CN202004649U - 反激结构的开关电源电路 - Google Patents

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何建鹏
张昌山
方烈义
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Abstract

提供了一种反激结构的开关电源电路,包括交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路、反激开关电路、输出滤波电路、反馈取样电路、控制电路、以及供电电路。其中,交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输入端与交流电源相连接,输出端与反激开关电路的输入端和控制电路的输入端相连接;反激开关电路的输入端与交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输出端和控制电路的输出端相连接,输出端与输出滤波电路的输入端、控制电路的输入端、以及供电电路的输入端相连接;输出滤波电路的输入端与反激开关电路的输出端相连接,输出端与反馈取样电路的输入端相连接;反馈取样电路的输入端与输出滤波电路的输出端相连接,输出端与控制电路的输入端相连接。

Description

反激结构的开关电源电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电路领域,更具体地涉及反激结构的开关电源电路。 背景技术
[0002] 当今时代,人类社会面临能源消耗过大、环境破坏严重的压力,节能减排迫在眉睫。电器设备及电子产品为降低能源消耗,必须对其电源转换器进行优化,以实现更高的转换效率和更低的静态待机功耗。在中小功率领域,反激结构因为成本低廉、设计简单被普遍采用。目前市面上使用的反激结构的开关电源电路的转换效率、待机功耗等技术指标还存在进一步改进的空间。随着各种新的能源标准、安全规范的出台,将对现有的电源转换器提出更高的技术要求。
发明内容
[0003] 本实用新型提出了一种新型的反激结构的开关电源电路。
[0004] 根据本实用新型的实施例的反激结构的开关电源电路包括交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路、反激开关电路、输出滤波电路、反馈取样电路、控制电路、以及供电电路。其中,交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输入端与交流电源相连接,输出端与反激开关电路的输入端和控制电路的输入端相连接;反激开关电路的输入端与交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输出端和控制电路的输出端相连接,输出端与输出滤波电路的输入端、控制电路的输入端、以及供电电路的输入端相连接;输出滤波电路的输入端与反激开关电路的输出端相连接,输出端与反馈取样电路的输入端相连接;反馈取样电路的输入端与输出滤波电路的输出端相连接,输出端与控制电路的输入端相连接;控制电路的输入端与交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输出端、反激开关电路的输出端、反馈取样电路的输出端、以及供电电路的输出端相连接,输出端与反激开关电路的输入端相连接; 以及供电电路的输入端与反激开关电路的输出端相连接,输出端与控制电路的输入端相连接。
[0005] 根据本实用新型的实施例的反激结构的开关电源电路具备待机功耗低、效率高、 启动时间短、电磁干扰(EMI)低等特点,并能符合各种安全规范。
附图说明
[0006] 从下面结合附图对本实用新型的具体实施方式的描述中可以更好地理解本实用新型,其中:
[0007] 图1示出了根据本实用新型的实施例的反激机构的开关电源电路的电路图;
[0008] 图2示出了负温度系数热敏器件NTC和电阻R的多种连接方式;
[0009] 图3至图5示出了高压启动脚与AC输入整流和EMI滤波电路1的多种连接方式;
[0010] 图6和图7示出了系统保护脚既用于系统过温保护又用于供电输入脚VDD的保护的情况下的两种电路连接方式;[0011] 图8示出了图1中的A、B两点之间的吸收电路的多种接法;
[0012] 图9示出了图1中的C、D两点之间的驱动电路的多种接法;
[0013] 图10示出了图1中的G、H两点之间的供电电路的多种接法。
具体实施方式
[0014] 下面将详细描述本实用新型各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多具体细节,以便提供对本实用新型的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型更清楚的理解。本实用新型绝不限于下面所提出的任何具体配置,而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了相关元素或部件的任何修改、替换和改进。
