CN202094803U - 反激式电源应用电路 - Google Patents
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Abstract
公开了一种反激式电源应用电路，包括桥式整流滤波电路、电磁干扰抑制电路、高频变压器、开关管、电流检测电路、输出直流电路、控制电路、供电电路、以及取样反馈电路。其中，控制电路包括控制芯片，控制芯片包括：驱动脚，用于控制开关管Q1的导通和/或截止；反馈控制脚，用于接收有关高频变压器中的原边绕组和副边绕组的信息；芯片供电脚，用于为控制芯片提供工作电压；补偿脚，用于补偿功能；输入电压检测脚，用于检测经过电磁干扰抑制电路和桥式整流滤波电路得到的输入电压；以及芯片接地脚，用于与地相连接，其中反馈控制脚被取样反馈电路和电流检测电路复用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路领域，更具体地涉及一种反激式电源应用电路。
背景技术
在全球能源短缺、环保意识不断提高的背景下，世界各国都在大力发展绿色节能照明。发光二极管(LED)照明作为节能环保战略性新兴产业，受到国家和各级政府的高度重视，正在飞速发展。因此，LED电源应用电路的要求也在不断提高，高可靠性、高效率、高恒流精度、高PF值、低系统成本、小电路尺寸、以及安全隔离等成为LED电源应用电路的关键性技术指标。目前，存在各种能够输出恒定电压和恒定电流的反激式LED电源应用电路。但是，现有的反激式电源应用电路普遍存在电路复杂、制造成本和使用高昂的缺陷。
实用新型内容
鉴于以上问题，本实用新型提供了一种新颖的反激式电源应用电路。
根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路，包括桥式整流滤波电路、电磁干扰抑制电路、高频变压器、开关管、电流检测电路、输出直流电路、控制电路、供电电路、以及取样反馈电路。其中，控制电路包括控制芯片，控制芯片包括：驱动脚，用于控制开关管Q1的导通和/或截止；反馈控制脚，用于接收有关高频变压器中的原边绕组和副边绕组的信息；芯片供电脚，用于为控制芯片提供工作电压；补偿脚，用于补偿功能；输入电压检测脚，用于检测经过电磁干扰抑制电路和桥式整流滤波电路得到的输入电压；以及芯片接地脚，用于与地相连接，其中反馈控制脚被取样反馈电路和电流检测电路复用。
根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路通过引脚复用来实现恒定电压和电流的输出，并且通过检测输入电压Vin来实现高功率因数。根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路可以被应用在要求高电流精度和高功率因数的LED照明电路中。
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是示出根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路的电路原理的示图；
图2是示出根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路的具体示例的示图。
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。
本实用新型的目的在于提供这样的一种反激式电源应用电路：该电源应用电路通过引脚复用来实现恒定电压和电流的输出，并且通过检测输入电压Vin来实现高功率因数。根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路可以被应用在要求高电流精度和高功率因数的LED照明电路中。
图1是示出根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路的电路原理的示图。如图1所示，根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路包括桥式整流滤波电路1、电磁干扰(EMI)抑制电路2、高频变压器T1、开关管Q1、电流检测电路3、输出直流电路4、控制电路5、供电电路6、取样反馈电路7、副边吸收电路8、以及原边吸收电路9。
