CN202004650U

CN202004650U - 反激结构的开关电源电路

Info

Publication number: CN202004650U
Application number: CN2011200440380U
Authority: CN
Inventors: 吕华伟; 何建鹏; 张昌山; 方烈义
Original assignee: On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: TWM423401U

Abstract

公开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、供电电路、X电容放电电路。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、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

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

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

本实用新型提出了一种新型的反激结构的开关电源电路。

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、供电电路、以及X电容放电电路。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；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；以及X电容放电电路复用在交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路和控制电路中。

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

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：

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；

图2示出了图1中的A、B两点之间的吸收电路的多种接法；

图3示出了图1中的C、D两点之间的驱动电路的多种接法；

图4示出了图1中的G、H两点之间的供电电路的多种接法；

图5示出了X电容放电电路的具体电路图；

图6至图12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。

具体实施方式

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。

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、驱动电路8、和X电容放电电路9。

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、压敏电阻、以及整流桥输出滤波电容。

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、开关管(MOSFET)、以及原边电流取样电阻。

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吸收电路根据需要可以调整或者不用。针对不同的输出纹波要求，输出滤波电路3可以增加π型滤波电路或者共模滤波电路。

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、以及反馈电阻和反馈电容构成，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。

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OB5269B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：

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；

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)；

系统保护脚(BO)，用于控制芯片的系统过温保护或输入过压/欠压保护；

供电输入脚(VDD)，用于为控制芯片供电，与供电电路的输出端相连接；

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；

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；

芯片接地脚(GND)，用于接地；

高压隔离脚(NC)，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。

如图1所示，系统保护脚BO通过电阻R4、R5分压来侦测交流输入电压。在输入电压较低时，控制芯片会发生输入欠压保护，此时驱动脚的输出会被停止；在输入电压较高时，控制芯片会发生过压保护，此时驱动脚的输出也会被停止。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。经由输出反馈脚和电流采样脚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有两个功能，一个是高压启动功能，一个是交流供电切断后释放X电容电荷。

如图1所示，过冲吸收电路7连接在反激开关电路中的A、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)。

图2示出了A、B两点之间的吸收电路的多种接法。图3示出了C、D两点之间的驱动电路的多种接法。图4示出了G、H两点之间的供电电路的多种接法。

X电容放电电路9复用在AC输入整流和EMI滤波电路1和控制电路5中，其除了具有控制和启动功能外，还具有X电容放电功能。

输入电压过压和欠压控制，通过连接在F点和系统保护脚(BO)之间的电阻R4与系统保护脚(BO)和地(GND)之间的电阻R5分压，系统保护脚(BO)通过检测这个电压进行输入电压过压和欠压保护。

高压启动功能：通过连接在E、F两点之间的电阻和二极管连接中心位置与高压启动脚(HV)之间的连接，如图1中R1和R2连接点与HV脚通过电阻R3连接，给芯片启动供电。

X电容放电电路9除了启动和控制功能，还具有X电容放电功能。在交流启动时，X电容放电电路9可以通过系统保护脚BO侦测AC交流电输入情况，当交流电切断时，系统保护脚BO能迅速判断，并让高压启动脚HV的内部开关管导通到地，把X电容电荷放掉，这样可以不用X电容放电电阻，降低待机功耗，具体电路如图5所示。

其中，X电容放电功能由图1中所示的下列元件完成：二极管D1和D2、电容R1、R2、R3、R4和R5、电容C1、以及控制芯片U1。其中，D1、D2、R4、R5是必须有的元件，R1、R2、R3的主要作用是限流、防止静电释放(ESD)或电压突然升高(Surge)等对控制芯片的破坏，可以根据具体需求增加或删除。C1的主要作用是对系统保护脚BO输出的电压信号进行滤波，消除干扰，也可以省掉。X电容放电电路的要求不同，图1所示的电路可以衍生为图6至图12所示的电路。

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。

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

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、供电电路、以及X电容放电电路，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和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；

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；以及

所述X电容放电电路复用在所述交流电源输入整流和电磁干扰滤波电路和所述控制电路中。

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输入过压/欠压保护，经由RC电路接地；

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π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。