CN201150031Y

CN201150031Y - 一种开关电源

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Publication number: CN201150031Y
Application number: CNU2007203121253U
Authority: CN
Inventors: 毛灿豪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2017-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源，包括第一电容、变压器、第二开关晶体管、第九电阻，用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，变压器包括初级绕组和反馈绕组；第一电容输入与输入电源耦合，输出正极与初级绕组耦合，启动模块、推动模块、反馈绕组依次相连后跨接在第一电容上；第二开关晶体管集电极与初级绕组相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻与反馈绕组相连；电压检测控制模块输入与反馈绕组相连，电压检测控制模块用于检测反馈绕组上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管关闭。本实用新型的开关电源成本低。

Description

一种开关电源

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源。

背景技术

现有的开关电源一般都采用专用的控制集成电路(IC)去产生振荡和进行电压控制，但专用的控制IC一般都比较贵，不利于制造一些低价格的开关电源的。而且很多现有的开关电源专用的控制IC都不能进行初级电压控制。

发明内容

本实用新型就是为了克服以上的不足，提出了一种低成本的开关电源。

本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种开关电源，包括第一电容、变压器、第二开关晶体管、第九电阻，用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，所述变压器包括初级绕组和反馈绕组；所述第一电容输入与输入电源耦合，输出正极与初级绕组耦合，所述启动模块、推动模块、反馈绕组依次相连后跨接在第一电容上；所述第二开关晶体管集电极与初级绕组相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻与反馈绕组相连；所述电压检测控制模块输入与反馈绕组相连，所述电压检测控制模块用于检测反馈绕组上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管关闭；所述输出整流滤波模块一端连接在第二开关晶体管集电极与初级绕组之间，另一端连接在第九电阻与反馈绕组之间。

优选地，还包括浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块跨接在初级绕组上，用于吸收所述初级绕组的漏感所引起的电压尖峰。

优选地，所述启动模块包括第二电阻，所述推动模块包括第五电阻和第四电容，所述电压检测控制模块包括第七电阻、第六二极管、第六电容、第一稳压管和第一开关晶体管；所述第二电阻、第四电容、第五电阻、反馈绕组相连后跨接在第一电容上；所述第七电阻、第六二极管、第六电容相连后跨接在反馈绕组上，所述第一稳压管阳极连接在第六二极管阳极和第六电容之间，第一稳压管阴极与第一开关晶体管基极相连，所述第一开关晶体管射极连接在第四电容和第二开关晶体管基极之间，其集电极连接在反馈绕组与第九电阻之间；所述第二开关晶体管基极连接在第四电容和第二电阻之间。

本实用新型的技术问题还可通过以下的技术方案予以解决：一种开关电源，其特征在于：包括第一电容、变压器、第二开关晶体管、第九电阻，用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，所述变压器包括初级绕组、反馈绕组和次级绕组；所述第一电容输入与输入电源耦合，输出正极与初级绕组耦合，所述启动模块、推动模块、反馈绕组依次相连后跨接在第一电容上；所述第二开关晶体管集电极与初级绕组相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻与反馈绕组相连；所述电压检测控制模块输入与反馈绕组相连，所述电压检测控制模块用于检测反馈绕组上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管关闭；所述输出整流滤波模块跨接在次级绕组上。

优选地，所述启动模块包括第二电阻，所述推动模块包括第五电阻和第四电容，所述电压检测控制模块包括第七电阻、第六二极管、第六电容、第一稳压管和第一开关晶体管；所述第二电阻、第四电容、第五电阻、反馈绕组相连后跨接在第一电容上；所述第七电阻、第六二极管、第六电容相连后跨接在反馈绕组上，所述第一稳压管阳极连接在第六二极管和第六电容之间，第一稳压管阴极与第一开关晶体管基极相连，所述第一开关晶体管射极连接在第四电容和第二电阻之间，其集电极与反馈绕组相连；所述第二开关晶体管基极连接在第四电容和第二电阻之间。

优选地，还包括第四开关晶体管和第二十电阻；所述第四开关晶体管基极经第二十电阻连接在第二开关晶体管射极和第九电阻之间，第四开关晶体管集电极与第二开关晶体管基极相连，第四开关晶体管射极连接在反馈绕组与第九电阻之间。

优选地，还包括第五电容和第八电阻；所述第五电容跨接在第一开关晶体管的基极和射极之间，所述第八电阻跨接在第一开关晶体管的基极和集电极之间。

优选地，还包括第十电阻、第十九电阻、第八二极管和用于控制输出电压和电流的次级电压电流控制模块；所述第十电阻和第八二极管连接后跨接在第五电阻上，所述第十九电阻一端连接在第四开关晶体管的基极和第二十电阻之间，另一端连接在反馈绕组和第五电阻之间。

