CN204392107U - 变换器电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变换器电路，该变换器电路包括交流电源输入端、输入整流滤波电路、功率传输变压器控制电路、输出整流滤波电路及直流电源输出端；输入整流滤波电路的输入端与交流电源输入端连接，输入整流滤波电路的输出端与功率传输变压器控制电路的输入端连接；功率传输变压器控制电路的输出端经输出整流滤波电路与直流电源输出端连接。本实用新型还公开了一种开关电源。本实用新型变换器电路具有结构简单及成本低的优点。

Description

变换器电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种变换器电路及开关电源。

背景技术

随着电力电子技术的高速发展，使得开关电源技术的发展也步入了高速发展的阶段。目前，开关电源产品已广泛应用于工业自动化控制、LED照明、通讯设备、电力设备、视听产品、安防监控以及数码产品等领域。开关电源的发展方向是高频化和轻便化。然而，目前市场上的开关电源普通存在电路结构复杂及成本高的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种结构简单及成本低的变换器电路。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种变换器电路，所述变换器电路包括交流电源输入端、输入整流滤波电路、功率传输变压器控制电路、输出整流滤波电路及直流电源输出端；其中，

所述输入整流滤波电路的输入端与所述交流电源输入端连接，所述输入整流滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接；所述功率传输变压器控制电路的输出端经所述输出整流滤波电路与所述直流电源输出端连接。

优选地，所述变换器电路还包括输入整流二次滤波电路，所述输入整流二次滤波电路的输入端与所述输入整流滤波电路的输出端连接，所述输入整流二次滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接。

优选地，所述变换器电路还包括缓冲电路，所述缓冲电路连接于所述输入整流二次滤波电路与所述功率传输变压器控制电路之间。

优选地，所述输入整流滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管及第一电解电容；其中，

所述第一二极管的阴极分别与所述第二二极管的阳极及所述交流电源输入端的火线连接，所述第一二极管的阳极和所述第三二极管的阳极均接地；所述第三二极管的阴极分别与所述第四二极管的阳极及所述交流电源输入端的零线连接；所述第四二极管的阴极与所述第二二极管的阴极连接；所述第二二极管的阴极还与所述第一电解电容的正极连接；所述第一电解电容的负极接地。

优选地，所述输入整流二次滤波电路包括第一电感、第二电感及第二电解电容；其中，

所述第一电感的第一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第一电感的第二端与所述第二电解电容的正极连接；所述第二电解电容的负极接地；所述第二电感的第一端与所述第二电解电容的负极连接，所述第二电感的第二端与所述第二电解电容的负极连接。

优选地，所述缓冲电路包括第一电阻、第一电容及第五二极管；其中，

所述第一电阻的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述第五二极管的阴极连接；所述第五二极管的阳极与所述功率传输变压器控制电路连接；所述第一电容与所述第一电阻并联。

优选地，所述功率传输变压器控制电路包括第三电解电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容、第三电容、第六二极管、第七二极管、稳压二极管、NMOS管、负温度系数检测电阻、PFC控制集成芯片及功率传输变压器，所述功率传输变压器包括原边绕组、第一辅助绕组及第二辅助绕组；其中，

所述功率传输变压器的原边绕组的同名端与所述第一电阻的第一端连接，所述功率传输变压器的原边绕组的异名端分别与所述第五二极管的阳极及所述NMOS管的漏极连接；所述功率传输变压器的第一辅助绕组的同名端与所述输出整流滤波电路连接，所述功率传输变压器的第一辅助绕组的异名端与所述直流电源输出端的负极连接；所述NMOS管的栅极与所述第八电阻的第一端连接，所述NMOS管的源极经所述第十二电阻接地；所述第八电阻的第二端与所述PFC控制集成芯片的驱动信号输出引脚连接；所述第七二极管的阳极与所述第八电阻的第一端连接，所述第七二极管的阴极与所述第八电阻的第二端连接；所述第九电阻的第一端与所述PFC控制集成芯片的电流采样输入引脚连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第十一电阻的第一端及所述NMOS管的源极连接；所述第十电阻的第一端与所述NMOS管的栅极连接，所述第十电阻的第二端和所述第十一电阻的第二端均接地；所述第三电容的第一端与所述PFC控制集成芯片的电流采样输入引脚连接，所述第三电容的第二端接地；

