CN208924105U - 一种自动休眠的开关电源电路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型所公开的一种自动休眠的开关电源电路模块，包括：一开关电源电路，对负载进行供电；与开关电源相连的休眠保护电路，使开关电源休眠；休眠保护电路包括光耦UM1、电阻RM1和电阻RM2，电阻RM1的一端、电阻RM2的一端与开关电源电路中主控芯片U1的RT脚相连，电阻RM1的另一端与光耦UM1的三极管端的一端相连，光耦UM1的三极管端的另一端、电阻RM2的另一端与初级地相连；稳压管ZDM1的负极与开关电源电路的调压模块相连，稳压管ZDM1的正极与光耦UM1的二极管端的正极相连，光耦UM1的二极管端的负极与次级地相连。其节省了待机状态或保护状态下的电能，减小了用户在电费上面的花销，节约电能源。

Description

一种自动休眠的开关电源电路模块

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源技术领域，尤其是一种自动休眠的开关电源电路模块。

背景技术

开关电源是一种高频化电能转换装置，将一个标准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。

目前大多数开关电源由额定负载转入待机状态或保护状态时，开关电源依然处于工作状态，消耗电能，还给用户带来额外的电费开销。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种实现额定负载转入待机状态或保护状态时，开关电源自动进入休眠状态的一种自动休眠的开关电源电路模块。

本实用新型所设计的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，包括：一开关电源电路，对负载进行供电；与开关电源相连的休眠保护电路，使开关电源休眠；休眠保护电路包括光耦UM1、稳压管ZDM1、电阻RM1和电阻RM2，电阻RM1的一端、电阻RM2的一端与开关电源电路中主控芯片U1的RT脚相连，电阻RM1的另一端与光耦UM1的三极管端的一端相连，光耦UM1的三极管端的另一端、电阻RM2的另一端与初级地相连；稳压管ZDM1的负极与开关电源电路的调压模块相连，稳压管ZDM1的正极与光耦UM1的二极管端的正极相连，光耦UM1A的二极管端的负极与次级地相连。

休眠时，当输出电压V0大于稳压管ZDM1额定电压与光耦UM1B二极管端导通压降之和时(通过调整稳压管的额定电压可改变过压保护电压值)，光耦UM1三极管端导通，主控芯片的RT脚通过串联的电阻RM1与光耦的三极管端接初级地，同时，主控芯片的RT脚也通过串联的电阻RM2接初级地。通过调整电阻RM1的参数，使光耦UM1三极管端导通状态下主控芯片U1的RT脚电压小于主控芯片U1的过温度保护电压，机台处于休眠状态。

进一步优选，还包括电阻RM3，稳压管ZDM1的正极与电阻RM3的一端相连、电阻RM3的另一端与光耦UM1的二极管端的正极相连。

进一步优选，开关电源电路模块包括EMI模块、整流模块、输入滤波模块、变压模块、输出滤波模块和PWM模块，EMI模块、整流模块、输入滤波模块、变压模块、输出滤波模块依次相互连接，PWM模块连接在输入滤波模块、变压模块之间的连接线上，PWM模块与主控芯片相连。

进一步优选，EMI模块包括热敏电阻NTC1、压敏电阻MOV1、电容CX1、电感LF1和保险丝F1，交流市电的L线和N线分别与保险丝F1和热敏电阻NTC1相连，压敏电阻MOV1的一端分别与保险丝F1、电容CX1的一端、电感LF1的一端、整流模块相连；其另一端分别与热敏电阻NTC1、电容CX1的另一端、电感LF1的另一端、整流模块相连。

进一步优选，输入滤波模块包括滤波电容EC1，滤波电容EC1与整流模块相互并联。

进一步优选，变压模块包括变压器TIA，且变压器TIA的一组输出端上连接有VCC模块，且另一组输出端与输出滤波模块相连，VCC模块的供电端VCC与主控芯片U1的引脚五相连。

进一步优选，VCC模块包括电容C3、电容EC2、电容EC3、电阻R8、电阻R9、三极管Q2和二极管D3，电容EC2与电容C3并联连接后接地连接，电容EC2还与三极管Q2的发射极相连，电容C3与主控芯片U1的引脚五相连；电阻R8的一端与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极分别与电阻R8的另一端、电容EC3的一端、二极管D3的一端相连；二极管D3的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与变压模块相连；电容EC3的另一端分别与变压模块连接，并且接地。

进一步优选，输出滤波模块包括二极管D4、二极管D5、电阻R11、电容C5、电容EC4、电阻R12、电压输出端负极V0UT-和电压输出端正极V0UT+，电阻R11、电容C5相互串联连接后与与二极管D4、二极管D5相互并联，电容EC4、电阻R12相互并联连接，二极管D5的负极与电容EC4相连；电阻R12的两端分别电压输出端负极V0UT-和电压输出端正极V0UT+相连，电压输出端正极V0UT+上连接有电压控制模块。

