电路26用于为驱动控制电路27提供其工作所需的电压，提高电源20效率，省去额外的隔离电路，降低功耗。
在一个实施例中，电源转换电路200还包括使能电路29，连接供电反馈电路26和驱动控制电路27。在一个实施例中，使能电路29连接一个外部独立的电压信号，通过该外部电压信号控制使能电路29，进而可通过使能电路29控制驱动控制电路27的工作状态，在需要驱动控制电路27停止工作的情况下，例如电路发生故障，或者电路所处的使用环境发生火灾、水灾的时候，可以通过使能电路29控制驱动控制电路27快速停止工作，进而控制变压器21停止工作，提高电路的安全性和可靠性。
图3所示为图2所示的电源转换电路200的一个实施例的部分电路图。参考图2和3，在一个实施例中，箝位电路23包括箝位管Q1，箝位管Q1连接于初级线圈211的第一初级端2111和第二初级端2112之间。箝位管Q1的一端接地。箝位管Q1与第一初级端2111连接的一端接地。在图示实施例中，箝位管Q1包括NMOS管，NMOS管的输入电压范围要比PMOS管的输入电压范围大，如此，电源转换电路200的应用范围更广。且NMOS管的价格比PMOS管的价格便宜，节省设计制造成本。
在一个实施例中，箝位管Q1的漏极连接初级线圈211的第二初级端2112，箝位管Q1的源极连接初级线圈211的第一初级端2111，并接地。在一个实施例中，箝位电路23包括连接于箝位管Q1的箝位电容C1，箝位电容C1连接于箝位管Q1的漏极和初级线圈211的第二初级端2112之间，箝位电容C1和箝位管Q1为变压器21提供磁复位路径，防止变压器21的磁芯中的磁通量饱和而导致变压器21短路而烧毁。
在一个实施例中，箝位电路23包括连接于箝位管Q1的栅极的第一限流电阻R1和第一续流二极管D1，第一限流电阻R1和第一续流二极管D1并联。第一续流二极管D1的正极连接箝位管Q1的栅极。箝位管Q1的栅极连接驱动控制电路27。第一限流电阻R1和第一续流二极管D1连接于箝位管Q1的栅极和驱动控制电路27之间。第一限流电阻R1限流，且可以防止箝位管Q1导通速度过快，使其周边器件击穿。由于箝位管Q1的栅极和源极之间存在一个比较大的寄生电容，当通过第一限流电阻R1给此寄生电容充电时，由于第一限流电阻R1的限流作用使得该寄生电容两端的电压变化相对平缓。当箝位管Q1关断时，箝位管Q1的栅极和源极之间的寄生电容可以通过第一续流二极管D1快速放电，快速拉低箝位管Q1的栅极电压，提高箝位管Q1的关断速度。
在一个实施例中，箝位电路23包括连接于箝位管Q1的栅极和源极之间的第三电阻R3，可以为箝位管Q1的栅极和源极提供偏置电压，并且可以防止静电使箝位管Q1误导通，起到泄放静电的作用。
在一个实施例中，开关电路22包括开关管Q2，开关管Q2连接于电源端Vin和初级线圈211的第二初级端2112之间，用于将电源20输入的直流电压转换成脉冲电压。在一个实施例中，开关管Q2的漏极连接电源端Vin，开关管Q2的源极连接初级线圈211的第二初级端2112。在一个实施例中，开关管Q2包括NMOS管。在一个实施例中，开关电路22包括连接于开关管Q2的栅极的第二限流电阻R2和第二续流二极管D2，第二限流电阻R2和第二续流二极管D2并联。开关管Q2的栅极连接驱动控制电路27。第二限流电阻R2和第二续流二极管D2连接于开关管Q2的栅极和驱动控制电路27之间。第二限流电阻R2类似于第一限流电阻R1，第二续流二极管D2类似于第一续流二极管D1，详细描述参见上文，在此不再赘述。
在一个实施例中，开关电路22包括连接于开关管Q2的栅极和源极之间的第四电阻R4，与第三电阻R3类似，在此不再赘述。
本申请一些实施例的电源转换电路200的变压器21的初级线圈211的第一初极端2111连接接地端，箝位电路23与初级线圈211并联，开关电路22连接于电源端Vin和第二初级端2112之间，如此，使得开关电路22产生的电磁干扰可通过初级线圈211接地，减少开关电路22产生的电磁干扰，提高电源转换电路200的EMC性能。
在图示实施例中，电源转换电路200包括连接于电源端Vin和接地端GND之间的滤波电容C2-C5。多个滤波电容C2-C5并联，用于滤波。在一个实施例中，电源转换电路200包括连接于电源端Vin和开关电路22之间的第一电感L1，用于对电源20进行滤波，另外，也可防止电源转换电路200对电源20的干扰。
