CN207321134U - 一种开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及了一种开关电源电路,包括电源管理模块、主控模块、功率变换模块、同步整流输出模块和反馈控制模块。该开关电源电路采用主控模块的PFC控制芯片、功率变换模块的控制芯片和同步整流输出模块的同步整流芯片,实现持续稳定的大电流输出,辅以反馈控制模块和功率变换模块中的第一功率变换电路、第二功率变换电路和变压器电子元器件,达到高效节能输出;在同步整流输出模块中通过数个长寿命的固态电容和电解电容并联组合,确保开关电源电路输出能够承受足够的纹波电流,同时保持开关电源电路环路稳定,电流电压输出稳定,损耗小。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源电路技术领域,具体地,涉及一种开关电源电路。
背景技术
目前,通讯设备、工控设备对电源装置输出电流的需求日益增大,因此,大电流开关电源的设计显得尤为重要。
现有的大电流开关电源实现大电流输出主要是由电网的交流电通过工频变压器降压或升压后,通过多个整流变压器并联整流后得到大功率直流输出,但是其存在整机输出电压电流效率低、功率因数小、可靠性低和损耗大。
因此,需提供一种开关电源电路,以解决现有技术的不足。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型提供了一种开关电源电路,该电路采用功率因数校正主动式PFC控制器、LCC控制器以及同步整流输出实现高效节能输出大电流,满足设备的驱动需求。
本实用新型的技术方案如下:
一种开关电源电路,包括电源管理模块、主控模块、功率变换模块、同步整流输出模块和反馈控制模块;
所述电源管理模块用于将输入的交流电源转化为直流电源并至少给所述主控模块供电,一交流电源与所述电源管理模块连接,所述电源管理模块包括桥式整流电路、电源控制电路和供电电路,一交流电源与所述桥式整流电路连接,所述电源控制电路与所述桥式整流电路连接,所述供电电路与所述电源控制电路连接;
所述主控模块包括PFC控制芯片U26和与所述PFC控制芯片U26连接的驱动电路,所述PFC控制芯片U26用于控制高效输出稳定电压;
所述功率变换模块用于将所述主控模块输出进行功率变换,所述功率变换模块与所述主控模块的输出端HV连接,所述功率变换模块包括LLC控制芯片U2、启动电路、功率变换电路、保护电路和过温保护电路;
所述LLC控制芯片U2的1引脚与所述启动电路电连接,所述功率变换电路分别与所述LLC控制芯片U2的引脚连接,所述功率变换电路与所述保护电路电连接,所述保护电路与所述LLC控制芯片U2的6或7引脚连接,所述过温保护电路与所述LLC控制芯片U2的3和11引脚连接,所述LLC控制芯片U2的5引脚连接一第一光电耦合器P1-A连接后接地;
所述功率变换电路包括第一功率变换电路、第二功率变换电路以及与所述第一功率变换电路连接的变压器;
所述同步整流输出模块用于控制电流开关电源的输出,所述同步整流输出模块与所述功率变换模块连接,所述同步整流输出模块包括同步整流芯片U3A以及与所述同步整流芯片U3A连接的开关电路和输出电路;
所述反馈控制模块与所述功率变换模块连接,所述反馈控制模块包括两两连接的采样电路、反馈电路和补偿电路,一0~12V电压分别与所述采样电路和所述反馈电路电连接;所述采样电路用于采样所述输出端口输出的电压,所述反馈电路用于将所述输出端口输出的电压反馈至所述功率变换电路中的LLC控制芯片U2中,所述补偿电路用于调节电流开关电源输出电压的占空比。
优选地,所述桥式整流电路包括依次串联的至少两个共模电感、第一电磁继电器和整流桥,所述共模电感对输入的交流输入电流进行EMI滤波。
优选地,两个所述共模电感分别为第二共模电感L2和第三共模电感L3,所述第一电磁继电器为RL1-B,所述整流桥为BD1,所述第三共模电感L3输出端与所述第一电磁继电器RL1-B串联连接后与所述整流桥BD1连接,所述整流桥BD1与所述主控模块电连接。其中,所述第一电磁继电器RL1-B还并联一过电压保护电阻RT1分别与所述第三共模电感L3和所述整流桥BD1连接。
