CN205960981U - 一种变温环境中高响应速率的电源适配电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，包括有环境温度补偿模块、整流滤波模块、功率开关模块、高频变压器、输出整流模块、输出滤波模块、开关电源控制模块和反馈模块。本实用新型的电路中采用前置的EMI滤波，结合变压器副边线圈在输出滤波前进行反馈，不仅提高电路的响应速度，避免控制电路的信号滞后造成影响，增加电路工作的稳定性，同时仍能除去噪声信号，输出稳定的直流电压；同时增加热敏电阻对电路进行调整，防止启动时的电流浪涌和环境温度对电路中元件的影响，从而保证电路稳定工作。本实用新型涉作为一种变温环境中高响应速率的电源适配电路可广泛应用于电源领域。

Description

一种变温环境中高响应速率的电源适配电路

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其是一种变温环境中高响应速率的电源适配电路。

背景技术

电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，一般由外壳、变压器、电感、电容、控制IC、PCB板等元器件组成，它的工作原理由交流输入转换为直流输出；按连接方式可分为插墙式和桌面式。常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上，同时也广泛配套于安防摄像头、机顶盒、路由器等设备中。

现有技术中的电源适配器通常按照固定的标准工作，对于不同的交流输入电源或同一交流输入电源在不同的电网状态下，其电路工作不稳定，容易造成电路中的波动和损耗，导致电源适配器工作效率低、大量发热甚至烧毁电路；尤其是电路输入大幅度波动时，同时又可能电路响应速度慢，从而在电路中产生大电流冲击，导致元器件瞬间毁坏；另外，当环境温度变化时同样会影响电路中元器件的各项参数，这也是造成电路响应滞后的原因。

因此，其中造成电路工作状态波动、不稳定的原因至少包括有：

1、电源适配电路反馈回路的响应速度慢，造成控制电路的控制信号滞后；

2、电源适配电路中元件受到环境温度影响，导致电路工作不稳定，造成控制电路工作不稳定。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：一种变温环境中实现高响应速率以及稳定工作的电源适配电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，包括有环境温度补偿模块、整流滤波模块、功率开关模块、高频变压器、输出整流模块、输出滤波模块、开关电源控制模块和反馈模块，所述环境温度补偿模块的输出端连接至整流滤波模块的输入端，所述整流滤波模块的输出端连接至高频变压器原边线圈的一端，所述高频变压器的副边线圈通过输出整流模块连接至输出滤波模块的输入端，所述输出整流模块的输出端依次通过反馈模块、开关电源控制模块和功率开关模块连接至高频变压器原边线圈的另一端，所述整流滤波模块的输出端还连接至开关电源控制模块的供电端。

进一步，所述整流滤波模块包括有第一电容、第二电容、第三电容、共模电感和整流桥，所述第一电容跨接至共模电感的输入端，所述共模电感的输出端连接至整流桥的输入端，所述整流桥的输出端分别连接至高频变压器的一端和开关电源控制模块的供电端，所述第二电容的一端连接至第一电容的一端，所述第三电容的一端连接至第一电容的另一端，所述第二电容的另一端与第三电容的另一端均接地。

进一步，所述环境温度补偿模块包括有第一电阻、第二电阻、第一热敏电阻和第二热敏电阻，所述第一电阻和第二电阻串联后跨接至共模电感的输入端，所述第二电容的一端与第一电容的一端通过第一热敏电阻连接，所述第三电容的一端与第一电容的另一端通过第二热敏电阻连接。

进一步，所述第一热敏电阻为NTC热敏电阻，所述第二热敏电阻为PTC热敏电阻。

进一步，所述反馈模块与开关电源控制模块通过光电耦合器连接。

进一步，所述开关电源控制模块包括有PWM控制器，所述功率开关模块包括有N沟道增强型场效应管，所述PWM控制器的输入端与反馈模块的输出端连接，所述PWM控制器的供电端与整流滤波模块的输出端链接，所述PWM控制器的控制端连接至N沟道增强型场效应管的栅极，所述N沟道增强型场效应管的源极接地，所述N沟道增强型场效应管的漏极连接至高频变压器原边线圈的另一端。