其中，桥式整流滤波电路1的输入端连接交流电源；EMI抑制电路2可以放在桥式整流滤波电路1的前面，也可以放在桥式整流滤波电路1的后面，其采用PI型滤波的形式，并可以直接连接高频变压器T1；高频变压器T1包括原边绕组Np、副边绕组Ns、以及反馈绕组Naux三个绕组，其中原边绕组Np连接EMI抑制电路2或者桥式整流滤波电路1，副边绕组Ns连接输出直流电路4，反馈绕组Naux经供电电路6给控制电路5中的控制芯片供电，反馈绕组Naux还连接取样反馈电路7；取样反馈电路7连接控制电路5中的控制芯片的FB/CS脚以检测副边电压和退磁时间信息；电流检测电路3连接开关管Q1和取样反馈电路7，通过取样反馈电路7中的电阻R6连接到控制电路5中的控制芯片的FB/CS脚以检测原边信息；取样反馈电路7和电流检测电路3复用控制电路5中的控制芯片的CS/FB引脚，以减少控制电路5中的控制芯片的引脚数量，降低控制芯片的封装成本；控制电路5中的控制芯片的Vsense脚通过电阻R9和R10连接EMI抑制电路2，控制电路5的电阻R11接地，即输入电压Vin(即，经过桥式整流滤波电路1和EMI抑制电路2得到的电压)通过电阻R9、R10、R11分压后得到Vsense脚处的电压，从而保证Vsense脚处的电压跟随输入电压Vin变化，同时Vsense脚处的电压决定了开关管Q1的电流关断预值，从而使得输入电流跟随输入电压变化，提高了该反激式电源应用电路的功率因数。也就是说，本实用新型实现了低成本的、高功率因数的反激式电源应用电路。
换言之，根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路的电源输入端与交流电源AC连接，电源输出端连接LED灯。更具体地，桥式整流滤波电路1的输入端和交流输入电源连接，输出端和EMI抑制电路2的输入端连接；EMI抑制电路2的输出端和高频变压器T1的原边绕组Np(高频变压器T1的输入端)、供电电路6的输入端、以及控制电路5中的控制芯片的Vsense脚(即，控制电路5的输入端)连接；高频变压器T1包括三个绕组：原边绕组Np、副边绕组Ns和反馈绕组Naux；原边绕组Np一端(即，高频变压器T1的输入端)连接EMI抑制电路2，一端(即，高频变压器T1的输出端)连接开关管Q1的第一输入端；副边绕组Ns(即，高频变压器T1的输出端)连接输出直流电路4的输入端，以给LED灯提供恒定的电流；反馈绕组Naux一端连接取样反馈电路7(该取样反馈电路为控制电路5中的控制芯片提供反馈信号)的输入端和供电电路6(该供电电路为控制电路5提供供电电压)的输入端，另一端接地；开关管Q1一端(第一输入端)连接高频变压器T1的原边绕组Np(即，高频变压器T1的输出端)，一端(输出端)连接电流检测电路3的输入端和取样反馈电路7的输入端，一端(第二输入端)连接控制电路5中的控制芯片的驱动脚OUT(即，控制电路5的输出端)；电流检测电路3一端(即，该电流检测电路的输入端)连接开关管Q1的输出端和取样反馈电路7的输出端，一端(即，该电流检测电路的输出端)通过电阻Rs接地；控制电路5中的控制芯片的Vsense脚通过电阻分别连接到EMI抑制电路2(的输出端)和地。
下面，详细说明根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路中所包括的各个电路组件。其中：
桥式整流滤波电路1的输入端经熔断(Fuse)电阻RF连接交流输入电源AC，输出端连接EMI抑制电路2的输入端。
EMI抑制电路2包括电感L1、L2和电容C1、C2，电感L1的一端连接桥式整流滤波电路1的输出端和电容C1的正极端，另一端连接电容C2的正极端、高频变压器T1的输入端、供电电路6的输入端、以及控制电路5的输入端。如果要求不高，电感L2可以省略，以降低成本。
高频变压器T1包括原边绕组Np、副边绕组Ns、以及反馈绕组Naux。高频变压器T1根据功率可以采用的型号有EE10、EE13、EFD12.6、EFD15、EE16、EPC13等。
电流检测电路3包括电阻Rs。其中，开关管Q1一端连接到高频变压器T1的原边绕组Np，一端连接控制电路5中的控制芯片的OUT脚，一端连接Rs电阻。Rs电阻一端连接开关管Q1的输出端并通过取样反馈电路7中的电阻R6连接到控制电路5中的控制芯片的FB/CS脚，一端连接到地。电流检测电路3的主要作用是检测原边电感电流的大小。
输出直流电路4包括二极管D4和电容Co。二极管D4的正极端连接副边绕组Ns的一端，二极管D4的另一端与电容Co的正极端和负载的正极端连接，电容Co的负极端连接高频变压器T1的副边绕组Ns的一端和负载的负极端。
控制电路5包括一颗采用原边反馈控制技术的脉冲宽度调制(PWM)控制芯片及必要的外围辅助元件，该控制芯片共有6只功能引脚：
驱动脚OUT：用于控制开关管Q1，与开关管Q1的第二输入端连接；
反馈控制脚FB/CS：用于检测有关原边绕组Np和副边绕组Ns的信息，与取样反馈电路7的输出端连接；
芯片供电脚VDD：用于给控制芯片提供工作电压，与供电电路6的输出端连接；
补偿脚VC：用于补偿功能，通过电容连接到地；
输入电压检测脚Vsense：用于检测输入电压，通过电阻分别与EMI抑制电路2的输出端和地连接；
芯片接地脚GND：用于与地连接。
