CN206250967U - 抗电磁传导干扰的开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种抗电磁传导干扰的开关电源，其包括输入整流滤波电路、电源管理电路、变压器电路及输出电路，所述变压器电路包括初级绕组、次级绕组及辅助绕组；其中电源管理电路包括电源芯片U1、MOS管Q1、并联电阻阵列、芯片供电子电路及抗干扰子电路，电源芯片U1的VDD引脚通过芯片供电子电路分别连接变压器辅助绕组第一端及输入整流滤波电路的第二输出端，电源芯片U1的GATE引脚通过抗干扰子电路连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的源极用于通过并联电阻阵列接地，MOS管Q1的漏极连接初级绕组第二端。上述抗电磁传导干扰的开关电源，通过抗干扰子电路吸收MOS管Q1导通时的尖峰电流，能够有效降低开关电源中的传导干扰。

Description

抗电磁传导干扰的开关电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种抗电磁传导干扰的开关电源。

背景技术

因节能、环保、高效等优点，开关电源已广泛应用于各种电器产品。开关电源将交流电通过整流、稳压、降压等处理，转换为直流电输出，为负载供电，在转换过程中，容易产生浪涌电流和尖峰电压，形成干扰源，产生噪声。这些噪声不仅影响开关电源的工作，还对负载设备及电力网络上的其他设备造成电磁干扰。

传统的开关电源仅在输入侧及输出侧进行简单的共模滤波和差模滤波，对电磁传导干扰的抑制效果较差。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种抗电磁传导干扰的开关电源，能够降低开关电源中的电磁传导干扰。

一种抗电磁传导干扰的开关电源，其包括输入整流滤波电路、电源管理电路、变压器电路及输出电路，所述变压器电路包括初级绕组、次级绕组及辅助绕组；

所述输入整流滤波电路的输入端用于接入市电，所述输入整流滤波电路的第一输出端连接所述初级绕组第一端；

所述电源管理电路包括电源芯片U1、MOS管Q1、并联电阻阵列、芯片供电子电路及抗干扰子电路，所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述芯片供电子电路分别连接所述辅助绕组第一端及所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的GATE引脚通过所述抗干扰子电路连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极用于通过所述并联电阻阵列接地，所述MOS管Q1的漏极连接所述初级绕组第二端；

所述次级绕组第一端连接所述输出电路的输入端，所述输出电路的第一输出端用于连接负载，所述输出电路的第二输出端连接所述电源芯片U1的FB引脚，所述辅助绕组第二端和所述次级绕组第二端分别用于接地。

在其中一个实施例中，所述抗干扰子电路包括电阻R3以及串联的电阻R5和二极管D4；

所述二极管D4的阳极连接所述MOS管Q1的栅极，所述二极管D4的阴极通过所述电阻R5连接所述电源芯片U1的GATE引脚，所述串联的电阻R5和二极管D4与所述电阻R3并联。

在其中一个实施例中，所述电阻R3为可调电阻。

在其中一个实施例中，所述并联电阻阵列包括顺序并联的电阻R8至电阻R12。

在其中一个实施例中，所述芯片供电子电路包括电阻R2、电阻R4、电容C2、电解电容EC2、电解电容EC3、电感L3及二极管D2；

所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述电阻R2连接所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的VDD引脚还顺序通过串联的所述电阻R4和所述电感L3连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接所述辅助绕组第一端；

所述电解电容EC2的正极连接所述二极管D2的阴极，所述电解电容EC3的正极连接所述电源芯片U1的VDD引脚，所述电解电容EC2的负极和所述电解电容EC3的负极分别用于接地；所述电容C2与所述电解电容EC3并联。

在其中一个实施例中，所述芯片供电子电路还包括第一混联电阻阵列，所述电源芯片U1的VDD引脚顺序通过串联的所述电阻R2及所述第一混联电阻阵列连接所述输入整流滤波电路的第二输出端。

在其中一个实施例中，所述第一混联电阻阵列包括电阻RX5至电阻RX8，其中所述电阻RX5与所述电阻RX6串联，所述电阻RX7与所述电阻RX8串联，并且，所述电阻RX5与所述电阻RX7并联，所述电阻RX6与所述电阻RX8并联；

所述电阻RX6与所述电阻RX8的并联节点连接所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电阻RX5与所述电阻RX7的并联节点通过所述电阻R2连接所述电源芯片U1的VDD引脚。

