CN203691236U - 一种电源变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源变换器，其特征在于：包括整流滤波电路、电源电路、输出电压误差信号反馈电路、PWM控制器、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、变压器、开关和电阻R32，采集的两路信号经输出电压误差信号反馈电路处理后得到输出电压的误差反馈信号，并输入到PWM控制器改变占空比，实现在电源变换器初级控制输出稳定的目的。采用本实用新型的控制电路，去除电源变换器的辅助供电绕组以及去除电源变换器初次级之间用于隔离传输输出误差信号的光电耦合器，简化变压器工艺，提高可制造性和可靠性，精简电源与安全相关的元器件，提高安全性，降低电源成本。

Description

一种电源变换器

技术领域

本实用新型涉及电子电路的控制技术领域，具体是涉及一种电源变换器。

背景技术

目前，电源变换器控制输出电压稳定的误差信号反馈模式已知有三种：

第一种反馈模式是众所周知的在电源变换器初级和次级之间用光电耦合器来传输误差负反馈信号，缺点是电源变换器次级需要另外的误差放大电路及辅助供电电路将输出电压误差信号通过光电耦合器传输到电源变换器初级控制电路改变开关占空比，从而稳定输出电压，导致电源变换器电路复杂，成本高，而且光电耦合器有耐压和爬电距离的限制，对人身安全有影响；

另一种反馈模式是公知的电源变换器的变压器初级设置辅助绕组，辅助绕组提供输出电压的反馈信号以及为电源变换器的控制电路供电，这种反馈模式缺点是需要另外的绕组，导致变压器工艺复杂，成本高，且不利于自动化大规模生产；

第三种反馈模式是直接利用电源变换器的变压器的初级绕组作为反馈绕组来反馈输出电压误差信号，这种反馈模式因为变压器的初级绕组在开关关闭时电压反向，这个反向电压和输出电压成比例关系，反向电压是以电源变换器的直流高压母线为参考，而电源变换器的控制电路是以直流地为参考，因此，需要用到高压可调恒流源将反馈绕组检出来的输出电压误差信号转换为电流流向直流地，在高压可调恒流源和地之间接入电阻，电阻上的电压变化将比例反映出输出电压变化。这种反馈模式缺点是需要高压可调恒流源，因此，控制电路的封装需要用到高压制程，成本高，还使电源变换器的可靠性会有所降低。

综上所述，以上几种反馈模式都存在不足，因此，必须研究另外一种反馈模式来克服以上不足。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种去除电源变换器的辅助供电绕组以及去除电源变换器初次级之间用于隔离传输输出误差信号的光电耦合器的电源变换器，该电源变换器简化了变压器工艺，提高了可制造性和可靠性，精简电源与安全相关的元器件，提高安全性，降低电源成本。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的一种技术方案为：

一种电源变换器，包括整流滤波电路、电源电路、输出电压误差信号反馈电路、PWM控制器、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、变压器、开关和电阻R32，其中，整流滤波电路的输出端与变压器的初级线圈的输入端电连接，变压器的初级线圈的输出端依次与开关和电阻R32串接后与地GND电连接，输出电压误差信号反馈电路的输出端和PWM控制器的反馈端相连接，将误差反馈信号反馈至PWM控制器；输出电压误差信号反馈电路的输入端和PWM控制器的开关控制信号输出端相连接，开关控制信号输出端的输出开关信号和PWM控制器的驱动输出端的开关信号同步，PWM控制器将驱动信号从驱动输出端传送给开关，电阻R14和电阻R15的串联分压电路的一端与整流滤波电路的输出正端电连接，另一端与整流滤波电路的输出负端电连接；电阻R16和电阻R17的串联分压电路的一端与变压器的初级线圈输出端电连接，另一端与地GND电连接，输出电压误差信号反馈电路 的输入端与电阻R14和电阻R15之间的连接点电连接，在输入端得到整流滤波电路的输出正端对整流滤波电路的输出负端的直流电压分压后的电压VA值；输出电压误差信号反馈电路的另一输入端与电阻R16和电阻R17之间的连接点电连接，在输入端得到开关开通和关闭时开关和变压器的初级绕组连接点对GND的电压分压后的电压VB值。

