CN202524299U

CN202524299U - 具有高精度恒压/恒流输出且高pf值的原边控制型开关电源

Info

Publication number: CN202524299U
Application number: CN2012201277111U
Authority: CN
Inventors: 张小平
Original assignee: JIANGSU SENCHIP MICROELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: JIANGSU SENCHIP MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2022-03-30

Abstract

本实用新型公开了一种具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，包括电磁干扰、滤波电路，整流滤波电路，变压器，还包括和变压器并联的稳压缓冲电路、滤波整形输出电路、MOS管和采样电阻、恒压恒流PFC控制驱动模块。本实用新型优点在于通过检测变压器原边反馈给PFC控制芯片，采用PFM调制方式，使得能够输出高精度的电流和电压；较于传统的驱动电路省去了光耦等外围器件，使外围电路加简单，显著提高了整个电源的PF值和电功效率，具有外围电路简单，成本低、性能高的显著特点，易于大规模推广使用。

Description

具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源

技术领域

本实用新型属于开关电源领域，涉及一种具高精度有恒压/恒流输出，且高PF值的原边控制技术的开关电源。

背景技术

传统的开关电源通常在开关电源为了保证输出的电压、电流达到一个较高的精度，一般采用在输出端接个光耦，通过光耦将输出端电压反馈至输入端，输入端在根据反馈信号调节输出电压，这样的电路使得电路的结构较为复杂，需要大量的元器件，输出的电压、电流的精度较差，并且光耦存在老化的问题，是电路的稳定性和寿命都受到一定的影响，此种做法还使得生产的成本较高，且PF值、电功效率很低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种外围电路简单，且能够输出高精度的电压、电流满足LED灯的需求，同时具有较高的PF值和效率，实现低成本且高性能的驱动电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，包括电磁干扰、滤波电路，整流滤波电路，变压器，还包括和变压器并联的稳压缓冲电路、滤波整形输出电路、MOS管和采样电阻、恒压恒流PFC控制驱动模块。

作为改进，所述恒压恒流PFC控制驱动模块采用PFC控制芯片；经电磁干扰、滤波电路消除电磁干扰、滤波整形的市电经整流滤波电路输至变压器变压后输出给滤波整形输出电路输出，所述变压器的原边及采样电阻RS反馈信号给PFC控制及驱动模块控制MOS管开关频率调节输出的电压、电流。

作为进一步改进，所述恒压恒流PFC芯片采用的型号为SD6857，调制模式为PFM。

作为进一步改进，所述稳压缓冲电路为在变压器的原边，Pri-端电阻R5和电容C3并联然后连接二极管D1的N端，然后二极管的P端接Pri+；同时稳压管ZD1与电阻R5、电容C3并联，其P端接Pri-，N端与二极管的D1的N端连接；所述滤波整形输出电路的正极输出端和负极输入端之间串接有超快恢复二极管D4，电阻R19、R20并联后与电容C8串联，然后与二极管D4并联，然后在与电容、C9、C10，电阻R21并联。