在其中一个实施例中，所述电源管理电路还包括第二混联电阻阵列，所述辅助绕组第一端通过所述第二混联电阻阵列连接所述输入整流滤波电路的第三输出端。

在其中一个实施例中，所述第二混联电阻阵列包括电阻RX1至电阻RX4，其中所述电阻RX1与所述电阻RX2串联，所述电阻RX3与所述电阻RX4串联，并且，所述电阻RX1与所述电阻RX3并联，所述电阻RX2与所述电阻RX4并联；

所述电阻RX2与所述电阻RX4的并联节点连接所述输入整流滤波电路的第三输出端，所述电阻RX1与所述电阻RX3的并联节点连接所述辅助绕组第一端。

在其中一个实施例中，所述输入整流滤波电路包括顺序连接的一级滤波子电路、二级滤波子电路和整流桥BD1，其中所述一级滤波子电路的输入端用于接入市电，所述一级滤波子电路的第一输出端分别连接所述辅助绕组第一端及所述二级滤波子电路的第一输入端，所述一级滤波子电路的第二输出端作为所述输入整流滤波电路的第二输出端，分别连接所述芯片供电子电路和所述二级滤波子电路的第二输入端；所述整流桥BD1的第一输出端作为所述输入整流滤波电路的第一输出端连接所述初级绕组第一端，所述整流桥BD1的第二输出端用于接地。

上述抗电磁传导干扰的开关电源，通过串联在电源芯片U1的GATE引脚和栅极之间的抗干扰子电路，吸收MOS管Q1导通时的尖峰电流，降低开关电源中的传导干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本实用新型一实施例的抗电磁传导干扰的开关电源的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的抗电磁传导干扰的开关电源的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的抗电磁传导干扰的开关电源的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图描述根据本实用新型实施例的抗电磁传导干扰的开关电源。例如，本实用新型一实施例的抗电磁传导干扰的开关电源10，包括：输入整流滤波电路、电源管理电路、变压器电路及输出电路，所述变压器电路包括初级绕组、次级绕组及辅助绕组；所述输入整流滤波电路的输入端用于接入市电，所述输入整流滤波电路的第一输出端连接所述初级绕组第一端；所述电源管理电路包括电源芯片U1、MOS管Q1、并联电阻阵列、芯片供电子电路及抗干扰子电路，所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述芯片供电子电路分别连接所述辅助绕组第一端及所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的GATE引脚通过所述抗干扰子电路连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极用于通过所述并联电阻阵列接地，所述MOS管Q1的漏极连接所述初级绕组第二端；所述次级绕组第一端连接所述输出电路的输入端，所述输出电路的第一输出端用于连接负载，所述输出电路的第二输出端连接所述电源芯片U1的FB引脚，所述辅助绕组第二端和所述次级绕组第二端分别用于接地。

例如，如图1所示，一实施例的抗电磁传导干扰的开关电源10，包括：输入整流滤波电路11、电源管理电路12、变压器电路13及输出电路14，变压器电路包括初级绕组、次级绕组及辅助绕组，所述输入整流滤波电路的输入端用于接入市电，所述输入整流滤波电路的第一输出端连接所述初级绕组第一端；所述电源管理电路包括电源芯片U1、MOS管Q1、并联电阻阵列、芯片供电子电路121及抗干扰子电路122，所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述芯片供电子电路分别连接所述辅助绕组第一端及所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的GATE引脚通过所述抗干扰子电路连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极用于通过所述并联电阻阵列接地，所述MOS管Q1的漏极连接所述初级绕组第二端；所述次级绕组第一端连接所述输出电路的输入端，所述输出电路的第一输出端用于连接负载，所述输出电路的第二输出端连接所述电源芯片U1的FB引脚，所述辅助绕组第二端和所述次级绕组第二端分别用于接地。

其中，在电源芯片U1的启动过程中，当电源芯片U1的VDD引脚电压上升到它的开启电压后，电源芯片U1的GATE引脚输出控制信号至MOS管Q1的栅极，以使MOS管Q1导通，MOS管Q1导通时会产生尖峰电流。本实施例中，通过串联在电源芯片U1的GATE引脚和栅极之间的抗干扰子电路，吸收MOS管Q1导通时的尖峰电流，降低开关电源中的传导干扰。