优选地，还包括桥式整流器、第二电容和第一电感，所述第二电容、第一电感和第一电容组成π形滤波器，所述输入电源为交流电源，所述桥式整流器连接在交流电源与π形滤波器之间。

优选地，还包括第十三电容、第二十一电阻、第二十二电阻和第二十三电阻；所述第二十一电阻跨接在所述第一开关晶体管的基极和射极之间，所述第十三电容和第二十二电阻相连后跨接在所述第一开关晶体管的集电极和基极之间；所述第二十三电阻一端连接在第十三电容和第二十二电阻之间，另一端连接在反馈绕组和第五电阻之间。

本实用新型与现有技术对比的有益效果是：本实用新型的开关电源不需采用开关电源专用控制IC，减低了制作成本，本实用新型的开关电源成本低。本实用新型的开关电源还可实现初级控制输出电压，而且也可不需要光偶和次级的电压控制电路，能进一步减低制作成本。本实用新型的开关电源可作输入电压保偿，使开关电源能在宽输入电压范围内进行初级端控制。本实用新型的开关电源还可实现最少单个脉宽控制，能使开关电源在低负载、高输入电压时关频率不致太高，减少开关损耗，以确保开关晶体管的温度不致太高，保证开关电源的寿命。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式一的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式二的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式三的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式四的结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式五的结构示意图；

图6是本实用新型具体实施方式六的结构示意图；

图7是本实用新型具体实施方式七的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式并结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式一

如图1所示，一种开关电源，包括第一电容C1、变压器、第二开关晶体管Q2、第九电阻R9，用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管Q2开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，所述变压器包括初级绕组T1A和反馈绕组T1B。所述第一电容C1输入与输入电源耦合，即输入电源的第一端DC+IN经第一电阻与第一电容C1正极相连，输入电源的第二端DC-IN与第一电容C2负极相连；第一电容C1输出正极与初级绕组T1A耦合，。所述启动模块、推动模块、反馈绕组T1B依次相连后跨接在第一电容C1上。所述第二开关晶体管Q2集电极与初级绕组T1A相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻R9与反馈绕组T1B相连。所述电压检测控制模块输入与反馈绕组T1B相连，所述电压检测控制模块用于检测反馈绕组T1B上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管Q2关闭。所述输出整流滤波模块一端连接在第二开关晶体管Q2集电极与初级绕组T1A之间，另一端连接在第九电阻R9与反馈绕组T1B之间。

所述启动模块包括第二电阻R2，所述推动模块包括第五电阻R5和第四电容C4。所述电压检测控制模块包括第七电阻R7、第六二极管D6、第六电容C6、第一稳压管Z1和第一开关晶体管Q1。所述第二电阻R2、第四电容C4、第五电阻R5、反馈绕组T1B相连后跨接在第一电容C1上。所述第七电阻R7、第六二极管D6、第六电容C6相连后跨接在反馈绕组T1B上，所述第一稳压管Z1阳极连接在第六二极管D6阳极和第六电容C6之间，第一稳压管Z1阴极与第一开关晶体管Q1基极相连，所述第一开关晶体管Q1射极连接在第四电容C4和第二开关管Q2之间，其集电极连接在反馈绕组T1B与第九电阻R9之间；所述第二开关晶体管Q2基极连接在第四电容C4和第二电阻R2之间。

上述开关电源还包括浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块跨接在初级绕组T1A上，用于吸收所述初级绕组T1A的漏感所引起的电压尖峰。所述浪涌吸收模块包括第三电阻R3、第三电容C3、第四电阻R4和第五二极管D5。浪涌吸收模块将由变压器初级T1A绕组的漏感所引起的电压尖峰吸收，减低尖峰的电压值，保护第二开关晶体管Q2免于被过高的电压尖峰击穿。所述浪涌吸收模块中的第四电阻R4的阻值可以是零，即第四电阻R4是短路或不存在。所述浪涌吸收模块也可由第五二极管D5和一个稳压管或多个稳压管串联而组成，稳压管的阴极和二极管的阴极相连，稳压管的阳极接在变压器初级绕组T1A的同相端即可。无论何种浪涌吸收模块，第五二极管D5和其它组件的串联位置是可以互换，但二极管、稳压管方向需保证不变。

