CN209823646U - 开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种开关电源电路，包括：第一变压器，其次级线圈具有第三端、第四端和通过抽头引出的第五端；第一级输出电路，包括第一稳压管、负载组件，第三端和第五端经整流滤波后分别引出第一正输出端和第二正输出端，第四端引出负输出端，第一正输出端与第一稳压管的阴极连接，第一稳压管的阳极通过一电阻与负载组件的输入端连接，第二正输出端也与负载组件的输入端连接，负载组件的输出端与第四端连接；第二变压器，其初级线圈与第三端和第四端连接。上述开关电源电路，第一级输出电路接入负载组件，可以在第一级输出电路不外接负载时人能为第二变压器提供功率，使第二变压器正常工作。

Description

开关电源电路

技术领域

本申请涉及电源领域，特别是涉及一种开关电源电路。

背景技术

开关电源电路为拓展输出端，通常使用两级变压器，使第二级变压器的初级线圈连接于第一级变压器的次级线圈。为了保证第二级变压器正常工作，与第二级变压器连接的第一级变压器的次级线圈需具有一定的输出功率。在一些实际应用中，若第一级变压器输出端不接负载，则第一级变压器次级线圈的功率基本为零，从而使得第二级变压器难以正常工作，第二级输出电路的输出电压达不到要求。

实用新型内容

基于此，有必要针对开关电源使用两级变压器时，第一级变压器若不接负载，会影响第二级变压器的正常工作的技术问题，提出一种新的开关电源电路。

一种开关电源电路，包括：

第一变压器，具有初级线圈和次级线圈，所述第一变压器的初级线圈具有第一端和第二端，所述次级线圈具有第三端、第四端和通过抽头引出的第五端，所述第二端、第三端和第五端互为同名端；

输入电路和主控电路，与所述初级线圈连接以形成初级支路，所述主控电路包括开关管，所述主控电路用于通过所述开关管控制所述初级支路的通断；

第一级输出电路，包括第一稳压管、负载组件和连接于所述第三端和所述第四端之间的整流滤波电路以及连接于所述第五端和所述第四端之间的整流滤波电路，所述第三端和所述第五端经整流滤波后分别引出第一正输出端和第二正输出端，所述第四端引出负输出端，所述第一正输出端与所述第一稳压管的阴极连接，所述第一稳压管的阳极通过一电阻与所述负载组件的输入端连接，所述第二正输出端也与所述负载组件的输入端连接，所述负载组件的输出端与所述第四端连接；

第二变压器，具有初级线圈和次级线圈，所述第二变压器的初级线圈与所述第一变压器的次级线圈的第三端和第四端连接；

第二级输出电路，与所述第二变压器的次级线圈连接。

在其中一个实施例中，所述负载组件为三端稳压器。

在其中一个实施例中，所述第二变压器的初级线圈具有第六端和第七端，所述第六端与所述第三端连接，所述第七端与所述第四端连接，所述第二变压器的次级线圈具有第八端、第九端和通过抽头引出的第十端，所述第八端、第十端与所述第六端互为同名端，所述第二级输出电路包括连接于所述第八端和所述第十端之间的整流滤波电路以及连接于所述第九端和所述第十端之间的整流滤波电路。

在其中一个实施例中，所述第二变压器具有多个所述次级线圈，各所述次级线圈分别连接有一个所述第二级输出电路。

在其中一个实施例中，所述开关电源电路包括多个所述第二变压器。

在其中一个实施例中，所述输入电路具有正输入端和负输入端，且所述输入电路包括电容、电阻、第二稳压管和二极管，其中，所述第二稳压管的阳极与所述正输入端和所述初级线圈的第一端连接，所述第二稳压管的阴极与所述二极管的阴极连接，所述二极管的阳极与所述初级线圈的第二端连接，所述初级线圈的第二端与所述主控电路连接，所述电阻和所述电容并联于所述第二稳压管的两端。

在其中一个实施例中，所述主控电路为开关电源控制芯片。

在其中一个实施例中，所述第一变压器还包括辅助线圈，所述辅助线圈包括第十一端和第十二端，所述第十一端和所述第二端互为同名端，所述第十一端与所述开关电源控制芯片连接以为所述开关电源控制芯片提供驱动电压。