例如，抗干扰子电路至少包括一电阻R3，该电阻R3的阻值大于传统开关电源中开关管驱动电阻的阻值。例如，传统开关管驱动电阻的阻值为100R，则电阻R3的阻值为120R，在原来的基础上增加20％。经过测试，120R的电阻具有较好的尖峰电流吸收效果，而不会导致MOS管Q1的温升。

在其中一个实施例中，电阻R3为可调电阻，这样，能够根据电路的实际需要调节电阻R3的阻值，以调节对尖峰电流的吸收量。

在其中一个实施例中，抗干扰子电路包括电阻R3以及串联的电阻R5和二极管D4；所述二极管D4的阳极连接所述MOS管Q1的栅极，所述二极管D4的阴极通过所述电阻R5连接所述电源芯片U1的GATE引脚，所述串联的电阻R5和二极管D4与所述电阻R3并联。其中，电阻R5和二极管D4为MOS管Q1的等效电容的放电回路。

在其中一个实施例中，所述并联电阻阵列包括顺序并联的电阻R8至电阻R12。例如，电阻R8至电阻R11的阻值相同。

在其中一个实施例中，如图2所示，输入整流滤波电路包括顺序连接的一级滤波子电路111、二级滤波子电路112和整流桥BD1，其中一级滤波子电路的输入端用于接入市电，一级滤波子电路的第一输出端作为输入整流滤波电路的第三输出端，分别连接辅助绕组第一端及二级滤波子电路的第一输入端，一级滤波子电路的第二输出端作为输入整流滤波电路的第二输出端，分别连接电源管理电路的第一输入端和二级滤波子电路的第二输入端；整流桥BD1的第一输出端作为输入整流滤波电路的第一输出端连接初级绕组第一端，整流桥BD1的第二输出端用于接地。

例如，一级滤波子电路包括共模电感LF1、压敏电阻MOV1和电容CX1；共模电感LF1的第一输入端用于连接火线，共模电感LF1的第一(二)输入端用于连接零线，共模电感LF1的第一输出端连接二级滤波子电路的第一输入端，共模电感LF1的第二输出端连接二级滤波子电路的第二输入端；压敏电阻MOV1的两端分别连接共模电感LF1的第一输出端和共模电感LF1的第二输出端；电容CX1与压敏电阻MOV1并联，电容CX1的两端分别作为一级滤波子电路的第一输出端和一级滤波子电路的第二输出端。

其中，为了进一步提升开关电源的安全性，如图3所示，一级滤波子电路还包括串联的保险丝F2及热敏电阻NTC1，共模电感LF1的第一输出端顺序通过保险丝F2及热敏电阻NTC1连接二级滤波子电路的第一输入端，其中串联的保险丝F2及热敏电阻NTC1设置于压敏电阻MOV1和电容CX1之间。

其中，为了进一步提升开关电源的安全性，如图3所示，开关电源还包括保险丝F1，共模电感LF1的第一输入端用于通过保险丝F1连接火线。

例如，如图3所示，二级滤波子电路包括共模电感LF2，共模电感LF2的第一输入端连接一级滤波子电路的第一输出端，共模电感LF2的第二输入端连接一级滤波子电路的第二输出端，共模电感LF2的第一输出端连接整流桥的第一输入端，共模电感LF2的第二输出端连接整流桥的第二输入端。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述芯片供电子电路包括电阻R2、电阻R4、电容C2、电解电容EC2、电解电容EC3、电感L3及二极管D2；所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述电阻R2连接所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的VDD引脚还顺序通过串联的所述电阻R4和所述电感L3连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接所述辅助绕组第一端；所述电解电容EC2的正极连接所述二极管D2的阴极，所述电解电容EC3的正极连接所述电源芯片U1的VDD引脚，所述电解电容EC2的负极和所述电解电容EC3的负极分别用于接地；所述电容C2与所述电解电容EC3并联。

其中，开关电源上电之后，输入整流滤波电路的第二输出端的电压经过电阻R2分压后为电源芯片U1供电，U1成功启动之后，MOS管Q1导通，辅助绕组两端存在感应电压，由辅助绕组的感应电压为电源芯片U1供电。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述芯片供电子电路还包括第一混联电阻阵列，所述电源芯片U1的VDD引脚顺序通过串联的所述电阻R2及所述第一混联电阻阵列连接所述输入整流滤波电路的第二输出端。