所述第二电阻的第一端与所述交流电源输入端的零线连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端与所述PFC控制集成芯片的工作电压输入引脚连接；所述第六二极管的阴极与所述第三电阻的第二端连接，所述第六二极管的阳极与所述第四电阻的第一端连接；所述第四电阻的第二端分别与所述稳压二极管的阴极及所述功率传输变压器的第二辅助绕组的同名端连接；所述功率传输变压器的第二辅助绕组的异名端接地；所述稳压二极管的阳极分别与所述PFC控制集成芯片的过零检测输入引脚及所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第二端接地；所述第五电阻与所述稳压二极管并联；所述第三电解电容的正极与所述PFC控制集成芯片的工作电压输入引脚连接，所述第三电解电容的负极接地；所述负温度系数检测电阻的第一端与所述PFC控制集成芯片的过温保护引脚连接，所述负温度系数检测电阻的第二端接地；所述第二电容的第一端与所述PFC控制集成芯片的第一工作频率设置引脚连接，所述第二电容的第二端接地；所述第七电阻的第一端与所述PFC控制集成芯片的第二工作频率设置引脚连接，所述第七电阻的第二端接地。

优选地，所述输出整流滤波电路包括第八二极管及第四电解电容；其中，

所述第八二极管的阳极与所述功率传输变压器的第一辅助绕组的同名端连接，所述第八二极管的阴极与所述直流电源输出端的正极连接；所述第四电解电容的正极与所述直流电源输出端的正极连接，所述第四电解电容的负极与所述直流电源输出端的负极连接。

本实用新型还提出一种开关电源，所述开关电源包括变换器电路，所述变换器电路包括交流电源输入端、输入整流滤波电路、功率传输变压器控制电路、输出整流滤波电路及直流电源输出端；其中，

所述输入整流滤波电路的输入端与所述交流电源输入端连接，所述输入整流滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接；所述功率传输变压器控制电路的输出端经所述输出整流滤波电路与所述直流电源输出端连接。

本实用新型提出的变换器电路，包括交流电源输入端、输入整流滤波电路、功率传输变压器控制电路、输出整流滤波电路及直流电源输出端；所述输入整流滤波电路的输入端与所述交流电源输入端连接，所述输入整流滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接；所述功率传输变压器控制电路的输出端经所述输出整流滤波电路与所述直流电源输出端连接。本实用新型变换器电路具有电路结构简单及成本低的优点。

附图说明

图1是本实用新型变换器电路的电路结构示意图。

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。

本实用新型提供一种变换器电路。

图1是本实用新型变换器电路的电路结构示意图。

参照图1，本实施例提供的该变换器电路包括交流电源输入端101、输入整流滤波电路102、输入整流二次滤波电路103、缓冲电路104、功率传输变压器控制电路105、输出整流滤波电路106及直流电源输出端107。

其中，所述输入整流滤波电路102的输入端与所述交流电源输入端101连接，所述输入整流滤波电路102的输出端与所述输入整流二次滤波电路103的输入端连接；所述输入整流二次滤波电路103的输出端经所述缓冲电路104与所述功率传输变压器控制电路105的输入端连接；所述功率传输变压器控制电路105的输出端经所述输出整流滤波电路106与所述直流电源输出端107连接。

具体地，本实施例中，所述输入整流滤波电路102包括第一二极管D1A、第二二极管D1B、第三二极管D1C、第四二极管D1D及第一电解电容E1。其中，所述第一二极管D1A的阴极分别与所述第二二极管D1B的阳极及所述交流电源输入端101的火线ACIN1连接，所述第一二极管D1A的阳极和所述第三二极管D1C的阳极均接地；所述第三二极管D1C的阴极分别与所述第四二极管D1D的阳极及所述交流电源输入端101的零线ACIN2连接；所述第四二极管D1D的阴极与所述第二二极管D1B的阴极连接；所述第二二极管D1B的阴极还与所述第一电解电容E1的正极连接；所述第一电解电容E1的负极接地。

本实施例中，所述输入整流二次滤波电路103包括第一电感LO1、第二电感LO2及第二电解电容E2。其中，所述第一电感LO1的第一端与所述第二二极管D1B的阴极连接，所述第一电感LO1的第二端与所述第二电解电容E2的正极连接；所述第二电解电容E2的负极接地；所述第二电感LO2的第一端与所述第一电解电容E1的负极连接，所述第二电感LO2的第二端与所述第二电解电容E2的负极连接。