所述输出电压误差信号反馈电路是由缓冲输入电路、采样保持电路、缓冲输出电路、反相器、采样时间电路和减法器构成，将采集到的开关开通和关闭时开关和变压器的初级绕组连接点对GND的电压分压后的电压VB值经输入端传送给缓冲输入电路，缓冲输入电路将电压信号传送给采样保持电路，输出电压误差信号反馈电路的输入端接收的开关控制信号经反相器反相和采样时间电路的延时和定时处理后，传送给采样保持电路，采样保持电路将采集的电压值保持一段时间后输入到减法器的一个输入端，电压VB值减去减法器的另一个输入端采集到的整流滤波电路的输出正端对整流滤波电路的输出负端的直流电压分压后的电压VA值，减法器的输出端输出的是和输出电压成比例关系的电压值，这个电压值输入到PWM控制器的反馈端去调节开关占空比。

所述开关是晶体三极管或场效应管。

所述电源电路包括交流降压电容、滤波电容、整流电路、稳压电路，交流降压电容串接在整流电路的输入端，整流电路与滤波电容并联后与稳压电路电连接，滤波电容的两端电压维持在比较低的电压输入到稳压电路，提供输出电压误差信号反馈电路和PWM控制器的启动电流和工作电流。

由于采用以上技术方案，本实用新型的电源变换器去除变压器的辅助供电绕组，简化了变压器的制造工艺，提高可制造性和可靠性，节约材料，降低成本。

由于采用以上技术方案，本实用新型的电源变换器去除了电源变换器初次级之间用于隔离传输输出误差信号的光电耦合器，精简电源与安全相关的元器件，提高安全性，降低电源成本。

由于采用以上技术方案，本实用新型的电源变换器的控制电路部分无需采用高耐压的元器件，提高了安全性和可靠性，降低材料成本。

附图说明

图1是根据本实用新型的电源变换器初级控制输出电路一种实施方式的电路结构框图。

图2为图1所示的输出电压误差信号反馈电路的电路结构框图。

图3为图1所示的电源电路的电路结构框图。

具体实施方式

为了便于本领域的技术人员理解，下面结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。

在此公开详细的示范实施例。然而，此处公开的具体结构和功能细节仅仅是为了描述示范实施例的目的。然而，可以在许多替换形式中实现示范实施例，并且不应将其看作仅限于在此阐明的示范实施例。

然而，应该理解，不限于公开的具体示范实施例，而是相反地，示范实施例将覆盖落入本公开的范围内的所有修改、等同物和替换物。遍及附图的描述，相似的标号涉及相似的元件。

应该理解，虽然术语第一、第二等在此用作描述不同的元件，但是这些元件可以不被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。例如，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件而不背离示范实施例的范围。如在此所用，术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项的任意和所有组合。

应该理解，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在中间元件。用来描述元件之间关系的其他词语应该按照相同的方式理解（例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等）。

如图1所示，一种电源变换器，包括整流滤波电路4、电源电路11、输出电压误差信号反馈电路20、PWM控制器27、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、变压器38、开关34和电阻R32，其中，整流滤波电路4的输出端与变压器38的初级线圈的输入端电连接，变压器38的初级线圈的输出端依次与开关34和电阻R32串接后与地GND电连接，输出电压误差信号反馈电路20的输出端24和PWM控制器27的反馈端26相连接，将误差反馈信号反馈至PWM控制器27；输出电压误差信号反馈电路20的输入端23和PWM控制器的开关控制信号输出端25相连接，开关控制信号输出端25的输出开关信号和PWM控制器27的驱动输出端30的开关信号同步，PWM控制器27将驱动信号从驱动输出端30传送给开关34，电阻R14和电阻R15的串联分压电路的一端与整流滤波电路4的输出正端7电连接，另一端与整流滤波电路4的输出负端8电连接；电阻R16和电阻R17的串联分压电路的一端与变压器38的初级线圈输出端电连接，另一端与地GND电连接，输出电压误差信号反馈电路20 的输入端19与电阻R14和电阻R15之间的连接点17电连接，在输入端19得到整流滤波电路4的输出正端7对整流滤波电路4的输出负端8的直流电压分压后的电压VA值；输出电压误差信号反馈电路20 的另一输入端18与电阻R16和电阻R17之间的连接点16电连接，在输入端18得到开关34开通和关闭时开关34和变压器38的初级绕组连接点36对GND的电压分压后的电压VB值。

