CN209402418U - 一种恒压恒流反馈的反激电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种恒压恒流反馈的反激电源电路，恒压反馈电路、恒流反馈电路、电源芯片以及主电路，该恒压反馈电路能够对输出电压进行反馈，维持输出电压的稳定，恒流反馈控制最大输出电流，当输出电流达到输出最大电流时，对电流进行反馈，限制输出电流的输出，通过采用光耦作为反馈元件，对光耦采用独立电源进行供电，保证反馈的可靠性。

Description

一种恒压恒流反馈的反激电源电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种恒压恒流反馈的反激电源电路。

背景技术

开关电源是重要的电源变换装置，广泛应用于各行各业中。反激电源主要应用于功率不超过150W的应用场合，如作为辅助电源、小功率供电电源等，通常体积小、成本低。目前反激电源的反馈主要是使用光耦进行电压反馈，通过限制驱动的占空比或频率，限制输出功率，这造成当输入电压较宽时，输出的最大电流会随着输入电压的增加而增加，使得输出电流不可控，输出电流较大或短路时，容易造成电路过热等而损坏。使用光耦反馈时，当输出电压很低时，光耦不能正常工作，反馈不正常、容易损坏电源。

公开号为CN206650583U的专利公开了一种恒压恒流反馈控制电路，包括第一芯片U1、第二芯片U2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一稳压管Z1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10。该实用新型实现了开关电源输出电压变压与电流变化的信号反馈，提高开关电源输出的稳定性，但该方案没有采用独立供电的光耦，反馈时容易受到输出电压的影响。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题目的在于提供一种恒压恒流反馈的反激电源电路，用以解决现有反激开关电源的光耦反馈电路可靠性较差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方法如下：

一种恒压恒流反馈的反激电源电路，包括：恒压反馈电路、恒流反馈电路以及电源芯片(U2)；

所述恒压反馈电路包括反馈光耦(U3)、第四稳压源(U4)、第十二电阻(R12)、第二十一电阻(R21)，所述反馈光耦(U3) 包括发光二极管以及光敏元件，所述光敏元件的集电极与电源芯片(U2)的第二引脚连接，所述第十二电阻(R12)的一端与第二十一电阻(R21)的一端以及第四稳压源(U4)的公共端连接，第二十一电阻(R21)的另一端与第四稳压源(U4)的输入端连接，第四稳压源(U4)的输出端与所述发光二极管的输出端连接，当所述第二十一电阻(R21)的电压大于所述第四稳压源(U4) 的预设电压时，所述发光二极管产生光信号，所述光敏元件接收所述光信号并转换为电信号，反馈至所述电源芯片(U2)以控制所述电源芯片(U2)的输出功率；

所述恒流反馈电路包括反馈光耦(U3)、三极管(Q3)、第十九电阻(R19)、第二十电阻(R20)，所述第二十电阻(R20)的一端与所述三极管(Q3)的基极连接，所述第十九电阻(R19)的一端与三极管(Q3)的集电极连接，另一端与发光二极管的输出端连接，当所述第二输出端的输出电流超过预设最大电流时，所述三极管(Q3)导通，所述发光二极管产生光信号，所述光敏元件接收所述光信号并转换为电信号，反馈至所述电源芯片(U2) 以控制所述电源芯片(U2)的输出功率。

进一步的，还包括主电路，所述主电路包括变压器(P1)、第一输入电路、第二输出电路以及第三输出电路，所述变压器 (P1)包括多个绕组，所述第一输入电路、第二输出电路以及第三输出电路分别通过各个绕组与所述变压器(P1)连接，所述第二输出电路用于为所述反馈光耦(U3)供电，所述第三输出电路包括第一输出端(U0+)以及第二输出端(U0—)。

进一步的，所述第一输出端(U0+)与所述第十二电阻(R12) 的另一端连接，所述第二输出端(U0-)分别与所述第二十电阻 (R20)的另一端以及第二十一电阻(R21)的另一端连接。