继续参考图2和3，在图示实施例中，变压器21的次级线圈212包括第一次级端2121和第二次级端2122。次级整流电路24连接于第一次级端2121和第二次级端2122之间。在图示实施例中，次级整流电路24为共阴接法的电路拓扑。次级整流电路24包括整流二极管D3-D6，整流二极管D3、D5的阳极连接第一次级端2121，整流二极管D4、D6的阳极连接第二次级端2122，整流二极管D3-D6共阴极连接，用于对变压器21输出的交流电进行整流，输出直流电。在一个实施例中，次级整流电路24包括两个阳极分别连接第一次级端2121和第二次级端2122的共阴极连接的二极管。
在图示实施例中，次级整流电路24包括在第一次级端2121和整流二极管D3-D6的阴极之间串联的第五电阻R5和第一吸收电容C6，用于吸收变压器21输出的尖峰噪声。在图示实施例中，次级整流电路24包括在第二次级端2122和整流二极管D3-D6的阴极之间串联的第六电阻R6和第二吸收电容C7，用于吸收变压器21输出的尖峰噪声。
在图示实施例中，输出滤波电路25连接次级整流电路24。输出滤波电路25包括输出电容C8、C9，输出电容C8、C9并联于直流电源输出端Vout和输出地端之间。在一个实施例中，输出电容C8、C9为电解电容，利用其充放电特性，使次级整流电路24输出的脉动直流电变成比较稳定的直流电。同时，也避免了电源转换电路200输出的直流电因为负载变化而产生变化。在一个实施例中，输出滤波电路25包括容量较小的电容C10，电容C10与输出电容C8、C9并联，以滤除为电解电容的输出电容C8、C9因电感效应而无法滤除的高频及脉冲干扰，使输出电压纹波小，提高电源转换电路200的动态性能。在图示实施例中，输出滤波电路25还包括第七电阻R7，第七电阻R7与电容C10并联，以避免电源转换电路200空载，造成输出电压不稳定。
在图示实施例中，次级线圈212包括抽头2120，抽头2120接地。在一个实施例中，抽头2120可以为次级线圈212的中心抽头，抽头2120将次级线圈212分为两个匝数相同的绕组。在另一个实施例中，抽头2120可以将次级线圈212分为两个匝数不同的绕组。
在图示实施例中，变压器21的第一初级端2111和第一次级端2121的极性相同，第一初级端2111和第二次级端2122的极性相反，第一初级端2111和抽头2120的极性相同。当次级线圈212产生的感应电流从第一次级端2121流出时，整流二极管D3、D5导通，整流二极管D4、D6截止；当次级线圈212产生的感应电流从第二次级端2122流出时，整流二极管D4、D6导通，整流二极管D3、D5截止。如此，使得在变压器21工作的整个周期内，变压器21的次级线圈212产生的感应电流无论是从第一次级端2121流出，还是从第二次级端2122流出，都能经由整流电路24整流后输出，提高变压器21的利用率。
结合图2和3，以下对电源转换电路200的工作原理进行说明。
第一阶段，在开关管Q2导通且箝位管Q1关断时，电源转换电路200处于正激状态。电源20电压经由开关管Q2加载给变压器21，变压器21初级线圈211的电流线性上升，次级线圈212产生感应电动势，整流二极管D4、D6导通，次级线圈212产生的感应电动势经由次级整流电路24对输出电容C9-C10进行充电，且向负载供电。
第二阶段，在开关管Q2关断且箝位管Q1导通前的死区时间内。电源转换电路200处于反相切换状态。初级线圈211中的电流线性下降，导致次级线圈212中产生的感应电动势反相。初级线圈211储存的电能对箝位管Q1的源极和漏极之间的结电容(未图示)进行充电，当该结电容的电压达到电源端Vin的电压时，箝位管Q1实现零电压导通，实现箝位管Q1的软开关，减少箝位管Q1由于硬开关造成的辐射干扰，提高EMC性能。同时，变压器21的次级线圈212产生反相的感应电动势，整流二极管D3、D5导通，向负载供电。
第三阶段，在开关管Q2关断且箝位管Q1导通时，电源转换电路200处于反激状态。变压器21的初级线圈211储存的电能通过箝位管Q1对箝位电容C1充电。当箝位电容C1两端的电压达到最大的时候，箝位电容C1开始放电，将其存储的电能回馈到电源端Vin，即实现了磁复位。随着箝位电容C1放电，整流二极管D3、D5导通，向负载供电。当箝位电容C1放电至电流为零时，开关管Q2的源极和漏极之间的结电容(未图示)达到电源端Vin的电压，开关管Q2实现零电流关断，实现了开关管Q2的软开关，减少开关管Q2由于硬开关造成的辐射干扰，提高EMC性能。
