CN116846208A - 一种开关电源的次级辅助供电电路 - Google Patents

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吴学雷
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王国山
吕丛生
李建羽
蒲红军
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刘岩峰
周强
张冬英
苏卫民
张健
张静
黄海杰
于思源
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Abstract

一种开关电源的次级辅助供电电路，涉及一种开关电源，为了解决现有的电次级辅助供电电路在PWM控制芯片输出脉冲被关断时，无法持续给次级控制电路提供稳定供电的问题。本发明的脉冲产生电路用于生成一个高频脉冲信号；电源受控电路根据该高频脉冲信号生成充电电压信号；脉冲变压器T1根据该充电电压信号生成方波信号；整流滤波电路用于对脉冲变压器T1生成的方波信号进行整流滤波，得到直流电压。有益效果为输出电压不随电源模块输入电压的变化而变化，同时能够供持续稳定的输出电压。

Description

一种开关电源的次级辅助供电电路
技术领域
本发明涉及一种开关电源。
背景技术
在开关电源的设计中，为了保证电源内部脉冲宽度调制Pulse Width Modulator，PWM控制芯片及过流或过压检测电路、遥控信号电路等辅助功能电路稳定可靠的工作，通常要为这些控制信号电路设计独立可靠的辅助供电电路；由于辅助供电电路主要用来为信号电路供电，因此辅助供电电路输出电流通常都很小，只有几十毫安左右；在现有的隔离式开关电源中，根据PWM控制芯片及控制电路位于变压器两侧的位置不同，辅助供电电路可分为初级辅助供电电路和次级辅助供电电路。其中，初级辅助供电电路为变压器初级侧的PWM控制芯片和输入过压或欠压保护电路等控制电路供电；次级辅助供电电路为变压器次级侧的控制芯片、过流保护电路、输出过压或欠压保护电路等控制电路供电；而现有的次级辅助供电电路直接通过在主变压器绕组上增加一个辅助绕组来实现的，因此该现有的次级辅助供电电路的优点是结构简单，采用的元器件较少；但也有明显的缺点，一是输出电压随输入电压变化较大；二是当电源模块因自身保护功能如进入短路保护、进入输入欠压保护导致PWM控制片输出脉冲被关断时，此辅助电路无法持续给次级控制电路提供稳定供电，从而影响到次级控制芯片的正常功能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的电次级辅助供电电路在PWM控制芯片输出脉冲被关断时，无法持续给次级控制电路提供稳定供电的问题，提出了一种开关电源的次级辅助供电电路。
本发明所述的一种开关电源的次级辅助供电电路，该供电电路包括脉冲产生电路1、电源受控电路、脉冲变压器T1和整流滤波电路；
所述脉冲产生电路用于生成一个高频脉冲信号；该高频脉冲信号与PWM控制片输出频率相同；
所述电源受控电路用于接收脉冲产生电路生成的高频脉冲信号，并根据该高频脉冲信号生成充电电压信号；
所述脉冲变压器T1用于接收电源受控电路生成充电电压信号，并根据该充电电压信号生成方波信号；
所述整流滤波电路用于对脉冲变压器T1生成的方波信号进行整流滤波，得到直流电压。
进一步的，所述脉冲产生电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器H1和三角波发生器；
三角波发生器的三角波信号输出端与比较器H1的反向输入端相连；
电阻R1的一端与PWM基准电压的供电端相连，电阻R1的另一端同时与电阻R2的一端以及比较器H1的正向输入端相连；电阻R2的另一端接地；
比较器H1的正极供电端与3.3V的电源输出端相连；比较器H1的负极供电端接地；
比较器H1的输出端与电阻R3的一端相连，并且两者的连接端为该脉冲产生电路的高频脉冲信号输出端；
电阻R3的另一端与3.3V的电源输出端相连。
进一步的，所述电源受控电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q1；
电阻R4的一端为电源受控电路的高频脉冲信号输入端；
电阻R4的另一端同时与电阻R5的一端以及三极管Q1的基极相连；电阻R5的另一端与3.3V的电源输出端相连；
电阻R6的一端与3.3V的电源输出端相连；电阻R6的另一端与三极管Q1的集电极相连；
