CN206180885U - 一种用于提高电源效率的开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于提高电源效率的开关电源电路，包括三相整流滤波保护电路、启动电路、PWM控制电路、开关驱动电路、第一变压器、第二变压器、开关电路、直流输出电路和反馈电路，本实用新型通过三相整流滤波保护电路接入三相电源，从而能有效提高转换效率，对于厂房的总变压器损耗小，使得用户能有效节约用电，而且以往单相电源在设备上使用时，零线的线径需要三相线的总和粗，方可使用，三相电源则可以省掉零线。并且本实用新型启动电路、开关驱动电路和开关电路能有效保护控制开关电源，保持电压稳定，有效提高电路可靠性。本实用新型可广泛应用于开关电源技术中。

Description

一种用于提高电源效率的开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种用于提高电源效率的开关电源电路。

背景技术

在锂电池化成和检测设备中，通常采用7V的开关电源作为供电电源来给锂电池充电，行业上通常采用单相三线220V输入，直流7V输出的780W开关电源，当工厂使用的设备数量较多时容易造成相间不平衡并且零线要求较粗，布线困难，电源效率较低，而且纹波比较大，电压不稳定，缺乏保护装置。

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提供一种电压稳定，且安全可靠的一种用于提高电源效率的开关电源电路。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种用于提高电源效率的开关电源电路，包括三相整流滤波保护电路、启动电路、PWM控制电路、开关驱动电路、第一变压器、第二变压器、开关电路、直流输出电路和反馈电路，所述三相整流滤波保护电路的第一输出端与开关电路的第一输入端连接，所述三相整流滤波保护电路的第二输出端通过启动电路进而连接至PWM控制电路的输入端，所述PWM控制电路的输出端依次通过开关驱动电路和第一变压器进而连接至开关电路的第二输入端，所述开关电路的输出端通过第二变压器连接至直流输出电路的输入端，所述直流输出电路的输出端通过反馈电路连接至PWM控制电路的反馈输入端。

作为本实用新型的进一步改进，所述启动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一晶体管和第二晶体管，所述三相整流滤波保护电路的第二输出端连接至第一二极管的正极端，所述第一二极管的负极端连接至第一晶体管的集电极，所述第一晶体管的集电极通过第一电阻连接至第一晶体管的基极，所述第一晶体管的基极连接至第二二极管的负极端，所述第二二极管的正极端分别连接至第三二极管的正极端和PWM控制电路的第一输入端，所述第三二极管的负极端连接至第二晶体管的基极，所述第一晶体管的发射极通过第二电阻连接至第二晶体管的基极，所述第一晶体管的发射极连接至第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的发射极通过第三电阻连接至第四二极管的正极端，所述第四二极管的负极端连接至PWM控制电路的第二输入端。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关驱动电路包括第三晶体管、第四晶体管、第五二极管、第六二极管、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容，所述PWM控制电路的第一输出端通过第四电阻连接至第五二极管的正极端，所述第五二极管的正极端连接至第三晶体管的基极，所述第一电容与第四电阻并联连接，所述第五二极管的负极端分别与第四晶体管的集电极、第三晶体管的集电极和PWM控制电路的信号地连接，所述PWM控制电路的第二输出端通过第五电阻连接至第四晶体管的基极，所述第二电容与第五电阻并联连接，所述第四晶体管的基极与第六二极管的正极端连接，所述第四晶体管的发射极分别与第六二极管的负极端和第一变压器的初级绕组的第一端相连接，所述第三晶体管的发射极与第一变压器的初级绕组的第二端连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述反馈电路包括第六电阻、第三电容，稳压管和光耦合器，所述光耦合器的原边的正极端通过第六电阻连接至直流输出电路的正极输出端，所述第三电容与第六电阻并联连接，所述光耦合器的原边的负极端连接至稳压管的阴极，所述稳压管的阳极连接至直流输出电路的负极输出端，所述光耦合器的副边的集电极连接至PWM控制电路的基准电压端，所述光耦合器的副边的发射极连接至PWM控制电路的反馈输入端。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一晶体管和第二晶体管均为NPN晶体管。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三晶体管和第四晶体管均为PNP晶体管。

作为本实用新型的进一步改进，所述PWM控制电路采用KA3525控制芯片实现。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路通过三相整流滤波保护电路接入三相电源，从而能有效提高转换效率，对于厂房的总变压器损耗小，使得用户能有效节约用电，而且以往单相电源在设备上使用时，零线的线径需要三相线的总和粗，方可使用，三相电源则可以省掉零线。并且本实用新型启动电路、开关驱动电路和开关电路能有效保护控制开关电源，保持电压稳定，有效提高电路可靠性。