如此，由于次级线圈212包括抽头2120、第一次级端2121、第二次级端2122，第一初级端2111和第二次级端2122的极性相反，第一初级端2111和抽头2120的极性相同，使得无论在开关管Q2导通或关断期间，即无论是在电源转换电路200处于正激状态还是反激状态，电源转换电路200均可将加载在变压器21的初级线圈211的电能传送给变压器21的次级线圈212。在变压器21工作的整个周期内，变压器21的次级线圈212产生的感应电流无论是从第一次级端2121流出，还是从第二次级端2122流出，都能经由整流电路24整流后输出。实现零电压开关和自驱动同步整流，也使变压器21同时具备储能功能，提高变压器21的利用率，使输出电流波动小，有利于节约空间和成本，并提高动态性能。相比较于相关技术方案中，正激方案只在开关管Q2导通期间才将加载在变压器21的初级线圈211的电能传送给变压器21的次级线圈212。反激方案只在开关管Q2关断期间才将加载在变压器21的初级线圈211的电能传送给变压器21的次级线圈212。本申请实施例的电源转换电路200可提高变压器21的利用率，提高功率密度。箝位电路23与初级线圈211并联，开关电路22连接于电源端Vin和第二初级端2112之间，如此，使得开关电路22产生的电磁干扰可通过初级线圈211接地，减少开关电路22产生的电磁干扰，提高电源转换电路200的EMC性能。
在相关技术如图1所示的电源转换电路100中，变压器T输出的脉动电流I1的计算公式为：
Figure BDA0002136654840000101
参考图1，其中，Vo1为图1所示的电源转换电路100的直流电源输出端Vo的电压，Vo1的计算公式为：
Figure BDA0002136654840000102
Vi1为图1所示的电源转换电路100的电源端Vi的电压，Ns为变压器T的初级线圈的匝数，Np为变压器T的次级线圈的匝数；Io1为图1所示的电源转换电路100输出的电流；D为图1所示的开关管M2的占空比；f为开关频率。
参考图2和3，在本申请实施例的电源转换电路200中，变压器21输出的脉动电流I2的计算公式为：
Figure BDA0002136654840000103
参考图2和3，其中，Vo2为图2和3所示的电源转换电路200的直流电源输出端Vout的电压，Vo2的计算公式为
Figure BDA0002136654840000104
Vi2为图2和3所示的电源转换电路200的电源端Vin的电压，Ns为变压器21的初级线圈211的匝数，Np为变压器21的次级线圈212的匝数，Io2为图2和3所示的电源转换电路100输出的电流；D为图3所示的开关管Q2的占空比；f为开关频率。
相比较而言，不难看出，当图1所示的电源转换电路100的电源端Vi的电压值Vi1与图2和3所示的电源转换电路200的电源端Vin的电压值Vi2相同时，本申请实施例的电源转换电路200的变压器21输出的脉动电流I2，小于相关技术如图1所示的电源转换电路100的变压器T输出的脉动电流I1。输出纹波小，EMC性能提高。且经过实际设计验证，本申请实施例的电源转换电路200应用于机器人模块时，整机效率提高6％，设计成本降低300％。
图4所示为图2所示的电源转换电路200的供电反馈电路26的一个实施例的电路图。参考图2至图4，供电反馈电路26连接反馈绕组213、使能电路29及驱动控制电路27，用于为驱动控制电路27等提供其工作所需的直流电，提高电源20效率，省去额外的隔离电路，降低功耗。
在图示实施例中，供电反馈电路26包括直流供电端VCC及分别连接在反馈绕组213两端的整流二极管D7、D8，整流二极管D7、D8共阴极连接，用于对反馈绕组213产生的感应电动势进行整流后输出给直流供电端VCC，驱动控制电路27连接于直流供电端VCC，供电反馈电路26通过直流供电端VCC为驱动控制电路27供电。在图示实施例中，供电反馈电路26包括连接于整流二极管D7、D8的阴极的第八电阻R8、连接于直流供电端VCC和第八电阻R8之间的第一三极管J1及并联于第八电阻R8和电源端Vin之间的第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电阻R11，其中第一三极管J1的基极接地，第一三极管J1的发射极连接第八电阻R8，第一三极管J1的集电极连接直流供电端VCC。在一个实施例中，供电反馈电路26还包括连接于第一三极管J1的基极和发射极之间的第十二电阻R12、连接于第一三极管J1的发射极和地之间的电解电容C11、连接于第一三极管J1的基极和地之间的二极管D9及连接于直流供电端VCC和地之间的输出电容C12。