本实施例中，所述缓冲电路104包括第一电阻R1、第一电容C1及第五二极管D5。其中，所述第一电阻R1的第一端与所述第一电感LO1的第二端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第五二极管D5的阴极连接；所述第五二极管D5的阳极与所述功率传输变压器控制电路105连接；所述第一电容C1与所述第一电阻R1并联。

本实施例中，所述功率传输变压器控制电路105包括第三电解电容E3、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二电容C2、第三电容C3、第六二极管D6、第七二极管D7、稳压二极管ZD1、NMOS管Q1、负温度系数检测电阻MTC、PFC(PowerFactor Correction,功率因数校正)控制集成芯片U1及功率传输变压器Y1；所述功率传输变压器Y1包括原边绕组S1、第一辅助绕组S2及第二辅助绕组Y1-B。具体地，所述功率传输变压器Y1的原边绕组S1的同名端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述功率传输变压器Y1的原边绕组S1的异名端分别与所述第五二极管D5的阳极及所述NMOS管Q1的漏极连接；所述功率传输变压器Y1的第一辅助绕组S2的同名端与所述输出整流滤波电路106连接，所述功率传输变压器Y1的第一辅助绕组S2的异名端与所述直流电源输出端107的负极RTN连接；所述NMOS管Q1的栅极与所述第八电阻R8的第一端连接，所述NMOS管Q1的源极经所述第十二电阻R12接地；所述第八电阻R8的第二端与所述PFC控制集成芯片U1的驱动信号输出引脚OUT连接；所述第七二极管D7的阳极与所述第八电阻R8的第一端连接，所述第七二极管D7的阴极与所述第八电阻R8的第二端连接；所述第九电阻R9的第一端与所述PFC控制集成芯片U1的电流采样输入引脚CS连接，所述第九电阻R9的第二端分别与所述第十一电阻R11的第一端及所述NMOS管Q1的源极连接；所述第十电阻R10的第一端与所述NMOS管Q1的栅极连接，所述第十电阻R10的第二端和所述第十一电阻R11的第二端均接地；所述第三电容C3的第一端与所述PFC控制集成芯片U1的电流采样输入引脚CS连接，所述第三电容C3的第二端接地；所述第二电阻R2的第一端与所述交流电源输入端101的零线ACIN2连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端连接；所述第三电阻R3的第二端与所述PFC控制集成芯片U1的工作电压输入引脚VCC连接；所述第六二极管D6的阴极与所述第三电阻R3的第二端连接，所述第六二极管D6的阳极与所述第四电阻R4的第一端连接；所述第四电阻R4的第二端分别与所述稳压二极管ZD1的阴极及所述功率传输变压器Y1的第二辅助绕组Y1-B的同名端连接；所述功率传输变压器Y1的第二辅助绕组Y1-B的异名端接地；所述稳压二极管ZD1的阳极分别与所述PFC控制集成芯片U1的过零检测输入引脚OR及所述第六电阻R6的第一端连接；所述第六电阻R6的第二端接地；所述第五电阻R5与所述稳压二极管ZD1并联；所述第三电解电容E3的正极与所述PFC控制集成芯片U1的工作电压输入引脚VCC连接，所述第三电解电容E3的负极接地；所述负温度系数检测电阻MTC的第一端与所述PFC控制集成芯片U1的过温保护引脚OTL连接，所述负温度系数检测电阻MTC的第二端接地；所述第二电容C2的第一端与所述PFC控制集成芯片U1的第一工作频率设置引脚CT连接，所述第二电容C2的第二端接地；所述第七电阻R7的第一端与所述PFC控制集成芯片U1的第二工作频率设置引脚RT连接，所述第七电阻R7的第二端接地。

本实施例中，所述输出整流滤波电路106包括第八二极管D8及第四电解电容E4。其中，所述第八二极管D8的阳极与所述功率传输变压器Y1的第一辅助绕组S2的同名端连接，所述第八二极管D8的阴极与所述直流电源输出端107的正极OUT+连接；所述第四电解电容E4的正极与所述直流电源输出端107的正极OUT+连接，所述第四电解电容E4的负极与所述直流电源输出端107的负极RTN连接。