所述输出整流滤波模块包括第九二极管D9、第十二电容C12和第七电容C7。所述第一电阻R1为保险丝电阻或保险丝，第一开关晶体管Q1为PNP晶体管或P沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)或场效应晶体管，第二开关晶体管Q2为NPN晶体管或N沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)或场效应晶体管。上述开关电源还包括第二稳压管Z2，所述第二稳压管Z2跨接在输出端+Vout和-Vout上，当开关电源发生问题，输出电压急剧上升时，将击穿第二稳压管Z2，将输出短路，达到保护输出的目的。

上述开关电源的工作原理如下：当直流输入电压从DC+IN和DC-IN两端输入时，电流从第一电阻R1流到第一电容C1，对第一电容C1充电，直到第一电容C1上的电压等于输入电压。同时电流亦从电容C1的正极流经第二电阻R2、第四电容C4、第五电阻R5、变压器反馈绕组T1B，再流回第一电容C1的负极。第四电容C4就是这样的被这个电流充电，第四电容C4上的电压亦慢慢上升。即第二开关管Q2的基极电压亦同时上升，当其第二开关管Q2基极电压上升到第二开关管Q2的导通电压(一般约为0.6V-0.7V)，第二开关管Q2开始导通。此时，电流就会从第一电容C1的正极流过变压器的初级绕组T1A，再流经第二开关管Q2、第九电阻R9然后流回第一电容C1的负极。这个流经变压器初级绕组T1A的电流使变压器反馈绕组T1B的同相端产生一个正电压，这个正电压的数值约为第一电容C1上的电压乘以反馈绕组T1B和初级绕组T1A的匝数比，这个正电压通过第五电阻R5、第四电容C4加到第二开关管Q2的基极，使第二开关管Q2的基极电流进一步增加，这个正反馈电压使第二开关管Q2完全导通。变压器的电流亦不断上升，变压器反馈绕组T1B的同相端维持一个正电压，使第二开关管Q2继续导通，直到变压器进入饱和状态，电流上升的速度减慢，这时反馈绕组T1B上的电压减少，使得第二开关管Q2的基极电流减少，流过第二开关管Q2的电流亦随之而减少，反馈绕组T1B上的电压再次减少，使得第二开关管Q2迅速关闭。

当第二开关管Q2关闭时，储在变压器的能量开始释放，电流从第一电容C1的正极经变压器的初级绕组T1A的同相端，再经反相端流经第九二极管D9向第七电容C7充电，再流回第一电容C1的负极。与此同时，反馈绕组T1B亦向第六电容C6充电，电流从反馈绕组T1B的反相端流经第六电容C6、第六二极管D6、第七电阻R7流回绕组T1B的同相端，这充电电流使第六电容C6与第一稳压管Z1的连接点变成负电压。

当储存在变压器上的能量完全释放后，反馈绕组T1B的同相端负电压变回零，第一电容C1重新通过第二电阻R2、第四电容C4、第五电阻R5对第四电容C4充电。第二开关晶体管Q2又导通、然后又关闭，这样自激振荡便形成。在每一振荡周期里，第七电容C7和第六电容C6都被充电，当第六电容C6上的负电压上升到稳压管Z1的稳压值时，稳压管Z1导通，电流将流经第一开关晶体管Q1的基极，使第一开关晶体管Q1导通，从而使第二开关晶体管Q2的基极电流减少，使第二开关晶体管Q2提早关闭，这样使整个开关电源进入一个平衡状态，第六电容C6上的电压会近似维持在稳压管Z1确定的稳压值上。第九电阻R9使开关电源在每一周期都比较第六电容C6和第一稳压管Z1的电压值。若假设第六电容C6上的电压数值为X，反馈绕组T1B上的电压值＝X+第六二极管D6的正向电压+第七电阻R7的压降。由于电阻R7的数值比较少，而流经电阻R7的电流也很少，所以电阻R7的电压降可以忽略，即反馈绕组T1B上的电压值＝X+第六二极管D6的正向电压。若初级绕组T1A的线圈为N1圈，反馈绕组T1B的线圈为N2圈；则在初级绕组T1A上的电压＝(X+第六二极管D6的正向电压)×N1/N2。当储在变压器的能量释放时，第一电容C1的电压加上初级绕组T1A的电压对第七电容C7充电，在平衡状态时，第七电容C7的电压＝输入电压+(X+二极管D6的正向电压)×N1/N2-二极管D9的正向电压。本具体实施方式是一个升压开关电源的接法，其输入和输出之间没有隔离。