[0015] 图1示出了根据本实用新型的实施例的反激机构的开关电源电路的电路图。如图 1所示,根据本实用新型的实施例的反激机构的开关电源电路包括交流电源(Ac)输入整流和电磁干扰(EMI)滤波电路1、反激开关电路2、输出滤波电路3、反馈取样电路4、控制电路 5、供电电路6、过冲吸收电路7、以及驱动电路8。
[0016] 在图1所示的实施例中,AC输入整流和EMI滤波电路1包括保险丝(FUSE)、两级共模滤波电感、X电容、χ放电电阻、压敏电阻、以及整流桥输出滤波电容。
[0017] 在图1所示的实施例中,反激开关电路2包括反激变压器T、开关金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)、以及原边电流取样电阻。
[0018] 在图1所示的实施例中,输出滤波电路3包括输出整流二极管、和滤波电容两个主要部分。整流二极管上并有RC吸收电路。RC吸收电路可以根据需要而调整,也可以不用。 针对不同的输出纹波要求,输出滤波电路可以增加η型滤波电路或者共模滤波电路。
[0019] 在图1所示的实施例中,反馈取样电路4由并联稳压集成电路(TL431)、光藕、以及反馈电阻和电容构成,用于对反激结构的开关电源电路的输出电压进行采样,通过TL431 对采样电压进行调节并将调节后的采样电压反馈到控制电路5中的控制芯片中,进而调节反激开关电路2中的开关管的占空比。
[0020] 在图1所示的实施例中,控制电路5的主要器件是一颗脉冲宽度调制(PWM)控制芯片及必要的外围辅助元件,比如0Β5269或类似功能的控制芯片。该控制芯片(IC)总共包含8只功能脚,分别是:
[0021] 驱动脚(GATE):用于控制反激开关电路2中的开关管的导通或者关闭,与驱动电路8的输入端相连接;
[0022] 输出反馈脚(FB):用于检测反激结构的开关电源电路的输出电压,与反馈取样电路4中的光藕相连接(即,与反馈取样电路4的输出端相连接);
[0023] 系统保护脚(RT):用于该控制芯片中的系统过温保护或输入过压/欠压保护,经由热敏器件(OTP)接地;
[0024] 供电输入脚(VDD):用于为该控制芯片供电,与供电电路6的输出端相连接;
[0025] 电流采样脚(CS):用于对反激开关电路2中的变压器的原边电流进行采样,与反激开关电路2的输出端相连接;
[0026] 高压启动脚(HV):用于该控制芯片的高压启动,与AC输入整流和EMI滤波电路1的输出端相连接;
[0027] 芯片接地脚(GND):用于与该控制芯片的参考地相连接;
[0028] 高压隔离脚(NV):用于该控制芯片的高压启动脚和供电输入脚之间的隔离,外部空放,也可以没有这个脚。
[0029] 其中,系统保护脚RT通过串联连接的负温度系数热敏器件(NTC)和电阻R来侦测控制芯片中的系统温度,并且在系统温度过高时关闭驱动脚GATE,从而使得反激结构的开关电源电路的输出被关闭。图2示出了 NTC和R的多种连接方式(其中,R可以根据需要被省略掉)。
[0030] 反馈取样电路4中的光藕反馈的电压采样信号经由输出反馈脚FB输入到控制芯片中。利用反激开关电路2中的原边电流取样电阻获取的电流采样信号通过RC滤波后经由电流采样脚CS输入到控制芯片中。经由输出反馈脚FB和电流采样脚CS输入的电压采样信号和电流采样信号通过控制芯片的内部运算产生脉冲宽度控制(PWM)输出。高压启动脚HV通过控制芯片内部的X放电电阻给芯片供电电容充电,也可以通过整流桥后滤波电容给控制芯片供电。图3至图5示出了高压启动脚与AC输入整流和EMI滤波电路1的多种连接方式。
[0031 ] 系统保护脚RT可以既用于控制芯片的系统过温保护,又用于供电输入脚VDD的保护。也就是说,系统保护脚RT可以侦测供电输入脚VDD上的电压是否过高,并且在供电输入脚VDD上的电压过高的情况下,关闭供电输入脚VDD。图6和图7示出了系统保护脚既用于系统过温保护又用于供电输入脚VDD的保护的情况下的两种电路连接方式。
[0032] 过冲吸收电路7连接在反激开关电路2中的A和B两点之间。驱动电路8连接在控制电路5和反激开关电路2之间。供电电路6连接在控制电路5和反激开关电路2之间。 更具体地,驱动电路8连接在控制电路5中的控制芯片的驱动脚和反激开关电路2中的开关管之间(即,连接在图1中的C点和D点之间)。供电电路6连接在控制电路5中的供电输入脚和反激开关电路2中的反馈绕组之间(即,连接在图1中的G点和H点之间)。
[0033] 图8示出了吸收电路在A、B两点之间的多种接法。图9示出了驱动电路在C、D两点之间的多种接法。图10示出了供电电路在G、H两点之间的多种接法。
[0034] 根据本实用新型的反激结构的开关电源电路具备待机功耗低、效率高、启动时间短、EMI辐射低等特点,并能符合各种安规标准。
[0035] 以上已经参考本实用新型的具体实施例来描述了本实用新型,但是本领域技术人员均了解,可以对这些具体实施例进行各种修改、组合和变更,而不会脱离由所附权利要求或其等同物限定的本实用新型的精神和范围。此外,附图中的任何信号箭头应当被认为仅是示例性的,而不是限制性的,除非另有具体指示。当术语被预见为使分离或组合的能力不清楚时,组件或者步骤的组合也将被认为是已经记载了。

