CN203788132U - 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,包括滤波电路、整流电路、剩余电流吸收电路、变压器、副边控制电路和功率开关控制电路;变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组,剩余电流吸收电路连接至变压器的原边绕组,开关电源的交流输入依次通过滤波电路和整流电路后输入至原边绕组、输入至功率开关控制电路;副边控制电路连接至副边绕组,且其输出端连接至所述功率开关控制电路。本实用新型由于整流电路与变压器之间连接有剩余电流吸收电路,剩余电流吸收电路能够吸收因变压器的漏感形成的电压尖峰和功率开关控制芯片关断时加速释放原边线圈的剩磁,降低了原边开关管和次级整流二极管的峰值电压,降低功率开关元件的温升,从而提升开关电源的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体照明装置,具体地说,涉及一种开关电源。
背景技术
为了保证便携式设备的电源快速、安全地充电,需要高精度、高效率及低待机功耗的交流到直流变换的电源模块。目前,由于开关模式电源的电压适应范围宽、变换效率高,现已广泛应用于计算机、电动汽车电子产品等电子电气设备上。
现有的开关电源,往往适应环境比较局限性,各种保护不全面。开关电源中的变压器的漏感形成的电压尖峰和功率开关控制电路关断时加速释放原边线圈的剩磁不能很好地被吸收,使得原边开关管和次级整流二极管的峰值电压较高,功率开关元件的温升进而提高,降低了开关电源的效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种开关电源,能够降低原边开关管和次级整流二极管的峰值电压,降低功率开关元件的温升,从而提升效率。
为了实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案如下:
一种开关电源,其特征在于:包括滤波电路、整流电路、剩余电流吸收电路、变压器、副边控制电路和功率开关控制电路;所述变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组,所述剩余电流吸收电路连接至变压器的原边绕组,所述副边绕组与所述原边绕组耦合,所述辅助绕组与所述副边绕组耦合,所述开关电源的交流输入电压依次通过滤波电路和整流电路后输入至变压器的原边绕组、输入至功率开关控制电路作为启动电压;所述副边控制电路连接至变压器的副边绕组,且其输出端连接至所述功率开关控制电路;所述功率开关控制电路包括功率开关控制芯片和辅助控制电路,所述辅助控制电路分别连接至辅助绕组和功率开关控制芯片。
进一步,所述剩余电流吸收电路包括第六电阻、第十三电阻、第四二极管、第九电容,所述第九电容与所述第十三电阻、所述第四二极管串联,所述第六电阻并联在所述第九电容上。
进一步,所述滤波电路包括保险管、热敏电阻、压敏电阻、安规电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及滤波电感,所述保险管与所述交流输入电压的零线连接,所述热敏电阻与所述交流输入电压的火线连接,所述压敏电阻的两端分别连接所述保险管和所述热敏电阻,所述安规电容与所述压敏电阻并联,所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻串联后并联在所述安规电容上,所述安规电容上还并联有所述滤波电感。
与现有技术相比,本实用新型开关电源的交流输入电压与整流电路之间连接有滤波电路,整流电路与变压器之间连接有剩余电流吸收电路,滤波电路可滤去交流输入电压的低频纹波,剩余电流吸收电路能够吸收因变压器的漏感形成的电压尖峰和功率开关控制芯片关断时加速释放原边线圈的剩磁,变压器的励磁能量都在剩余电流吸收电路中的吸收电阻中消耗掉,降低了原边开关管和次级整流二极管的峰值电压,降低功率开关元件的温升,从而提升开关电源的效率。
附图说明
图1为本实用新型开关电源的结构框图;
图2为本实用新型开关电源的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型开关电源作进一步说明。
请参阅图1,图1示出了一种开关电源的结构框图,所述开关电源包括滤波电路100、整流电路200、剩余电流吸收电路300、变压器400、副边控制电路500、功率开关控制电路600,所述开关电源的交流输入电压与所述整流电路200之间连接有所述滤波电路100,所述整流电路200与所述变压器400之间连接有所述剩余电流吸收电路300,所述变压器400包括原边绕组、副边绕组与辅助绕组,所述原边绕组连接至剩余电流吸收电路300,副边绕组与原边绕组耦合,辅助绕组与所述副边绕组耦合。功率开关控制电路600连接在变压器400和副边控制电路之间。副边控制电路500连接至变压器400的副边绕组,且其输出端连接至所述功率开关控制电路600。剩余电流吸收电路的英文名称是Residual Current Device(RCD):在正常工作条件下,接通、负载和断开电流;而当电路的剩余电流在规定的条件下达到其规定值时,引起触头动作而断开主电路的一种保护器。
请参阅图2,图2示出了所述开关电源具体的电路图。所述开关电源包括滤波电路、整流电路、剩余电流吸收电路、变压器T1、副边控制电路、功率开关控制芯片IC1及其左侧的辅助控制电路。所述开关电源的交流输入电压与所述整流电路之间连接有滤波电路,整流电路与所述变压器T1之间连接有剩余电流吸收电路,其中:
所述滤波电路包括保险管F1、热敏电阻RT1、压敏电阻RV1、安规电容XC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及滤波电感LF1,所述保险管F1与所述交流输入电压的零线N连接,所述热敏电阻RT1与所述交流输入电压的火线L连接,所述压敏电阻RV1的两端分别连接所述保险管F1和所述热敏电阻RT1,所述安规电容XC1与所述压敏电阻RV1并联,所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3串联后并联在所述安规电容XC1上,所述安规电容XC1上还并联有所述滤波电感LF1,所述滤波电路用于滤去所述交流输入电压的低频纹波。