具体实施方式二

如图2所示，本具体实施方式与具体实施方式一的不同之处在于：本具体实施方式采用反激击式开关电源的接法，输入和输出之间有隔离。一种开关电源，包括第一电容C1、变压器、第二开关晶体管Q2、第九电阻R9、第十一电容C11、用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管Q2开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，所述变压器包括初级绕组T1A、反馈绕组T1B和次级绕组T1C。所述第一电容C1输入与输入电源耦合，即输入电源的第一端DC+IN经第一电阻R1与第一电容C1正极相连，输入电源的第二端DC-IN与第一电容C2负极相连；第一电容C1正极输出与初级绕组T1A耦合。所述启动模块、推动模块、反馈绕组T1B依次相连后跨接在第一电容C1上。所述第二开关晶体管Q2集电极与初级绕组T1A相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻R9与反馈绕组T1B相连。所述电压检测控制模块输入与反馈绕组T1B相连，所述电压检测控制模块用于检测反馈绕组T1B上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管Q2关闭；所述输出整流滤波模块跨接在次级绕组T1C上。

所述启动模块包括第二电阻R2，所述推动模块包括第五电阻R5和第四电容C4，所述电压检测控制模块包括第七电阻R7、第六二极管D6、第六电容C6、第一稳压管Z1和第一开关晶体管Q1。所述第二电阻R2、第四电容C4、第五电阻R5、反馈绕组T1B相连后跨接在第一电容C1上；所述第七电阻R7、第六二极管D6、第六电容C6相连后跨接在反馈绕组T1B上。所述第一稳压管Z1阳极连接在第六二极管D6阳极和第六电容C6之间，第一稳压管阴极与第一开关晶体管Q1基极相连，所述第一开关晶体管Q1射极连接在第四电容C4和第二电阻R2之间，其集电极与反馈绕组T1B相连；所述第二开关晶体管Q2基极连接在第四电容C4和第二电阻R2之间。所述第七电阻R7和第六二极管D6的位置是可以互换的

所述输出整流滤波模块包括第九二极管D9、第十二电容C12和第七电容C7。所述输出整流滤波模块将变压器次级绕组T1C的输出接进行整流、滤波后输出。所述第一电阻R1为保险丝电阻或保险丝，第一开关晶体管Q1为PNP晶体管或P沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)或场效应晶体管，第二开关晶体管Q2为NPN晶体管或N沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)或场效应晶体管。上述开关电源还包括第二稳压管Z2，所述第二稳压管Z2跨接在输出端+Vout和-Vout上，当开关电源发生问题，输出电压急剧上升时，将击穿第二稳压管Z2，将输出短路，达到保护输出的目的。所述第十一电容C11用于进行高频滤波，若高频干扰输出不太大时，第十一电容C11可以省去。

本具体实施方式的开关电源的工作原理与具体实施方式一的开关电源的工作原理基本相同，此处只说明其不同点。若假设第六电容C6上的电压数值为X，反馈绕组T1B上的电压值＝X+第六二极管D6的正向电压+第七电阻R7的压降。由于电阻R7的数值比较少，而流经电阻R7的电流也很少，所以电阻R7的电压降可以忽略，即反馈绕组T1B上的电压值＝X+第六二极管D6的正向电压。若初级绕组T1A的线圈为N1圈、反馈绕组T1B的线圈为N2圈、次级绕组T1C的线圈为N3圈；则初级绕组T1A上的电压＝(X+第六二极管D6的正向电压)×N1/N2，次级绕组T1C上的电压＝(X+二极管D6的正向电压)×N3/N2。当储在变压器的能量释放时，次级绕组T1C通过第九二极管D9向第七电容C7充电，在平衡状态时，第七电容C7的电压＝(X+第六二极管D6的正向电压)×N3/N2-二极管D9的正向电压。

在上面两个具体实施方式中，电路也可以做一些变动。例如：第一开关晶体管Q1的射极也可改接在第五电阻R5和第四电容C4之间，此时控制电压会有些改变，因为电压检测控制模块的参考电压会加上第四电容C4的电压，此时，电压检测控制模块需包括一个光偶，此时就能做正常的电压按制。另外，第五电阻R5和第四电容C4位置也可以互换。

具体实施方式三

如图3所示，本具体实施方式与具体实施方式二的不同之处在于：本具体实施方式的输入电源为交流电源，本具体实施方式的开关电源还包括桥式整流器、第二电容C2和第一电感L1，所述第二电容C2、第一电感L1和第一电容C1组成π形滤波器，所述桥式整流器连接在交流电源与π形滤波器之间。所述桥式整流器包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。所述桥式整流器将交流输入转变为直流，再连接到π形滤波器。π形滤波器可以消除开关电源产生的电噪声，使本实用新型的开关电源可直接接在市电的交流电源使用。在具体实施方式三中，π形滤波器可以消除开关电源产生的电噪声，次级绕组T1C还能将隔离输入的高电压和输出，这种有隔离的开关电源可以安全运作在市电上。