进一步的，所述第一输入电路包括第一输入端(Uin)以及第二接地端(GND2)，所述第一输入端(Uin)与所述第二接地端 (GND2)之间分别连接有保护二极管(D6)、滤频电容(C4)以及储能电容(C3)，所述第一输入端(Uin)与所述变压器(P1) 的第一绕组以及第四二极管(D4)的输出端连接，第四二极管(D4) 的输入端与所述变压器(P1)的第三绕组以及第一MOS管(Q1) 的漏极连接，所述第一MOS管(Q1)的源极与所述电源芯片(U2) 的第三引脚以及第二接地端(GND2)连接，所述第一MOS管(Q1) 的栅极与第四电阻(R4)的一端以及第二接地端(GND2)连接，所述第四电阻(R4)的另一端与电源芯片(U2)的第五引脚连接，所述第四电阻(R4)并联有第五二极管(D5)。

进一步的，所述变压器(P1)的第五绕组与第九二极管(D9) 的输入端连接，所述第九二极管(D9)的输出端与电源芯片(U2) 的第六引脚连接。

进一步的，所述第二输出电路包括第七二极管(D7)、第二三极管(Q2)以及第一稳压源(U1)，所述第七二极管(D7)的输入端与所述变压器(P1)的第八绕组连接，所述第七二极管(D7) 的输出端与第二三极管(Q2)的集电极连接，所述第二三极管(Q2) 的发射极与所述反馈光耦(U2)连接，所述第二三极管(Q2)的基极与第一稳压源(U1)的输出端连接，第一稳压源(U1)的输入端分别与变压器(P1)的第七绕组以及第一接地端(GND)连接。所述第一稳压源(U1)的公共端与输入端之间还连接有第十一电阻(R11)，所述第一稳压源(U1)的公共端与所述第二三极管(Q2)的发射极之间还连接有第九电阻(R9)。

进一步的，所述第三输出电路包括二极管组件、第一电感 (L1)以及第三电阻(R3)，所述二极管组件的输入端与所述变压器(P1)的第十一绕组以及第十二绕组连接，所述二极管组件的输出端与所述第一电感(L1)的输入端连接，所述第一输出电感(L1)的输出端作为所述第一输出端(U0+)，所述电阻(R3) 的一端作为第二输出端(U0-)，另一端与变压器(P1)的第八绕组以及第九绕组连接。

进一步的，所述恒压反馈电路还包括第十三电阻(R13)、第十六电阻(R16)、第十八电阻(R18)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第十五电容(C15)，所述第十五电容(C15)的一端与第十九电阻(R19)连接，另一端接入第十二电阻(R12) 与第二十一电阻(R21)之间，所述第十八电阻(R18)与第十二电容(C12)串联之后，再与所述第十五电容(C15)并联，所述第十三电阻(R13)的一端接入所述第二输出电路，另一端与所述发光二极管的输入端以及第十六电阻(R16)的一端连接，所述第十六电阻(R16)的另一端与所述发光二极管的输出端连接，所述第十一电容(C11)的一端接入所述光敏元件的集电极与所述电源芯片(U2)的第二引脚之间，另一端与所述光敏元件的发射极连接之后，再与所述第二接地端(GND2)连接。

进一步的，所述恒流反馈电路还包括第十一电容(C11)以及第十六电阻(R16)。

进一步的，所述电源芯片(U2)的第三引脚与第四引脚之间连接有第十三电容(C13)，所述第四引脚接地，所述第三引脚与所述第一MOS管(Q1)的源极之间还连接有第十七电阻(R17)。

采用本实用新型，具有恒压恒流反馈的优点，输出电压和输出电流的最大值可控，不会随着输入电压的变化而发生变化，同时在通过恒流电路进行反馈时，能够通过降低输出电压的方式控制输出电流，且反馈光耦单独进行供电，不会受到输出电压大小变化的影响，反馈的可靠性更高。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方式提供的一种恒压恒流反馈的反激电源电路主电路原理图；