进一步优选，PWM模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1、电容C2和MOS管Q1，电阻R1、二极管D1相互串联连接后与电阻R2并联连接，电阻R1、电阻R2的一端与主控芯片U1的引脚六相连，电阻R2的另一端、二极管D1的正极与电阻R4的一端相连，电阻R4的一端与MOS管的栅极相连；MOS管的漏极与变压模块相连，其源极分别与电阻R5、电阻R4的另一端、电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端分别与电容C2的一端和主控芯片U1的引脚四相连，电容C2的一端和电阻R5的接地端均接地连接。

进一步优选，电压控制模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C6、电容C7、光耦U2和三端稳压管U3，电阻R15、电阻R16、电阻R17相互串联，电阻R14、光耦U2和三端稳压管U3相互串联；三端稳压管U3的接地脚和电阻R17的负极均接地连接；电阻R13、电阻R18、电容C7相互串联；电阻R18和电容C6的一端连接在光耦U2和三端稳压管U3输出脚之间的连接线上；电容C7、三端稳压管U3的基准脚和电容C6的另一端连接在电阻R16、电阻R17之间的连接线上，电阻R13、电阻R14、电阻R15的一端分别与稳压管ZDM1的负极和输出滤波模块的输出正极相连。

进一步优选，主控芯片U1采用型号为CR6855的主控芯片。

其具体实现过程为：当输出电压V0大于稳压管ZDM1额定电压与光耦UM1二极管端导通压降之和时(通过调整稳压管的额定电压可改变过压保护电压值)，光耦UM1三极管端导通，主控芯片的RT脚通过串联的电阻RM1与光耦的三极管端接初级地，同时，主控芯片的RT脚也通过串联的电阻RM2接初级地。通过调整电阻RM1的参数，使光耦UM1三极管端导通状态下主控芯片U1的RT脚电压小于主控芯片U1的过温度保护电压，机台处于休眠状态。

本实用新型所描述的一种自动休眠的开关电源电路模块，节省了待机状态或保护状态下的电能，减小了用户在电费上面的花销，节约电能源。

附图说明

图1是实施例1的整体电路结构示意图；

图2是实施例1的开关电源的模块框图；

图3是实施例1的休眠模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1-图3所示，本实施例所描述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，包括：一开关电源电路，对负载进行供电；与开关电源相连的休眠保护电路9，使开关电源休眠；休眠保护电路9包括光耦UM1、稳压管ZDM1、电阻RM1和电阻RM2，电阻RM1的一端、电阻RM2的一端与开关电源电路中主控芯片U1的RT脚相连，电阻RM1的另一端与光耦UM1的三极管端的一端相连，光耦UM1的三极管端的另一端、电阻RM2的另一端与初级地相连；稳压管ZDM1的负极与开关电源电路的调压模块相连，稳压管ZDM1的正极与光耦UM1的二极管端的正极相连，光耦UM1的二极管端的负极与次级地相连。

上述结构的设计原理：

二、正常工作状态

1.许多主控芯片内置过温度保护电路，此主控芯片可为CR6855主控芯片，在系统应用时，主控芯片RT脚电压低于1V时，此时过温度保护会被触发，GATE端被关断，当VDD电压低于5V时过温度保护被释放，芯片重新启动。

2.当接入交流市电时，开关电源正常工作。此时由于输出电压V+＜稳压管ZDM1额定电压+光耦UM1二极管端导通压降，光耦UM1A二极管端的电压为0，光耦UM1B三极管端截止，此时，主控芯片U1的RT脚通过电阻RM2接地。通过调整RM2的阻值，使主控芯片U1的RT脚电压高于主控芯片U1的过温度保护电压，开关电源正常工作。

二、休眠状态

当输出电压V0大于稳压管ZDM1额定电压与光耦UM1B二极管端导通压降之和时(通过调整稳压管的额定电压可改变过压保护电压值)，光耦UM1A三极管端导通，主控芯片的RT脚通过串联的电阻RM1与光耦UM1A的三极管端接初级地，同时，主控芯片的RT脚也通过串联的电阻RM2接初级地。通过调整电阻RM1的参数，使光耦UM1A三极管端导通状态下主控芯片U1的RT脚电压小于主控芯片U1的过温度保护电压，机台处于休眠状态。

三、休眠唤醒状态

当开关电源处于休眠状态，用户重新唤醒时，用户需要断开交流输入，使主控芯片U1供电脚VDD电压低于额定值，主控芯片U1的过温度保护被释放，芯片复位，重新接入交流输入，开关电源休眠唤醒，正常工作。