优选地,所述电源控制电路包括第二电磁继电器RL1-A、第十四三极管Q14和基准电压源U13;所述第一电磁继电器RL1-B与所述第二电磁继电器RL1-A吸合连接将所述桥式整流电路和所述电源控制电路电连接,所述第十四三极管Q14的发射极串联一第一百五十七电阻R157与所述第二电磁继电器RL1-A连接,所述第十四三极管Q14的基极串联一第一百九十电阻R190与所述基准电压源U13的3引脚连接,所述第十四三极管Q14的集电极和所述基准电压源U13的2引脚接地。其中,所述基准电压源U13控制所述第十四三极管Q14的导通或截止,实现对第二电磁继电器RL1-A与第一电磁继电器RL1-B连接的接通或断开,从而控制所述桥式整流电路与所述电源控制电路的连接。
优选地,所述供电电路包括第一供电变压器L1-B、第二供电变压器T1-D和电源输出端,所述第一供电变压器L1-B和所述第二供电变压器T1-D并联后与所述电源输出端连接。其中,所述电源输出端为VCC或VCCP,所述电源输出端VCC与所述主控模块200电连接。
优选地,所述驱动电路包括第二十二电阻R22、第三三极管Q3、第六三极管Q6、第三二极管D3、第十五电阻R15、第十一电阻R11、第十三电阻R13、第四十二电阻R42和第八MOS管Q8;所述第二十二电阻R22与所述PFC控制芯片U26的13引脚连接,所述第二十二电阻R22分别与所述第三二极管D3和所述第六三极管Q6的基极电连接,所述第三二极管D3的发射极与所述第六三极管Q6的发射极电连接,所述第三二极管D3和所述第十五电阻R15串联后再与所述第十一电阻R11并联后一端与所述第三二极管D3的发射极和所述第六三极管Q6的发射极电连接,另一端与所述第八MOS管Q8的G极电连接,所述第十一电阻R11还与所述第十三电阻R13并联,所述第八MOS管Q8的G极与所述第八MOS管Q8的S极串联所述第四十二电阻R42。其中,所述第三二极管D3的集电极与所述电压输出端VCC电连接,所述第六三极管Q6的集电极接地;所述第八MOS管Q8的D极串联一第一二极管D1并与-输出端HV连接。其中,所述PFC控制芯片U26的型号优选为ICE3PCS01G。
优选地,所述LLC控制芯片U2的型号优选为NCP1399AA。
优选地,所述启动电路包括第六十七电阻R67、第七十电阻R70、第七十一电阻R71和第七十二电阻R72;所述第六十七电阻R67和第七十电阻R70并联再与所述七十一电阻R71和所述第七十二电阻R72并联后串联,所述输出端HV与所述第六十七电阻R67和第七十电阻R70并联节点连接,所述七十一电阻R71和所述第七十二电阻R72并联节点与所述LLC控制芯片U2的1引脚电连接。
优选地,所述功率变换电路包括第一功率变换电路、第二功率变换电路以及与所述第一功率变换电路连接的变压器;所述第一功率变换电路包括第二十七电阻R27、第十七三极管Q17、第十八三极管Q18和第十三MOS管Q13;所述第二十七电阻R27一端与所述LLC控制芯片U2的14引脚连接,另一端与所述第十七三极管Q17的基极和所述第十八三极管Q18的基极连接,所述第十七三极管Q17的集电极与所述LLC控制芯片U2的16引脚连接,所述第十八三极管Q18的集电极与所述LLC控制芯片U2的15引脚连接,所述第十七三极管Q17的发射极和所述第十八三极管Q18的发射极串联连接后再与所述第十三MOS管Q13的G极连接,所述第十三MOS管Q13的D极与所述输出端HV连接,所述第十三MOS管Q13的S极与所述第二功率变换电路的第十六MOS管Q16的D极连接。
优选地,所述第二功率变换电路包括第六十六电阻R66、第十九三极管Q19、第二十三极管Q20和第十六MOS管Q16;所述第六十六电阻R66一端与所述LLC控制芯片U2的12引脚连接,另一端与所述第十九三极管Q19的基极和所述第二十三极管Q20的基极串联连接后连接,所述第十九三极管Q19的集电极与所述LLC控制芯片U2的16引脚连接,所述第二十三极管Q20的集电极与所述LLC控制芯片U2的10或16引脚连接,所述第十九三极管Q19的发射极和所述第二十三极管Q20的发射极串联连接后再与所述第十六MOS管Q16的G极连接,所述第十六MOS管Q16的D极与所述第十三MOS管Q13的S极连接,所述第十六MOS管Q16的S极接地。
