CN204906189U - 一种低压高频开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种低压高频开关电源电路。本实用新型包括：电源；反激式电路，包含有变压器和MOS管，且变压器的原边绕组的一端与电源正极连接，原边绕组的相对另一端与MOS管的漏极连接，变压器的副边绕组具有至少一个输出端；PWM控制电路，分别与电源及MOS管的栅极连接；反馈电路，分别与输出端及PWM控制电路，用于将输出端的输出电压信号反馈至PWM控制电路；以及PWM控制电路对输出电压信号进行补偿，并根据补偿后的输出电压信号调节MOS管的占空比。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种低压高频开关电源电路。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制PWM控制IC和MOSFET构成，随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。
开关电源是一种高频化电能转换装置，能够将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流，相对于线性电源具有效率、体积和重量等方面的优势，目前开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。在特定场合，尤其是电力电子设备中，经常需要±12V，±5V四路输出的开关电源，而市面上可以满足此类需要的开关电源通常输入取自市电交流电，电压较高，其足以对人体产生伤害。而且特别是在某些极端和恶劣的场合，交流电常含有大量的谐波电压，通常会烧毁从交流侧去电的开关电源，造成严重后果。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种低压高频开关电源电路，选择适当的变压器原副边匝数比，极大的降低了输入电压，避免了交流谐波电压烧毁开关电源的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种低压高频开关电源电路，包括：
电源；
反激式电路，包含有变压器和MOS管，且所述变压器的原边绕组的一端与所述电源正极连接，原边绕组的相对另一端与所述MOS管的漏极连接，所述变压器的副边绕组具有至少一个输出端；
PWM控制电路，分别与所述电源及所述MOS管的栅极连接；
反馈电路，分别与所述输出端及所述PWM控制电路，用于将所述输出端的输出电压信号反馈至所述PWM控制电路；以及
所述PWM控制电路对所述输出电压信号进行补偿，并根据补偿后的输出电压信号调节所述MOS管的占空比。
优选的，所述PWM控制电路包括PWM控制芯片，所述MOS管为NMOS管，以及
所述NMOS管的栅极与PWM控制芯片连接，所述NMOS管的源极与电源负极之间连接一个电流型采样电阻，所述电流型采样电阻与所述PWM控制芯片连接。
优选的，所述MOS管的漏极通过一个二极管和一个稳压二极管与所述电源连接，所述二极管和稳压二极管与所述变压器的原边绕组的两端并联连接。
优选的，所述变压器副边绕组有四个输出端，每一个输出端的所述输出电压信号通过二极管整流电路，再经过电容组滤波电路后与所述输出端连接。
优选的，所述电容组为一个电解电容与一个电容并联。
优选的，所述PWM控制芯片与一个外围电路相连接，所述外围电路用于设置开关频率。
优选的，所述PWM控制芯片与补偿电路连接。
优选的，所述反馈电路的输出端通过光耦电路与所述PWM控制芯片连接。
优选的，所述控制芯片的型号为UC2845，开关频率为150kHZ，所述电源输入电压为18-24V，所述MOS管的耐压值为200V。
与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用特制的反激式脉冲变压器，选择适当的匝数比，设计多组输出线，可以输出多路电压。
2、针对变压器，在满足4路输出电压的需求下，将输入电压降至18-24V的超低压，整个电源输入、输出全部小于24V，对人体安全，故无需安全措施；同时，由于输入是较低的直流电压，避开了恶劣的谐波电压的影响并能安全用于恶劣的谐波电压环境，24V电源也比较容易取得，可以取自蓄电池，也可以取自电力电子设备内给风机供电的开关电源，因此，该电源有着较为广泛的应用领域，比如有源滤波器和逆变器等。
附图说明
图1为本实用新型的电路连接图；
图2为反激式电路的电路连接图；
图3为PWM控制电路的电路连接图；
图4为反馈电路的电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。
图1为本实用新型的电路连接图，如图1所示，低压高频开关电源电路，具体包括单管反激式电路、PWM电流型控制电路和反馈电路。
图2为低压高频开关电源电路的单管反激式电路的的电路连接图，如图2所示，直流电源VCC正极与反激式脉冲变压器T1的原边绕组的一端相连，输入的直流电源电压小于24V，原边绕组的另一端与NMOS管的漏极连接，NMOS的耐压值小于200V，节省了成本，同时，对于24V的直流电源来说是足够用的，直流电源VCC正极与NMOS管的漏极之间连接一个二极管和一个稳压二极管，该二极管和稳压二极管与变压器T1的原边绕组的两端并联连接，用于控制直流电源VCC的电压，防止输入电压过大烧毁电路器件，反激式脉冲变压器T1的副边绕组有四路输出线圈，每一路输出线圈均与一个二极管相连，反激式脉冲变压器T1的副边绕组还有一路输出线圈接地。二极管的导电方向有所不同，用于输出正、负电压，再经过一个电容组滤波，本实施例中，电容组为一个电解电容与一个电容并联，最终的到+5V、-5V、+12V、-12V四种电压值，NMOS的源极通过一个电阻与电源负极连接，电流型采样电阻R1并联在这个电阻上后接地，NMOS的源极也可以直接连接电流型采样电阻R1后与直流电源VCC负极连接。
图2为本实用新型PWM电流型控制电路的电路示意图，PWM电流型控制电路包括PWM控制芯片，该控制芯片的型号为UC2845，开关频率为150kHZ固定开关频率驱动NMOS，该芯片上设有8个端口，VCC端口与直流电源VCC通过一个稳压电阻相连，用于稳定输入电压，防止电压过大，电路器件被烧毁，OUT端口与NMOS的栅极连接，直接控制NMOS的导通与截至，END端口接地，SENSE与电流型采样电阻R1相连，采样电阻R1将采样值通过SENSE端口输入至PWM控制芯片中，Rt/Ct端口与Vref端口之间跨接一个电阻R2和两个跨接在Rt/Ct端口与END端口的电容C1、C2，Vref端口用于输出预设开关频率，通过R2、C1、C2设置开关频率，调节占空比，COMP端口与VFB端口之间连接一个补偿电路，补偿电路由一个电容和一个电阻并联组成，用于控制信号的衰减。PWM控制芯片内部存储有PWM标准波形，通过Vref端口传送出来至VFB端口，同时PWM控制芯片内部设有比较器，用于比较预设的PWM波形与通过反馈电路反馈的增量值或减少值，通过比较器的比较，产生具有高电平与低电平的信号，通过OUT端口输出以控制MOS管的导通与截至的时间，进而通过反激式电路调节输出电压。