图2是本实用新型一个实施方式提供的一种恒压恒流反馈的反激电源电路的恒压恒流反馈电路原理图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

参考图2，本实施例提供了一种恒压恒流反馈的反激电源电路的恒压反馈电路以及恒流反馈电路，其中，恒压反馈电路与恒流反馈电路共同组成一个恒压恒流反馈电路。

该恒压恒流反馈电路包括：恒压反馈电路、恒流反馈电路以及电源芯片U2；

恒压反馈电路包括反馈光耦U3、第四稳压源U4、第十二电阻R12、第二十一电阻R21，反馈光耦U3包括发光二极管以及光敏元件，光敏元件的集电极与电源芯片U2的第二引脚连接，第十二电阻R12的一端与第二十一电阻R21的一端以及第四稳压源 U4的公共端连接，第二十一电阻R21的另一端与第四稳压源U4 的输入端连接，第四稳压源U4的输出端与发光二极管的输出端连接，当第二十一电阻R21的电压大于第四稳压源U4的预设电压时，发光二极管产生光信号，光敏元件接收光信号并转换为电信号，反馈至电源芯片U2以控制电源芯片U2的输出功率；

恒流反馈电路包括反馈光耦U3、三极管Q3、第十九电阻R19、第二十电阻R20，第二十电阻R20的一端与三极管Q3的基极连接，第十九电阻R19的一端与三极管Q3的集电极连接，另一端与发光二极管的输出端连接，当第二输出端的输出电流超过预设最大电流时，三极管Q3导通，发光二极管产生光信号，光敏元件接收光信号并转换为电信号，反馈至电源芯片U2以控制电源芯片U2的输出功率。

本实施例中，恒压反馈用于防止输出电压超过第四稳压源U4 的预设电压，其中，以第四稳压源U4提供的预设电压为2.5V为例，输出电压为第十二电阻R12与第二十一电阻R21两者的电压之和，当第二十一电阻R21两端的电压大于第四稳压源U4的预设电压时，则输出电压必定大于预设电压，此时通过反馈光耦U3 进行反馈，降低电源芯片U2的输出功率，相应的降低输出电压。

另一方面，当第二十一电阻R21两端的电压小于第四稳压源 U4的预设电压时，此时电源芯片U2不会接受到反馈光耦U3的反馈信号，电源芯片U2的输出功率将不会降低。

本实施例中，电源芯片U2的型号为NCP1207A，反馈光耦U3 的型号为PS2501，第四稳压源U4的型号为TL431，第四稳压源 U4提供的预设电压为2.5V，第三三极管Q3的型号为SS8050，其中输送给反馈光耦U3的输出电源经过第一稳压源U1稳压之后，电压稳定在7.5V。

本实施例中，第十二电阻R12以及第二十一电阻R21用于对输出电压进行分压，第十二电阻R12采用的阻值为39K，第二十一电阻R21采用的阻值为10K。

本实施例中，恒压反馈电路还包括第十三电阻R13、第十六电阻R16、第十八电阻R18、第十一电容C11、第十二电容C12、第十五电容C15，第十五电容C15的一端与第十九电阻R19连接，另一端接入第十二电阻R12与第二十一电阻R21之间，第十八电阻R18与第十二电容C12串联之后，再与第十五电容C15并联，第十三电阻R13的一端接入第二输出电路，另一端与发光二极管的输入端以及第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端与发光二极管的输出端连接，第十一电容C11的一端接入光敏元件的集电极与电源芯片U2的第二引脚之间，另一端与光敏元件的发射极连接之后，再与第二接地端GND2连接。

需要了解的是，恒压反馈电路与恒流反馈电路并非独立分隔的不同电路，而是一个整体，其中恒压反馈电路中的第十一电容 C11以及第十六电阻R16也应用到了恒流反馈电路中，且图2中恒压反馈电路中的元件也与恒流反馈电路中的元件存在互相连接的关系。