采用上述技术方案，使得本实用新型具有如下优点：通过检测变压器原边反馈给PFC恒压恒流控制芯片，采用PFM的调制方式，通过内置的逻辑控制器控制MOS管的开关频率达到输出高精度和电压和电流；集成了PFC的功能，有较高的PF值；采用了PFM的调制方式，使得能够输出很高精度的电压电流，同时具有较高的电功效率；在变压器的原边设置有一个稳压缓冲网络，使得能够减小输入电压对电路的冲击，给芯片提供一个较为稳定的电源。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1～2所示，本实用新型主要包括电磁干扰、滤波电路，整流滤波电路，变压器及和变压器并联的稳压缓冲电路，滤波整形输出电路，MOS管和采样电阻，恒压恒流PFC控制驱动模块。电磁干扰、滤波电路采用电感L1和电阻R1并联然后串接在输入电源线的一边，电感L2、R2并联串接在电源输入线的另一边，然后和电容C1并联，在电磁干扰、滤波电路前串接一个保险管F1，可以用来防止电路不稳时，产生一个较大的电流而对本实用新型造成损坏。其中：整流滤波电路采用整流桥B1，电解电容C2，电解电容C2与整流桥B1的V+，V-并联；使接入的交流电经整流滤波电路变为平滑的直流电；稳压、缓冲网络所述的稳压缓冲网络为在变压器的原边，Pri-端电阻R5和电容C3并联然后连接二极管D1的N端，然后二极管的P端接Pri+；同时稳压管ZD1与电阻R5、电容C3并联，其P端接Pri-，N端与二极管的D1的N端连接，能有效的抑制由于输入电压不稳对电路造成的损害；通过检测变压器原边反馈给PFC恒压恒流控制芯片，采用PFM的调制方式，通过内置的逻辑控制器控制MOS管的开关频率达到输出高精度和电压和电流；采用了一种高效率PFM(pluse frequency modulation，脉冲频率调制)的调制方式，使得能够输出较高精度的电压电流，同时具有较高的电功效率。

本实用新型采用的芯片为SD6857，管脚1Vac，功能为：AC输入电压波形采样，管脚2Vavg，功能为：AC输入电压平均值；管脚3FB，功能为：反馈检测；管脚4Vcc，功能为：芯片供电端；管脚5GND，功能为：芯片接地脚；管脚6CS，功能为：电流采样脚；管脚7DR，功能为：栅极驱动脚；管脚8NC，功能为：空脚；电阻R16、R15、R14串联，R16一端接整流桥B1的V+，另一端接R15；R15一端接R16，另一端接管脚1Vac；电阻R14，一端接管脚1Vac，另一端接地；电容C6，一端接地，另一端接管脚1Vac；电阻R16、R17、R18串联，R16一端接整流桥B1的V+，另一端接R17；R17一端接R16，另一端接管脚2Vavg；电阻R18，一端接管脚2Vavg，另一端接地；电容C7，一端接地，另一端接管脚2Vavg；电阻R7、R13串联，电阻R7一端接变压器T1的辅助线圈Aux+，另一端接管脚3FB；R13一端接管脚3FB，另一端接地；电阻R3、R4串联，电阻R3一端接整流桥B1的V+，另一端接电阻R4；电阻R4一端接电阻R3，另一端接管脚4Vcc；二极管D2、电阻R6串联，二极管D2的P端接变压器T1辅助线圈的Aux+，D2的N端接电阻R6；电阻R6的一端接二极管D2的N端，另一端接管脚4Vcc；电容C5一端接管脚4Vcc，另一端接地；管脚5GND接地；电阻R8、R9并联，一端接地，另一端接电阻R12和MSE管的S端；电阻R12，一端接并联的电阻R8、R9，另一端接管脚6CS；电阻R11、与二极管D3并联，二极管的P端接MOS管Q1的G端，N端接管脚7DR；管脚8NC，悬空；MOS管的D端接变压器T1的原边的Pri+，G端接在电阻R11和二极管D3并联的P端，电容C4一端接在MOS管的S端，另一边接在MOS管Q1的D端，电阻R10，一端接在MOS管Q1的G端，一端接地。