图5所示为图2所示的电源转换电路200的驱动控制电路27的一个实施例的电路图。参考图2、图3和图5，驱动控制电路27包括分别连接开关电路22和箝位电路23的第一端口HDR和第二端口LDR，驱动控制电路27通过第一端口HDR和第二端口LDR分别驱动开关电路22和箝位电路23。在图示实施例中，第一端口HDR连接开关管Q2的栅极，第二端口LDR连接箝位管Q1的栅极，驱动控制电路27通过第一端口HDR驱动开关管Q2；驱动控制电路27通过第二端口LDR驱动箝位管Q1。
在图示实施例中，驱动控制电路27包括控制器U1。在一个实施例中，控制器U1为单片机。在其他实施例中，控制器U1可以为其他微控制器。控制器U1包括多个输入输出端口I/O1-I/O8。在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于直流供电端VCC和第一输入输出端口I/O1之间的第十三电阻R13和连接于第二输入输出端口I/O2和第三输入输出端口I/O3之间的电容C13，其中第三输入输出端口I/O3接地。
在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第二输入输出端口I/O2的驱动管Q3和驱动变压器T1，其中驱动变压器T1连接驱动管Q3的漏极，驱动管Q3的栅极连接第二输入输出端口I/O2，控制器U1通过第二输入输出端口I/O2控制驱动管Q3的导通或截止。在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第二输入输出端口I/O2和驱动管Q3的栅极之间的第十四电阻R14、连接于驱动管Q3的栅极和源极之间的第十五电阻R15及连接于驱动管Q3的源极的第十六电阻R16，其中驱动管Q3的源极通过第十六电阻R16接地。在一个实施例中，驱动控制电路27包括在驱动变压器T1的初级线圈的两端之间串联的第十七电阻R17及电容C14。在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于驱动变压器T1的次级线圈的第二三极管J2、第三三极管J3、第十八电阻R18、第十九电阻R19及二极管D10、D11。其中，第十八电阻R18和第二三极管J2并联于驱动变压器T1的次级线圈的两端之间，第十九电阻R19连接于第二三极管J2的基极和第三三极管J3的发射极之间。第三三极管J3的发射极连接第二三极管J2的基极，二极管D11连接于第三三极管J3的基极和集电极之间，二极管D10连接第一端口HDR。
在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第二输入输出端口I/O2和直流供电端VCC之间的第四三极管J4、第五三极管J5和第六三极管J6，控制器U1通过第二输入输出端口I/O2控制第四三极管J4的导通或截止。其中第四三极管J4的基极连接第二输入输出端口I/O2，第四三极管J4的集电极连接第五三极管J5的基极和第六三极管J6的基极，第四三极管J4的发射极连接第五三极管J5的发射极，第六三极管J6的发射极连接第五三极管J5的集电极，第六三极管J6的集电极连接直流供电端VCC。在一个实施例中，驱动控制电路27包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21及电容C15。其中，第二十电阻R20连接于第二输入输出端口I/O2和第四三极管J4的基极之间；第二十一电阻R21的一端连接第四三极管J4的基极，另一端接地；C15的一端连接直流供电端VCC，另一端接地。
