CN210111877U - 一种提高pfc开关电源使用效率的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种提高PFC开关电源使用效率的电路，包括整流电路、半桥功率转换电路和次级整流电路，所述整流电路通过半桥功率转换电路与次级整流电路电连接，其特征在于：所述整流电路与半桥功率转换电路之间还设有一PWM开关电源控制电路，所述PWM开关电源控制电路包括电感L3、电感L4、二极管D5A、二极管D5B、主控电路、第一相位补偿电路和第二相位补偿电路。本实用新型通过加入PWM开关电源控制电路，类似于增加一个电阻，使得电流是随着输入电压的变化而变化的，输出较为平滑的直流电压和电流，从而提升电源的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种提高PFC开关电源使用效率的电路。
背景技术
随着科技的发展，现在的电子产品越来越多，大多电子产品都有电源，而这些产品越来越多的使用降压型开关电源(也叫Buck变换器)。这种常规型的电源一般是采用市电直接低频整流后接大容量的电解电容进行滤波再进行功率变换的。这个过程在电路中就是，市电接入至整流电路进行低频整流，再接入大容量的电解电容进行滤波，然后接入至功率转换电路进行转换，最后经过次级整流电路再次进行整流输出电源。
不过在常规的技术中，因为采用的是容性负载，这就造成电源波形严重失真，电压与电流不同步，造成能源利用率低下，并污染电网。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种提高PFC开关电源使用效率的电路，通过增加一个PWM开关电源控制电路，使得电流是随着输入电压的变化而变化的，从而提升电源的利用率。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种提高PFC开关电源使用效率的电路，包括整流电路、半桥功率转换电路和次级整流电路，所述整流电路通过半桥功率转换电路与次级整流电路电连接，所述整流电路与半桥功率转换电路之间还设有一PWM开关电源控制电路，所述PWM开关电源控制电路包括电感L3、电感L4、二极管D5A、二极管D5B、主控电路、第一相位补偿电路和第二相位补偿电路，
所述整流电路的输出端通过串联电感L3和二极管D5A与半桥功率转换电路的输入端连接，所述整流电路的输出端还通过串联电感L4和二极管D5B与半桥功率转换电路的输入端连接，所述整流电路的输入端与主控电路连接，所述主控电路通过第一相位补偿电路与电感L3和二极管D5A的连接端连接，所述主控电路通过第二相位补偿电路与电感L4和二极管D5B的连接端电连接。
优选的，所述主控电路包括主控芯片TL494、MOS管Q3和稳压二极管D2，所述整流电路的输出端串联电阻R22和电阻R30与MOS管Q3的D极连接，所述MOS管Q3的S极通过电阻R17与主控芯片TL494的第8引脚连接，所述主控芯片TL494的第8引脚与稳压二极管D2连接接地，所述MOS管Q3的G极通过电阻R23与电阻R22和电阻R30的连接端连接，所述MOS管Q3的G极通过电阻R24接地，所述电阻24两端并联电容C10，所述电容C10两端并联二极管D6。这样，通过电阻R22、电阻R23、电阻R24和二极管D6给MOS管Q3提供偏置，MOS管Q3导通经电阻R17和稳压二极管D2给主控芯片U1供电8.2V。
优选的，所述第一相位补偿电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q2和MOS管Q1，所述主控芯片TL494的第10引脚与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的正极与电阻R1的第一端和三极管Q2的b极连接，所述二极管D1的负极与三极管Q2的e极、电阻R8的第一端和电阻R9的第一端连接，所述电阻R8的第二端与MOS管Q1的G极和电阻R10的第二端连接，所述电阻R1的第二端、电阻R9的第二端、电阻R10的第二端、三极管Q2的c极和MOS管Q1的S极接地，所述MOS管Q1的D极与电感L3和二极管D5A的连接端连接，所述MOS管Q1的D极还通过串联电阻R14和电容C7接地。