优选地,所述变压器包括电感变压器L5和与所述电感变压器L5串联连接的高频变压器T1-A;所述电感变压器L5分别与所述第十三MOS管Q13的S极和第十六MOS管Q16的D极连接,所述高频变压器T1-A与所述保护电路连接。
优选地,所述保护电路用于保护所述功率变换电路的电路不被损坏,所述保护电路与所述LLC控制芯片U2的6或7引脚连接,所述保护电路包括第十三二极管D13、第十四二极管D14、第五十一电容C51和第二十八电容C28,所述第十三二极管D13和所述第十四二极管D14串联,再与所述第五十一电容C51和所述第二十八电容C28串联后并联,所述第二十八电容C28与所述高频变压器T1-A连接。
优选地,所述过温保护电路用于保护功率变换模块中的电路温度过高而烧坏,所述过温保护电路包括连接接口CON1与所述连接接口CON1并联的热敏电阻RT2,所述连接接口CON1和所述热敏电阻RT2分别与所述LLC控制芯片U2的3和11引脚连接。其中,所述热敏电阻RT2为一个温度开关。
优选地,所述同步整流输出模块包括高频变压器T1-B和高频变压器T1-C,所述高频变压器T1-B和所述高频变压器T1-C分别与所述高频变压器T1-A连接将所述同步整流输出模块和所述功率变换模块连接。
优选地,所述开关电路包括至少八个MOS管,八个所述MOS管分别为Q1、Q2、Q4、Q5、Q7、Q9、Q11和Q12;所述输出电路包括并联连接的数个电解电容和至少5个固态电容,所述输出电路一端与所述开关电路连接,另一端与一输出端口连接。其中,所述同步整流芯片U3A的型号优选为TEA1955T。
优选地,所述采样电路包括第三十四电阻R34、第五十九电容C59和第一百三十二电阻R132,所述第三十四电阻R34与所述第五十九电容C59串联再与所述第一百三十二电阻R132并联。
优选地,所述反馈电路包括稳压二极管U3、第二光电耦合器P1-B、第二十九电阻R29和第十六电阻R16,所述第二光电耦合器P1-B与所述第二十九电阻R29串联后与所述第十六电阻R16并联再与所述稳压二极管U3的3引脚串联,所述稳压二极管U3的2引脚接地,所述稳压二极管U3的1引脚与所述补偿电路连接。其中,所述第二光电耦合器P1-B与所述第一光电耦合器P1-A光耦连接,从而实现将所述输出端口输出的电压反馈至所述功率变换模块中;所述稳压二极管U3的型号为U/AZ431。
优选地,所述补偿电路包括第七十七电容C77、第一百零四电阻R104和第八十电容C80,所述第七十七电容C77与所述第一百零四电阻R104串联再与所述第八十电容C80并联。
本实用新型的有益效果为:与现有技术相比,该开关电源电路采用主控模块的PFC控制芯片、功率变换模块的控制芯片和同步整流输出模块的同步整流芯片,实现持续稳定的大电流输出,辅以反馈控制模块和功率变换模块中的第一功率变换电路、第二功率变换电路和变压器电子元器件,达到高效节能输出;在同步整流输出模块中通过数个长寿命的固态电容和电解电容并联组合,确保开关电源电路输出能够承受足够的纹波电流,同时保持开关电源电路环路稳定,电流电压输出稳定,损耗小。
附图说明:
图1为本实用新型所述开关电源电路的框架图。
图2为本实用新型所述开关电源电路的电路原理图。
图3为本实用新型所述开关电源电路的桥式整流电路的电路原理图。
图4为本实用新型所述开关电源电路的电源控制电路和供电电路的电路原理图。
图5为本实用新型所述开关电源电路主控模块的电路原理图。
图6为本实用新型所述开关电源电路功率变换模块的电路原理图。
图7为本实用新型所述开关电源电路同步整流输出模块的电路原理图。
图8为本实用新型所述开关电源电路反馈控制模块的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的,技术方案及技术效果更加清楚明白,下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解,此处所描述的具体实施例,仅用于解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1和图2,本实用新型的开关电源电路,包括电源管理模块100、主控模块200、功率变换模块300和同步整流输出模块400。