本实施例中，所述输入整流滤波电路102的主要作用是为后级的所述功率传输变压器控制电路105的功率传输提供能量；

所述输入整流二次滤波电路103用于对纹波进行进一部处理，使所述输入整流滤波电路102的输出电压更加平稳，并为电路提供高PF值；

所述功率传输变压器控制电路105中的所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第六二极管D6、所述第三电解电容E3及所述功率传输变压器Y1的第二辅助绕组Y1-B组成所述PFC控制集成芯片U1的供电电路，为所述PFC控制集成芯片U1提供正常工作所需能量；所述第五电阻R5、第六电阻R6、稳压二极管ZD1及所述功率传输变压器Y1的第二辅助绕组Y1-B组成所述PFC控制集成芯片U1的ZCD检测电路(即过零检测电路)和VCC过压保护电路；所述第七电阻R7和所述第二电容C2用于设定所述PFC控制集成芯片U1的工作频率；所述负温度系数检测电阻MTC用于所述PFC控制集成芯片U1的过温保护；所述PFC控制集成芯片U1是本实施例变换器电路的主控制芯片，所述PFC控制集成芯片U1的作用是综合各个模块的输入输出信号，控制外部主开关管(即所述NMOS管Q1)的导通与截止；所述第十一电阻R11和所述第十二电阻R12是所述功率传输变压器Y1的原边电流采样电阻，把所述功率传输变压器Y1的原边电流信号转化为电压信号输送至所述PFC控制集成芯片U1的电流采样输入引脚CS；

本实施例中，所述缓冲电路104(也称Snubber缓冲网络)用于吸收由于所述功率传输变压器Y1的漏感产生于所述NMOS管Q1的Vds尖峰电压，以防止损坏所述NMOS管Q1；所述第七二极管D7起到保护和稳定所述NMOS管Q1的作用；

本实施例中，所述输出整流滤波电路106是用于把所述功率传输变压器Y1传输过来的脉冲三角波电压或梯形波电压转化为本实施例变换器电路的负载所需的低纹波的直流电压，以满足负载的要求。

另外，需要说明的是，本实施例中，所述PFC控制集成芯片U1是一种电流模式的PFC控制集成芯片，其具有高PF值、高效率及低电流谐波的优点，并且，所述PFC控制集成芯片U1采用所述功率传输变压器Y1的原边反馈控制，从而可以省略掉所述功率传输变压器Y1副边复杂的控制电路，有利于简化电路结构和降低电路成本；同时，所述PFC控制集成芯片U1还具有尺寸小的优点，从而特别适用于需要节省空间的开关电源；另外，所述PFC控制集成芯片U1还能够应用于AC/DC的隔离型反激、非隔离型BUCK(降压式)以及BOOST(升压式)等拓扑架构，且具有负载电压修正功能、高电流恒流精度、超低的起机电流以及采用原边恒压恒流控制等特点，是一种能工作于全电压输入的低AC电流失真及低THD(谐波失真)的PFC校正集成芯片。

本实施例提供的变换器电路，包括交流电源输入端、输入整流滤波电路、功率传输变压器控制电路、输出整流滤波电路及直流电源输出端；所述输入整流滤波电路的输入端与所述交流电源输入端连接，所述输入整流滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接；所述功率传输变压器控制电路的输出端经所述输出整流滤波电路与所述直流电源输出端连接。本实用新型变换器电路具有电路结构简单及成本低的优点。

本发明还提供一种开关电源，该开关电源包括变换器电路，该变换器电路的电路结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的开关电源采用了上述变换器电路的技术方案，因此该开关电源具有上述变换器电路所有的有益效果。

以上所述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 (9)

1.一种变换器电路，其特征在于，包括交流电源输入端、输入整流滤波电路、功率传输变压器控制电路、输出整流滤波电路及直流电源输出端；其中，

所述输入整流滤波电路的输入端与所述交流电源输入端连接，所述输入整流滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接；所述功率传输变压器控制电路的输出端经所述输出整流滤波电路与所述直流电源输出端连接。

2.根据权利要求1所述的变换器电路，其特征在于，所述变换器电路还包括输入整流二次滤波电路，所述输入整流二次滤波电路的输入端与所述输入整流滤波电路的输出端连接，所述输入整流二次滤波电路的输出端与所述功率传输变压器控制电路的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的变换器电路，其特征在于，所述变换器电路还包括缓冲电路，所述缓冲电路连接于所述输入整流二次滤波电路与所述功率传输变压器控制电路之间。