例如，所述第一混联电阻阵列包括电阻RX5至电阻RX8，其中所述电阻RX5与所述电阻RX6串联，所述电阻RX7与所述电阻RX8串联，并且，所述电阻RX5与所述电阻RX7并联，所述电阻RX6与所述电阻RX8并联；

所述电阻RX6与所述电阻RX8的并联节点连接所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电阻RX5与所述电阻RX7的并联节点通过所述电阻R2连接所述电源芯片U1的VDD引脚。

在其中一个实施例中，所述电源管理电路还包括第二混联电阻阵列，所述辅助绕组第一端通过所述第二混联电阻阵列连接所述输入整流滤波电路的第三输出端。

例如，所述第二混联电阻阵列包括电阻RX1至电阻RX4，其中所述电阻RX1与所述电阻RX2串联，所述电阻RX3与所述电阻RX4串联，并且，所述电阻RX1与所述电阻RX3并联，所述电阻RX2与所述电阻RX4并联；

所述电阻RX2与所述电阻RX4的并联节点连接所述输入整流滤波电路的第三输出端，所述电阻RX1与所述电阻RX3的并联节点连接所述辅助绕组第一端。

在其中一个实施例中，输出电路包括整流滤波子电路及稳压子电路。如图3所示，整流滤波子电路包括二极管D6、电阻R19、电阻R20、电容C5和电解电容EC4，其中二极管D6的阳极连接次级绕组第一端，二极管D6的阴极作为整流滤波子电路的输出端，分别连接电解电容EC4的正极和用于连接负载正极，电解电容EC4的负极用于接地；二极管D02与串联的电阻R19和电容C5并联。例如，二极管D6由多个同向并联的二极管组成。例如，二极管D6由四个同向并联的二极管组成。其中二极管D6用于输出整流，电阻R19、电阻R20和电容C20构成一RC滤波回路，对变压器二次侧输出的信号进行滤波。

作为一种实施方式，整流滤波子电路还包括与电阻R19并联的电阻R20。

在其中一个实施例中，整流滤波子电路还包括电感L1、电解电容EC5、电解电容EC6及共模电感LF3，其中电感L1、电解电容EC5和电解电容EC6构成一“π”形滤波电路，用于滤除开关电源输出端的噪声，共模电感LF3用于进一步消除开关电源输出电压中的共模噪声。

在其中一个实施例中，输出电路还包括电阻R32和指示灯LED1，电阻R32和指示灯LED1串联后一端连接二极管D6的阴极，另一端用于接地。指示灯LED1在开关电源工作时发光，提示用户已成功连接电源。

在其中一个实施例中，输出电路还包括稳压子电路142。如图3所示，稳压子电路142包括光电耦合器U2、稳压源U3、电容C7、电阻R21至电阻R25；所述光电耦合器U2的第一输入端通过所述电阻R21连接所述二极管D6的阴极，所述光电耦合器U2的第二输入端连接所述稳压源U3的电源端，所述二极管D6的阴极还顺序通过串联的所述电阻R24、所述电容C7和所述电阻R23连接所述光电耦合器U2的第二输入端，所述光电耦合器U2的第一输出端连接所述电源管理电路，例如，光电耦合器U2的第一输出端连接电源芯片的反馈引脚。所述光电耦合器U2的第二输出端用于接地；所述稳压源U3的参考电压输出端连接所述电容C7和所述电阻R24的串联节点，所述稳压源U3的参考电压输出端还用于通过所述电阻R25接地。其中，稳压源U3的参考电压输出端通过电阻R24对开关电源的输出电压进行分压采样，当开关电源的输出电压大于稳压源U3的参考电压时，稳压源U3会自动调节，通过光电耦合器U2向电源管理电路反馈输出电压的变化，以使电源管理电路对输出电压进行调节，从而使开关电源能够恒压输出。

在其中一个实施例中，如图3所示，变压器电路还包括电容C1、二极管D1及电阻R13至电阻R18；电阻R13与电阻R14并联，该并联电路一端通过电容C1连接输入整流滤波电路的第一输出端，该并联电路另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接初级绕组第二端；电阻R17与电阻R15串联，电阻R18与电阻R16串联，并且，电阻R17与电阻R18并联，电阻R15与电阻R16并联，电阻R17与电阻R18的并联节点连接初级绕组第一端，电阻R15与电阻R16的并联节点连接二极管D1的阴极。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抗电磁传导干扰的开关电源，其特征在于，包括：输入整流滤波电路、电源管理电路、变压器电路及输出电路，所述变压器电路包括初级绕组、次级绕组及辅助绕组；