整流电路用于整流所述交流输入电压220V,所述整流电路BD1的正输出端和负输出端之间并联有第五贴片电容EC5,第五贴片电容EC5的作用是减低电磁干扰。
剩余电流吸收电路包括第六电阻R6、第十三电阻R13、第四二极管D4、第九电容C9,所述第九电容C9与所述第十三电阻R13、所述第四二极管D4串联,所述第六电阻R6并联在所述第九电容C9上,所述剩余电流吸收电路用于吸收因所述变压器T1的漏感形成的电压尖峰和所述功率开关控制芯片IC1关断时加速释放原边线圈的剩磁。所述变压器T1的励磁能量都在所述剩余电流吸收电路中的吸收电阻中消耗掉,降低了原边开关管和次级整流二极管的峰值电压,降低功率开关控制元件的温升,从而提升电源的效率。
所述变压器T1包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组,所述原边绕组与所述剩余电流吸收电路连接,所述副边绕组与所述原边绕组耦合,所述辅助绕组与所述副边绕组耦合。
所述副边控制电路由第十二电阻R12、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、光耦PC1、电压基准比较器IC2、第五电容C5组成,所述副边控制电路的输出端与所述功率开关控制芯片的控制端连接,用于控制所述功率开关控制芯片的开关状态,以使所述开关电源在不同的时刻工作在不同的模式。
所述功率开关控制芯片连接至变压器T1的原边绕组上,具体的可以通过功率开关控制芯片IC1中的MOS管实现。
请参阅图2,所述开关电源的工作过程如下:
所述交流输入电压220V经滤波电路滤去交流低频滤波,剩余电流吸收电路吸收因变压器T1的漏感形成的电压尖峰和在所述功率开关控制芯片关断时加速释放原边线圈的剩磁,再到所述整流电路BD1和所述第五贴片电容EC5形成初级整流滤波。
220V的交流电压经过滤波电路和整流电路后,形成300V电压的输入电压,经第四电阻R4、第五电阻R5限流降压后,进入所述集成电路IC1的VSTR脚作为启动电压,使所述功率开关控制芯片IC1内部MOS管进入导通状态,电流经所述变压器T1的6、7脚流入功率开关控制芯片IC1的内部MOS管D极再到S极地。变压器T1原边线圈流过电流时,VCC供电所述变压器T1的所述辅助绕组(8、10脚)产生感应电流,经第二二极管D2整流,以及第四电感L4和第三贴片电容EC3、第四电容C4滤波后给所述集成电路IC1供电,所述集成电路IC1进入正常工作。
同时,所述变压器T1次级线圈也会产生感应电动势,第七电阻R7、第八电阻R8和第一电容C1、第二电容C2去除因所述变压器T1的漏感形成的电压尖峰,经第一二极管D1、第八二极管D8和第六二极管D6整流,以及由第一贴片电容EC1、第二电感L2、第二贴片电容EC2、第三电容C3及第六贴片电容EC6、第三电感L3、第七贴片电容EC7、第六电容C6组成的π型滤波电路后输出电压给负载。
所述变压器T1的次级电压反馈经所述光耦PC1耦合到初级所述集成电路IC1的VFB(反馈电压)脚,所述集成电路IC1内部进行调节,从而使得所述变压器T1的初级输出稳定的电压,第十八电阻R18、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第五二极管D5和第十电容C10限制所述变压器T1次级的输出电流,电容Y1用于改善所述开关电源的EMC(电磁兼容性)。
本实用新型所述开关电源的所述交流输入电压与所述整流电路BD1之间连接有所述滤波电路,所述整流电路BD1与所述变压器T1之间连接有所述剩余电流吸收电路,所述滤波电路可滤去所述交流输入电压的低频纹波,所述剩余电流吸收电路能够吸收因所述变压器T1的漏感形成的电压尖峰和所述功率开关控制芯片关断时加速释放原边线圈的剩磁。所述变压器T1的励磁能量都在所述剩余电流吸收电路中的吸收电阻中消耗掉,降低了原边开关管和次级整流二极管的峰值电压,降低功率开关控制元件的温升,从而提升了所述开关电源的效率。
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围,凡本实用新型所揭示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本实用新型所涵盖专利范围。
Claims (3)
1.一种开关电源,其特征在于:包括滤波电路、整流电路、剩余电流吸收电路、变压器、副边控制电路和功率开关控制电路;所述变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组,所述剩余电流吸收电路连接至变压器的原边绕组,所述副边绕组与所述原边绕组耦合,所述辅助绕组与所述副边绕组耦合,所述开关电源的交流输入电压依次通过滤波电路和整流电路后输入至变压器的原边绕组、输入至功率开关控制电路作为启动电压;所述副边控制电路连接至变压器的副边绕组,且其输出端连接至所述功率开关控制电路;所述功率开关控制电路包括功率开关控制芯片和辅助控制电路,所述辅助控制电路分别连接至辅助绕组和功率开关控制芯片。
2.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于:所述剩余电流吸收电路包括第六电阻、第十三电阻、第四二极管、第九电容,所述第九电容与所述第十三电阻、所述第四二极管串联,所述第六电阻并联在所述第九电容上。
3.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于:所述滤波电路包括保险管、热敏电阻、压敏电阻、安规电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及滤波电感,所述保险管与所述交流输入电压的零线连接,所述热敏电阻与所述交流输入电压的火线连接,所述压敏电阻的两端分别连接所述保险管和所述热敏电阻,所述安规电容与所述压敏电阻并联,所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻串联后并联在所述安规电容上,所述安规电容上还并联有所述滤波电感。
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