附图说明

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：

图1是本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路的原理方框图；

图2是本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路中启动电路的电路原理图；

图3是本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路中开关驱动电路的电路原理图；

图4是本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路中反馈电路的电路原理图。

具体实施方式

参考图1～图4，本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路，包括三相整流滤波保护电路、启动电路、PWM控制电路、开关驱动电路、第一变压器、第二变压器、开关电路、直流输出电路和反馈电路，所述三相整流滤波保护电路的第一输出端与开关电路的第一输入端连接，所述三相整流滤波保护电路的第二输出端通过启动电路进而连接至PWM控制电路的输入端，所述PWM控制电路的输出端依次通过开关驱动电路和第一变压器进而连接至开关电路的第二输入端，所述开关电路的输出端通过第二变压器连接至直流输出电路的输入端，所述直流输出电路的输出端通过反馈电路连接至PWM控制电路的反馈输入端。

进一步作为优选的实施方式，所述启动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一晶体管Q1和第二晶体管Q2，所述三相整流滤波保护电路的第二输出端连接至第一二极管D1的正极端，所述第一二极管D1的负极端连接至第一晶体管Q1的集电极，所述第一晶体管Q1的集电极通过第一电阻R1连接至第一晶体管Q1的基极，所述第一晶体管Q1的基极连接至第二二极管D2的负极端，所述第二二极管D2的正极端分别连接至第三二极管D3的正极端和PWM控制电路的第一输入端，所述第三二极管D3的负极端连接至第二晶体管Q2的基极，所述第一晶体管Q1的发射极通过第二电阻R2连接至第二晶体管Q2的基极，所述第一晶体管Q1的发射极连接至第二晶体管Q2的集电极，所述第二晶体管Q2的发射极通过第三电阻R3连接至第四二极管D4的正极端，所述第四二极管D4的负极端连接至PWM控制电路的第二输入端。

进一步作为优选的实施方式，所述开关驱动电路包括第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五二极管D5、第六二极管D6、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1和第二电容C2，所述PWM控制电路的第一输出端通过第四电阻R4连接至第五二极管D5的正极端，所述第五二极管D5的正极端连接至第三晶体管Q3的基极，所述第一电容C1与第四电阻R4并联连接，所述第五二极管D5的负极端分别与第四晶体管Q4的集电极、第三晶体管Q3的集电极和PWM控制电路的信号地连接，所述PWM控制电路的第二输出端通过第五电阻R5连接至第四晶体管Q4的基极，所述第二电容C2与第五电阻R5并联连接，所述第四晶体管Q4的基极与第六二极管D6的正极端连接，所述第四晶体管Q4的发射极分别与第六二极管D6的负极端和第一变压器的初级绕组的第一端相连接，所述第三晶体管Q3的发射极与第一变压器的初级绕组的第二端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述反馈电路包括第六电阻R6、第三电容C3，稳压管DZ和光耦合器U1，所述光耦合器U1的原边的正极端通过第六电阻R6连接至直流输出电路的正极输出端，所述第三电容C3与第六电阻R6并联连接，所述光耦合器U1的原边的负极端连接至稳压管DZ的阴极，所述稳压管DZ的阳极连接至直流输出电路的负极输出端，所述光耦合器U1的副边的集电极连接至PWM控制电路的基准电压端，所述光耦合器U1的副边的发射极连接至PWM控制电路的反馈输入端。

进一步作为优选的实施方式，所述第一晶体管Q1和第二晶体管Q2均为NPN晶体管。

进一步作为优选的实施方式，所述第三晶体管Q3和第四晶体管Q4均为PNP晶体管。

进一步作为优选的实施方式，所述PWM控制电路采用KA3525控制芯片实现。

所述三相整流滤波保护电路的输出电压通过启动电路启动PWM控制电路，所述PWM控制电路通过开关驱动电路和第一变压器控制开关电路，从而开关电路控制三相整流滤波保护电路的输出电压通过第二变压器输出至直流输出电路。