图3为本实用新型中反馈电路的电路连接图，反馈电路通过光耦电路NE与PWM电流型控制电路中的VFB端口相连，反馈电路输入端输入12V电压，也可以是12V电压的一个分压，反馈电路中设置有零极点比较电路，当信号衰减或增加到一定值时，通过补偿机制将信号调至正常范围值，反馈网络中的零极点比较电路包括运算放大器，运算放大器的放大倍数在一定范围内是恒定值，超过该范围运算放大器的放大倍数成为一个变量，为了的到精确的反馈电压值，当输出电压信号增大或减小到对应零极点的时候，补偿机制调节输出信号，以将运算放大器的放大倍数恒定。零极点比较电路为电阻R3与电容C3串联后再与一个电容C4并联，跨接在光耦电路NE的PIN2与电压比较器的输入端，这样的反馈更准确，输出的电压更稳定。通过反馈电路的反馈得到一个增量值或减少值，将该值输入至控制芯片的VFB端口。
综上所述，本实用新型设计的低压高频开关电源电路，选择适当的变压器原副边匝数比，极大的降低了输入电压，避免了交流谐波电压烧毁开关电源的问题。本实用新型采用特制的反激式脉冲变压器，选择适当的匝数比，设计多组输出线，可以输出多路电压，针对变压器，在满足4路输出电压的需求下，将输入电压降至18-24V的超低压，整个电源输入、输出全部<24V，对人体安全，故无需安全措施；同时，由于输入是较低的直流电压，避开了恶劣的谐波电压的影响并能安全用于恶劣的谐波电压环境，24V电源也比较容易取得，可以取自蓄电池，也可以取自电力电子设备内给风机供电的开关电源，因此，该电源有着较为广泛的应用领域，比如有源滤波器和逆变器等。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本实用新型的精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。
Claims (9)
1.一种低压高频开关电源电路，其特征在于，包括：
电源；
反激式电路，包含有变压器和MOS管，且所述变压器的原边绕组的一端与所述电源正极连接，且所述原边绕组的相对另一端则与所述MOS管的漏极连接，所述变压器的副边绕组具有至少一个输出端；
PWM控制电路，分别与所述电源及所述MOS管的栅极连接；
反馈电路，分别与所述输出端及所述PWM控制电路，用于将所述输出端的输出电压信号反馈至所述PWM控制电路；以及
所述PWM控制电路对所述输出电压信号进行补偿，并根据补偿后的输出电压信号调节所述MOS管的占空比。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述PWM控制电路包括PWM控制芯片，所述MOS管为NMOS管，以及
所述NMOS管的栅极与PWM控制芯片连接，所述NMOS管的源极与电源负极之间连接一个电流型采样电阻，所述电流型采样电阻与所述PWM控制芯片连接。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述MOS管的漏极通过一个二极管和一个稳压二极管与所述电源连接，所述二极管和稳压二极管与所述变压器的原边绕组的两端并联连接。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述变压器副边绕组有四个输出端，每一个输出端的所述输出电压信号通过二极管整流电路，再经过电容组滤波电路后与所述输出端连接。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电容组为一个电解电容与一个电容并联。
6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述PWM控制芯片与一个外围电路相连接，所述外围电路用于设置开关频率。
7.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述PWM控制芯片与补偿电路连接。
8.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述反馈电路的输出端通过光耦电路与所述PWM控制芯片连接。
9.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述控制芯片的型号为UC2845，开关频率为150kHZ，所述电源输入电压为18-24V，所述MOS管的耐压值为200V。
Priority Applications (1)
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| CN201520710270.1U CN204906189U (zh) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | 一种低压高频开关电源电路 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110855140A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-28 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种反激式开关电源系统 |
| CN111525816A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-11 | 上海英威腾工业技术有限公司 | 一种电源调节电路、方法和电源 |
| CN113518495A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-10-19 | 深圳市紫光新能源技术有限公司 | 一种灯控系统和灯控方法 |
| CN113541448A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-22 | 山东鲁软数字科技有限公司智慧能源分公司 | 一种能够实现磁隔离多输入多输出柔性直流输电供电电路 |
| CN114759793A (zh) * | 2020-12-28 | 2022-07-15 | 佛山市顺德区美的电子科技有限公司 | 多路输出的开关电源、空调器控制器以及空调器 |
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