CN202026240U - 一种开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源，其中开关电源包括电源变换集成电路、直流电源，还包括续流电路、第一储能单元、第二储能单元，所述电源变换集成电路为MC34063的集成芯片，所述续流电路包括串联的二极管1N4148和电阻R3，二极管1N4148的正极与集成芯片MC34063的引脚1连接，负极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与集成芯片MC34063的引脚5连接。本实用新型在开关电源中使用普通的二极管1N4148，其反向击穿电压较高，且在要求较低的场合下，即电流不超过50毫安、电压不超过100V、振荡频率不超过1兆赫兹时，可以完全实现肖特基二极管的功能，但其成本又较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电源，尤其涉及一种开关电源。
背景技术
开关电源常用的基本拓扑约有14种：buck开关型调整器拓扑、boos t开关调整器拓扑、反极性开关调整器拓扑、推挽拓扑、正激变换器拓扑、双端正激变换器拓扑、交错正激变换器拓扑、半桥变换器拓扑、全桥变换器拓扑、反激变换器、电流模式拓扑和电流馈电拓扑、SCR振谐拓扑、CUK变换器拓扑。每种拓扑都有其自身的特点和适用场合。
在开关电源(SMPS)和功率因数校正(PFC)电路中功率开关器件的续流二极管、变压器次级用100V以上的高频整流二极管、RCD缓冲器电路中用600V～1.2kV的高速二极管以及PFC升压用600V二极管等，只有使用肖特基二极管等开关频率高的二极管才行。
开关电源中使用的肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等优点，但其反向击穿电压比较低，大多不高于60V，最高仅约100V，而且成本较普通二极管高，以致限制了其应用范围。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于开关电源中的肖特基二极管反向击穿电压比较低，成本较高的缺陷，提供一种使用其他二极管替代肖特基二极管的 开关电源。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种开关电源，包括电源变换集成电路、与所述电源变换集成电路连接的直流电源，还包括与所述电源变换集成电路连接的续流电路、与所述续流电路连接的第一储能单元、以及与所述续流电路和所述电源变换集成电路分别连接的第二储能单元，所述电源变换集成电路为MC34063的集成芯片，所述续流电路包括串联的二极管1N4148和电阻R3，二极管1N4148的正极与集成芯片MC34063的引脚1连接，负极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与集成芯片MC34063的引脚5连接。
本实用新型所述的开关电源中，所述第一储能单元为电容C12，负载R5与所述电容C12并联，其并联后分别与二极管1N4148的负极和地连接；二极管1N4148的负极为电压输出端。
本实用新型所述的开关电源中，所述第二储能单元为连接在集成芯片MC34063的引脚1和引脚7之间的电感L11，集成芯片MC34063的引脚7和引脚8之间连接有限流电阻R1，集成芯片MC34063的引脚6和引脚7之间连接取样电阻R2，集成芯片MC34063的引脚5和地之间连接分压电阻R4。
本实用新型所述的开关电源中，还包括调节集成芯片MC34063工作频率的、连接在集成芯片MC34063的引脚3和地之间的电容C11。
本实用新型所述的开关电源中，集成芯片MC34063的引脚2和引脚4接地。
本实用新型还提供了一种烧录机，包括电源模块和与其连接的烧录模块，所述电源模块包括内部电源，所述内部电源包括USB电源和与其连接的升压电路，所述升压电路包括集成芯片MC34063、正极与所述集成芯片MC34063的引脚1连接的第一续流二极管1N4148。
本实用新型所述的烧录机中，所述升压电路还包括与所述第一续流二极管1N4148的负极和所述集成芯片MC34063的引脚5连接的第一可调电阻。
本实用新型所述的烧录机中，所述电源模块还包括外部电源、与所述外部电源连接的第一降压电路和第二降压电路、单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的主桩与所述内部电源的升压电路连接，所述单刀双掷开关的两个子桩分别与所述第二降压电路和所述USB电源连接。
本实用新型所述的烧录机中，所述外部电源包括高压直流电源和第二续流二极管，其中所述第二续流二极管的正极与所述高压直流电源连接，所述第二续流二极管的负极与所述第一降压电路连接；所述第一降压电路连接包括与所述第二续流二极管的负极连接的第一线性稳压器，所述第二降压电路包括与所述单刀双掷开关的一个子桩连接的第二线性稳压器。
本实用新型所述的烧录机中，所述第一降压电路还包括与所述第一线性稳压器连接的第二可调电阻。
应用本实用新型具有以下有益效果：在开关电源中使用普通的二极管1N4148，其反向击穿电压较高，且在要求较低的场合下，即电流不超过50毫安、电压不超过100V、振荡频率不超过1兆赫兹时，可以完全实现肖特基二极管的功能，但其成本又较低。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型较佳实施例开关电源的电路图；
