CN203135726U - 开关电源电路及电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源电路及具有该开关电源电路的电源装置，所述开关电源电路包括电源模块，用于输出恒定电压的开关电路模块，用于调整所述开关电路模块输出电压大小的控制模块，用于对开关电路模块的输入电压进行采样的输入电压采样模块，以及用于对开关电路模块的输出电压进行采样的输出电压采样模块；其中开关电路模块的输入端分别与电源模块和输入电压采样模块连接，输出端与输出电压采样模块连接；控制模块的电压反馈端分别与输入电压采样模块和输出电压采样模块连接，信号输出端与开关电路模块的控制端连接，并根据输入电压采样模块和输出电压采样模块采样获得的电压输出控制信号至开关电路模块，以调整开关电路模块的输出电压。

Description

开关电源电路及电源装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种开关电源电路及电源装置。 

背景技术

目前应用到主动式功率因数校正电路（PFC）的开关电源电路中的开关电源电路通常只有一种固定输出电压（400Vdc左右）。该开关电源电路包括用于整流的电源模块，用于升压并输出恒定电压的开关电路模块，以及用于输出脉宽调制信号控制开关电路模块输出电压大小的PFC控制器。由于开关电源电路只输出一固定电压，从而使得其在开关电路模块输入电压较低时，PFC控制器输出的脉宽调制信号的占空比较大，从而导致开关电路模块中的开关元件温度较高，容易损坏，甚至影响电路的使用寿命。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种开关电源电路，旨在延长电路的使用寿命。 

为了实现上述目的，本实用新型提供一种开关电源电路，该开关电源电路包括电源模块，用于输出恒定电压的开关电路模块，用于调整所述开关电路模块输出电压大小的控制模块，用于对开关电路模块的输入电压进行采样的输入电压采样模块，以及用于对开关电路模块的输出电压进行采样的输出电压采样模块；其中开关电路模块的输入端分别与所述电源模块和输入电压采样模块连接，输出端与所述输出电压采样模块连接；所述控制模块的电压反馈端分别与所述输入电压采样模块和输出电压采样模块连接，控制模块的信号输出端与所述开关电路模块的控制端连接，并根据所述输入电压采样模块和输出电压采样模块采样获得的电压输出控制信号至开关电路模块，以调整开关电路模块的输出电压。 

优选地，所述输入电压采样模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第一场效应管和第一电容；其中第一电阻的一端 与所述开关电路模块的输入端连接，另一端通过第二电阻接地；第一二极管为稳压二极管，其阴极连接于第一电阻与第二电阻的连接处，阳极通过第三电阻接地；第一电容并联在第二电阻的两端；第一场效应管栅极与第一二极管的阳极连接，源极接地，漏极通过第四电阻与所述控制模块的电压反馈端连接。 

优选地，所述输出电压采样模块包括第五电阻和第六电阻，其中，第五电阻的一端与所述开关电路模块的输出端连接，另一端与所述控制模块的电压反馈端连接，并通过第六电阻接地。 

优选地，所述电源模块包括桥式整流电路，该桥式整流电路的正输出端与所述开关电路模块的输入端连接，负输出端通过一第七电阻接地。 

优选地，所述开关电路模块包括第一电感、第二场效应管、第二二极管、第三二极管、第八电阻和第九电阻，其中，第二场效应管的源极接地，栅极通过第八电阻接地，漏极与第二二极管的阳极连接；该第二二极管的阴极为所述开关电路模块的输出端，且与所述第三二极管的阴极连接；该第三二极管的阳极为开关电路模块的输入端，且通过第一电感与第二二极管的阳极连接；第九电阻的一端与所述第二场效应管的栅极连接，另一端为所述开关电路模块的控制端，且与所述控制模块的信号输出端连接。 

优选地，所述开关电路模块还包括第四二极管，该第四二极管的阳极与所述第二场效应管的栅极连接，阴极与所述控制模块的信号输出端连接。 

优选地，所述控制模块为SSC2001的PFC控制芯片。 

本实用新型还提供一种电源装置，该电源装置包括开关电源电路，该开关电源电路包括电源模块，用于输出恒定电压的开关电路模块，用于调整所述开关电路模块输出电压大小的控制模块，用于对开关电路模块的输入电压进行采样的输入电压采样模块，以及用于对开关电路模块的输出电压进行采样的输出电压采样模块；其中开关电路模块的输入端分别与所述电源模块和输入电压采样模块连接，输出端与所述输出电压采样模块连接；所述控制模块的电压反馈端分别与所述输入电压采样模块和输出电压采样模块连接，控制模块的信号输出端与所述开关电路模块的控制端连接，并根据所述输入电压采样模块和输出电压采样模块采样获得的电压输出控制信号至开关电路模 块，以调整开关电路模块的输出电压。 