供电电路6包括电阻R1、电阻R2、二极管D2、以及电容C4。电阻R1和电阻R2串联组成高压启动电路，高压启动电路一端连接EMI抑制电路2的输出端，另一端连接电容C4的正极端和二极管D2的负极端，二极管D2的正极端连接高频变压器T1的反馈绕组一端，电容C4的另一端接地，高压启动电路、电容C4、二极管D2的连接点连接控制电路5的芯片供电脚，给控制电路5中的控制芯片提供工作电压。
取样反馈电路7包括二极管D3、电阻R5、以及电阻R6。二极管D3的正极端连接高频电压器T1的反馈绕组Naux和供电电路6中的二极管D2的正极端，另一端连接电阻R5；电阻R5的一端连接二极管D3的负极端，一端连接电阻R6和控制电路5中的控制芯片的反馈控制引脚FB/CS；电阻R6一端连接电阻R5和控制电路5中的控制芯片的反馈控制引脚FB/CS，另一端连接电路检测电路3。取样反馈电路7和电流检测电路3通过复用电阻R6来实现交替工作。其中，在开关管Q1导通期间，二极管D3截止，电流检测电路3检测到输入电流，并通过电阻R6将信息传输给控制电路5中的控制芯片的反馈控制引脚FB/CS；在开关管Q1截止期间，二极管D3导通，通过电阻R5、R6(Rs＜＜R6，分压时忽略不计)的分压将副边绕组Ns的输出电压和退磁信号传输给控制电路5中的控制芯片的反馈控制引脚FB/CS，以达到引脚复用的目的。
吸收电路8包括电阻R7和电容C5。电阻R7和C5串联后与二极管D4并联，起到保护二极管D4的作用，同时还有一定的EMI抑制作用。为了节省系统成本，也可以取消吸收电路8。
吸收电路9横跨在高频变压器T1的原边绕组Np的两端，可以降低开关管Q1的电压应力要求。为了节省系统成本，也可以取消吸收电路9，高频变压器T1的不同绕制方式可以降低对开关管Q1的应力要求。高频变压器T1中的反馈绕组采用两个并联绕制，一个反馈绕组和原边绕组相邻，一个反馈绕组和副边绕组相邻，即可以抑制EMI，同时降低对开关管Q1的应力要求，采用普通应力的开关管即可以满足要求，从而可以节省成本。
图2是示出根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路的具体示例的示图。相比图1中所示的根据本实用新型实施例的反激式电源应用电路的电路原理图，图2中增加了高低压补偿电路10。
如图2所示，高低压补偿电路10包括电阻R8和电阻R6。电阻R8一端连接供电电路6中的电阻R1和电阻R2的串联点，一端连接控制电路5中的反馈控制引脚FB/CS、取样电路7，电阻R6采用复用方式，在电阻R6上产生压降来实现高低压恒流精度补偿功能。
如上所述，本实用新型提供了一种新型的反激式电源应用电路，该电路采用一个引脚(FB/CS)复用的方式来实现对原边绕组电感电流和副边绕组电压及退磁脉宽信息的检测，从而实现输出恒定电流的目的(即保证了提供给LED灯的电流保持恒定)。另外，该电路对输入电压Vin进行检测，以控制原边绕组的电感电流，即保证原边绕组的电感电流跟随输入电压Vin变化，从而可以保证该反激式电源应用电路具有高功率因数。
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 (5)
1.一种反激式电源应用电路，包括桥式整流滤波电路、电磁干扰抑制电路、高频变压器、开关管、电流检测电路、输出直流电路、控制电路、供电电路、以及取样反馈电路，其中所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片包括：
驱动脚，用于控制所述开关管的导通和/或截止，与所述开关管的输入端相连接；
反馈控制脚，用于接收有关所述高频变压器中的原边绕组和副边绕组的信息，与所述取样反馈电路的输出端相连接；
芯片供电脚，用于为所述控制芯片提供工作电压，与所述供电电路的输出端相连接；
补偿脚，用于补偿功能，经由电容与地相连接；
输入电压检测脚，用于检测经过所述电磁干扰抑制电路和所述桥式整流滤波电路得到的输入电压，与所述桥式整流滤波电路或所述电磁干扰抑制电路的输出端相连接；以及
芯片接地脚，与地相连接，其中
所述反馈控制脚被所述取样反馈电路和所述电流检测电路复用。
2.根据权利要求1所述的反激式电源应用电路，其特征在于，在所述开关管导通期间，所述电流检测电路的输出端经由所述取样反馈电路中的电阻与所述控制芯片中的所述反馈控制引脚相连接。
3.根据权利要求1所述的反激式电源应用电路，其特征在于，在所述开关管截止期间，所述取样反馈电路的输出端与所述控制芯片中的所述反馈控制引脚相连接。
4.根据权利要求1所述的反激式电源应用电路，其特征在于，还包括：第一吸收电路，该第一吸收电路横跨在所述高频变压器中的原边绕组的两端，用于降低对于所述开关管的电压应力要求。
5.根据权利要求1所述的反激式电源应用电路，其特征在于，还包括：第二吸收电路，该第二吸收电路横跨在所述输出直流电路所包括的二极管的两端，用于保护所述二极管以及抑制电磁干扰。
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