CN210157081U - 一种超宽范围输入的开关电源 - Google Patents

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黄清晨
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Abstract

本实用新型公开了一种超宽范围输入的开关电源,涉及开关电源领域，为反激式开关电源，包括输入滤波电路、PWM控制芯片、变压器、输出滤波电路和反馈电路，通过更改变压器的绕组方案和在PWM控制芯片的电源输入端设置稳压二极管限压，保证了PWM控制芯片能在超宽范围输入持续工作，且维持5V/600mA的功率输出。本实用新型实现开关电源的超宽范围输入，在48VDC、110VDC或220VAC供电场合均可使用，避免因出现供电电压错配，导致开关电源的损坏或不工作的风险。

Description

一种超宽范围输入的开关电源
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种超宽范围输入的开关电源。
背景技术
目前开关电源一般是交直流分开，在电力行业，保护装置供电一般是分为48VDC和110VDC和220VAC这几种电压供电，因此当出现供电电压错配时，会导致开关电源的损坏或不工作。
电源管理芯片VIPER22A是一款PWM控制芯片,集成了高压MOS管，输入供电电压范围9-38V，最大输出功率大于10W。适用于110-220VAC输入的反激式开关电源的设计，其典型应用电路不能同时满足48VDC的直流电源的输入要求。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种超宽范围输入的开关电源，可兼容48VDC、110VAC、220VAC的电源输入。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种超宽范围输入的开关电源，包括输入滤波电路、PWM控制芯片、变压器、输出滤波电路和反馈电路，
所述输入滤波电路包括整流桥和第一滤波电容，所述第一滤波电容并联于整流桥的输出端；
所述PWM控制芯片包括电源输入端、反馈端和驱动端，所述驱动端连接到第一二极管的正极，第一二极管的负极通过并联的电容和电阻和第一滤波电容的正极连接；
所述反馈端和电源输入端接有稳压二极管，稳压二极管的正极和反馈端连接，稳压二极管的负极和电源输入端连接；
所述变压器包括第一初级线圈、第二初级线圈和次级线圈；
所述第一初级线圈的第一端连接第一滤波电容的正极，所述第一初级线圈的第二端连接到PWM控制芯片的驱动端；
所述第二初级线圈的第一端和第二二极管的正极连接，第二二极管的负极通过电阻和PWM控制芯片的电源输入端连接；
所述次级线圈和输出滤波电路连接；
所述输出滤波电路的正极和反馈电路连接，所述反馈电路包括有光耦，所述光耦的输入端串联在反馈电路中，所述光耦的输出分别连接PWM控制芯片的电源输入端和反馈端；
所述PWM控制芯片为VIPER22A；
所述稳压二极管的电压阈值大于14V且小于38V；
所述变压器的初次级匝数比NP1：NP2：NS1为120：20:7，其中，NP1为第一初级线圈的匝数，NP2为第二初级线圈的匝数，NS1为次级线圈的匝数。
进一步的，所述二极管的稳压阈值为18V。
进一步的，所述变压器为EE13高频变压器。
进一步的，所述输出滤波电路的最大输出功率为5V/600mA。
本实用新型实现开关电源的超宽范围输入，在48VDC、110VDC或220VAC供电场合均可使用，避免因出现供电电压错配，导致开关电源的损坏或不工作的风险。
附图说明
图1是本实用新型的一个较佳实施例的电路原理图；
图2是本实用新型在220VAC输入时的PWM控制波形图；
图3是本实用新型在110VAC输入时的PWM控制波形图；