在上述具体实施方式一、二、三中，第九电阻R9的数值可以是零，即第九电阻R9可以不存在。

具体实施方式四

如图4所示，本具体实施方式与具体实施方式三的不同之处在于：本具体实施方式的开关电源还包括第四开关晶体管Q4和第二十电阻R20。所述第四开关晶体管Q4基极经第二十电阻R20连接在第二开关晶体管Q2射极和第九电阻R9之间，第四开关晶体管Q4集电极与第二开关晶体管Q2基极相连，第四开关晶体管Q4射极连接在反馈绕组T1B与第九电阻R9之间。所述第四开关晶体管Q4为NPN晶体管或N沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)或场效应晶体管。第九电阻R9、第二十电阻R20和第四开关晶体管Q4构成了初级端限流电路。当这种初级端限流电路存在时，在第二开关晶体管Q2导通时，不需要等到变压器饱和时才将第二开关晶体管Q2关闭。当第二开关晶体管Q2导通时，变压器的初级绕组T1A的电流不断上升，电流上升的速度dI/dt＝VC1/L，VC1是第一电容C1上的电压，L是初级绕组T1A的电感值。这电流流经第九电阻R9，使第九电阻R9的电压上升，第九电阻R9上的电压经第二十电阻R20加到第四开关晶体管Q4的基极，当第九电阻R9上的电压上升到第四开关晶体管Q4的导通电压，第四开关晶体管Q4开始导通，第二开关晶体管Q2的电压被第四开关晶体管Q4的集电极拉下来，随即第二开关晶体管Q2的电流减少，反馈绕组T1B的电压亦随之而减少，使第二开关晶体管Q2实时关闭，结束了开关晶体管Q2的导通周期，不需等到变压器饱和才结束。由于第四开关晶体管Q4的导通电压约为0.6V-0.7V，我们设定第九电阻R9的数值后，就能控制初级的峰值电流，亦即控制了最大的输入和输出功率。这种初级端限流电路也可用在具体实施方式二的直流输入中。

具体实施方式五

如图5所示，本具体实施方式与具体实施方式四的不同之处在于：本具体实施方式的开关电源还包括第五电容C5和第八电阻R8。所述第五电容C5跨接在第一开关晶体管Q1的基极和射极之间，所述第八电阻R8跨接在第一开关晶体管Q1的基极和集电极之间。所述第五电容C5、第八电阻R8和第一开关晶体管Q1组成了最少脉宽电路。当第二开关晶体管Q2关闭时，在反馈绕组T1B的同相端会出现一个负电压，这个负电压通过第八电阻R8、第五电容C5、第四电容C4和第五电阻R5对第五电容C5充电，使第五电容C5在与第一开关晶体管Q1连接一端的电压高于另一端。这个电压使得第一开关晶体管Q1反向偏压，使第一开关晶体管处于关闭状态。当变压器的能量全部释放后，变压器反馈绕组T1B的同相端的电压再次变为正，这电压将使第二开关晶体管Q2导通，这时第一开关晶体管Q1仍然被第五电容C5的反向偏置电压所关闭。第五电容C5上的电压通过第八电阻R8放电并再向另一个方向充电，当第五电容C5上的电压使第一开关晶体管Q1导通时，第一稳压管Z1使第一开关晶体管Q1开始导通。由于第八电阻R8和第五电容C5会至少延迟一个第二开关晶体管Q2的开通时间，这能使得本具体实施方式的开关电源的振荡频率不致太高，减低损耗。

具体实施方式六

如图6所示，本具体实施方式与具体实施方式五的不同之处在于：本具体实施方式的开关电源还包括第十电阻R10、第十九电阻R19、第八二极管D8和用于控制输出电压和电流的次级电压电流控制模块。所述第十电阻R10和第八二极管D8连接后跨接在第五电阻R5上，所述第十九电阻R19一端连接在第四开关晶体管Q4的基极和第二十电阻R20之间，另一端连接在反馈绕组T1B和第五电阻R5之间。第十九电阻R19被用作输入电压保偿。当第二开关晶体管Q2在开启状态时，反馈绕组T1B的同相端将产生一正电压，这个电压的数值差不多是＝VC2×N2/N1，其中N1是初级绕组T1A的匝数，N2是反馈绕组T1B的匝数，VC2为输入电压的峰值，对于正弦波的市电，输入电压正比于峰值电压。根据这个算式，显示反馈绕组T1B的同相端产生的电压正比于输入电压，这个电压通过第二十电阻R20和第十九电阻R19组成的分压器将一个偏置电压加到第四开关晶体管Q4的基极上面，这个偏置电压也正比于输入电压。所以当输入电压升高时，偏置电压亦随之而增加，由于第四开关晶体管Q4的开通电压是固定的，所以当输入电压越高，则初级端的限流点则越低。若适当选取电阻第二十电阻R20和第十九电阻R19，就可使在高输入电压和低输入电压的最大功率限制点差不多恒定，这个功能在没有光偶作电源电压的反馈的电路尤为重要，它会使低输入电压和高输入电压的输出电压比较稳定。