当开关电源刚开始工作时，三相整流滤波保护电路的输出电压经过启动电路中的第一晶体管Q1和第二晶体管Q2，输出的电压启动PWM控制电路，PWM控制电路输出电压，使第三晶体管Q3和第四晶体管Q4导通，使得开关驱动电路能通过第一变压器输出至开关电路，开关电路中的开关管导通，所述PWM控制电路内部振荡电路工作，并输出额定占空比的PWM信号驱动内部的开关管工作在开关状态，这时第二变压器的初级绕组就有电流流过，此时第二变压器的次级绕组产生的电压经直流输出电路，并通过反馈电路中的光耦合器U1反馈至PWM控制电路。

本实施例中采用三相电源，其在在设备上使用时零线电流为0A，而单相电源在设备上使用时零线电流是三相线的总和；转换效率上三相电源明显比单相电源高出4%，对于厂房的总变压器损耗小，用户明显节约用电；以往单相电源相位接错时会导致250V的电解电容爆炸，三相电源则不用考虑相位的问题；以往单相电源在设备上使用时，零线的线径需要三相线的总和粗，方可使用，三相电源则可以省掉零线。

从上述内容可知，本实用新型一种用于提高电源效率的开关电源电路通过三相整流滤波保护电路接入三相电源，从而能有效提高转换效率，对于厂房的总变压器损耗小，使得用户能有效节约用电，而且以往单相电源在设备上使用时，零线的线径需要三相线的总和粗，方可使用，三相电源则可以省掉零线。并且本实用新型启动电路、开关驱动电路和开关电路能有效保护控制开关电源，保持电压稳定，有效提高电路可靠性。

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做作出种种的等同变形或替换，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 (7)

1.一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：包括三相整流滤波保护电路、启动电路、PWM控制电路、开关驱动电路、第一变压器、第二变压器、开关电路、直流输出电路和反馈电路，所述三相整流滤波保护电路的第一输出端与开关电路的第一输入端连接，所述三相整流滤波保护电路的第二输出端通过启动电路进而连接至PWM控制电路的输入端，所述PWM控制电路的输出端依次通过开关驱动电路和第一变压器进而连接至开关电路的第二输入端，所述开关电路的输出端通过第二变压器连接至直流输出电路的输入端，所述直流输出电路的输出端通过反馈电路连接至PWM控制电路的反馈输入端。

2.根据权利要求1所述的一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：所述启动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一晶体管和第二晶体管，所述三相整流滤波保护电路的第二输出端连接至第一二极管的正极端，所述第一二极管的负极端连接至第一晶体管的集电极，所述第一晶体管的集电极通过第一电阻连接至第一晶体管的基极，所述第一晶体管的基极连接至第二二极管的负极端，所述第二二极管的正极端分别连接至第三二极管的正极端和PWM控制电路的第一输入端，所述第三二极管的负极端连接至第二晶体管的基极，所述第一晶体管的发射极通过第二电阻连接至第二晶体管的基极，所述第一晶体管的发射极连接至第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的发射极通过第三电阻连接至第四二极管的正极端，所述第四二极管的负极端连接至PWM控制电路的第二输入端。

3.根据权利要求1所述的一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：所述开关驱动电路包括第三晶体管、第四晶体管、第五二极管、第六二极管、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容，所述PWM控制电路的第一输出端通过第四电阻连接至第五二极管的正极端，所述第五二极管的正极端连接至第三晶体管的基极，所述第一电容与第四电阻并联连接，所述第五二极管的负极端分别与第四晶体管的集电极、第三晶体管的集电极和PWM控制电路的信号地连接，所述PWM控制电路的第二输出端通过第五电阻连接至第四晶体管的基极，所述第二电容与第五电阻并联连接，所述第四晶体管的基极与第六二极管的正极端连接，所述第四晶体管的发射极分别与第六二极管的负极端和第一变压器的初级绕组的第一端相连接，所述第三晶体管的发射极与第一变压器的初级绕组的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：所述反馈电路包括第六电阻、第三电容，稳压管和光耦合器，所述光耦合器的原边的正极端通过第六电阻连接至直流输出电路的正极输出端，所述第三电容与第六电阻并联连接，所述光耦合器的原边的负极端连接至稳压管的阴极，所述稳压管的阳极连接至直流输出电路的负极输出端，所述光耦合器的副边的集电极连接至PWM控制电路的基准电压端，所述光耦合器的副边的发射极连接至PWM控制电路的反馈输入端。

5.根据权利要求2所述的一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：所述第一晶体管和第二晶体管均为NPN晶体管。

6.根据权利要求3所述的一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：所述第三晶体管和第四晶体管均为PNP晶体管。

7.根据权利要求1所述的一种用于提高电源效率的开关电源电路，其特征在于：所述PWM控制电路采用KA3525控制芯片实现。