三极管Q1的发射极为所述电源受控电路的充电电压信号输出端。
进一步的，所述脉冲变压器T1初级线圈的一端与电源受控电路2的充电电压信号输出端相连；
脉冲变压器T1初级线圈的另一端接地；
脉冲变压器T1次级线圈的一端为方波信号输出端；
脉冲变压器T1次级线圈的另一端接地。
进一步的，所述整流滤波电路包括二极管D1和电容C1；
所述二极管D1的阳极端为方波信号输入端；
二极管D1的阴极与电容C1的一端相连，并且两者的连接端为直流电压输出端；
所述电容C1的另一端接地。
本发明的工作原理是：首先通过脉冲产生电路生成一个与PWM控制片输出频率相同的高频脉冲信号，利用该脉冲信号对电源受控电路进行充放电控制，通过电源受控电路对脉冲变压器T1进行周期性充放电，在脉冲变压器T1上得到一个方波信号，该方波信号通过整流滤波电路整流滤波得到一个直流电压，利用该直流电压为次级控制电路进行供电。
本发明的有益效果为：整流滤波电路输出电压不随电源模块输入电压的变化而变化；同时当电源模块进入保护状态而导致PWM控制芯片的输出脉宽异常时，该供电电路依然能为电源次级控制电路提供持续稳定的输出电压，解决了现有的电次级辅助供电电路在PWM控制芯片输出脉冲被关断时，无法持续给次级控制电路提供稳定供电的问题。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种开关电源的次级辅助供电电路的电路图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种开关电源的次级辅助供电电路包括脉冲产生电路1、电源受控电路2、脉冲变压器T1和整流滤波电路3；
所述脉冲产生电路1用于生成一个高频脉冲信号；该高频脉冲信号与PWM控制片输出频率相同；
所述电源受控电路2用于接收脉冲产生电路1生成的高频脉冲信号，并根据该高频脉冲信号生成充电电压信号；
所述脉冲变压器T1用于接收电源受控电路2生成充电电压信号，并根据该充电电压信号生成方波信号；
所述整流滤波电路3用于对脉冲变压器T1生成的方波信号进行整流滤波，得到直流电压。
在本实施发方式中，如图1所示，该供电电路由脉冲产生电路1、电源受控电路2、
脉冲变压器T1和整流滤波电路3组成；该供电电路的工作原理是先通过脉冲产生电路1生成一个与PWM控制片输出频率相同的高频脉冲信号，利用该脉冲信号对电源受控电路2进行充放电控制，通过电源受控电路2对脉冲变压器T1进行周期性充放电，在脉冲变压器T1上得到一个方波信号，该方波信号通过整流滤波电路3整流滤波得到一个直流电压，利用该直流电压为次级控制电路进行供电。该供电电路的最大的特点是输出电压随输入电压的变化很小；当电源模块PWM控制片输出脉冲关断时，依然可以为次级控制电路提供持续稳定的供电电压。
优选实施例中，所述脉冲产生电路1包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器H1和三角波发生器；
三角波发生器的三角波信号输出端与比较器H1的反向输入端相连；
电阻R1的一端与PWM基准电压的供电端相连，电阻R1的另一端同时与电阻R2的一端以及比较器H1的正向输入端相连；电阻R2的另一端接地；
比较器H1的正极供电端与3.3V的电源输出端相连；比较器H1的负极供电端接地；
比较器H1的输出端与电阻R3的一端相连，并且两者的连接端为该脉冲产生电路1的高频脉冲信号输出端；
电阻R3的另一端与3.3V的电源输出端相连。
在本实施方式中，脉冲产生电路1的工作原理是将PWM控制芯片的基准电压经电阻R1和电阻R2分压后接入比较器H1的同相输入端作为基准信号V+，将三角波发生器发出的三角波信号接入比较器H1的反向输入端作为比较信号V-，电阻R3为比较器H1输出上拉电阻；当V+＞V-时，比较器H1输出高电平；当V+＜V-时，比较器H1输出低电平，从而得到一个脉冲信号；通过合理的设置电阻R1和电阻R2的电阻值比例，以得到不同脉冲宽度的脉冲信号。
优选实施例中，所述电源受控电路2包括电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q1；
电阻R4的一端为电源受控电路2的高频脉冲信号输入端；
电阻R4的另一端同时与电阻R5的一端以及三极管Q1的基极相连；电阻R5的另一端与3.3V的电源输出端相连；
电阻R6的一端与3.3V的电源输出端相连；电阻R6的另一端与三极管Q1的集电极相连；
三极管Q1的发射极为所述电源受控电路2的充电电压信号输出端。