另外，第十电阻R10和第八二极管D8组成了加速关闭电路。当第二开关晶体管Q2开始关闭时，反馈绕组T1B的同相端变为负电压，由于第十电阻R10的阻值小于第五电阻R5的阻值，所以流过第十电阻R10的电流比流过第五电阻R5的电流大。这将使第二开关晶体管Q2的基极的电荷被更迅速地移除，加速关闭第二开关晶体管Q2。加速关闭可减少第二开关晶体管Q2的开关损耗，使第二开关晶体管Q2的温度降低，增加可靠性。

次级电压电流控制模块具体包括次级电压控制电路和次级电流控制电路。所述次级电压控制电路包括第十一电阻R11、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第八电容C8、三端可调分流基准电压源U2和光电偶合器U1B、U1A。当输出电压低于由第十六电阻R16和第十八电阻R18所设定的电压时，三端可调分流基准电压源U2的阴极电压差不多等于输出电压，光电偶合器U1A没有电流流通，光电偶合器U1B程高阻值状态，第一开关晶体管Q1的基极电压没有被拉下，第二开关晶体管Q2开通时间由第四开关晶体管Q4控制，输出电压每一振荡周期都升高一点，直到输出电压达到由第十六电阻R16和第十八电阻R18的设定的电压时，三端可调分流基准电压源U2的阴极电压降低使光电偶合器U1A有电流流通，光电偶合器U1B程低阻值状态，使得第六电容C6的负电压将第五电容C5放电并将第一开关晶体管Q1基极的电压拉下来，这次级电压控制电路可以使第二开关晶体管Q2的开通时间刚好可以使输出电压维持在第十六电阻R16和第十八电阻R18所设定的电压上，达到精确的恒压输出。此时可将第一稳压管Z1的稳压值设成比由第十六电阻R16和第十八电阻R18所设定的电压值高，这样第一稳压管Z1就可进行过压保护。

次级电流控制电路包括第十一电阻R11、电流检测电阻R12、第十三电阻R13、第三开关晶体管Q3、第十电容C10和光电偶合器U1B、U1A。所述第三开关晶体管Q3为NPN晶体管或N沟道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)。当开关电源接上负载后，输出电流由+Vout流经负载再经-Vout、电流检测电阻R12、再流回第七电容C7的负极。当输出电流在电流检测电阻R12所产生的电压低于第三开关晶体管Q3的导通电压时，第三开关晶体管Q3将处于关闭状态，次级电流控制电路不工作，输出电压由次级电压控制电路控制。当输出电流在电流检测电阻R12上所产生的电压高于第三开关晶体管Q3的导通电压时，第三开关晶体管Q3导通，电流过光电偶合器U1A、第十一电阻R11和第三开关晶体管Q3，使光电偶合器U1B呈低阻值状态，将使第六电容C6的负电压对第五电容C5放电并将第一开关晶体管Q1的基极拉下来，令第二开关晶体管Q2提早关闭，输出电压降低，输出电压降低又反过来使输出电流降低，使输出电流维持在令电阻R12所产生的电压等于晶体管的导通电压，约为0.6V。所以恒流值＝0.6/R12的阻值。第十三电阻R13和第十电容C10用来滤波，使次级电流控制电路稳定工作。所述第十四电阻R14可直接跨接在光电偶合器U1A上。另外，第十一电阻R11和光电偶合器U1A的串联位置可以互换。

本具体实施方式的开关电源还包括由第二电感L2和第九电容C9组成的输出滤波电路，所述输出滤波电路用作过滤高频纹波，减少输出纹波的电压值。

具体实施方式七

如图7所示，本具体实施方式与具体实施方式六的不同之处在于：本具体实施方式的开关电源去掉了第五电容C5、第八电阻R8，增设了第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23和第十三电容C13。所述第二十一电阻R21跨接在所述第一开关晶体管Q1的基极和射极之间，所述第十三电容C13和第二十二电阻R22相连后跨接在所述第一开关晶体管Q1的集电极和基极之间，所述第二十三电阻R23一端连接在第十三电容C13和第二十二电阻R22之间，另一端连接在反馈绕组T1B和第五电阻R5之间。