优选的，所述第二相位补偿电路包括二极管D4、电阻R15、电阻R18、电阻R20、电阻R21、三极管Q5和MOS管Q4，所述主控芯片TL494的第9引脚与二极管D4的正极连接，所述二极管D4的正极与电阻R15的第一端和三极管Q5的b极连接，所述二极管D4的负极与三极管Q5的e极、电阻R18的第一端和电阻R20的第一端连接，所述电阻R18的第二端与MOS管Q4的G极和电阻R21的第一端连接，所述电阻R15的第二端、电阻R20的第二端、电阻R21的第二端、三极管Q5的c极和MOS管Q4的S极接地，所述MOS管Q4的D极与电感L4和二极管D5B的连接端连接，所述MOS管Q4的D极还通过串联电阻R19和电容C13接地。
优选的，所述半桥功率转换电路的输入端依次串联电阻R12、电阻R27和电阻R28与主控芯片TL494的第3引脚连接，所述主控芯片TL494的第3引脚通过电阻R29接地，所述主控芯片TL494的第3引脚通过电容C24接地。
优选的，所述主控芯片TL494的第14引脚与第13引脚和第15引脚连接，所述主控芯片TL494的第1引脚通过电阻R4与第14引脚连接，所述主控芯片TL494的第1引脚通过电阻R13接地，所述主控芯片TL494的第2引脚通过电阻R3与第14引脚连接，所述主控芯片TL494的第2引脚通过热敏电阻RTH1接地，所述主控芯片TL494的第4引脚分别通过电阻R2和电解电容C2与第14引脚连接，所述主控芯片TL494的第4引脚通过电阻R11接地，所述主控芯片TL494的第5引脚通过电容C5接地，所述主控芯片TL494的第6引脚通过电阻R16接地，所述主控芯片TL494的第7引脚和第16引脚接地，所述主控芯片TL494的第8引脚与第11引脚和第12引脚连接。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过加入PWM开关电源控制电路，类似于增加一个电阻，使得电流是随着输入电压的变化而变化的，输出较为平滑的直流电压和电流，从而提升电源的利用率；加还设有反馈电路，可以通过芯片TL494调节占空比，输出稳定的电压；TL494芯片上还设有过流保护、温度保护等保护控制电路，保证整个PWM开关电源控制电路的正常运行。
附图说明
图1本实用新型提高PFC开关电源使用效率的电路图；
图2本实用新型PWM开关电源控制电路的电路图；
图3本实用新型整流电路的电路图；
图4本实用新型半桥功率转换电路、次级整流电路和输出端口电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。
如图1-4所示，本实施例涉及一种提高PFC开关电源使用效率的电路，包括整流电路A、半桥功率转换电路C和次级整流电路D，整流电路A通过半桥功率转换电路C与次级整流电路D电连接，次级整流电路D再通过输出端口电路E将处理后的电压信号输出。
在本实施例中，整流电路A与半桥功率转换电路C之间还设有一PWM开关电源控制电路B，PWM开关电源控制电路B包括电感L3、电感L4、二极管D5A、二极管D5B、主控电路B1、第一相位补偿电路B2和第二相位补偿电路B3。
整流电路A的输出端+VB通过串联电感L3和二极管D5A与半桥功率转换电路的输入端VBUS连接，整流电路A的输出端+VB还通过串联电感L4和二极管D5B与半桥功率转换电路的输入端VBUS连接。在实际生产过程中，半桥功率转换电路的输入端VBUS还通过一大容量的电解电容C11接地。在这个过程中，电感L3和电感L4起到储能兼滤波作用，二极管D5A和二极管D5B起到阻断作用，防止电流倒灌。
在本实施例中，整流电路A的输入端+VB与主控电路B1连接，主控电路B1通过第一相位补偿电路B2与电感L3和二极管D5A的连接端连接，主控电路B1通过第二相位补偿电路B3与电感L4和二极管D5B的连接端电连接。主控电路B1输出相反的两个信号，通过第一相位补偿电路B2和第二相位补偿电路B3将其补偿回来，使电流和电压信号达到同一相位上。
具体的来说，主控电路包括主控芯片U1TL494、MOS管Q3和稳压二极管D2，整流电路的输出端串联电阻R22和电阻R30与MOS管Q3的D极连接，MOS管Q3的S极通过电阻R17与主控芯片U1TL494的第8引脚连接，主控芯片U1TL494的第8引脚与稳压二极管D2连接接地，MOS管Q3的G极通过电阻R23与电阻R22和电阻R30的连接端连接，MOS管Q3的G极通过电阻R24接地，电阻24两端并联电容C10，电容C10两端并联二极管D6。通过电阻R22、电阻R23、电阻R24和二极管D6给MOS管Q3提供偏置，MOS管Q3导通经电阻R17和稳压二极管D2给主控芯片U1供电8.2V。