所述输入整流滤波电路的输入端用于接入市电，所述输入整流滤波电路的第一输出端连接所述初级绕组第一端；

所述电源管理电路包括电源芯片U1、MOS管Q1、并联电阻阵列、芯片供电子电路及抗干扰子电路，所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述芯片供电子电路分别连接所述辅助绕组第一端及所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的GATE引脚通过所述抗干扰子电路连接所述MOS管Q1的栅极，所述MOS管Q1的源极用于通过所述并联电阻阵列接地，所述MOS管Q1的漏极连接所述初级绕组第二端；

所述次级绕组第一端连接所述输出电路的输入端，所述输出电路的第一输出端用于连接负载，所述输出电路的第二输出端连接所述电源芯片U1的FB引脚，所述辅助绕组第二端和所述次级绕组第二端分别用于接地。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述抗干扰子电路包括电阻R3以及串联的电阻R5和二极管D4；

所述二极管D4的阳极连接所述MOS管Q1的栅极，所述二极管D4的阴极通过所述电阻R5连接所述电源芯片U1的GATE引脚，所述串联的电阻R5和二极管D4与所述电阻R3并联。

3.如权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述电阻R3为可调电阻。

4.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述并联电阻阵列包括顺序并联的电阻R8至电阻R12。

5.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述芯片供电子电路包括电阻R2、电阻R4、电容C2、电解电容EC2、电解电容EC3、电感L3及二极管D2；

所述电源芯片U1的VDD引脚通过所述电阻R2连接所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电源芯片U1的VDD引脚还顺序通过串联的所述电阻R4和所述电感L3连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极连接所述辅助绕组第一端；

所述电解电容EC2的正极连接所述二极管D2的阴极，所述电解电容EC3的正极连接所述电源芯片U1的VDD引脚，所述电解电容EC2的负极和所述电解电容EC3的负极分别用于接地；所述电容C2与所述电解电容EC3并联。

6.如权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述芯片供电子电路还包括第一混联电阻阵列，所述电源芯片U1的VDD引脚顺序通过串联的所述电阻R2及所述第一混联电阻阵列连接所述输入整流滤波电路的第二输出端。

7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述第一混联电阻阵列包括电阻RX5至电阻RX8，其中所述电阻RX5与所述电阻RX6串联，所述电阻RX7与所述电阻RX8串联，并且，所述电阻RX5与所述电阻RX7并联，所述电阻RX6与所述电阻RX8并联；

所述电阻RX6与所述电阻RX8的并联节点连接所述输入整流滤波电路的第二输出端，所述电阻RX5与所述电阻RX7的并联节点通过所述电阻R2连接所述电源芯片U1的VDD引脚。

8.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述电源管理电路还包括第二混联电阻阵列，所述辅助绕组第一端通过所述第二混联电阻阵列连接所述输入整流滤波电路的第三输出端。

9.如权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述第二混联电阻阵列包括电阻RX1至电阻RX4，其中所述电阻RX1与所述电阻RX2串联，所述电阻RX3与所述电阻RX4串联，并且，所述电阻RX1与所述电阻RX3并联，所述电阻RX2与所述电阻RX4并联；

所述电阻RX2与所述电阻RX4的并联节点连接所述输入整流滤波电路的第三输出端，所述电阻RX1与所述电阻RX3的并联节点连接所述辅助绕组第一端。

10.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述输入整流滤波电路包括顺序连接的一级滤波子电路、二级滤波子电路和整流桥BD1，其中所述一级滤波子电路的输入端用于接入市电，所述一级滤波子电路的第一输出端分别连接所述辅助绕组第一端及所述二级滤波子电路的第一输入端，所述一级滤波子电路的第二输出端作为所述输入整流滤波电路的第二输出端，分别连接所述芯片供电子电路和所述二级滤波子电路的第二输入端；所述整流桥BD1的第一输出端作为所述输入整流滤波电路的第一输出端连接所述初级绕组第一端，所述整流桥BD1的第二输出端用于接地。