Claims (10)

1. 一种反激结构的开关电源电路,包括交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路、反激开关电路、输出滤波电路、反馈取样电路、控制电路、以及供电电路,其中:所述交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输入端与交流电源相连接,输出端与所述反激开关电路的输入端和所述控制电路的输入端相连接;所述反激开关电路的输入端与所述交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输出端和所述控制电路的输出端相连接,输出端与所述输出滤波电路的输入端、所述控制电路的输入端、以及所述供电电路的输入端相连接;所述输出滤波电路的输入端与所述反激开关电路的输出端相连接,输出端与所述反馈取样电路的输入端相连接;所述反馈取样电路的输入端与所述输出滤波电路的输出端相连接,输出端与所述控制电路的输入端相连接;所述控制电路的输入端与所述交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输出端、所述反激开关电路的输出端、所述反馈取样电路的输出端、以及所述供电电路的输出端相连接, 输出端与所述反激开关电路的输入端相连接;以及所述供电电路的输入端与所述反激开关电路的输出端相连接,输出端与所述控制电路的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述控制电路包括控制芯片,所述控制芯片包括:驱动脚,用于控制所述反激开关电路中的开关管的导通或者关闭,与所述反激开关电路中的开关管相连接;输出反馈脚,用于检测所述反激结构的开关电源电路的输出电压,与所述反馈取样电路的输出端相连接;系统保护脚,用于所述控制芯片中的系统过温保护或输入过压/欠压保护,经由热敏器件接地;供电输入脚,用于为所述控制芯片供电,与所述供电电路的输出端相连接; 电流采样脚,用于对所述反激开关电路中的变压器的原边电流进行采样,与所述反激开关电路的输出端相连接;高压启动脚,用于所述控制芯片的高压启动,与所述交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路的输出端相连接;以及芯片接地脚,用于与所述控制芯片的参考地相连接。
3.根据权利要求1所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,还包括过冲吸收电路,所述过冲吸收电路横跨在所述反激开关电路中的初级线圈的两端。
4.根据权利要求2所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,还包括驱动电路,所述驱动电路连接在所述控制芯片的驱动脚和所述反激开关电路中的开关管之间。
5.根据权利要求2或4所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述控制芯片还包括高压隔离脚,用于隔离所述高压启动脚和所述供电输入脚。
6.根据权利要求1所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路包括保险丝、两级共模滤波电感、X电容、X放电电阻、压敏电阻、 以及整流桥和输出滤波电容。
7.根据权利要求1所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述输出滤波电路包括输出整流二极管和滤波电容。
8.根据权利要求7所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述输出滤波电路还包括η型滤波电路和/或共模滤波电路。
9.根据权利要求1所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述反馈取样电路包括并联稳压集成电路、光藕、反馈电阻、和反馈电容。
10.根据权利要求2所述的反激结构的开关电源电路,其特征在于,所述供电电路连接在所述控制芯片的供电脚和所述反激开关电路的辅助线圈之间。
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