在本实施方式中，电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q1构成一个电流源，其工作状态受前级脉冲信号的控制；其中电阻R4是三极管Q1的基极限流电阻，3.3V的电源与电阻R5配合，为三极管Q1提供偏置电压和偏置电流，电阻R6为电流源的输出限流电阻，电阻R6的阻值越大，电流源提供的电流越小，反之亦然；当前级脉冲信号为高电平时，三极管Q1导通，电流源对脉冲变压器T1进行充电，脉冲变压器T1初级线圈的同名端为正电平，当前级脉冲信号为低电平时，三极管Q1关断，脉冲变压器T1初级线圈同名端感应出一个负电平，形成一个方波信号。
优选实施例中，所述脉冲变压器T1初级线圈的一端与电源受控电路2的充电电压信号输出端相连；
脉冲变压器T1初级线圈的另一端接地；
脉冲变压器T1次级线圈的一端为方波信号输出端；
脉冲变压器T1次级线圈的另一端接地。
优选实施例中，所述整流滤波电路3包括二极管D1和电容C1；
所述二极管D1的阳极端为方波信号输入端；
二极管D1的阴极与电容C1的一端相连，并且两者的连接端为直流电压输出端；
所述电容C1的另一端接地。
在本实施方式中，该脉冲变压器T1输出的方波信号经过由二极管D1和电容C1组成的整流滤波电路得到直流电压VCC，为次级控制电路进行供电；由于该供电电路的输出功率一般很小，脉冲变压器T1采用尺寸很小磁环来实现，在磁隔离反馈电路中，脉冲变压器T1与反馈隔离变压器共用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种开关电源的次级辅助供电电路，其特征在于，该供电电路包括脉冲产生电路(1)、电源受控电路(2)、脉冲变压器T1和整流滤波电路(3)；
所述脉冲产生电路(1)用于生成一个高频脉冲信号；该高频脉冲信号与PWM控制片输出频率相同；
所述电源受控电路(2)用于接收脉冲产生电路(1)生成的高频脉冲信号，并根据该高频脉冲信号生成充电电压信号；
所述脉冲变压器T1用于接收电源受控电路(2)生成充电电压信号，并根据该充电电压信号生成方波信号；
所述整流滤波电路(3)用于对脉冲变压器T1生成的方波信号进行整流滤波，得到直流电压。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源的次级辅助供电电路，其特征在于，所述脉冲产生电路(1)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器H1和三角波发生器；
三角波发生器的三角波信号输出端与比较器H1的反向输入端相连；
电阻R1的一端与PWM基准电压的供电端相连，电阻R1的另一端同时与电阻R2的一端以及比较器H1的正向输入端相连；电阻R2的另一端接地；
比较器H1的正极供电端与3.3V的电源输出端相连；比较器H1的负极供电端接地；
比较器H1的输出端与电阻R3的一端相连，并且两者的连接端为该脉冲产生电路(1)的高频脉冲信号输出端；
电阻R3的另一端与3.3V的电源输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种开关电源的次级辅助供电电路，其特征在于，所述电源受控电路(2)包括电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q1；
电阻R4的一端为电源受控电路(2)的高频脉冲信号输入端；
电阻R4的另一端同时与电阻R5的一端以及三极管Q1的基极相连；电阻R5的另一端与3.3V的电源输出端相连；
电阻R6的一端与3.3V的电源输出端相连；电阻R6的另一端与三极管Q1的集电极相连；
三极管Q1的发射极为所述电源受控电路(2)的充电电压信号输出端。
4.根据权利要求1所述的一种开关电源的次级辅助供电电路，其特征在于，所述脉冲变压器T1初级线圈的一端与电源受控电路(2)的充电电压信号输出端相连；
脉冲变压器T1初级线圈的另一端接地；
脉冲变压器T1次级线圈的一端为方波信号输出端；
脉冲变压器T1次级线圈的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种开关电源的次级辅助供电电路，其特征在于，所述整流滤波电路(3)包括二极管D1和电容C1；
所述二极管D1的阳极端为方波信号输入端；
二极管D1的阴极与电容C1的一端相连，并且两者的连接端为直流电压输出端；
所述电容C1的另一端接地。
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