CN112332642B - 一种抑制eft的开关电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制EFT的开关电源，其包括：双保险丝电感抑制电路、输入整流滤波电路、功率开关管电路、PWM控制电路、高频变压器和输出整流滤波电路，其中所述双保险丝电感抑制电路包括双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3，该双保险丝电感是电阻保险丝内部加上磁棒，形成电感与保险丝的集成化，其中电源的火线L连接所述双保险丝电感F1/L4的一端，该双保险丝电感F1/L4另一端连接输入整流滤波电路的桥式整流的输入端一端，该输入整流滤波电路的桥式整流的输入端另一端连接所述双保险丝电感L3一端，该双保险丝电感L3另一端连接电源的零线N，电源通过双保险丝电感抑制雷击脉冲，从而抑制突波穿透进输入整流滤波电路中，可以有效地实现高抗干扰效果。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源领域，具体涉及一种抑制EFT的开关电源。
背景技术
随着技术的发展，电子产品越来越成为科技发展的主流产品。在电子产品领域中，开关电源被誉为高效节能电源，是现代提倡绿色环保下的较理想产品，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。其中电源适配器扮演着重要角色，电源适配器可以将交流电网的电压转换到电子产品上，在供给电子产品电压和电流中起着重要的环节。当今社会越来越多的电子产品实现集成化和微型化，电源适配器的体积也就需要越来越小，且电源适配器的功能也需要越来越多，但随之而来的却是干扰信号的困扰。
针对上述问题，传统抑制适配器干扰是通过在产品前端或者输出端加上共模电感，或者加上瞬态抑制二极管(TVS)来抑制共模的干扰，以达到抑制EFT的共模干扰效果，所产生的结果就是产品体积加大，成本提高。
综上，现有技术的抑制适配器干扰有以下不足：
1.在交流输入前端或者输出端增加共模电感，使得产品体积增大、成本增加。
2.在交流输入前端或者输出端增加TVS二极管，使得产品体积增大、成本增加。
因此，亟待一种减小产品体积，电路设计简单，成本低廉，应用可靠的高抗干扰产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种抑制EFT的开关电源，能够实现抑制EFT的干扰，且会使产品体积减小、成本降低。
为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案为：
一种抑制EFT的开关电源，其包括交流电源连接双保险丝电感抑制电路，所述双保险丝电感抑制电路连接输入整流滤波电路，所述整流滤波电路连接功率开关管电路，所述功率开关管电路连接PWM(脉冲宽度调制)控制电路和高频变压器TR，所述PWM控制电路与高频变压器TR电连接，所述高频变压器TR连接输出整流滤波电路。
进一步设置，所述双保险丝电感抑制电路包括双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3，该双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3是电阻保险丝内部加上磁棒，形成电感与保险丝的集成化，其中电源的火线L连接所述双保险丝电感F1/L4的一端，该双保险丝电感F1/L4另一端连接输入整流滤波电路的桥式整流的输入端一端，该输入整流滤波电路的桥式整流的输入端另一端连接所述双保险丝电感L3一端，该双保险丝电感L3另一端连接电源的零线N。
进一步设置，所述双保险丝电感抑制电路中的火线L可以串联至少一个双保险丝电感。
进一步设置，所述双保险丝电感抑制电路中的零线N可以串联至少一个电感或者至少一个双保险丝电感。
如此设置，所述双保险丝电感可以把交流输入端的杂质滤除更为干净，从而抑制突波穿透进输入整流滤波电路中。
进一步设置，所述双保险丝电感可以是电阻保险丝外部加上电感线圈，形成电感与保险丝的集成化。
如此设置，电感具有抑制电流作用，电感和保险丝的集成化，可以保护电源适配器内部电路。
进一步设置，所述输入整流滤波电路包括桥式整流、电容EC1和电容EC2、电感L1和电感L2，其中所述桥式整流输出端一端连接电容EC1的正极和电感L1一端，该电感L1的另一端连接电容EC2的正极，该电容EC1的负极连接电感L2一端和桥式整流输出端另一端，该电容EC2的负极与电感L2的另一端共接地，电源通过双保险丝电感抑制电路和输入整流滤波电路之后，在电容EC2的正极端形成直流电。