图2是本实用新型较佳实施例开关电源中集成芯片MC34063的内部电路图；
图3是本实用新型较佳实施例开关电源中输出接500欧电阻的负载时的输出电压仿真波形；
图4是本实用新型较佳实施例OTP烧录机中升压电路的电路图；
图5是本实用新型较佳实施例OTP烧录机的电源部分的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的较佳实施例利用开关电源实现将5V的直流电压升压为12V左右的电压，如图1所示，包括电源变换集成电路，该电源变换集成电路可以直接使用型号为MC34063的集成芯片，如图2所示，集成芯片MC34063的引脚1(csw)为开关管T1的集电极引出端；引脚2(esw)为开关管T1发射极引出端；引脚3(ct)为定时电容ct的接线端，调节电容ct可使MC34063的工作频率在100-100kHz范围内变化；引脚4(comm)为电源地；引脚5(fb)为电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；使用时应外接两个精度不低于1％的精密电阻；引脚6(vcc)为电源端；引脚7(ipk)为负载峰值电流(Ipk)取样端；引脚6和7之间电压超过300mV时，芯片将启动内部过流保护功能；引脚8(cdr)为驱动管T2的集电极引出端。开关电源还包括与电源变换集成电路即MC34063的引脚6电源端连接的直流电源，本实用新型较佳实施例中采用5V的直流电源V1；还包括与电源变换集成电路连接的续流电路，续流电路包括二极管D型号为1N4148和与其串联的电阻R3，其串联后连接在集成芯片MC34063的引脚1和引脚5之间，其中二极管D的正极与集成 芯片MC34063的引脚1连接，二极管D的负极与电阻R3连接，二极管D的负极即为电压输出端，电阻R3的另一端与集成芯片MC34063的引脚5连接。本发明较佳实施例中，电阻R3的阻值为57千欧，开关电源还包括与续流电路连接的第一储能单元，为电容C12，其两端与二极管D的负极和地连接，电容C12两端并联负载电容R5，电容C12的电容值为100微法，R5的阻值为500欧，如图3所示，为输出电压的仿真波形，输出电压为12.75V，电压上升时间为6.002毫秒，此仿真波形说明了用普通二极管1N4148替代肖特基二极管也能使电路稳定工作。第二储能单元为连接在集成芯片MC34063的引脚1和引脚7之间的电感L11，电感L11的220微亨，集成芯片MC 34063的引脚7和引脚8之间连接有限流电阻R1，R1的阻值为330欧；集成芯片MC34063的引脚3和地之间连接电容C11，用于调节集成芯片MC34063工作频率，电容C11的值为220皮法；集成芯片MC34063的引脚6和引脚7之间连接取样电阻R2，其阻值为1欧，集成芯片MC34063的引脚2和引脚4接地；集成芯片MC34063的引脚5和地之间连接分压电阻R4，阻值为6.2K。
本实用新型较佳实施例开关电源中，当芯片内开关管T1导通时，5V的直流电源V1经取样电阻Rsc、电感L11，此时电感L11开始存储能量，而由C12对负载R5提供能量。当T1断开时，电源和电感同时给负载R5和电容C12提供能量。电感L11在释放能量期间，由于其两端的电动势极性与电源极性相同，相当于两个电源串联，因而负载R5上得到的电压高于电源V1的电压。开关管T1导通与关断的频率称为芯片的工作频率。只要此频率相对负载R5的时间常数足够高，负载R5上便可获得连续的直流电压，本实施例中大概为12V。
本实用新型较佳实施例还提供了利用开关电源给USB电源升压来获得较高直流电压的OTP烧录机(OTP：Opposite Track Path逆光道路径)，其需要 的烧录低压为5V，烧录高压为13V，
本实用新型较佳实施例OTP烧录机包括电源模块和与其连接的烧录模块，如图5所示，电源模块包括内部电源，内部电源又包括USB电源101和与其连接的升压电路102，OTP烧录机工作时一般会与电脑USB接口连接，这里就将连接的USB电源视为其内部电源。如图4所示，升压电路102包括集成芯片MC34063、与集成芯片MC34063连接的续流二极管D2型号为1N4148，利用升压电路102将5V的USB电源升压到13V，为OTP烧录机提供工作高压。这样无需外接其他电源，就可以让OTP烧录机正常工作。
如图4所示，升压电路102中，集成芯片MC34063的引脚2和4都接地，引脚6连接USB电源101，引脚5和引脚7之间连接电感为220微亨，其中二极管D2的正极与集成芯片MC34063的引脚1连接，二极管D2的负极和集成芯片MC34063的引脚5之间串联有电阻R46、R57，电阻R46的阻值为47千欧，电阻R57的阻值为10千欧。如图4所示，集成芯片MC34063的引脚7和引脚8之间连接有限流电阻R45，阻值为330欧，引脚6和引脚7之间也有一限流电阻R44，阻值为1欧。升压电路102中还包括与引脚3连接的调节芯片工作频率的电容16，为220皮法。升压电路102中还包括与二极管D2的负极即电压输出端连接的储能电容，由极性电容C9和电容C20并联而成，C9为10微法，C20为0.1微法，集成芯片MC34063的引脚6和地之间还连接有储能电容C15，为0.1微法。