第一相位补偿电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q2和MOS管Q1，主控芯片U1TL494的第10引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的正极与电阻R1的第一端和三极管Q2的b极连接，二极管D1的负极与三极管Q2的e极、电阻R8的第一端和电阻R9的第一端连接，电阻R8的第二端与MOS管Q1的G极和电阻R10的第二端连接，电阻R1的第二端、电阻R9的第二端、电阻R10的第二端、三极管Q2的c极和MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极与电感L3和二极管D5A的连接端连接，MOS管Q1的D极还通过串联电阻R14和电容C7接地。
第二相位补偿电路包括二极管D4、电阻R15、电阻R18、电阻R20、电阻R21、三极管Q5和MOS管Q4，主控芯片U1TL494的第9引脚与二极管D4的正极连接，二极管D4的正极与电阻R15的第一端和三极管Q5的b极连接，二极管D4的负极与三极管Q5的e极、电阻R18的第一端和电阻R20的第一端连接，电阻R18的第二端与MOS管Q4的G极和电阻R21的第一端连接，电阻R15的第二端、电阻R20的第二端、电阻R21的第二端、三极管Q5的c极和MOS管Q4的S极接地，MOS管Q4的D极与电感L4和二极管D5B的连接端连接，MOS管Q4的D极还通过串联电阻R19和电容C13接地。
在本实施例中，为了调节电压，在半桥功率转换电路的输入端与主控芯片U1TL494之间还设有反馈电路。具体的为：在半桥功率转换电路的输入端依次串联电阻R12、电阻R27和电阻R28与主控芯片U1TL494的第3引脚连接，主控芯片U1TL494的第3引脚通过电阻R29接地，主控芯片U1TL494的第3引脚通过电容C24接地。通过反馈电路，主控芯片U1TL494调节占空比，输出需要的稳定的电压。
在本实施例中，主控芯片U1TL494的第14引脚可以向外提供5V基准电源，它内部有两个误差放大器可以用来反馈调节，比如过流保护、温度保护等保护控制电路。具体的为：主控芯片U1TL494的第14引脚与第13引脚和第15引脚连接，主控芯片U1TL494的第1引脚通过电阻R4与第14引脚连接，主控芯片U1TL494的第1引脚通过电阻R13接地，主控芯片U1TL494的第2引脚通过电阻R3与第14引脚连接，主控芯片U1TL494的第2引脚通过热敏电阻RTH1接地，主控芯片U1TL494的第4引脚分别通过电阻R2和电解电容C2与第14引脚连接，主控芯片U1TL494的第4引脚通过电阻R11接地，主控芯片U1TL494的第5引脚通过电容C5接地，主控芯片U1TL494的第6引脚通过电阻R16接地，主控芯片U1TL494的第7引脚和第16引脚接地，主控芯片U1TL494的第8引脚与第11引脚和第12引脚连接。在本实施例中其中一个误差放大器是用来作温度保护的，热敏电阻RTH1是NTC型号的。主控芯片U1TL494的第3引脚，也就是FB端电压抬高时，增加死区时间，缩小占空比，当电压加到3.5V时，基本可以使占空比达到0，反之，占空比增加，从而实现反馈的PWM调节。
本实用新型的有益效果为：通过加入PWM开关电源控制电路，类似于增加一个电阻，使得电流是随着输入电压的变化而变化的，输出较为平滑的直流电压和电流，从而提升电源的利用率；加还设有反馈电路，可以通过芯片TL494调节占空比，输出稳定的电压；TL494芯片上还设有过流保护、温度保护等保护控制电路，保证整个PWM开关电源控制电路的正常运行。
上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种提高PFC开关电源使用效率的电路，包括整流电路、半桥功率转换电路和次级整流电路，所述整流电路通过半桥功率转换电路与次级整流电路电连接，其特征在于：所述整流电路与半桥功率转换电路之间还设有一PWM开关电源控制电路，所述PWM开关电源控制电路包括电感L3、电感L4、二极管D5A、二极管D5B、主控电路、第一相位补偿电路和第二相位补偿电路，
所述整流电路的输出端通过串联电感L3和二极管D5A与半桥功率转换电路的输入端连接，所述整流电路的输出端还通过串联电感L4和二极管D5B与半桥功率转换电路的输入端连接，所述整流电路的输入端与主控电路连接，所述主控电路通过第一相位补偿电路与电感L3和二极管D5A的连接端连接，所述主控电路通过第二相位补偿电路与电感L4和二极管D5B的连接端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种提高PFC开关电源使用效率的电路，其特征在于：所述主控电路包括主控芯片TL494、MOS管Q3和稳压二极管D2，所述整流电路的输出端串联电阻R22和电阻R30与MOS管Q3的D极连接，所述MOS管Q3的S极通过电阻R17与主控芯片TL494的第8引脚连接，所述主控芯片TL494的第8引脚与稳压二极管D2连接接地，所述MOS管Q3的G极通过电阻R23与电阻R22和电阻R30的连接端连接，所述MOS管Q3的G极通过电阻R24接地，所述电阻24两端并联电容C10，所述电容C10两端并联二极管D6。