图4是本实用新型在48VDC输入时的PWM控制波形图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型公开了一种基于VIPER22A的超宽范围输入的开关电源的电路原理图，包括输入滤波电路、PWM控制芯片U1、变压器T1、输出滤波电路和反馈电路，其中PWM控制芯片U1为VIPER22A。输入滤波电路包括整流桥BD1和滤波电容C1，滤波电容C1并联于整流桥BD1的输出端；PWM控制芯片U1包括电源输入端VDD、反馈端FB+和驱动端D，驱动端D连接到二极管D1的正极，二极管D1的负极通过并联的电容C3、电阻R1和滤波电容C1的正极连接(电容C3、电阻R1用于尖峰消除)；反馈端FB+和电源输入端VDD之间接有稳压二极管DZ1，稳压二极管DZ1的正极和反馈端FB+连接，稳压二极管DZ1的负极和电源输入端VDD连接；反馈端FB+还通过电容C2接地GND，电源输入端VDD通过电容C4和C5接地GND；变压器T1采用EE13高频变压器，适用于10W以下的开关电源，包括第一初级线圈(1-3)、第二初级线圈(4-5)和次级线圈(8-9)；第一初级线圈的第一端连接滤波电容C1的正极，第一初级线圈的第二端连接到PWM控制芯片U1的驱动端D；第二初级线圈的第一端和二极管D2的正极连接，二极管D2的负极通过电阻R2和PWM控制芯片U1的电源输入端VDD连接；次级线圈和输出滤波电路连接；输入滤波电路包括肖特基二极管D3、电阻R3、R4、电容C6、C7、C9、C10和电感L1，其中肖特基二极管D3，滤波电容C7,C9,C10组成滤波电路,电阻R3和电容C6用于尖峰消除，电阻R4为开关电源的基础负载，降低输出电压的波动；本实施例电路的输出电压为+5V，输出滤波的输出+5V连接反馈电路反馈，反馈电路包括电阻R5、R6、R7、R8、光耦U2、电容C8和稳压电源Q1，光耦U2的输出端连接到PWM控制器U1的电源输入端VDD和反馈端FB+，稳压电源Q1为TL431。输出滤波电路和反馈电路均为开关电源的典型电路，具体器件间的连接如图1所示，不做详细阐述。
工作原理：
在本实施例中，变压器T1的初次级匝数比NP1：NP2：NS1优选为120：20:7，其中，NP1为第一初级线圈的匝数，NP2为第二初级线圈的匝数，NS1为次级线圈的匝数。次级线圈和第二初级线圈为对应关系，当次级输出的电压为5V时，第二初级线圈输出电压在14V以上，高于电源输入端VDD的启动电压值14V。
稳压二极管DZ1的稳压阈值的范围为14V-38V，优选的为18V，通过稳压二极管DZ1的外部稳压，避免在开关电源的输入电压在出现大范围波动时，通过第二初级线圈作用于PWM控制芯片U1的电源输入端VDD的电压超出允许范围，以防止PWM控制芯片U1工作异常。
本实用新型的电路，输出功率达到5V/600mA(3W)，可以满足一般的电力控制电路的应用需求。
图2-图4是本实用新型分别在220VAC输入、110VAC输入和48VDC输入时的PWM控制波形图。
本实用新型实现开关电源的超宽范围输入，在48VDC、110VDC或220VAC供电场合均可使用，避免因出现供电电压错配，导致开关电源的损坏或不工作的风险。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种超宽范围输入的开关电源，包括输入滤波电路、PWM控制芯片、变压器、输出滤波电路和反馈电路，其特征在于：
所述输入滤波电路包括整流桥和第一滤波电容，所述整流桥的输入端连接输入电源，所述第一滤波电容并联于整流桥的输出端；
所述PWM控制芯片包括电源输入端、反馈端和驱动端，所述驱动端连接到第一二极管的正极，第一二极管的负极通过并联的电容和电阻和第一滤波电容的正极连接；
所述反馈端和电源输入端接有稳压二极管，稳压二极管的正极和反馈端连接，稳压二极管的负极和电源输入端连接；
所述变压器包括第一初级线圈、第二初级线圈和次级线圈；所述第一初级线圈的第一端连接第一滤波电容的正极，所述第一初级线圈的第二端连接到PWM控制芯片的驱动端；所述第二初级线圈的第一端和第二二极管的正极连接，第二二极管的负极通过电阻和PWM控制芯片的电源输入端连接；所述次级线圈和输出滤波电路连接；
所述输出滤波电路的正极和反馈电路连接，所述反馈电路包括有光耦，所述光耦的输入端串联在反馈电路中，所述光耦的输出分别连接PWM控制芯片的电源输入端和反馈端；
所述PWM控制芯片为VIPER22A；
所述稳压二极管的电压阈值大于14V且小于38V；
所述变压器的初次级匝数比NP1:NP2:NS1为120:20:7，其中，NP1为第一初级线圈的匝数，NP2为第二初级线圈的匝数，NS1为次级线圈的匝数。
2.如权利要求1所述的超宽范围输入的开关电源，其特征在于：所述稳压二极管的稳压阈值为18V。
3.如权利要求1所述的超宽范围输入的开关电源，其特征在于：所述变压器为EE13高频变压器。
4.如权利要求3所述的超宽范围输入的开关电源，其特征在于：所述输出滤波电路的最大输出功率为5V/600mA。
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