进一步，所述输出整流模块包括有两个并联的二极管，所述高频变压器的副边线圈的一端连接至二极管的阳极，所述二极管的阴极分别连接至输出滤波模块的输入端和反馈模块的输入端，所述高频变压器副边线圈的另一端连接至防雷接地端。

进一步，还包括有第四电容，所述高频变压器副边线圈的另一端通过第四电容接地。

本实用新型的有益效果是：电路中采用前置的EMI滤波，结合变压器副边线圈在输出滤波前进行反馈，不仅提高电路的响应速度，避免控制电路的信号滞后造成影响，增加电路工作的稳定性，同时仍能除去噪声信号，输出稳定的直流电压；同时增加热敏电阻对电路进行调整，防止启动时的电流浪涌和环境温度对电路中元件的影响，从而保证电路稳定工作。

附图说明

图1为本实用新型电路结构框图；

图2为本实用新型一具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

参照图1，一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，包括有环境温度补偿模块、整流滤波模块、功率开关模块、高频变压器、输出整流模块、输出滤波模块、开关电源控制模块和反馈模块，所述环境温度补偿模块的输出端连接至整流滤波模块的输入端，所述整流滤波模块的输出端连接至高频变压器原边线圈的一端，所述高频变压器的副边线圈通过输出整流模块连接至输出滤波模块的输入端，所述输出整流模块的输出端依次通过反馈模块、开关电源控制模块和功率开关模块连接至高频变压器原边线圈的另一端，所述整流滤波模块的输出端还连接至开关电源控制模块的供电端。

参照本实用新型一具体实施例的电路原理图图2，进一步作为优选的实施方式，所述整流滤波模块包括有第一电容CX1、第二电容Y1、第三电容Y2、共模电感LF1和整流桥，所述第一电容CX1跨接至共模电感的输入端，所述共模电感LF1的输出端连接至整流桥的输入端，所述整流桥的输出端分别连接至高频变压器的一端和开关电源控制模块的供电端，所述第二电容Y1的一端连接至第一电容CX1的一端，所述第三电容Y2的一端连接至第一电容CX1的另一端，所述第二电容Y1的另一端与第三电容Y2的另一端均接地。

所述共模电感LF1的两组线圈分别与第二电容Y1、第三电容Y2构成两组低通滤波器，可以使线路上的共模EMI信号被控制在很低的电平上。该电路既可以抑制外部的EMI信号传入，又可以衰减线路自身工作时产生的EMI信号，能有效地降低EMI干扰强度。

进一步作为优选的实施方式，所述环境温度补偿模块包括有第一电阻R19、第二电阻R20、第一热敏电阻NTC和第二热敏电阻PTC，所述第一电阻R19和第二电阻R20串联后跨接至共模电感LF1的输入端，所述第二电容Y1的一端与第一电容CX1的一端通过第一热敏电阻NTC连接，所述第三电容Y2的一端与第一电容CX1的另一端通过第二热敏电阻PTC连接。

进一步作为优选的实施方式，所述第一热敏电阻为NTC热敏电阻，当电路接入交流电源时，电流将瞬间增大，而NTC热敏电阻的特性是低温时电阻值高，因此可以避免电流浪涌，后续在电路持续工作室，NTC热敏电阻温度升高，不再对电路中的电流产生抑制作用；所述第二热敏电阻为PTC热敏电阻，PTC热敏电阻的特性是低温时电阻值低，阻值与温度正相关，因此当环境温度升高时，PTC热敏电阻阻值增加，因此第一电阻R19、第二电阻R20的分压减少，电路输入电压适量降低，发热减少。

进一步作为优选的实施方式，所述反馈模块与开关电源控制模块通过光电耦合器连接。

进一步作为优选的实施方式，所述开关电源控制模块包括有PWM控制器，所述功率开关模块包括有N沟道增强型场效应管，所述PWM控制器的输入端与反馈模块的输出端连接，所述PWM控制器的供电端与整流滤波模块的输出端链接，所述PWM控制器的控制端连接至N沟道增强型场效应管的栅极，所述N沟道增强型场效应管的源极接地，所述N沟道增强型场效应管的漏极连接至高频变压器原边线圈的另一端。