在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第四输入输出端口I/O4的C16、第二十三电阻R23、电容C17、C18、及二极管D12、D13。其中，电容C16的一端连接第四输入输出端口I/O4，另一端接地；电容C17的一端接地，另一端连接二极管D12的阳极；第二十三电阻R23的一端连接二极管D12的阴极，另一端连接第四输入输出端口I/O4；电容C18的一端接地，另一端连接二极管D13的阳极，二极管D13的阴极连接第四输入输出端口I/O4。
在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第五输入输出端口I/O5和第六输入输出端口I/O6之间的电容C19和第二十四电阻R24，电容C19的一端连接第五输入输出端口I/O5，另一端通过第二十四电阻R24接地。在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第七输入输出端口I/O7的电容C20、C21。其中电容C20的一端连接第七输入输出端口I/O7，另一端接地；电容C21的一端连接第七输入输出端口I/O7，另一端连接第八输入输出端口I/O8。
在一个实施例中，驱动控制电路27包括连接于第八输入输出端口I/O8的第七三极管J7、第二电感L2，及连接于第七三极管J7的基极的电容C22、第二十五电阻R25，和连接于第七三极管J7的发射极和第二电感L2的一端之间的第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、二极管D14。其中，二极管D14的阳极连接第二电感L2，二极管D14的阴极连接第七三极管J7的发射极；第二十六电阻R26、第二十七电阻R27和第二十八电阻R28串联于第七三极管J7的发射极和二极管D14的阴极之间。在一个实施例中，驱动控制电路27还包括第二十九电阻R29、第三十电阻R30和第三十一电阻R31。其中，第二十九电阻R29的一端连接于第二十七电阻R27和第二十八电阻R28之间，另一端接地；第三十电阻R30和第三十一电阻R31并联于第二电感L2的两端之间。
图6所示为图2所示的电源转换电路200的输出反馈电路28的一个实施例的电路图。参考图2-6，输出反馈电路28连接直流电源输出端Vout和控制器U1的第五输入输出端口I/O5，控制器U1通过第五输入输出端口I/O5检测直流电源输出端Vout对应的电压值，并根据此电压值调整驱动控制电路27输出给开关电路22和箝位电路23的控制信号，进而调整直流电源输出端Vout对应的电压。在图示实施例中，输出反馈电路28包括光耦U2，连接于直流电源输出端Vout和第五输入输出端口I/O5之间，用于隔离变压器21输出的直流电，保护控制器U1。在一个实施例中，输出反馈电路28包括双向二极管U3和稳压二极管D15，双向二极管U3的一端连接直流电源输出端Vout，另一端接地；稳压二极管D15的阳极接地，阴极连接光耦U2。在图示实施例中，输出反馈电路28还包括多个电阻R32-R36及多个电容C23-C26。其中，第三十二电阻R32的一端连接直流电源输出端Vout，另一端通过第三十四电阻R34接地；第三十三电阻R33的一端连接直流电源输出端Vout，另一端连接光耦U2的发光二极管；第三十五电阻R35和电容C24串联于第三十二电阻R32和稳压二极管D15的阴极之间；电容C25连接于第三十二电阻R32和稳压二极管D15的阴极之间；电容C26的一端连接第五输入输出端口I/O5，另一端接地。
图7所示为图2所示的电源转换电路200的使能电路29的一个实施例的电路图。使能电路29连接一个外部独立的电压信号和控制器U1的第五输入输出端口I/O5，通过该外部电压信号控制使能电路29，进而可通过使能电路29控制驱动控制电路27的工作状态，实现外部使能操作，提高电路的安全性和可靠性。在图示实施例中，使能电路29包括第一触点K1、第二触点K2、与第二触点K2连接的第八三极管J8和第九三级管J9。其中，第一触点K1接地；第二触点K2连接第八三极管J8的基极；第八三极管J8的发射极接地，第八三极管J8的集电极连接第九三级管J9的基极；第九三级管J9的发射极接地，第九三级管J9的集电极连接控制器U1的第五输入输出端口I/O5。使能电路29还包括连接于第二触点K2和第八三极管J8的基极之间的第三十七电阻R37、连接于第八三极管J8的基极和地之间的第三十九电阻R39、连接于第八三极管J8的集电极和直流供电端VCC之间的第三十八电阻R38、连接于第九三级管J9的集电极和控制器U1的第五输入输出端口I/O5之间的二极管D15，以及和第三十九电阻R39并联的电容C27。