如图2所示，所述输出电压误差信号反馈电路20是由缓冲输入电路45、采样保持电路52、缓冲输出电路56、反相器66、采样时间电路69和减法器61构成，将采集到的电压分压后的电压VB经输入端18传送给缓冲输入电路45，缓冲输入电路45将电压信号传送给采样保持电路52，输出电压误差信号反馈电路20的输入端23接收的开关控制信号经反相器66反相和采样时间电路69的延时和定时处理后，传送给采样保持电路52，采样保持电路52将采集的电压值保持一段时间后输入到减法器61的输入端60，电压VB减去减法器61的输入端19的电压VA值，在减法器61的输出端24输出的是和输出电压成比例关系的电压值，这个电压值输入到PWM控制器27的反馈端去调节开关占空比。

所述的开关34是晶体三极管，也可以是场效应管，三极管的集电极或者场效应管的漏极和36连接，三极管的发射极或者场效应管的源极和33连接，三极管的基极或者场效应管的栅极和35连接。

电压VB近似等于输出电压VO乘以变压器的初级和次级的匝数比n再加上VA，因此，将采集到的电压VB分压后的值经采样保持电路52保持后的值在减法器电路61中减去采集到的电压VA分压后的电压值，所得差值和输出电压成正比关系，这个差值再经过减法器电路61调节增益到设定值即可作为PWM控制器的输出电压误差反馈信号来调节占空比，达到稳定输出电压的目的。

如图3所示，电源电路11包括交流降压电容86、滤波电容96、整流电路87、稳压电路92，交流降压电容86串接在整流电路87的输入端，整流电路87与滤波电容96并联后与稳压电路92电连接，滤波电容96的两端电压维持在比较低的电压输入到稳压电路92，提供输出电压误差信号反馈电路20和PWM控制器27的启动电流和工作电流。

需要说明的是，上述实施方式仅为本实用新型较佳的实施方案，不能将其理解为对本实用新型保护范围的限制，在未脱离本实用新型构思前提下，对本实用新型所做的任何微小变化与修饰均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种电源变换器，其特征在于：包括整流滤波电路、电源电路、输出电压误差信号反馈电路、PWM控制器、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、变压器、开关和电阻R32，其中，整流滤波电路的输出端与变压器的初级线圈的输入端电连接，变压器的初级线圈的输出端依次与开关和电阻R32串接后与地GND电连接，输出电压误差信号反馈电路的输出端和PWM控制器的反馈端相连接，将误差反馈信号反馈至PWM控制器；输出电压误差信号反馈电路的输入端和PWM控制器的开关控制信号输出端相连接，开关控制信号输出端的输出开关信号和PWM控制器的驱动输出端的开关信号同步，PWM控制器将驱动信号从驱动输出端传送给开关，电阻R14和电阻R15的串联分压电路的一端与整流滤波电路的输出正端电连接，另一端与整流滤波电路的输出负端电连接；电阻R16和电阻R17的串联分压电路的一端与变压器的初级线圈输出端电连接，另一端与地GND电连接，输出电压误差信号反馈电路 的输入端与电阻R14和电阻R15之间的连接点电连接，在输入端得到整流滤波电路的输出正端对整流滤波电路的输出负端的直流电压分压后的电压VA值；输出电压误差信号反馈电路的另一输入端与电阻R16和电阻R17之间的连接点电连接，在输入端得到开关开通和关闭时开关和变压器的初级绕组连接点对GND的电压分压后的电压VB值。

2.根据权利要求1所述的电源变换器，其特征在于：所述输出电压误差信号反馈电路是由缓冲输入电路、采样保持电路、缓冲输出电路、反相器、采样时间电路和减法器构成，将采集到的开关开通和关闭时开关和变压器的初级绕组连接点对GND的电压分压后的电压VB值经输入端传送给缓冲输入电路，缓冲输入电路将电压信号传送给采样保持电路，输出电压误差信号反馈电路的输入端接收的开关控制信号经反相器反相和采样时间电路的延时和定时处理后，传送给采样保持电路，采样保持电路将采集的电压值保持一段时间后输入到减法器的一个输入端，电压VB值减去减法器的另一个输入端采集到的整流滤波电路的输出正端对整流滤波电路的输出负端的直流电压分压后的电压VA值，减法器的输出端输出的是和输出电压成比例关系的电压值，这个电压值输入到PWM控制器的反馈端。

3.根据权利要求1所述的电源变换器，其特征在于：所述开关是晶体三极管或场效应管。

4.根据权利要求1所述的电源变换器，其特征在于：所述电源电路包括交流降压电容、滤波电容、整流电路、稳压电路，交流降压电容串接在整流电路的输入端，整流电路与滤波电容并联后与稳压电路电连接。

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