如此设置，所述输入整流滤波电路可以将双保险丝电感抑制电路输出的交流电转变成稳定的直流电。
进一步设置，所述输入整流滤波电路的电容EC2的正极并联连接功率开关管电路中的电阻R8和电阻R1一端、电容C1和电容C1A的正极和高频变压器TR输入端“1”端，所述功率开关管电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R8和电阻R9、电容C1、电容EC3和电容C1A、和二极管D1和二极管D2，所述电阻R8另一端连接电阻R9，所述电阻R1另一端与电容C1和电容C1A的负极共接电阻R2，该电阻R2另一端连接二极管D1的负极，该二极管D1的正极连接高频变压器TR输入端“3”端，所述电阻R9另一端连接二极管D2的负极和电容EC3的正极，该二极管D2的正极连接电阻R7一端，该电阻R7的另一端连接高频变压器TR输入端“5”端，该电容EC3的负极与高频变压器TR输入端“4”端子共接地。
进一步设置，所述高频变压器TR为共模变压器。
进一步设置，所述功率开关管电路的电阻R9的另一端连接PWM控制电路的芯片U1的“1”端子，所述PWM控制电路包括芯片U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R12，所述高频变压器TR输入端“5”端子连接该电阻R6一端，该电阻R6的另一端并联连接该芯片U1的“2”端子和电阻R5/R12一端，该芯片U1的“4”端子并联连接电阻R3/R4一端，该并联电阻R3/R4另一端与并联电阻R5/R12另一端共接地，该高频变压器TR输入端“3”端子连接该芯片U1的“5、6”端子，该芯片U1的“8”端子接地。
进一步设置，所述高频变压器TR输出端“7”端并联连接输出整流滤波电路的二极管D3的正极和电容C5的正极，所述输出整流滤波电路包括二极管D3、电容C5、电容EC4和电容EC5和电阻R10和电阻R11，所述电容C5的负极连接电阻R10一端，该电阻R10另一端并联连接二极管D3的负极、电容EC4和电容EC5的正极、电阻R11和DC正极输出端，该电容EC4和电容EC5的负极与电阻R11、高频变压器TR输出端“6”端和DC负极输出端共接。
本发明有益效果在于：采用双保险丝电感抑制电路中的双保险丝电感，可以把交流输入端的杂质滤除更为干净，从而抑制突波穿透进输入整流滤波电路中，可以有效地抑制EFT干扰和雷击脉冲产生的干扰，保护电源适配器内部电路；通过双保险丝电感抑制电路、输入整流滤波电路、功率开关管电路、PWM控制电路、高频变压器和输出整流滤波电路，可以实现简单集成化的抗干扰EFT适配器控制电路。
附图说明
图1为本发明抑制EFT的开关电源的结构示意图。
附图标号：1、双保险丝电感抑制电路；2、输入整流滤波电路；3、功率开关管电路；4、PWM控制电路；5、高频变压器；6、输出整流滤波电路。
图2为本发明有无添加双保险丝电感的产品在输出端口检测到的脉冲电压图。
图3为本发明有无添加双保险丝电感的产品在输出端口检测到的EMC辐射图。
图4为本发明有无添加双保险丝电感的产品在在MOS管上检测到的开关瞬间的电压图。
图5为本发明有无添加双保险丝电感的产品在抗雷击能力检验测试，在输出端口的正负极检测到的干扰电压波形图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
实施例
参阅图1所示，图1为本发明抑制EFT的开关电源的结构示意图。
本发明提供一种抑制EFT的开关电源，包括：交流电源连接双保险丝电感抑制电路1，所述双保险丝电感抑制电路1连接输入整流滤波电路2，所述整流滤波电路2连接功率开关管电路3，所述功率开关管电路3连接PWM控制电路4和高频变压器5TR，所述PWM控制电路4与高频变压器5TR电连接，所述高频变压器5TR连接输出整流滤波电路6；其中所述双保险丝电感抑制电路1包括双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3，该双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3是电阻保险丝内部加上磁棒，形成电感与保险丝的集成化，其中电源的火线L连接所述双保险丝电感F1/L4的一端，该双保险丝电感F1/L4另一端连接输入整流滤波电路2的桥式整流的输入端一端，该输入整流滤波电路2的桥式整流的输入端另一端连接所述双保险丝电感L3一端，该双保险丝电感L3另一端连接电源的零线N；所述输入整流滤波电路2包括桥式整流、电容EC1和电容EC2、电感L1和电感L2，其中所述桥式整流输出端一端连接电容EC1的正极和电感L1一端，该电感L1