图8所示为本申请开关电源300的一个实施例的示意框图。开关电源300包括上文所述的电源转换电路200。开关电源300可以转换电源20的电压给需要的电路。在一个实施例中，开关电源300可以用于机器人模块。在一个实施例中，开关电源300可以用于安防监控设备。在一个实施例中，开关电源300可以用于通信设备。在另一个实施例中，开关电源300可以用于智能家居。在其他实施例中，开关电源300可以用于其他需要使用开关电源300的设备或模块。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种电源转换电路，用于连接电源，其特征在于，其包括：
接地端，与所述电源的一端连接；
电源端，与所述电源的另一端连接；
变压器，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈包括第一初级端和第二初级端，所述第一初级端连接所述接地端，所述次级线圈包括第一次级端和第二次级端；其中，所述次级线圈包括抽头，所述抽头接地；所述第一初级端和所述第一次级端的极性相同，所述第一初级端和所述第二次级端的极性相反，所述第一初级端和所述抽头的极性相同；
箝位电路，与所述初级线圈并联；
开关电路，连接于所述电源端和所述第二初级端之间；及
次级整流电路，与所述次级线圈连接，包括整流二极管D3、D4、D5、D6，整流二极管D3、D5的阳极连接所述第一次级端，整流二极管D4、D6的阳极连接所述第二次级端，整流二极管D3、D4、D5、D6共阴极连接，用于对所述变压器输出的交流电进行整流。
2.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于：所述箝位电路包括箝位管，所述箝位管连接于所述初级线圈的所述第一初级端和所述第二初级端之间。
3.如权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于：所述箝位管包括NMOS管，所述箝位管的漏极连接所述初级线圈的所述第二初级端，所述箝位管的源极连接所述初级线圈的所述第一初级端。
4.如权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于：所述箝位电路包括连接于所述箝位管的箝位电容，所述箝位电容连接于所述箝位管的漏极和所述初级线圈的所述第二初级端之间；
和/或所述箝位电路包括连接于所述箝位管的栅极的第一限流电阻和第一续流二极管，所述第一限流电阻和所述第一续流二极管并联。
5.如权利要求2-4中任一项所述的电源转换电路，其特征在于：所述电源转换电路包括驱动控制电路，所述驱动控制电路连接所述箝位电路和所述开关电路，用于控制所述箝位电路和所述开关电路的通断，所述箝位管的栅极连接所述驱动控制电路。
6.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于：所述开关电路包括开关管，所述开关管连接于所述电源端和所述初级线圈的所述第二初级端之间。
7.如权利要求6所述的电源转换电路，其特征在于：所述开关管包括NMOS管，所述开关管的漏极连接所述电源端，所述开关管的源极连接所述初级线圈的所述第二初级端。
8.如权利要求6所述的电源转换电路，其特征在于：所述开关电路包括连接于所述开关管的栅极的第二限流电阻和第二续流二极管，所述第二限流电阻和所述第二续流二极管并联。
9.如权利要求6-8中任一项所述的电源转换电路，其特征在于：所述电源转换电路包括驱动控制电路，所述驱动控制电路连接所述箝位电路和所述开关电路，用于控制所述箝位电路和所述开关电路的通断，所述开关管的栅极连接所述驱动控制电路。
10.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于：所述电源转换电路包括连接于所述次级整流电路的次级输出滤波电路，用于对所述次级整流电路输出的直流电进行滤波。
11.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-10任一所述的电源转换电路。
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