所述第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、电容C13和第一开关晶体管Q1组成了开通延时电路。每个周期变压器将能量释放后，当第二开关晶体管Q2准备再开通时，第十三电容C13会使第一开关晶体管Q1处于开通状态，使第二开关晶体管Q2仍然关闭。这时第四电容C4会经第二十一电阻R21、第十三电容C13、第二十二电阻R22、反馈绕组T1B和第五电阻R5对第十三电容C13充电。第十三电容C13上的电压升高，第一开关晶体管Q1的基极和射极的电压亦同时升高，第一开关晶体管Q1的射极电压和晶体管Q2的基极电压相同，所以第二开关晶体管Q2的基极的电压同时升高，等到第二开关晶体管Q2基极的电压升高到一定程度时，第二开关晶体管Q2导通，这时反馈绕组T1B和第二十三电阻R23连接的地方变成正电压，第二十三电阻R23使第二十二电阻R22和第十三电容C13的连接点产生一正电压，使第一开关晶体管Q1和第二开关晶体管Q2的基极电压进一步升高，这个正反馈将使第二开关晶体管Q2加快开通。第十三电容C13的充电延迟了第二开关晶体管Q2的开通，使每个周期的时间加长，适当选取第二十二电阻R21和第十三电容C13，可使在低负载和高电压输入时的振荡频率不致太高，减少开关损耗，降低温度，提高开关可靠性。本具体实施方式中，第二十二电阻R22可以是零，第二十三电阻R23可以是无限大、即开路。此时，第二十二电阻R22和第二十三电阻R23都不存在。

本发明的开关电源适用于制造廉价的交流或直流输入的开关电源或充电器，例如汽车、船或飞机上的开关电源，直流电池电压转换器或充电器；还可用在一般市电输入的全电压(一般为85VAC-320VAC)的开关电源或充电器，像为手机、电话、MP3、游戏机、收音机、玩具、LED等的电源或充电器上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种开关电源，其特征在于：包括第一电容(C1)、变压器、第二开关晶体管(Q2)、第九电阻(R9)，用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管(Q2)开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，所述变压器包括初级绕组(T1A)和反馈绕组(T1B)；所述第一电容(C1)输入与输入电源耦合，输出正极与初级绕组(T1A)耦合，所述启动模块、推动模块、反馈绕组(T1B)依次相连后跨接在第一电容(C1)上；所述第二开关晶体管(Q2)集电极与初级绕组(T1A)相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻(R9)与反馈绕组(T1B)相连；所述电压检测控制模块输入与反馈绕组(T1B)相连，所述电压检测控制模块用于检测反馈绕组(T1B)上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管(Q2)关闭；所述输出整流滤波模块一端连接在第二开关晶体管(Q2)集电极与初级绕组(T1A)之间，另一端连接在第九电阻(R9)与反馈绕组(T1B)之间。

2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于：还包括浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块跨接在初级绕组(T1A)上，用于吸收所述初级绕组(T1A)的漏感所引起的电压尖峰。

3.根据权利要求1或2所述的开关电源，其特征在于：所述启动模块包括第二电阻(R2)，所述推动模块包括第五电阻(R5)和第四电容(C4)，所述电压检测控制模块包括第七电阻(R7)、第六二极管(D6)、第六电容(C6)、第一稳压管(Z1)和第一开关晶体管(Q1)；所述第二电阻(R2)、第四电容(C4)、第五电阻(R5)、反馈绕组(T1B)相连后跨接在第一电容(C1)上；所述第七电阻(R7)、第六二极管(D6)、第六电容(C6)相连后跨接在反馈绕组(T1B)上，所述第一稳压管(Z1)阳极连接在第六二极管(D6)阳极和第六电容(C6)之间，第一稳压管(Z1)阴极与第一开关晶体管(Q1)基极相连，所述第一开关晶体管(Q1)射极连接在第四电容(C4)和第二开关晶体管(Q2)基极之间，其集电极连接在反馈绕组(T1B)与第九电阻(R9)之间；所述第二开关晶体管(Q2)基极连接在第四电容(C4)和第二电阻(R2)之间。