启动过程：当输入的电压建立之后，首先由启动电阻R3、R4给电容C5充电，C5的电压逐渐升高，当达到芯片SD6857的启动电压门槛值时，芯片SD6857开始工作，然后提供驱动脉冲，由管脚7DR端输出，打开MOS管，变压器原边的电流开始增大，当超过电流限制值，电路保护，输出关断，此时启动电阻R3、R4不能提供足够的电压，因此电容C5放电，电容电压逐渐下降，同时辅助线圈通过二极管D2、电阻R6整流后向芯片SD6857供电，维持芯片SD6857的正常工作，输出关断，原边的电压、电流开始下降，当满足恒压恒流环路控制的开启条件后，芯片SD6857重新开启MOS管Q1，如此周而复始。峰值电流检测：当MOS管导通，此时FB端电压为负，采样电阻，R8、R9、R12检测到原边电流呈线性增大，当超过峰值电流，芯片SD6857关断MOS管Q1；反馈电压检测：当MOS管Q1关断，此时FB端电压为正，在FB电压为整灯2/3时间点进行采样，采样得到的电压经过放大、保持、比较用来控制恒压环路的停顿时间Tcv.电路同时对FB电压为正、为负或衰减振荡的时间进行计算，FB为正的时间为Toff1，表示变压器辅助线圈有电流流过，FB为负的时间Ton、FB衰减振荡的时间为Toff2，在这两个时间变压器T1的辅助线圈没有电流流过。在峰值电流恒定的条件下，为达到输出恒流的目的，需要保持Toff1＝Toff2+Ton。恒流环路就是利用所检测的FB的高、低点评时间，来确定恒流环路的停顿时间Tcc，从而达到控制保持输出电流恒定；PF校正：芯片集成了PFC功能，采用平均电压控制方法，通过管脚Vac、的外围电路检测原边的电压，以输出电压误差放大信号与整流电压的检测值的乘积为基准电流，和电流反馈加到电流误差放大器输入端，通过误差放大器调节输入电流平均值，使输入电流和电压同相，并接近正弦波形。输入电流与基准电流比较后，其高频分量被平均化处理，平均电流误差信号与锯齿波比较后形成控制MOS管Q1通断的PFM信号，得到一个较高的PF值，通过管脚Vavg的外围电路电路检测原边的电压，得到一个较为恒定的输入电压，使得在输入电压在出现较大的波动时，依然可以保证输出一个较为恒定的电压、电流，保证一个较高的PF值，不会出现较大的波动。采用了一种高效率PFM(plusefrequency modulation，脉冲频率调制)的调制方式，结合了PFM电路功耗低的有点和PWM(pluse width modulation，脉冲宽度调制)输出效率搞的优点，使得能够有一个较高的效率，滤波整形输出电路，在变压器T1的次级线圈的Sec+端与输出端的正端之间接一个超快恢复二极管D4，D4的P端接Sec+，D4的N端接输出端的正端，电阻R19、R20并联，然后与电容C1串联，然后与二极管D4并联，再与电容C9、C10、电阻R21并联，构成了一个滤波整形电路，能够为负载提供一个较为平滑、波动较小的输出电源。

需要指出的是，上述实施例虽对本实用新型作了比较详细的文字描述，但这些文字描述只是对本实用新型设计思路的简单描述，而不是对本实用新型思路的限制。任何不超过本实用新型设计思路的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，包括电磁干扰、滤波电路，整流滤波电路，变压器，其特征在于还包括和变压器并联的稳压缓冲电路、滤波整形输出电路、MOS管和采样电阻、恒压恒流PFC控制驱动模块。

2.根据权利要求1所述的具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，其特征在于所述恒压恒流PFC控制驱动模块采用PFC控制芯片；经电磁干扰、滤波电路消除电磁干扰、滤波整形的市电经整流滤波电路输至变压器变压后输出给滤波整形输出电路输出，所述变压器的原边及采样电阻RS反馈信号给PFC控制及驱动模块控制MOS管开关频率调节输出的电压、电流。

3.根据权利要求2所述的具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，其特征在于所述的恒压恒流PFC芯片采用的型号为SD6857，调制模式为PFM。

4.根据权利要求1所述的具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，其特征是：所述稳压缓冲电路为在变压器的原边，Pri-端电阻R5和电容C3并联然后连接二极管D1的N端，然后二极管的P端接Pri+；同时稳压管ZD1与电阻R5、电容C3并联，其P端接Pri-，N端与二极管的D1的N端连接。

5.根据权利要求1所述的具有高精度恒压/恒流输出且高PF值的原边控制型开关电源，其特征是：所述滤波整形输出电路的正极输出端和负极输入端之间串接有超快恢复二极管D4，电阻R19、R20并联后与电容C8串联，然后与二极管D4并联，然后在与电容、C9、C10，电阻R21并联。