进一步作为优选的实施方式，所述输出整流模块包括有两个并联的二极管D7A和D7B，所述高频变压器T1的副边线圈4的一端连接至二极管D7A和D7B的阳极，所述二极管D7A和D7B的阴极分别连接至输出滤波模块的输入端和反馈模块的输入端，所述高频变压器T1副边线圈的另一端3连接至防雷接地端LGND。

通常情况下，副边反馈信号是经过整流和滤波再输入至反馈模块，本实用新型中在高频变压器副边线圈的信号整流后直接输入至反馈模块，因此提高了电路中提供反馈的响应速率；同时，在整流模块中采用并联的二极管，使高频变压器副边线圈的输出信号的压降更少，反馈结果更加精确。

但是由于反馈信号未经过输出滤波模块处理，因此仍然可能带入部分噪声信号，因此需要在电路前端（即输入回路）去除噪声。因此增加滤波操作以及防止启动瞬间的电流浪涌、对根据周围环境的温度补偿（增加第一热敏电阻NTC和第二热敏电阻PTC），从而达到既提高电路响应速度，同时能对信号进行滤波，保证输入信号的质量。因此，进一步作为优选的实施方式，所述整流滤波模块包括有第一电容、第一共模电感LF1和整流桥，所述第一电容CX1跨接至第一共模电感LF1的输入端，所述第一共模电感LF1的输出端连接至整流桥的输入端，所述整流桥的输出端分别连接至高频变压器T1的一端和开关电源控制模块的供电端。

所述第一共模电感LF1的作用是EMI滤波，共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

进一步作为优选的实施方式，还包括有第四电容，所述高频变压器副边线圈的另一端通过第四电容接地。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：包括有环境温度补偿模块、整流滤波模块、功率开关模块、高频变压器、输出整流模块、输出滤波模块、开关电源控制模块和反馈模块，所述环境温度补偿模块的输出端连接至整流滤波模块的输入端，所述整流滤波模块的输出端连接至高频变压器原边线圈的一端，所述高频变压器的副边线圈通过输出整流模块连接至输出滤波模块的输入端，所述输出整流模块的输出端依次通过反馈模块、开关电源控制模块和功率开关模块连接至高频变压器原边线圈的另一端，所述整流滤波模块的输出端还连接至开关电源控制模块的供电端。

2.根据权利要求1所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：所述整流滤波模块包括有第一电容、第二电容、第三电容、共模电感和整流桥，所述第一电容跨接至共模电感的输入端，所述共模电感的输出端连接至整流桥的输入端，所述整流桥的输出端分别连接至高频变压器的一端和开关电源控制模块的供电端，所述第二电容的一端连接至第一电容的一端，所述第三电容的一端连接至第一电容的另一端，所述第二电容的另一端与第三电容的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：所述环境温度补偿模块包括有第一电阻、第二电阻、第一热敏电阻和第二热敏电阻，所述第一电阻和第二电阻串联后跨接至共模电感的输入端，所述第二电容的一端与第一电容的一端通过第一热敏电阻连接，所述第三电容的一端与第一电容的另一端通过第二热敏电阻连接。

4.根据权利要求3所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：所述第一热敏电阻为NTC热敏电阻，所述第二热敏电阻为PTC热敏电阻。

5.根据权利要求1所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：所述反馈模块与开关电源控制模块通过光电耦合器连接。

6.根据权利要求1所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：所述开关电源控制模块包括有PWM控制器，所述功率开关模块包括有N沟道增强型场效应管，所述PWM控制器的输入端与反馈模块的输出端连接，所述PWM控制器的供电端与整流滤波模块的输出端链接，所述PWM控制器的控制端连接至N沟道增强型场效应管的栅极，所述N沟道增强型场效应管的源极接地，所述N沟道增强型场效应管的漏极连接至高频变压器原边线圈的另一端。

7.根据权利要求1所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：所述输出整流模块包括有两个并联的二极管，所述高频变压器的副边线圈的一端连接至二极管的阳极，所述二极管的阴极分别连接至输出滤波模块的输入端和反馈模块的输入端，所述高频变压器副边线圈的另一端连接至防雷接地端。

8.根据权利要求7所述的一种变温环境中高响应速率的电源适配电路，其特征在于：还包括有第四电容，所述高频变压器副边线圈的另一端通过第四电容接地。