参照图1、图2和图3,所述电源管理模块100用于将输入的交流电源转化为直流电源并至少给所述主控模块200供电;一交流电源与所述电源管理模块100连接,所述电源管理模块100包括桥式整流电路110、电源控制电路120和供电电路130,一交流电源与所述桥式整流电路110连接,所述电源控制电路120与所述桥式整流电路110连接,所述供电电路130与所述电源控制电路120连接。
参照图1、图2和图3,所述桥式整流电路110包括依次串联的至少两个共模电感、第一电磁继电器和整流桥,所述共模电感对输入的交流输入电流进行EMI滤波;在本实用新型实施例中,两个所述共模电感分别为第二共模电感L2和第三共模电感L3,所述第一电磁继电器为RL1-B,所述整流桥为BD1,所述第三共模电感L3输出端与所述第一电磁继电器RL1-B串联连接后与所述整流桥BD1连接,所述整流桥BD1与所述主控模块200电连接。为了保护电路,所述第一电磁继电器RL1-B还并联一过电压保护电阻RT1分别与所述第三共模电感L3和所述整流桥BD1连接。
参照图2和图4,所述电源控制电路120包括第二电磁继电器RL1-A、第十四三极管Q14和基准电压源U13;所述第一电磁继电器RL1-B与所述第二电磁继电器RL1-A吸合连接将所述桥式整流电路110和所述电源控制电路120电连接,所述第十四三极管Q14的发射极串联一第一百五十七电阻R157与所述第二电磁继电器RL1-A连接,所述第十四三极管Q14的基极串联一第一百九十电阻R190与所述基准电压源U13的3引脚连接,所述第十四三极管Q14的集电极和所述基准电压源U13的2引脚接地。在本实用新型实施例中,所述基准电压源U13控制所述第十四三极管Q14的导通或截止,实现对第二电磁继电器RL1-A与第一电磁继电器RL1-B连接的接通或断开,从而控制所述桥式整流电路110与所述电源控制电路120的连接。
所述供电电路130包括第一供电变压器L1-B、第二供电变压器T1-D和电源输出端,所述第一供电变压器L1-B和所述第二供电变压器T1-D并联后与所述电源输出端连接。在本实用新型实施例中,所述第一供电变压器L1-B和所述第二供电变压器T1-D并联再连接二极管、电阻、电容电子元器件形成与门,确保电源管理模块100在各种工作状态下从所述电源输出端输出的电压能保持稳定可靠。所述电源输出端为VCC或VCCP,所述电源输出端VCC与所述主控模块200电连接。
参照图2和图5,所述主控模块200包括PFC控制芯片U26和与所述PFC控制芯片U26连接的驱动电路210,所述PFC控制芯片U26用于控制高效输出稳定电压;所述驱动电路210包括第二十二电阻R22、第三三极管Q3、第六三极管Q6、第三二极管D3、第十五电阻R15、第十一电阻R11、第十三电阻R13、第四十二电阻R42和第八MOS管Q8;所述第二十二电阻R22与所述PFC控制芯片U26的13引脚连接,所述第二十二电阻R22分别与所述第三二极管D3和所述第六三极管Q6的基极电连接,所述第三二极管D3的发射极与所述第六三极管Q6的发射极电连接,所述第三二极管D3和所述第十五电阻R15串联后再与所述第十一电阻R11并联后一端与所述第三二极管D3的发射极和所述第六三极管Q6的发射极电连接,另一端与所述第八MOS管Q8的G极电连接,所述第十一电阻R11还与所述第十三电阻R13并联,所述第八MOS管Q8的G极与所述第八MOS管Q8的S极串联所述第四十二电阻R42。其中,所述第三二极管D3的集电极与所述电压输出端VCC电连接,所述第六三极管Q6的集电极接地;所述第八MOS管Q8的D极串联一第一二极管D1并与-输出端HV连接。
参照图2和图5,在实用新型实施例中,当所述PFC控制芯片U26的13引脚为高电平时,所述第三二极管D3导通,所述第六三极管Q6截止,由所述第十一电阻R11或第十三电阻R13与所述第八MOS管Q8形成回路控制所述第八MOS管Q8导通,所述PFC控制芯片U26控制所述输出端HV输出电压恒定。当所述PFC控制芯片U26的13引脚为低电平时,所述第三二极管D3截止,所述第六三极管Q6导通,并由所述第三二极管D3和所述第十五电阻R15与所述第八MOS管Q8形成回路,或者所述第十一电阻R11和所述第十三电阻R13并联再与所述第八MOS管Q8形成回路,从而控制所述第八MOS管Q8导通或截止,所述PFC控制芯片U26控制所述输出端HV输出电压恒定。其中,所述PFC控制芯片U26的型号优选为ICE3PCS01G。