4.根据权利要求3所述的变换器电路，其特征在于，所述输入整流滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管及第一电解电容；其中，

所述第一二极管的阴极分别与所述第二二极管的阳极及所述交流电源输入端的火线连接，所述第一二极管的阳极和所述第三二极管的阳极均接地；所述第三二极管的阴极分别与所述第四二极管的阳极及所述交流电源输入端的零线连接；所述第四二极管的阴极与所述第二二极管的阴极连接；所述第二二极管的阴极还与所述第一电解电容的正极连接；所述第一电解电容的负极接地。

5.根据权利要求4所述的变换器电路，其特征在于，所述输入整流二次滤波电路包括第一电感、第二电感及第二电解电容；其中，

所述第一电感的第一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第一电感的第二端与所述第二电解电容的正极连接；所述第二电解电容的负极接地；所述第二电感的第一端与所述第二电解电容的负极连接，所述第二电感的第二端与所述第二电解电容的负极连接。

6.根据权利要求5所述的变换器电路，其特征在于，所述缓冲电路包括第一电阻、第一电容及第五二极管；其中，

所述第一电阻的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述第五二极管的阴极连接；所述第五二极管的阳极与所述功率传输变压器控制电路连接；所述第一电容与所述第一电阻并联。

7.根据权利要求6所述的变换器电路，其特征在于，所述功率传输变压器控制电路包括第三电解电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容、第三电容、第六二极管、第七二极管、稳压二极管、NMOS管、负温度系数检测电阻、PFC控制集成芯片及功率传输变压器，所述功率传输变压器包括原边绕组、第一辅助绕组及第二辅助绕组；其中，

所述功率传输变压器的原边绕组的同名端与所述第一电阻的第一端连接，所述功率传输变压器的原边绕组的异名端分别与所述第五二极管的阳极及所述NMOS管的漏极连接；所述功率传输变压器的第一辅助绕组的同名端与所述输出整流滤波电路连接，所述功率传输变压器的第一辅助绕组的异名端与所述直流电源输出端的负极连接；所述NMOS管的栅极与所述第八电阻的第一端连接，所述NMOS管的源极经所述第十二电阻接地；所述第八电阻的第二端与所述PFC控制集成芯片的驱动信号输出引脚连接；所述第七二极管的阳极与所述第八电阻的第一端连接，所述第七二极管的阴极与所述第八电阻的第二端连接；所述第九电阻的第一端与所述PFC控制集成芯片的电流采样输入引脚连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第十一电阻的第一端及所述NMOS管的源极连接；所述第十电阻的第一端与所述NMOS管的栅极连接，所述第十电阻的第二端和所述第十一电阻的第二端均接地；所述第三电容的第一端与所述PFC控制集成芯片的电流采样输入引脚连接，所述第三电容的第二端接地；

所述第二电阻的第一端与所述交流电源输入端的零线连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端与所述PFC控制集成芯片的工作电压输入引脚连接；所述第六二极管的阴极与所述第三电阻的第二端连接，所述第六二极管的阳极与所述第四电阻的第一端连接；所述第四电阻的第二端分别与所述稳压二极管的阴极及所述功率传输变压器的第二辅助绕组的同名端连接；所述功率传输变压器的第二辅助绕组的异名端接地；所述稳压二极管的阳极分别与所述PFC控制集成芯片的过零检测输入引脚及所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第二端接地；所述第五电阻与所述稳压二极管并联；所述第三电解电容的正极与所述PFC控制集成芯片的工作电压输入引脚连接，所述第三电解电容的负极接地；所述负温度系数检测电阻的第一端与所述PFC控制集成芯片的过温保护引脚连接，所述负温度系数检测电阻的第二端接地；所述第二电容的第一端与所述PFC控制集成芯片的第一工作频率设置引脚连接，所述第二电容的第二端接地；所述第七电阻的第一端与所述PFC控制集成芯片的第二工作频率设置引脚连接，所述第七电阻的第二端接地。

8.根据权利要求7所述的变换器电路，其特征在于，所述输出整流滤波电路包括第八二极管及第四电解电容；其中，

所述第八二极管的阳极与所述功率传输变压器的第一辅助绕组的同名端连接，所述第八二极管的阴极与所述直流电源输出端的正极连接；所述第四电解电容的正极与所述直流电源输出端的正极连接，所述第四电解电容的负极与所述直流电源输出端的负极连接。

9.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的变换器电路。