在其中一个实施例中，所述第十二端和所述第四端均接地，且第十二端和所述第四端之间接有电容。

在其中一个实施例中，所述第一变压器与所述第二变压器之间接有电容。

上述开关电源电路，具有第一变压器和第二变压器，第二变压器的初级线圈与第一变压器的次级线圈的主输出端连接以扩展输出端口。在与第一变压器连接的第一级输出电路中，包括有负载组件，负载组件的输入端一方面与次级线圈的抽头连接，另一方面通过稳压管与次级线圈的主输出端连接。当第一级输出电路正常接入负载时，该次级线圈具有一定的功率，使得第二变压器正常工作，此时，稳压管处于截止状态，负载组件与抽头连接；而当第一级输出电路未接负载时，稳压管两端电势超过稳压管的击穿电压，使得稳压管导通，负载组件与次级线圈的主输出端连接，使得次级线圈主输出端与负载组件形成一闭合通路。由于负载组件具有一定的阻值，负载组件接入主输出端后，与第二变压器连接的次级线圈具有一定的输出功率，从而确保第二变压器正常工作。因此，在本申请中，无论第一级输出电路是否与负载连接，都能维持第二级输出电路的正常输出。

附图说明

图1为本申请一实施例中开关电源电路的框架示意图；

图2为本申请一具体实施例中开关电源电路的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的可选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。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。

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。

在一实施例中，如图1和图2所示，开关电源电路包括第一变压器TI、第二变压器T2、输入电路100、主控电路200、第一级输出电路300和第二级输出电路400；其中，第一变压器TI具有初级线圈和次级线圈，其初级线圈具有第一端1和第二端2，其次级线圈具有第三端3、第四端4和通过抽头引出的第五端5，次级线圈的第三端3、第五端5与初级线圈的第二端2互为同名端；初级线圈的第一端1与输入电路100连接，第二端2与主控电路200连接，初级线圈、输入电路100和主控电路200形成初级支路；其中，主控电路200包括有开关管，主控电路200具体是其中的开关管接入该初级支路，主控电路200通过该开关管来控制该初级支路的通断；第一级输出电路300包括连接于第三端3和第四端4之间的整流滤波电路以及连接于第五端5和第四端4之间的整流滤波电路，次级线圈的第三端3和第四端4通过整流滤波后形成第一级主输出端，其中，第三端3引出该第一级主输出端的正输出端，定义为第一正输出端，第四端4引出该第一级主输出端的负输出端，次级线圈的第五端5和第四端4通过整流滤波后形成第一级次输出端，其中，第五端5引出该第一级次输出端的正输出端，定义为第二正输出端，第四端4引出该第一级次输出端的负输出端；第一级输出电路300还包括第一稳压管VZ1和负载组件U1，第一正输出端与第一稳压管VZI的阴极连接，第一稳压管VZ1的阳极与负载组件U1的输入端连接，第二正输出端也与负载组件U1的输入端连接，负载组件U1的输出端与次级线圈的第四端4连接；第二变压器T2具有初级线圈和次级线圈，其初级线圈与第一变压器T1的次级线圈的第三端3和第四端4连接，第二变压器T2的次级线圈与第二级输出电路400连接。

上述开关电源电路，利用第二变压器与第一变压器的次级线圈连接以扩展输出端口，且第一变压器和第二变压器能增强输出端与输入电路之间的隔离，提升电气安全性。同时，第一变压器的次级线圈采用抽头形式，其具有第三至第五端，其中的第三端和第四端作为第一级主输出端与第二变压器连接，为第二变压器提供初级功率，当该初级功率大于零时，第二变压器才能正常功率并通过第二输出电路输出所需电压。在本申请中第一级输出电路包括还负载组件和第一稳压管，负载组件一方面直接连接于第一级次输出端之间，另一方面还通过第一稳压管连接于第一级主输出端之间。当第一级主输出端之间正常外接负载时，与第二变压器连接的次级线圈具有一定的输出功率，即第二变压器的初级线圈具有一定的功率，第二级变压器能够正常工作并进行电压的变换，此时，连接于负载组件和第一级主输出端之间的第一稳压管处于截止状态，第一级主输出端未接入负载组件。而当第一级主输出端之间未外接负载，连接于负载组件和第一级主输出端之间的第一稳压管导通，使得第一级主输出端接入负载组件，形成闭合回路，此时，即使第一级主输出端未外接负载，与第二变压器连接的次级绕组也因与负载组件形成闭合回路而具有一定的输出功率，保证第二级变压器的正常工作。