参照图2和图6,所述功率变换模块300与所述主控模块200的输出端HV连接,所述功率变换模块300用于将所述主控模块200输出进行功率变换;所述功率变换模块300包括LLC控制芯片U2、启动电路310、功率变换电路320、保护电路330和过温保护电路340;所述LLC控制芯片U2的1引脚与所述启动电路310电连接,所述功率变换电路320分别与所述LLC控制芯片U2的10、12、14、15和16引脚连接,所述功率变换电路320与所述保护电路330电连接,所述保护电路330与所述LLC控制芯片U2的6或7引脚连接,所述过温保护电路340与所述LLC控制芯片U2的3和11引脚连接。为了监控开关电源电路的LLC控制芯片U2输出电压情况,所述LLC控制芯片U2的5引脚连接一第一光电耦合器P1-A连接后接地,其中,所述LLC控制芯片U2的型号优选为NCP1399AA。
参照图2和图6,所述启动电路310包括第六十七电阻R67、第七十电阻R70、第七十一电阻R71和第七十二电阻R72;所述第六十七电阻R67和第七十电阻R70并联再与所述七十一电阻R71和所述第七十二电阻R72并联后串联,所述输出端HV与所述第六十七电阻R67和第七十电阻R70并联节点连接,所述七十一电阻R71和所述第七十二电阻R72并联节点与所述LLC控制芯片U2的1引脚电连接。在本实用新型实施例中,从所述输出端HV输入电压通过所述启动电路310驱动所述LLC控制芯片U2运行。
参照图2和图6,所述功率变换电路320包括第一功率变换电路321、第二功率变换电路322以及与所述第一功率变换电路321连接的变压器323;所述第一功率变换电路321包括第二十七电阻R27、第十七三极管Q17、第十八三极管Q18和第十三MOS管Q13;所述第二十七电阻R27一端与所述LLC控制芯片U2的14引脚连接,另一端与所述第十七三极管Q17的基极和所述第十八三极管Q18的基极连接,所述第十七三极管Q17的集电极与所述LLC控制芯片U2的16引脚连接,所述第十八三极管Q18的集电极与所述LLC控制芯片U2的15引脚连接,所述第十七三极管Q17的发射极和所述第十八三极管Q18的发射极串联连接后再与所述第十三MOS管Q13的G极连接,所述第十三MOS管Q13的D极与所述输出端HV连接,所述第十三MOS管Q13的S极与所述第二功率变换电路322的第十六MOS管Q16的D极连接。
参照图2和图6,所述第二功率变换电路322包括第六十六电阻R66、第十九三极管Q19、第二十三极管Q20和第十六MOS管Q16;所述第六十六电阻R66一端与所述LLC控制芯片U2的12引脚连接,另一端与所述第十九三极管Q19的基极和所述第二十三极管Q20的基极串联连接后连接,所述第十九三极管Q19的集电极与所述LLC控制芯片U2的16引脚连接,所述第二十三极管Q20的集电极与所述LLC控制芯片U2的10或16引脚连接,所述第十九三极管Q19的发射极和所述第二十三极管Q20的发射极串联连接后再与所述第十六MOS管Q16的G极连接,所述第十六MOS管Q16的D极与所述第十三MOS管Q13的S极连接,所述第十六MOS管Q16的S极接地。在本实用新型实施例中,所述LLC控制芯片U2控制所述LLC控制芯片U2的12和14引脚的高低电平的输出,从而控制所述第十三MOS管Q13和所述第十六MOS管Q16的导通或截止,实现所述第一功率变换电路321和所述第二功率变换电路322交替变换单边工作输出大电流,采用变压器323使得整个电路设计体积小,可提高输出能效。
参照图2和图6,所述变压器323包括电感变压器L5和与所述电感变压器L5串联连接的高频变压器T1-A;所述电感变压器L5分别与所述第十三MOS管Q13的S极和第十六MOS管Q16的D极连接,所述高频变压器T1-A与所述保护电路330连接。