本实施例中，还包括电阻RM3，稳压管ZDM1的正极与电阻RM3的一端相连、电阻RM3的另一端与光耦UM1B的二极管端的正极相连。其结构电阻RM3为限流电阻，对输入至光耦UM1的电流进行限流，对光耦UM1进行保护。

本实施例中，开关电源电路模块包括EMI模块1、整流模块2、输入滤波模块3、变压模块4、输出滤波模块5和PWM模块6，EMI模块1、整流模块2、输入滤波模块3、变压模块4、输出滤波模块5依次相互连接，PWM模块6连接在输入滤波模块3、变压模块4之间的连接线上，PWM模块6与主控芯片相连。

市电通过整流模块和输入滤波模块由交流电转换为稳定的直流电储存在大电容EC1中，通过主控芯片U1控制MOS管Q1的导通和关断，使大电容EC1稳定直流形成变换的直流，通过变压器T1转变为电压较低的变换的电压，通过输出滤波模块转变成电压较低的稳定的电压对外界输出。电压控制模块是通过对输出电压采样，当输出电压过大或过小时，通过光耦U2反馈给主控芯片U1，U1控制MOS管Q1导通和关断比(占空比)，调节输出电压，使输出电压稳定。

本实施例中，EMI模块1包括热敏电阻NTC1、压敏电阻MOV1、电容CX1、电感LF1和保险丝F1，交流市电的L线和N线分别与保险丝F1和热敏电阻NTC1相连，压敏电阻MOV1的一端分别与保险丝F1、电容CX1的一端、电感LF1的一端、整流模块相连；其另一端分别与热敏电阻NTC1、电容CX1的另一端、电感LF1的另一端、整流模块相连。其结构防止市电对开关电源的干扰以及开关电源最外界的干扰，通过电容隔直通交和电感隔交通直作用实现。

本实施例中，输入滤波模块3包括滤波电容EC1，滤波电容EC1与整流模块相互并联。

本实施例中，变压模块4包括变压器TIA，且变压器TIA的一组输出端上连接有VCC模块，且另一组输出端与输出滤波模块相连，VCC模块的供电端VCC与主控芯片U1的引脚五相连。其VCC模块主要给主控芯片U1进行供电，使其能正常工作。

本实施例中，VCC模块包括电容C3、电容EC2、电容EC3、电阻R8、电阻R9、三极管Q2和二极管D3，电容EC2与电容C3并联连接后接地连接，电容EC2还与三极管Q2的发射极相连，电容C3与主控芯片U1的引脚五相连；电阻R8的一端与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极分别与电阻R8的另一端、电容EC3的一端、二极管D3的一端相连；二极管D3的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与变压模块相连；电容EC3的另一端分别与变压模块连接，并且接地。其结构使得对主控芯片U1的供电性能更佳；具体工作时：MOS管Q1将EC1稳定的电压变成一定频率的变换的电压，输出给变压器T1，通过变压器的另一组绕组输出电压较低的变换的电压，经过限流电阻R9，二极管D3和电解电容EC3整流输出电压较低的稳定的电压，三极管Q2基极电压大于发射极电压，三极管导通，电压较低的稳定的电压给主控芯片供电。

本实施例中，输出滤波模块5包括二极管D4、二极管D5、电阻R11、电容C5、电容EC4、电阻R12、电压输出端负极V0UT-和电压输出端正极V0UT+，电阻R11、电容C5相互串联连接后与与二极管D4、二极管D5相互并联，电容EC4、电阻R12相互并联连接，二极管D5的负极与电容EC4相连；电阻R12的两端分别电压输出端负极V0UT-和电压输出端正极V0UT+相连，电压输出端正极V0UT+连接有电压控制模块。其将变压器输出的电压较低的变换的电压变换成稳定的电压较低的电压对外界输出。

本实施例中，PWM模块6包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1、电容C2和MOS管Q1，电阻R1、二极管D1相互串联连接后与电阻R2并联连接，电阻R1、电阻R2的一端与主控芯片U1的引脚六相连，电阻R2的另一端、二极管D1的正极与电阻R4的一端相连，电阻R4的一端与MOS管的栅极相连；MOS管的漏极与变压模块相连，其源极分别与电阻R5、电阻R4的另一端、电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端分别与电容C2的一端和主控芯片U1的引脚四相连，电容C2的一端和电阻R5的接地端均接地连接。其脉冲频率由该模块控制，控制芯片PIn6脚输出高电平时，MOS管Q1导通。控制芯片PIn6脚输出低电平时，MOS管Q1截止。控制芯片按一定频率(开关电源工作频率)输出高低电平，MOS相应按一定频率导通截止，电容EC1处稳定的电压变成一定频率的变换的电压，输出给变压器T1。