在一实施例中，上述负载组件U1为三端稳压器，三端稳压器的接地端作为该负载组件U1的输出端与次级线圈的第四端4连接，且三端稳压器实际的电压输出端可与其他工作模块如CPU连接以为其他工作模块提供稳定的电压。

在一实施例中，如图2所示，在第一级输出电路300中，连接于次级线圈的第三端3和第四端4之间的整流滤波电路包括整流二极管D31、无极性滤波电容C31和极性滤波电容C32，其中，整流二极管D31的阳极与第三端3连接，其阴极与第四端4之间并联有无极性滤波电容C31和极性滤波电容C32，且其阴极引出第一级主输出端的第一正输出端并与第一稳压管VZ1的阴极连接，第四端4引出负输出端，具体可接地，第一正输出端与负输出端形成第一级主输出端，用于外接负载。同理，在第一级输出电路300中，连接于次级线圈的第三端5和第四端4之间的整流滤波电路也包括整流二极管D32、无极性滤波电容C33和极性滤波电容C34，其中，整流二极管D32的阳极与第三端3连接，其阴极与第四端4之间并联有无极性滤波电容C33和极性滤波电容C34，且其阴极引出第一级次输出端的第二正输出端，第四端4引出负输出端，具体可接地，第二正输出端与负输出端形成第一级次输出端，也可用于外接负载。

在一实施例中，第二变压器T2的初级线圈具有第六端6和第七端7，其中，第六端6与第一变压器T1的次级线圈的第三端3连接，第七端7与第一变压器T1的次级线圈的第四端4连接，具体的，第四端4和第七端7均可接地。第二变压器T2的次级线圈具有第八端8、第九端9和通过抽头引出的第十端10，其中，第八端8和第十端10与第六端6互为同名端，第二级输出电路400包括连接于第八端8和第九端9之间的整流滤波电路以及连接于第十端10和第九端9之间的整流滤波电路。具体的，在第二级输出电路400中，连接于次级绕组第八端8和第九端9之间的整流滤波电路包括整流二极管D41、无极性滤波电容C41和极性滤波电容C42，其中，整流二极管D41的阳极与第八端8连接，其阴极与第九端9之间并联有上述无极性滤波电容C41和极性滤波电容C42，即整流二极管D41的阴极和次级绕组第九端9引出第二级输出电路的第二级主输出端。同理，连接于次级绕组第十端10和第九端9之间的整流滤波电路包括整流二极管D42、无极性滤波电容C43和极性滤波电容C44，其中，整流二极管D42的阳极与第十端10连接，其阴极与第九端9之间并联有上述无极性滤波电容C43和极性滤波电容C44，即整流二极管D42的阴极和次级绕组第九端9引出第二级输出电路的第二级次输出端。在本实施例中，第二变压器T2的次级线圈采用抽头形式，可引出多个输出端。在一实施例中，第二变压器T2可具有多个上述次级线圈，进一步扩充单个变压器所引出的输出端。在一实施例中，本开关电源电路可具有多个上述第二变压器T2，连接的第二变压器越多，扩充的输出端也就越多，可根据具体需求设定。

在一实施例中，第一变压器T1与第二变压器T2之间还接有电容C2，具体的，可为第二变压器T2的第六端6与第一变压器T1的第三端3之间接有电容C2。当变压器的线圈电感量比较小，如低电压隔离变压器，多个变压器并联拓展后其感抗变得更小，当电源带负载启动时，电路电流较大，而开关电源中的开关管通常具有过流保护电路，此时，容易触发其过流保护。为避免触发过流保护，一般在设计时需加大工作电流的余量，但这种做法会增加成本。在本实施例中，第一变压器通过电容与第二变压器连接，可适当增加电路阻抗，从而解决上述容易启动过流保护的问题。