参考图2以及图1，本实施例中，恒流反馈电路中的第三三极管Q3的电压需要达到一定值才能够导通，例如当第三三极管 Q3的电压大于或等于0.7V时，此时第三三极管Q3导通，流过反馈光耦U3的电流增加，将产生反馈信号反馈至电源芯片U2,从而降低电源芯片U2的输出功率，而电源芯片U2的输出功率越小，输出至第三三极管Q3的电压也将相应的变小。

而第三三极管Q3的电压需要由流过第三电阻R3的电流决定，例如当第三电阻R3的电阻为150mΩ时，需要电流达到5A才能使得第三三极管Q3的电压为0.75V，大于0.7V，从而才能够导通，即通过第三三极管Q3控制输出电压的大小，从而使得流经第三电阻R3的电流不超过5A，达到恒流的目的。

参考图1以及图2，本实施提供了一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其中还包括主电路，主电路包括变压器P1、第一输入电路、第二输出电路以及第三输出电路，变压器P1包括多个绕组，第一输入电路、第二输出电路以及第三输出电路分别通过各个绕组与变压器P1连接，第二输出电路用于为反馈光耦U3供电，第三输出电路包括第一输出端U0+以及第二输出端U0-。

第一输入电路包括第一输入端Uin以及第二接地端GND2，第一输入端Uin与第二接地端GND2之间分别连接有保护二极管D6、滤频电容C4以及储能电容C3，第一输入端Uin与变压器P1的第一绕组以及第四二极管D4的输出端连接，第四二极管D4的输入端与变压器P1的第三绕组以及第一MOS管Q1的漏极连接，第一 MOS管Q1的源极与电源芯片U2的第三引脚以及第二接地端GND2 连接，第一MOS管Q1的栅极与第四电阻R4的一端以及第二接地端GND2连接，第四电阻R4的另一端与电源芯片U2的第五引脚连接，第四电阻R4并联有第五二极管D5。

保护二极管D6在第一输入端Uin反接时，能够保护整个电路，滤频电容C4用于滤除高频杂波，减少干扰，电容C3用于储能。保护二极管D6、电容C4以及电容C3互相并联。

在本实施例中，在第一MOS管Q1的源极与第二接地端GND2 之间，还接有第七电阻R7，第一MOS管Q1的栅极与第二接地端 GND2之间还接有电阻R5，且R5的阻值为10K，R7的阻值为1Ω。

本实施例中，变压器P1的第五绕组与第九二极管D9的输入端连接，所述第九二极管D9的输出端与电源芯片U2的第六引脚连接。

变压器P1的第五绕组与电源芯片U2连接，以对电源芯片U2 进行供电，设置第九二极管D9用于防止电流反向，其中，第九二极管D9的输出端与电源芯片U2的第六引脚之间还连接有电解电容C14，电解电容C14的另一端接地。

电源芯片U2的第八引脚为第一输入端Uin，当电源芯片U2 的功率下降时，相应的第一输出端Uin的输出电压或电流也将下降。

本实施例中，第二输出电路包括第七二极管D7、第二三极管 Q2以及第一稳压源U1，第七二极管D7的输入端与变压器P1的第八绕组连接，第七二极管D7的输出端与第二二极管Q3的集电极连接，第二二极管Q3的发射极与反馈光耦U2连接，第二二极管Q3的基极与第一稳压源U1的输出端连接，第一稳压源U1的输入端分别与变压器P1的第七绕组以及第一接地端GND连接。第一稳压源U1的公共端与输入端之间还连接有第十一电阻R11，第一稳压源U1的公共端与第二三极管Q2的发射极之间还连接有第九电阻R9。

第一稳压源U1用以进行稳压，使得第二三极管Q2的发射极输出的电压稳定在一个固定的值，以图2为例，该电压为7.5V，从而能够为反馈光耦U3提供稳定的电压输入，保证反馈光耦U3 不受电压变化的影响。