3.根据权利要求2所述的一种提高PFC开关电源使用效率的电路，其特征在于：所述第一相位补偿电路包括二极管D1、电阻R1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、三极管Q2和MOS管Q1，所述主控芯片TL494的第10引脚与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的正极与电阻R1的第一端和三极管Q2的b极连接，所述二极管D1的负极与三极管Q2的e极、电阻R8的第一端和电阻R9的第一端连接，所述电阻R8的第二端与MOS管Q1的G极和电阻R10的第二端连接，所述电阻R1的第二端、电阻R9的第二端、电阻R10的第二端、三极管Q2的c极和MOS管Q1的S极接地，所述MOS管Q1的D极与电感L3和二极管D5A的连接端连接，所述MOS管Q1的D极还通过串联电阻R14和电容C7接地。
4.根据权利要求2所述的一种提高PFC开关电源使用效率的电路，其特征在于：所述第二相位补偿电路包括二极管D4、电阻R15、电阻R18、电阻R20、电阻R21、三极管Q5和MOS管Q4，所述主控芯片TL494的第9引脚与二极管D4的正极连接，所述二极管D4的正极与电阻R15的第一端和三极管Q5的b极连接，所述二极管D4的负极与三极管Q5的e极、电阻R18的第一端和电阻R20的第一端连接，所述电阻R18的第二端与MOS管Q4的G极和电阻R21的第一端连接，所述电阻R15的第二端、电阻R20的第二端、电阻R21的第二端、三极管Q5的c极和MOS管Q4的S极接地，所述MOS管Q4的D极与电感L4和二极管D5B的连接端连接，所述MOS管Q4的D极还通过串联电阻R19和电容C13接地。
5.根据权利要求2所述的一种提高PFC开关电源使用效率的电路，其特征在于：所述半桥功率转换电路的输入端依次串联电阻R12、电阻R27和电阻R28与主控芯片TL494的第3引脚连接，所述主控芯片TL494的第3引脚通过电阻R29接地，所述主控芯片TL494的第3引脚通过电容C24接地。
6.根据权利要求2所述的一种提高PFC开关电源使用效率的电路，其特征在于：所述主控芯片TL494的第14引脚与第13引脚和第15引脚连接，所述主控芯片TL494的第1引脚通过电阻R4与第14引脚连接，所述主控芯片TL494的第1引脚通过电阻R13接地，所述主控芯片TL494的第2引脚通过电阻R3与第14引脚连接，所述主控芯片TL494的第2引脚通过热敏电阻RTH1接地，所述主控芯片TL494的第4引脚分别通过电阻R2和电解电容C2与第14引脚连接，所述主控芯片TL494的第4引脚通过电阻R11接地，所述主控芯片TL494的第5引脚通过电容C5接地，所述主控芯片TL494的第6引脚通过电阻R16接地，所述主控芯片TL494的第7引脚和第16引脚接地，所述主控芯片TL494的第8引脚与第11引脚和第12引脚连接。
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Effective date of registration: 20231117 Address after: 315191 science and Technology Park, Jiangshan Town, Ningbo, Zhejiang, Yinzhou District Patentee after: NINGBO TONWEL AUDIO Co.,Ltd. Address before: 315145 No. 499 Yindong Road, Yinzhou Economic Development Zone, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee before: NINGBO ZHONGRONG ACOUSTICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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