参照图2和图6,所述保护电路330用于保护所述功率变换电路的电路不被损坏,所述保护电路330与所述LLC控制芯片U2的6或7引脚连接,所述保护电路330包括第十三二极管D13、第十四二极管D14、第五十一电容C51和第二十八电容C28,所述第十三二极管D13和所述第十四二极管D14串联,再与所述第五十一电容C51和所述第二十八电容C28串联后并联,所述第二十八电容C28与所述高频变压器T1-A连接。在本实用新型实施例中,所述第十三二极管D13和所述第十四二极管D14在电路提升瞬态或异常态工作时起到保护电路的作用,确保电路的可靠性。
所述过温保护电路340用于保护功率变换模块300中的电路温度过高而烧坏,所述过温保护电路340包括连接接口CON1与所述连接接口CON1并联的热敏电阻RT2,所述连接接口CON1和所述热敏电阻RT2分别与所述LLC控制芯片U2的3和11引脚连接。在本实用新型实施例中,所述热敏电阻RT2作为一个温度开关,在电路中的异常状态下出现过温时,所述热敏电阻RT2断开,即是所述LLC控制芯片U2切断输出工作,实现电源的过温保护。
参照图2和图7,所述同步整流输出模块400的高频变压器T1-B和高频变压器T1-C与所述功率变换模块300的高频变压器T1-A连接,所述同步整流输出模块400用于控制电流开关电源的输出,所述同步整流输出模块400包括同步整流芯片U3A以及与所述同步整流芯片U3A连接的开关电路410和输出电路420,所述开关电路410包括至少八个MOS管,八个所述MOS管分别为Q1、Q2、Q4、Q5、Q7、Q9、Q11和Q12。所述输出电路420包括并联连接的数个电解电容和至少5个固态电容,所述输出电路420一端与所述开关电路410连接,另一端与一输出端口430连接。在本实用新型实施例中,由所述同步整流芯片U3A引脚端口输出的高低电平控制所述MOS管的导通或截止,从而控制所述输出电路420的导通或截止,实现从输出端口430的输出电流电压是稳定的。所述同步整流输出模块400采用了数个长寿命的固态电容和电解电容并联组合,确保开关电源电路输出能够承受足够的纹波电流,同时保持开关电源电路环路稳定。其中,所述同步整流芯片U3A的型号优选为TEA1955T。
参照图2和图8,为了此开关电源电路的稳定,所述开关电源电路还包括有反馈控制模块500,所述反馈控制模块500与所述功率变换模块300连接,所述反馈控制模块500包括两两连接的采样电路510、反馈电路520和补偿电路530,一0~12V电压分别与所述采样电路510和所述反馈电路520电连接。
参照图2和图8,所述采样电路510用于采样所述输出端口430输出的电压,所述采样电路510包括第三十四电阻R34、第五十九电容C59和第一百三十二电阻R132,所述第三十四电阻R34与所述第五十九电容C59串联再与所述第一百三十二电阻R132并联。
参照图2和图8,所述反馈电路520用于将所述输出端口430输出的电压反馈至所述功率变换电路320中的LLC控制芯片U2中,所述反馈电路520包括稳压二极管U3、第二光电耦合器P1-B、第二十九电阻R29和第十六电阻R16,所述第二光电耦合器P1-B与所述第二十九电阻R29串联后与所述第十六电阻R16并联再与所述稳压二极管U3的3引脚串联,所述稳压二极管U3的2引脚接地,所述稳压二极管U3的1引脚与所述补偿电路530连接。其中,所述第二光电耦合器P1-B与所述第一光电耦合器P1-A光耦连接,从而实现将所述输出端口430输出的电压反馈至所述功率变换模块300中;所述稳压二极管U3的型号为U/AZ431。
参照图2和图8,所述补偿电路530用于调节电流开关电源输出电压的占空比,所述补偿电路530包括第七十七电容C77、第一百零四电阻R104和第八十电容C80,所述第七十七电容C77与所述第一百零四电阻R104串联再与所述第八十电容C80并联。