在一实施例中，输入电路100具有正输入端和负输入端，其正输入端与电源正极连接，其负输入端与电源负极连接，具体的，其负输入端可接地。输入电路100包括电容C11、电阻R11、第二稳压管VZ2和二极管D11，其中，第二稳压管VZ2的阳极与正输入端和第一变压器TI的初级线圈的第一端1连接，第二稳压管VZ2的阴极与二极管D11的阴极连接，二极管D11的阳极与初级线圈的第二端2连接，初级线圈的第二端2与主控电路200连接，电阻R11和电容C11并联于第二稳压管VZ2的两端。在本实施例中，上述输入电路可形成保护电路，抑制输入端的瞬态电压。在一实施例中，主控电路200选用集成的开关电源芯片，该开关电源芯片内部集成有开关管和对开关管进行控制的控制电路。在一实施例中，第一变压器T1还包括辅助线圈，辅助线圈包括第十一端11和第十二端12，其中，辅助线圈的第十一端11与初级线圈的第二端2互为同名端，第十一端11与上述开关电源控制芯片连接以为其提供驱动电压。在一实施例中，辅助线圈的第十二端12和次级线圈的第四端4均接地，且辅助线圈的第十二端12和次级线圈的第四端4之间接有电容以提升电磁兼容性。

在一实施例中，上述开关电源电路还包括反馈调节电路500，连接于第一级输出电路300的第一正输出端和主控电路200之间，用于采集第一级输出电路的电压并输送给主控电路200，主控电路200用于根据所采集的电压调节其内部开关管的占空比，从而维持输出电压的稳定。

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

Claims (10)

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：

第一变压器，具有初级线圈和次级线圈，所述第一变压器的初级线圈具有第一端和第二端，所述次级线圈具有第三端、第四端和通过抽头引出的第五端，所述第二端、第三端和第五端互为同名端；

输入电路和主控电路，与所述初级线圈连接以形成初级支路，所述主控电路包括开关管，所述主控电路用于通过所述开关管控制所述初级支路的通断；

第一级输出电路，包括第一稳压管、负载组件和连接于所述第三端和所述第四端之间的整流滤波电路以及连接于所述第五端和所述第四端之间的整流滤波电路，所述第三端和所述第五端经整流滤波后分别引出第一正输出端和第二正输出端，所述第四端引出负输出端，所述第一正输出端与所述第一稳压管的阴极连接，所述第一稳压管的阳极通过一电阻与所述负载组件的输入端连接，所述第二正输出端也与所述负载组件的输入端连接，所述负载组件的输出端与所述第四端连接；

第二变压器，具有初级线圈和次级线圈，所述第二变压器的初级线圈与所述第一变压器的次级线圈的第三端和第四端连接；

第二级输出电路，与所述第二变压器的次级线圈连接。

2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述负载组件为三端稳压器。

3.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述第二变压器的初级线圈具有第六端和第七端，所述第六端与所述第三端连接，所述第七端与所述第四端连接，所述第二变压器的次级线圈具有第八端、第九端和通过抽头引出的第十端，所述第八端、第十端与所述第六端互为同名端，所述第二级输出电路包括连接于所述第八端和所述第十端之间的整流滤波电路以及连接于所述第九端和所述第十端之间的整流滤波电路。

4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述第二变压器具有多个所述次级线圈，各所述次级线圈分别连接有一个所述第二级输出电路。

5.如权利要求3或4所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路包括多个所述第二变压器。

6.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述输入电路具有正输入端和负输入端，且所述输入电路包括电容、电阻、第二稳压管和二极管，其中，所述第二稳压管的阳极与所述正输入端和所述初级线圈的第一端连接，所述第二稳压管的阴极与所述二极管的阴极连接，所述二极管的阳极与所述初级线圈的第二端连接，所述初级线圈的第二端与所述主控电路连接，所述电阻和所述电容并联于所述第二稳压管的两端。

7.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述主控电路为开关电源控制芯片。

8.如权利要求7所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一变压器还包括辅助线圈，所述辅助线圈包括第十一端和第十二端，所述第十一端和所述第二端互为同名端，所述第十一端与所述开关电源控制芯片连接以为所述开关电源控制芯片提供驱动电压。

9.如权利要求8所述的开关电源电路，其特征在于，所述第十二端和所述第四端均接地，且第十二端和所述第四端之间接有电容。

10.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一变压器与第二变压器之间接有电容。