本实用新型通过输入电压采样模块对开关电路模块的输入电压进行采样，当输入电压小于第一阈值时，由控制模块适当降低输出至开关电路模块的脉宽调制信号的占空比，从而适当减小开关电路模块的输出电压；当输入电压大于第一阈值时，由控制模块适当提高输出至开关电路模块的脉宽调制信号的占空比，从而适当增大开关电路模块的输出电压。由于控制模块根据开关电路模块的输入电压大小脉宽调制信号的占空比的大小，从而调整开关电路模块输出的电压大小；因此可在输入电压较小时，适当降低脉宽调制信号的占空比，从而降低开关电路模块的开关元件的温度，进而可延长电路的使用寿命，同时减小设置在开关元件上散热器件的体积。 

附图说明

图1为本实用新型开关电源电路一实施例的结构示意图。 

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

参照图1，图1为本实用新型开关电源电路一实施例的结构示意图。本实施例提供的开关电源电路包括电源模块10，用于输出恒定电压的开关电路模块20，用于调整开关电路模块20输出电压大小的控制模块30，用于对开关电路模块20的输入电压进行采样的输入电压采样模块40，以及用于对开关电路模块20的输出电压进行采样的输出电压采样模块50；其中开关电路模块20的输入端分别与电源模块10和输入电压采样模块40连接，开关电路模块20的输出端与输出电压采样模块50连接；控制模块30的电压反馈端分别与输入电压采样模块40和输出电压采样模块50连接，控制模块30的信号输出端与开关电路模块20的控制端连接，并根据输入电压采样模块40和输出电 压采样模块50采样获得的电压由控制模块30输出控制信号至开关电路模块20，以调整开关电路模块20的输出电压。 

应当说明的是，本实施例中，控制模块30调整输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比，从而调整开关电路模块20输出的电压大小。 

本实用新型通过输入电压采样模块40对开关电路模块20的输入电压进行采样，当输入电压小于第一阈值时，由控制模块30适当降低输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比，从而适当减小开关电路模块20的输出电压；当输入电压大于第一阈值时，由控制模块30适当提高输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比，从而适当增大开关电路模块20的输出电压。由于控制模块30根据开关电路模块20的输入电压大小脉宽调制信号的占空比的大小，从而调整开关电路模块20输出的电压大小；因此可在输入电压较小时，适当降低脉宽调制信号的占空比，从而降低开关电路模块的开关元件的温度，进而可延长电路的使用寿命，同时减小设置在开关元件上散热器件的体积。 

具体地，基于上述实施例，本实施例中上述输入电压采样模块40包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第一场效应管Q1和第一电容C1；其中第一电阻R1的一端与开关电路模块20的输入端连接，另一端连接第二电阻R2并通过第二电阻R2接地；第一二极管D1为稳压二极管，其阴极连接于第一电阻R1和第二电阻R2的连接处，阳极通过第三电阻R3接地；第一电容C1并联在第二电阻R2的两端；第一场效应管Q1栅极与第一二极管D1的阳极连接，源极接地，漏极通过第四电阻R4与控制模块30的电压反馈端连接。 

上述输出电压采样模块50包括第五电阻R5和第六电阻R6，其中，第五电阻R5的一端与开关电路模块20的输出端连接，另一端与控制模块30的电压反馈端连接，并通过第六电阻R6接地。 

本实施例中，当电源模块10输出电压较低时，即第一二极管D1未被击穿时，第三电阻R3两端的电压为0，第一场效应管Q1将截止。此时，第六电阻R6两端的电压比第一场效应管Q1导通时的电压高，控制模块30将采集获得的当前电压值与内部参考电压值进行比较，获得当前电压值大于内部参 考电压值的结果，并根据该结果控制输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比变小，从而降低开关电路模块20的输出电压。 

电源模块10输出电压较高时，即当第一二极管D1被击穿时，第三电阻R3两端的电压将随着电源模块10输出的电压升高而升高，当第三电阻R3两端的电压大于等于第一场效应管Q1栅极的导通电压时，第一场效应管Q1导通。此时，第六电阻R6将与第四电阻R4并联，降低了第六电阻R6两端的电压，此时控制模块30将采集获得的当前电压值与内部参考电压值进行比较，获得当前电压值小于内部参考电压值的结果，并根据该结果控制输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比变大，从而升高开关电路模块20的输出电压。 