的另一端连接电容EC2的正极，该电容EC1的负极连接电感L2一端和桥式整流输出端另一端，该电容EC2的负极与电感L2的另一端共接地；所述输入整流滤波电路2的电容EC2的正极并联连接功率开关管电路3中的电阻R8和电阻R1一端、电容C1和电容C1A的正极和高频变压器5TR输入端“1”端，所述功率开关管电路3包括电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R8和电阻R9、电容C1、电容EC3和电容C1A、和二极管D1和二极管D2，所述电阻R8另一端连接电阻R9，所述电阻R1另一端与电容C1和电容C1A的负极共接电阻R2，该电阻R2另一端连接二极管D1的负极，该二极管D1的正极连接高频变压器5TR输入端“3”端，所述电阻R9另一端连接二极管D2的负极和电容EC3的正极，该二极管D2的正极连接电阻R7一端，该电阻R7的另一端连接高频变压器5TR输入端“5”端，该电容EC3的负极与高频变压器5TR输入端“4”端子共接地；所述功率开关管电路3的电阻R9的另一端连接PWM控制电路4的芯片U1的“1”端子，所述PWM控制电路4包括芯片U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R12，所述高频变压器5TR输入端“5”端子连接该电阻R6一端，该电阻R6的另一端并联连接该芯片U1的“2”端子和电阻R5/R12一端，该芯片U1的“4”端子并联连接电阻R3/R4一端，该并联电阻R3/R4另一端与并联电阻R5/R12另一端共接地，该高频变压器5TR输入端“3”端子连接该芯片U1的“5、6”端子，该芯片U1的“8”端子接地；所述高频变压器5TR输出端“7”端并联连接输出整流滤波电路6的二极管D3的正极和电容C5的正极，所述输出整流滤波电路6包括二极管D3、电容C5、电容EC4和电容EC5和电阻R10和电阻R11，所述电容C5的负极连接电阻R10一端，该电阻R10另一端并联连接二极管D3的负极、电容EC4和电容EC5的正极、电阻R11和DC正极输出端，该电容EC4和EC5的负极与电阻R11、高频变压器5TR输出端“6”端和DC负极输出端共接。
具体而言，基于图1的开关电源的具体原理如下：
在双保险丝电感抑制电路中采用双保险丝电感，该双保险丝电感最佳匹配的电气性能是L/N两项各接入5ohm/1W的保险丝电感，其感量在20uH-30uH为最佳，因为常规的EFT干扰都是100KHz频率，该感量对于低频的EFT干扰为最佳感量，对于抗雷击要求可以满足到2.5KV-3KV，可以满足市场上大部分需求。
本发明对有无添加双保险丝电感进行产品性能测试。
实例一，如图2为有无添加双保险丝电感的产品在输出端口检测到的脉冲电压图，其左图为无添加保险丝电感电路的产品输出端口检测到的脉冲电压，其右图为有添加EFT保险丝电感电路的产品在输出端口检测到的脉冲电压；在相同的2KV、100KHz频率的电脉冲群干扰下，检测两者幅值电压，其中对于左图检测到了65.6V的脉冲电压，对于右图检测到了47.6V的脉冲电压，可以知晓有添加EFT保险丝电感电路的产品，能够实现抑制30％以上的能量传播的干扰。
实例二，如图3为有无添加双保险丝电感的产品在输出端口检测到的EMC辐射图，其左图为无添加保险丝电感电路的产品输出端口检测到的传导干扰，其右图为有添加EFT保险丝电感电路的产品在输出端口检测到的传导干扰；所述具有双保险丝电感的EFT电路对于EMC电磁兼容的传导干扰，具有1MHz以下的低频信号整体水平的降低3DB以上干扰的作用，电感保险丝对于低频的干扰信号具有很好的压制作用。
实例三，如图4为有无添加双保险丝电感的产品在在MOS管上检测到的开关瞬间的电压图，其左图为无添加双保险丝电感的产品在在MOS管上检测到的开关瞬间的电压，其右图为有添加双保险丝电感的产品在在MOS管上检测到的开关瞬间的电压；所述无添加双保险丝电感的产品的电压检测，其冲击尖峰电压有95V，而有添加双保险丝电感的产品的电压检测，其冲击尖峰电压有40V，其尖峰干扰的减小5％以上，然而其吸收的损耗不变，效果加强，开关瞬间的干扰被抑制，可以更好的保护器件。
实例四，如图5为有无添加双保险丝电感的产品在抗雷击能力检验测试，在输出端口的正负极检测到的干扰电压波形图。其左图为无添加双保险丝电感的产品在抗雷击能力检验测试，在输出端口的正负极检测到的干扰电压波形图，其右图为有添加双保险丝电感的产品在抗雷击能力检验测试，在输出端口的正负极检测到的干扰电压波形图；对于雷击干扰，从输入L/N 2KV雷击干扰，经过有无添加保险丝电感电路的产品的干扰峰峰值电压，从示波器抓取的输出如下的雷击浪涌波形对比得出明显结果，有保险丝电感电路的产品可以抑制30％以上的干扰峰值。