可进一步的参考图2，第七二极管D7的输出端还连接有第十电容C10，第十电容C10的另一端与变压器P1的第七绕组连接之后，再接入第一接地端GND。其中，第十电容C10还并联有第十电阻R10。在第二三极管Q2的发射极与第十三电阻R13之间还连接有第九电容C9，第九电容C9的另一端与变压器第七绕组连接之后接入第一接地端GND。

本实施例中，第三输出电路包括二极管组件、第一电感L1以及第三电阻R3，二极管组件的输入端与变压器P1的第十一绕组以及第十二绕组连接，二极管组件的输出端与第一电感L1的输入端连接，第一输出电感L1的输出端作为第一输出端U0+，电阻 R3的一端作为第二输出端U0-，另一端与变压器P1的第八绕组以及第九绕组连接。

其中，二极管组件包括三个互相并联的第一二极管D1、第二二极管D2以及第三二极管D3，图1中，二极管组件还并联有第一电阻R1和第一电容C1，且第一电阻R1与第一电容C1串联。

图1中，第三输出电路还包括第一电容C5、第六电容C6、第七电解C7以及第八电解C8，其连接关系可参考图1，本说明书不做文字描述。

本实施例中，电源芯片U2的第三引脚与第四引脚之间连接有第十三电容C13，第四引脚接地，第三引脚与第一MOS管Q1的源极之间还连接有第十七电阻R17。

本反激电源电路具有恒压恒流反馈的优点，输出电压和输出电流的最大值可控，且都不会随输入电压的变化而变化，反馈光耦采用独立供电，不会受到输出电压U0的影响，使得反馈的稳定性以及可靠性得到提高，而在恒流反馈电路中，采用降低输出电压的方式来控制输出电流，达到恒流反馈的目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，包括：恒压反馈电路、恒流反馈电路以及电源芯片(U2)；

所述恒压反馈电路包括反馈光耦(U3)、第四稳压源(U4)、第十二电阻(R12)、第二十一电阻(R21)，所述反馈光耦(U3)包括发光二极管以及光敏元件，所述光敏元件的集电极与电源芯片(U2)的第二引脚连接，所述第十二电阻(R12)的一端与第二十一电阻(R21)的一端以及第四稳压源(U4)的公共端连接，第二十一电阻(R21)的另一端与第四稳压源(U4)的输入端连接，第四稳压源(U4)的输出端与所述发光二极管的输出端连接，当所述第二十一电阻(R21)的电压大于所述第四稳压源(U4)的预设电压时，所述发光二极管产生光信号，所述光敏元件接收所述光信号并转换为电信号，反馈至所述电源芯片(U2)以控制所述电源芯片(U2)的输出功率；

所述恒流反馈电路包括反馈光耦(U3)、三极管(Q3)、第十九电阻(R19)、第二十电阻(R20)，所述第二十电阻(R20)的一端与所述三极管(Q3)的基极连接，所述第二十电阻(R20)的另一端连接有第二输出端(U0-)，所述第十九电阻(R19)的一端与三极管(Q3)的集电极连接，另一端与发光二极管的输出端连接，当所述第二输出端(U0-)的输出电流超过预设最大电流时，所述三极管(Q3)导通，所述发光二极管产生光信号，所述光敏元件接收所述光信号并转换为电信号，反馈至所述电源芯片(U2)以控制所述电源芯片(U2)的输出功率。

2.根据权利要求1所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，还包括主电路，

所述主电路包括变压器(P1)、第一输入电路、第二输出电路以及第三输出电路，所述变压器(P1)包括多个绕组，所述第一输入电路、第二输出电路以及第三输出电路分别通过各个绕组与所述变压器(P1)连接，所述第二输出电路用于为所述反馈光耦(U3)供电，所述第三输出电路包括第一输出端(U0+)以及第二输出端(U0—)。