两端的电压比第一场效应管Q1导通时的电压高，控制模块30将采集获得的当前电压值与内部参考电压值进行比较，获得当前电压值大于内部参考电压值的结果，并根据该结果控制输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比变小，从而降低开关电路模块20的输出电压，并根据该结果控制输出至开关电路模块20的脉宽调制信号的占空比变大，从而提高开关电路模块20的输出电压。 

具体地，上述电源模块10包括桥式整流电路，该桥式整流电路的正输出端与开关电路模块20的输入端连接，负输出端通过一第七电阻R7接地。 

上述开关电路模块20包括第一电感L1、第二场效应管Q2、第二二极管D2、第三二极管D3、第八电阻R8和第九电阻R9，其中，第二场效应管Q2的源极接地，栅极通过第八电阻R8接地，漏极与第二二极管D2的阳极连接；该第二二极管D2的阴极为开关电路模块20的输出端，且与第三二极管D3的阴极连接；该第三二极管D3的阳极为开关电路模块20的输入端，且通过第一电感L1与第二二极管D2的阳极连接；第九电阻R9的一端与第二场效应管的栅极连接，另一端为开关电路模块20的控制端，且与控制模块30的信号输出端连接。 

本实施例中，通过控制模块30输出一定占空比的脉宽调制信号至第二场效应管Q2的栅极，从而控制第一电感L1的充放电，以对桥式整流电路的电压进行处理后，从第二二极管D2的阴极输出。 

进一步地，基于上述实施例，本实施例中，上述开关电路模块20还包括第四二极管D4，该第四二极管D4的阳极与第二场效应管Q2的栅极连接，阴极与控制模块30的信号输出端连接。 

本实施例中，通过设置第四二极管D4，可在第二场效应管Q2关断的瞬间，对第二场效应管Q2栅极进行快速放电处理，以提高第二场效应管关断的速度。 

应当说明的是，上述控制模块30优选为SSC2001的PFC控制芯片。本实施例中SSC2001的第6脚为上述控制模块30的电压反馈端，第8脚为上述控制模块30的信号输出端。 

本实用新型还提供一种电源装置，该电源装置包括开关电源电路，该开关电源电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的电源装置采用了上述开关电源电路的技术方案，因此该电源装置具有上述开关电源电路所有的有益效果。 

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (8)

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括电源模块，用于输出恒定电压的开关电路模块，用于调整所述开关电路模块输出电压大小的控制模块，用于对开关电路模块的输入电压进行采样的输入电压采样模块，以及用于对开关电路模块的输出电压进行采样的输出电压采样模块；其中开关电路模块的输入端分别与所述电源模块和输入电压采样模块连接，输出端与所述输出电压采样模块连接；所述控制模块的电压反馈端分别与所述输入电压采样模块和输出电压采样模块连接，控制模块的信号输出端与所述开关电路模块的控制端连接，并根据所述输入电压采样模块和输出电压采样模块采样获得的电压输出控制信号至开关电路模块，以调整开关电路模块的输出电压。

2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述输入电压采样模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第一场效应管和第一电容；其中第一电阻的一端与所述开关电路模块的输入端连接，另一端通过第二电阻接地；第一二极管为稳压二极管，其阴极连接于第一电阻与第二电阻的连接处，其阳极通过第三电阻接地；第一电容并联在第二电阻的两端；第一场效应管栅极与第一二极管的阳极连接，源极接地，漏极通过第四电阻与所述控制模块的电压反馈端连接。

3.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述输出电压采样模块包括第五电阻和第六电阻，其中，第五电阻的一端与所述开关电路模块的输出端连接，另一端与所述控制模块的电压反馈端连接，并通过第六电阻接地。

4.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述电源模块包括桥式整流电路，该桥式整流电路的正输出端与所述开关电路模块的输入端连接，负输出端通过一第七电阻接地。

5.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电路模块 包括第一电感、第二场效应管、第二二极管、第三二极管、第八电阻和第九电阻，其中，第二场效应管的源极接地，栅极通过第八电阻接地，漏极与第二二极管的阳极连接；该第二二极管的阴极为所述开关电路模块的输出端，且与所述第三二极管的阴极连接；该第三二极管的阳极为开关电路模块的输入端，且通过第一电感与第二二极管的阳极连接；第九电阻的一端与所述第二场效应管的栅极连接，另一端为所述开关电路模块的控制端，且与所述控制模块的信号输出端连接。

6.如权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电路模块还包括第四二极管，该第四二极管的阳极与所述第二场效应管的栅极连接，阴极与所述控制模块的信号输出端连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制模块为SSC2001的PFC控制芯片。

8.一种电源装置，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的开关电源电路。