本实施例中，电压控制模块8包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C6、电容C7、光耦U2A和三端稳压管U3，电阻R15、电阻R16、电阻R17相互串联，电阻R14、光耦U2A和三端稳压管U3相互串联；三端稳压管U3的接地脚和电阻R17的负极均接地连接；电阻R13、电阻R18、电容C7相互串联；电阻R18和电容C6的一端连接在光耦U2A和三端稳压管U3输出脚之间的连接线上；电容C7、三端稳压管U3的基准脚和电容C6的另一端连接在电阻R16、电阻R17之间的连接线上，电阻R13、电阻R14、电阻R15的一端分别与稳压管ZDM1的负极和输出滤波模块的输出正极相连。其控制输出电压，使输出电压稳定电压控制模块是通过对输出电压采样，当输出电压过大或过小时，通过光耦U2反馈给主控芯片U1，U1控制MOS管Q1导通和关断比(占空比)，调节输出电压，使输出电压稳定

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，包括：

一开关电源电路，对负载进行供电；

与开关电源相连的休眠保护电路，使开关电源休眠；

休眠保护电路包括光耦UM1A、光耦UM1B、稳压管ZDM1、电阻RM1和电阻RM2，电阻RM1的一端、电阻RM2的一端与开关电源电路中主控芯片U1的RT脚相连，电阻RM1的另一端与光耦UM1B的三极管端的一端相连，光耦UM1B的三极管端的另一端、电阻RM2的另一端与初级地相连；稳压管ZDM1的负极与开关电源电路的输出电压正极相连，稳压管ZDM1的正极与光耦UM1A的二极管端的正极相连，光耦UM1A的二极管端的负极与次级地相连。

2.根据权利要求1所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，还包括电阻RM3，稳压管ZDM1的正极与电阻RM3的一端相连、电阻RM3的另一端与光耦UM1A的二极管端的正极相连。

3.根据权利要求1所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，开关电源电路模块包括EMI模块、整流模块、输入滤波模块、变压模块、输出滤波模块和PWM模块，EMI模块、整流模块、输入滤波模块、变压模块、输出滤波模块依次相互连接，PWM模块连接在输入滤波模块、变压模块之间的连接线上，PWM模块与主控芯片相连。

4.根据权利要求3所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，EMI模块包括热敏电阻NTC1、压敏电阻MOV1、电容CX1、电感LF1和保险丝F1，交流市电的L线和N线分别与保险丝F1和热敏电阻NTC1相连，压敏电阻MOV1的一端分别与保险丝F1、电容CX1的一端、电感LF1的一端、整流模块相连；其另一端分别与热敏电阻NTC1、电容CX1的另一端、电感LF1的另一端、整流模块相连。

5.根据权利要求3所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，输入滤波模块包括滤波电容EC1，滤波电容EC1与整流模块相互并联。

6.根据权利要求3所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，变压模块包括变压器TIA，且变压器TIA的一组输出端上连接有VCC模块，且另一组输出端与输出滤波模块相连，VCC模块的供电端VCC与主控芯片U1的引脚五相连。

7.根据权利要求3所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，输出滤波模块包括二极管D4、二极管D5、电阻R11、电容C5、电容EC4、电阻R12、电压输出端负极V0UT-和电压输出端正极V0UT+，电阻R11、电容C5相互串联连接后与二极管D4、二极管D5相互并联，电容EC4、电阻R12相互并联连接，二极管D5的负极与电容EC4相连；电阻R12的两端分别电压输出端负极V0UT-和电压输出端正极V0UT+相连，电压输出端正极V0UT+上连接有电压控制模块。

8.根据权利要求3所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，PWM模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1、电容C2和MOS管Q1，电阻R1、二极管D1相互串联连接后与电阻R2并联连接，电阻R1、电阻R2的一端与主控芯片U1的引脚六相连，电阻R2的另一端、二极管D1的正极与电阻R4的一端相连，电阻R4的一端与MOS管的栅极相连；MOS管的漏极与变压模块相连，其源极分别与电阻R5、电阻R4的另一端、电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端分别与电容C2的一端和主控芯片U1的引脚四相连，电容C2的一端和电阻R5的接地端均接地连接。

9.根据权利要求7所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，电压控制模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C6、电容C7、光耦U2A和三端稳压管U3，电阻R15、电阻R16、电阻R17相互串联，电阻R14、光耦U2A和三端稳压管U3相互串联；三端稳压管U3的接地脚和电阻R17的一端均接地连接；电阻R13、电阻R18、电容C7相互串联；电阻R18和电容C6的一端连接在光耦U2A和三端稳压管U3输出脚之间的连接线上；电容C7、三端稳压管U3的基准脚和电容C6的另一端连接在电阻R16、电阻R17之间的连接线上，电阻R13、电阻R14、电阻R15的一端分别与稳压管ZDM1的负极和输出滤波模块的输出正极相连。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种自动休眠的开关电源电路模块，其特征在于，主控芯片U1采用型号为CR6855的主控芯片。