3.根据权利要求2所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述第一输出端(U0+)与所述第十二电阻(R12)的另一端连接，所述第二输出端(U0-)分别与所述第二十电阻(R20)的另一端以及第二十一电阻(R21)的另一端连接。

4.根据权利要求2所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述第一输入电路包括第一输入端(Uin)以及第二接地端(GND2)，所述第一输入端(Uin)与所述第二接地端(GND2)之间分别连接有保护二极管(D6)、滤频电容(C4)以及储能电容(C3)，所述第一输入端(Uin)与所述变压器(P1)的第一绕组以及第四二极管(D4)的输出端连接，第四二极管(D4)的输入端与所述变压器(P1)的第三绕组以及第一MOS管(Q1)的漏极连接，所述第一MOS管(Q1)的源极与所述电源芯片(U2)的第三引脚以及第二接地端(GND2)连接，所述第一MOS管(Q1)的栅极与第四电阻(R4)的一端以及第二接地端(GND2)连接，所述第四电阻(R4)的另一端与电源芯片(U2)的第五引脚连接，所述第四电阻(R4)并联有第五二极管(D5)。

5.根据权利要求2所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述变压器(P1)的第五绕组与第九二极管(D9)的输入端连接，所述第九二极管(D9)的输出端与电源芯片(U2)的第六引脚连接。

6.根据权利要求2所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述第二输出电路包括第七二极管(D7)、第二三极管(Q2)以及第一稳压源(U1)，所述第七二极管(D7)的输入端与所述变压器(P1)的第八绕组连接，所述第七二极管(D7)的输出端与第二三极管(Q2)的集电极连接，所述第二三极管(Q2)的发射极与所述反馈光耦(U2)连接，所述第二三极管(Q2)的基极与第一稳压源(U1)的输出端连接，第一稳压源(U1)的输入端分别与变压器(P1)的第七绕组以及第一接地端(GND)连接，所述第一稳压源(U1)的公共端与输入端之间还连接有第十一电阻(R11)，所述第一稳压源(U1)的公共端与所述第二三极管(Q2)的发射极之间还连接有第九电阻(R9)。

7.根据权利要求2所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述第三输出电路包括二极管组件、第一电感(L1)以及第三电阻(R3)，所述二极管组件的输入端与所述变压器(P1)的第十一绕组以及第十二绕组连接，所述二极管组件的输出端与所述第一输出电感(L1)的输入端连接，所述第一输出电感(L1)的输出端作为所述第一输出端(U0+)，所述电阻(R3)的一端作为第二输出端(U0-)，另一端与变压器(P1)的第八绕组以及第九绕组连接。

8.根据权利要求4所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述恒压反馈电路还包括第十三电阻(R13)、第十六电阻(R16)、第十八电阻(R18)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第十五电容(C15)，所述第十五电容(C15)的一端与第十九电阻(R19)连接，另一端接入第十二电阻(R12)与第二十一电阻(R21)之间，所述第十八电阻(R18)与第十二电容(C12)串联之后，再与所述第十五电容(C15)并联，所述第十三电阻(R13)的一端接入所述第二输出电路，另一端与所述发光二极管的输入端以及第十六电阻(R16)的一端连接，所述第十六电阻(R16)的另一端与所述发光二极管的输出端连接，所述第十一电容(C11)的一端接入所述光敏元件的集电极与所述电源芯片(U2)的第二引脚之间，另一端与所述光敏元件的发射极连接之后，再与所述第二接地端(GND2)连接。

9.根据权利要求8所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述恒流反馈电路还包括第十一电容(C11)以及第十六电阻(R16)。

10.根据权利要求4所述的一种恒压恒流反馈的反激电源电路，其特征在于，所述电源芯片(U2)的第三引脚与第四引脚之间连接有第十三电容(C13)，所述第四引脚接地，所述第三引脚与所述第一MOS管(Q1)的源极之间还连接有第十七电阻(R17)。