上述对有无添加双保险丝电感的开关电源的检验测试，有添加双保险丝电感的开关电源具有较高地抑制EFT干扰和雷击脉冲产生的干扰，有效地保护电源适配器内部电路。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种抑制EFT的开关电源，其特征在于，包括：交流电源连接双保险丝电感抑制电路（1），所述双保险丝电感抑制电路（1）连接输入整流滤波电路（2），所述整流滤波电路（2）连接功率开关管电路（3），所述功率开关管电路（3）连接PWM控制电路（4）和高频变压器（5）TR，所述PWM控制电路（4）与高频变压器（5）TR电连接，所述高频变压器（5）TR连接输出整流滤波电路（6）；
其中所述双保险丝电感抑制电路（1）包括双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3，该双保险丝电感F1/L4和双保险丝电感L3是电阻保险丝内部加上磁棒，形成电感与保险丝的集成化，其中电源的火线L连接所述双保险丝电感F1/L4的一端，该双保险丝电感F1/L4另一端连接输入整流滤波电路（2）的桥式整流的输入端一端，该输入整流滤波电路（2）的桥式整流的输入端另一端连接所述双保险丝电感L3一端，该双保险丝电感L3另一端连接电源的零线N；所述双保险丝电感抑制电路（1）中的火线L串联至少一个双保险丝电感；
所述输入整流滤波电路（2）包括桥式整流、电容EC1和电容EC2、电感L1和电感L2，其中所述桥式整流输出端一端连接电容EC1的正极和电感L1一端，该电感L1的另一端连接电容EC2的正极，该电容EC1的负极连接电感L2一端和桥式整流输出端另一端，该电容EC2的负极与电感L2的另一端共接地。
2.根据权利要求1所述的一种抑制EFT的开关电源，其特征在于，所述输入整流滤波电路（2）的电容EC2的正极并联连接功率开关管电路（3）中的电阻R8和电阻R1一端、电容C1和电容C1A的正极和高频变压器（5）TR输入端“1”端，所述功率开关管电路（3）包括电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R8和电阻R9、电容C1、电容EC3和电容C1A、和二极管D1和二极管D2，所述电阻R8另一端连接电阻R9，所述电阻R1另一端与电容C1和电容C1A的负极共接电阻R2，该电阻R2另一端连接二极管D1的负极，该二极管D1的正极连接高频变压器（5）TR输入端“3”端，所述电阻R9另一端连接二极管D2的负极和电容EC3的正极，该二极管D2的正极连接电阻R7一端，该电阻R7的另一端连接高频变压器（5）TR输入端“5”端，该电容EC3的负极与高频变压器（5）TR输入端“4”端子共接地。
3.根据权利要求2所述的一种抑制EFT的开关电源，其特征在于，所述功率开关管电路（3）的电阻R9的另一端连接PWM控制电路（4）的芯片U1的“1”端子，所述PWM控制电路（4）包括芯片U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R12，所述高频变压器（5）TR输入端“5”端子连接该电阻R6一端，该电阻R6的另一端连接该芯片U1的“2”端子和并联电阻R5/R12一端，该芯片U1的“4”端子连接电阻R3/R4一端，该并联电阻R3/R4另一端与并联电阻R5/R12另一端共接地，该高频变压器（5）TR输入端“3”端子连接该芯片U1的“5、6”端子，该芯片U1的“8”端子接地。
4.根据权利要求3所述的一种抑制EFT的开关电源，其特征在于，所述高频变压器（5）TR输出端“7”端连接输出整流滤波电路（6）的二极管D3的正极和电容C5的正极，所述输出整流滤波电路（6）包括二极管D3、电容C5、电容EC4和电容EC5和电阻R10和电阻R11，所述电容C5的负极连接电阻R10一端，该电阻R10另一端连接二极管D3的负极、电容EC4和电容EC5的正极、电阻R11的一端和DC正极输出端，该电容EC4和电容EC5的负极与电阻R11的另一端、高频变压器（5）TR输出端“6”端和DC负极输出端共接。
5.根据权利要求1所述的一种抑制EFT的开关电源，其特征在于，所述双保险丝电感抑制电路（1）中的零线N串联至少一个电感或者至少一个双保险丝电感。
6.根据权利要求1所述的一种抑制EFT的开关电源，其特征在于，所述双保险丝电感抑制电路（1）中的双保险丝电感是电阻保险丝外部加上电感线圈，形成电感与保险丝的集成化。
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