本实用新型的开关电源电路采用主控模块的PFC控制芯片、功率变换模块的控制芯片和同步整流输出模块的同步整流芯片,实现持续稳定的大电流输出,辅以反馈控制模块和功率变换模块中的第一功率变换电路、第二功率变换电路和变压器电子元器件,达到高效节能输出;在同步整流输出模块中通过数个长寿命的固态电容和电解电容并联组合,确保开关电源电路输出能够承受足够的纹波电流,同时保持开关电源电路环路稳定,电流电压输出稳定,损耗小。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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,其架构形式能够灵活多变,可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种开关电源电路,包括电源管理模块、主控模块、功率变换模块、同步整流输出模块和反馈控制模块,其特征在于:所述电源管理模块用于将输入的交流电源转化为直流电源并至少给所述主控模块供电,一交流电源与所述电源管理模块连接,所述电源管理模块包括桥式整流电路、电源控制电路和供电电路,一交流电源与所述桥式整流电路连接,所述电源控制电路与所述桥式整流电路连接,所述供电电路与所述电源控制电路连接;
所述主控模块包括PFC控制芯片(U26)和与所述PFC控制芯片(U26)连接的驱动电路,所述PFC控制芯片(U26)用于控制高效输出稳定电压;
所述功率变换模块用于将所述主控模块输出进行功率变换,所述功率变换模块与所述主控模块的输出端(HV)连接,所述功率变换模块包括LLC控制芯片(U2)、启动电路、功率变换电路、保护电路和过温保护电路;
所述LLC控制芯片(U2)的(1)引脚与所述启动电路电连接,所述功率变换电路分别与所述LLC控制芯片(U2)的引脚连接,所述功率变换电路与所述保护电路电连接,所述保护电路与所述LLC控制芯片(U2)的(6)或(7)引脚连接,所述过温保护电路与所述LLC控制芯片(U2)的(3)和(11)引脚连接;所述LLC控制芯片(U2)的(5)引脚连接一第一光电耦合器(P1-A)连接后接地;
所述功率变换电路包括第一功率变换电路、第二功率变换电路以及与所述第一功率变换电路连接的变压器;
所述同步整流输出模块用于控制电流开关电源的输出,所述同步整流输出模块与所述功率变换模块连接,所述同步整流输出模块包括同步整流芯片(U3A)以及与所述同步整流芯片(U3A)连接的开关电路和输出电路;
所述反馈控制模块与所述功率变换模块连接,所述反馈控制模块包括两两连接的采样电路、反馈电路和补偿电路,一0~12V电压分别与所述采样电路和所述反馈电路电连接;所述采样电路用于采样所述输出端口输出的电压,所述反馈电路用于将所述输出端口输出的电压反馈至所述功率变换电路中的LLC控制芯片(U2)中,所述补偿电路用于调节电流开关电源输出电压的占空比。
2.根据权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述电源控制电路包括第二电磁继电器(RL1-A)、第十四三极管(Q14)和基准电压源(U13);一第一电磁继电器(RL1-B)与所述第二电磁继电器(RL1-A)吸合连接将所述桥式整流电路和所述电源控制电路电连接,所述第十四三极管(Q14)的发射极串联一第一百五十七电阻(R157)与所述第二电磁继电器(RL1-A)连接,所述第十四三极管(Q14)的基极串联一第一百九十电阻(R190)与所述基准电压源(U13)的(3)引脚连接,所述第十四三极管(Q14)的集电极和所述基准电压源(U13)的(2)引脚接地。
3.根据权利要求1或2所述的开关电源电路,其特征在于,所述供电电路包括第一供电变压器(L1-B)、第二供电变压器(T1-D)和电源输出端,所述第一供电变压器(L1-B)和所述第二供电变压器(T1-D)并联后与所述电源输出端连接。
4.根据权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述驱动电路包括第二十二电阻(R22)、第三三极管(Q3)、第六三极管(Q6)、第三二极管(D3)、第十五电阻(R15)、第十一电阻(R11)、第十三电阻(R13)、第四十二电阻(R42)和第八MOS管(Q8);所述第二十二电阻(R22)与所述PFC控制芯片(U26)的(13)引脚连接,所述第二十二电阻(R22)分别与所述第三二极管(D3)和所述第六三极管(Q6)的基极电连接,所述第三二极管(D3)的发射极与所述第六三极管(Q6)的发射极电连接,所述第三二极管(D3)和所述第十五电阻(R15)串联后再与所述第十一电阻(R11)并联后一端与所述第三二极管(D3)的发射极和所述第六三极管(Q6)的发射极电连接,另一端与所述第八MOS管(Q8)的(G)极电连接,所述第十一电阻(R11)还与所述第十三电阻(R13)并联,所述第八MOS管(Q8)的(G)极与所述第八MOS管(Q8)的(S)极串联所述第四十二电阻(R42)。