本实用新型较佳实施例OTP烧录机中，进一步地，二极管D2的负极和引脚5之间还连接有第一微调电阻R50，阻值为100千欧，用来对二极管D2的负极的电压输出端的电压进行微调。
本实用新型较佳实施例OTP烧录机中，如图5所示，电源模块还包括外部 电源201、与外部电源连接的第一降压电路202和第二降压电路203，外部电源为18V的直流电压，第一降压电路202用于将外部电源18V降为OTP烧录机的工作高压13V左右，再通过第二降压电路203将经过第一降压电路202的电压降为5V左右，从而通过外部电源提供OTP烧录机的工作高压。
电源模块还包括单刀双掷开关S2，单刀双掷开关S2的主桩2与内部电源的升压电路102连接，单刀双掷开关S2的两个子桩1和3分别与第二降压电路203和USB电源101连接。通过单刀双掷开关S2可以实现外部电源和内部电源的选择切换，在其中一个电源出现故障时，不会影响OTP烧录机的正常工作。当单刀双掷开关S2连接USB电源101时，即选用内部电源通过USB来提供烧录机烧录模块的工作电压，当单刀双掷开关S2连接第二降压电路203时，即通过18V的外部电源201来为烧录机的烧录模块提供工作电压。
进一步地，如图5所示，外部电源201还包括用于保护外部电源的第二续流二极管D1型号为1N4007，其中第二续流二极管D1的正极与高压直流电源连接，第二续流二极管D1的负极与第一降压电路202连接；还可以第二续流二极管D1和第一降压电路202之间连接一用于控制外部直流电源的通和断的单刀双掷开关S1。在第一降压电路202采用第一线性稳压器U2型号为LM317BT，其引脚2为电压输出端，输出电压为13V左右，第二续流二极管D1的负极与第一线性稳压器LM317BT的引脚3(输入端)连接，第一线性稳压器LM317BT的引脚3和2，以及引脚1和2之间还连接有分压电阻，在引脚3和2之间还连接有并联接地的储能电容，包括一极性电容10微法和一普通电容0.1微法，在该储能电容与第一线性稳压器LM317BT引脚1之间还连接有第二可调电阻R32，调节该电阻即可微调第一降压电路引脚2的输出电压值；在第二降压电路包括第二线性稳压器U3型号也为LM317BT，其引脚2与单刀双掷 开关S2的子桩3连接。第一线性稳压器U2的引脚2和第二线性稳压器U3的引脚3之间也连接有并联接地的储能电容，包括一极性电容10微法和一普通电容0.1微法。如图5所示，单刀双掷开关S2的主桩与地之间也连接有并联的储能电容，包括一极性电容10微法和一普通电容0.1微法。
本实用新型开关电源和烧录机都采用了普通的二极管1N4148来替代肖特基二极管，且在要求较低的场合下，即电流不超过50毫安、电压不超过100V、振荡频率不超过1兆赫兹时，同样可以实现肖特基二极管的功能，且提高了反向击穿电压，同时能降低成本。另外烧录机中采用升压电路来实现内部USB电源的升压，同时用单刀双掷开关来选择外部电源和内部电源，用户可以根据需要选择所用电源，在其中一个电源发生故障时，可以用另一个电源进行替代，保证烧录机的正常工作。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种开关电源，包括电源变换集成电路、与所述电源变换集成电路连接的直流电源，还包括与所述电源变换集成电路连接的续流电路、与所述续流电路连接的第一储能单元、以及与所述续流电路和所述电源变换集成电路分别连接的第二储能单元，其特征在于，所述电源变换集成电路为MC34063的集成芯片，所述续流电路包括串联的二极管1N4148和电阻R3，二极管1N4148的正极与集成芯片MC34063的引脚1连接，负极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与集成芯片MC34063的引脚5连接。
2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第一储能单元为电容C12，负载R5与所述电容C12并联，其并联后分别与二极管1N4148的负极和地连接；二极管1N4148的负极为电压输出端。
3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述第二储能单元为连接在集成芯片MC34063的引脚1和引脚7之间的电感L11，集成芯片MC34063的引脚7和引脚8之间连接有限流电阻R1，集成芯片MC34063的引脚6和引脚7之间连接取样电阻R2，集成芯片MC34063的引脚5和地之间连接分压电阻R4。
4.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，还包括调节集成芯片MC34063工作频率的、连接在集成芯片MC34063的引脚3和地之间的电容C11。
5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，集成芯片MC34063的引脚2和引脚4接地。
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Legal Events
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20111102 |
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| CX01 | Expiry of patent term |