4.一种开关电源，其特征在于：包括第一电容(C1)、变压器、第二开关晶体管(Q2)、第九电阻(R9)，用于向推动模块提供初始电信号的启动模块、用于推动第二开关晶体管(Q2)开通和关闭的推动模块、电压检测控制模块和输出整流滤波模块，所述变压器包括初级绕组(T1A)、反馈绕组(T1B)和次级绕组(T1C)；所述第一电容(C1)输入与输入电源耦合，输出正极与初级绕组(T1A)耦合，所述启动模块、推动模块、反馈绕组(T1B)依次相连后跨接在第一电容(C1)上；所述第二开关晶体管(Q2)集电极与初级绕组(T1A)相连，其基极与推动模块、电压检测控制模块输出分别相连，其射极经第九电阻(R9)与反馈绕组(T1B)相连；所述电压检测控制模块输入与反馈绕组(T1B)相连，所述电压检测控制模块用于检测反馈绕组(T1B)上的电压并在其上电压达到预设值时将第二开关晶体管(Q2)关闭；所述输出整流滤波模块跨接在次级绕组(T1C)上。

5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于：所述启动模块包括第二电阻(R2)，所述推动模块包括第五电阻(R5)和第四电容(C4)，所述电压检测控制模块包括第七电阻(R7)、第六二极管(D6)、第六电容(C6)、第一稳压管(Z1)和第一开关晶体管(Q1)；所述第二电阻(R2)、第四电容(C4)、第五电阻(R5)、反馈绕组(T1B)相连后跨接在第一电容(C1)上；所述第七电阻(R7)、第六二极管(D6)、第六电容(C6)相连后跨接在反馈绕组(T1B)上，所述第一稳压管(Z1)阳极连接在第六二极管(D6)阳极和第六电容(C6)之间，第一稳压管(Z1)阴极与第一开关晶体管(Q1)基极相连，所述第一开关晶体管(Q1)射极连接在第四电容(C4)和第二电阻(R2)之间，其集电极与反馈绕组(T1B)相连；所述第二开关晶体管(Q2)基极连接在第四电容(C4)和第二电阻(R2)之间。

6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于：还包括第四开关晶体管(Q4)和第二十电阻(R20)；所述第四开关晶体管(Q4)基极经第二十电阻(R20)连接在第二开关晶体管(Q2)射极和第九电阻(R9)之间，第四开关晶体管(Q4)集电极与第二开关晶体管(Q2)基极相连，第四开关晶体管(Q4)射极连接在反馈绕组(T1B)与第九电阻(R9)之间。

7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于：还包括第五电容(C5)和第八电阻(R8)；所述第五电容(C5)跨接在第一开关晶体管(Q1)的基极和射极之间，所述第八电阻(R8)跨接在第一开关晶体管(Q1)的基极和集电极之间。

8.根据权利要求4-7任一所述的开关电源，其特征在于：还包括浪涌吸收模块，所述浪涌吸收模块跨接在初级绕组(T1A)上，用于吸收所述初级绕组(T1A)的漏感所引起的电压尖峰。

9.根据权利要求8所述的开关电源，其特征在于：还包括第十电阻(R10)、第十九电阻(R19)、第八二极管(D8)和用于控制输出电压和电流的次级电压电流控制模块；所述第十电阻(R10)和第八二极管(D8)连接后跨接在第五电阻(R5)上，所述第十九电阻(R19)一端连接在第四开关晶体管(Q4)的基极和第二十电阻(R20)之间，另一端连接在反馈绕组(T1B)和第五电阻(R5)之间。

10.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于：还包括桥式整流器、第二电容(C2)和第一电感(L1)，所述第二电容(C2)、第一电感(L1)和第一电容(C1)组成π形滤波器，所述输入电源为交流电源，所述桥式整流器连接在交流电源与π形滤波器之间。

11.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于：还包括第十三电容(C13)、第二十一电阻(R21)、第二十二电阻(R22)和第二十三电阻(R23)；所述第二十一电阻(R21)跨接在所述第一开关晶体管(Q1)的基极和射极之间，所述第十三电容(C13)和第二十二电阻(R22)相连后跨接在所述第一开关晶体管(Q1)的集电极和基极之间；所述第二十三电阻(R23)一端连接在第十三电容(C13)和第二十二电阻(R22)之间，另一端连接在反馈绕组(T1B)和第五电阻(R5)之间。

12.根据权利要求11所述的开关电源，其特征在于：还包括第十电阻(R10)、第十九电阻(R19)、第八二极管(D8)和用于控制输出电压和电流的次级电压电流控制模块；所述第十电阻(R10)和第八二极管(D8)连接后跨接在第五电阻(R5)上，所述第十九电阻(R19)一端连接在第四开关晶体管(Q4)的基极和第二十电阻(R20)之间，另一端连接在反馈绕组(T1B)和第五电阻(R5)之间。