5.根据权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述第一功率变换电路包括第二十七电阻(R27)、第十七三极管(Q17)、第十八三极管(Q18)和第十三MOS管(Q13);所述第二十七电阻(R27)一端与所述LLC控制芯片(U2)的(14)引脚连接,另一端与所述第十七三极管(Q17)的基极和所述第十八三极管(Q18)的基极连接,所述第十七三极管(Q17)的集电极与所述LLC控制芯片(U2)的(16)引脚连接,所述第十八三极管(Q18)的集电极与所述LLC控制芯片(U2)的(15)引脚连接,所述第十七三极管(Q17)的发射极和所述第十八三极管(Q18)的发射极串联连接后再与所述第十三MOS管(Q13)的(G)极连接,所述第十三MOS管(Q13)的(D)极与所述输出端(HV)连接,所述第十三MOS管(Q13)的(S)极与所述第二功率变换电路的第十六MOS管(Q16)的(D)极连接。
6.根据权利要求5所述的开关电源电路,其特征在于,所述第二功率变换电路包括第六十六电阻(R66)、第十九三极管(Q19)、第二十三极管(Q20)和第十六MOS管(Q16);所述第六十六电阻(R66)一端与所述LLC控制芯片(U2)的(12)引脚连接,另一端与所述第十九三极管(Q19)的基极和所述第二十三极管(Q20)的基极串联连接后连接,所述第十九三极管(Q19)的集电极与所述LLC控制芯片(U2)的(16)引脚连接,所述第二十三极管(Q20)的集电极与所述LLC控制芯片(U2)的(10)或(16)引脚连接,所述第十九三极管(Q19)的发射极和所述第二十三极管(Q20)的发射极串联连接后再与所述第十六MOS管(Q16)的(G)极连接,所述第十六MOS管(Q16)的(D)极与所述第十三MOS管(Q13)的(S)极连接,所述第十六MOS管(Q16)的(S)极接地。
7.根据权利要求6所述的开关电源电路,其特征在于,所述变压器包括电感变压器(L5)和与所述电感变压器(L5)串联连接的高频变压器(T1-A);所述电感变压器(L5)分别与所述第十三MOS管(Q13)的(S)极和第十六MOS管(Q16)的(D)极连接,所述高频变压器(T1-A)与所述保护电路连接。
8.根据权利要求7所述的开关电源电路,其特征在于,所述保护电路用于保护所述功率变换电路的电路不被损坏,所述保护电路包括第十三二极管(D13)、第十四二极管(D14)、第五十一电容(C51)和第二十八电容(C28),所述第十三二极管(D13)和所述第十四二极管(D14)串联,再与所述第五十一电容(C51)和所述第二十八电容(C28)串联后并联,所述第二十八电容(C28)与所述高频变压器(T1-A)连接。
9.根据权利要求1所述的开关电源电路,其特征在于,所述过温保护电路用于保护功率变换模块中的电路温度过高而烧坏,所述过温保护电路包括连接接口(CON1)与所述连接接口(CON1)并联的热敏电阻(RT2),所述连接接口(CON1)和所述热敏电阻(RT2)分别与所述LLC控制芯片(U2)的(3)和(11)引脚连接。
10.根据权利要求8所述的开关电源电路,其特征在于,所述同步整流输出模块包括高频变压器(T1-B)和高频变压器(T1-C),所述高频变压器(T1-B)和所述高频变压器(T1-C)分别与所述高频变压器(T1-A)连接将所述同步整流输出模块和所述功率变换模块连接;所述开关电路包括至少八个MOS管;所述输出电路包括并联连接的数个电解电容和至少5个固态电容,所述输出电路一端与所述开关电路连接,另一端与一输出端口连接。
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