CN210867489U - 一种开关电源的电压反馈电路及具有该反馈电路的开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开关电源的电压反馈电路，其特征在于：包括电源管理芯片和反馈电路，所述反馈电路的输入端连接电源管理芯片的反馈引脚，所述反馈电路的输出端为开关电源的输出端，所述电源管理芯片内置有MOS管和上拉电阻，所述上拉电阻的一端连接电源管理芯片的反馈引脚，所述上拉电阻的另一端连接有第一电源，用于当反馈电路内的电流发生变化时控制电源管理芯片的反馈引脚电压变化，从而改变电源管理芯片内置MOS管的导电时间。还公开了一种开关电源。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该反馈电路更加稳定，成本低和开关电源的体积小。

Description

一种开关电源的电压反馈电路及具有该反馈电路的开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，特别涉及一种开关电源的电压反馈电路及具有该反馈电路的开关电源。

背景技术

开关电源的电压反馈电路中，当输出电压发生变化时，通过反馈电路反馈给控制芯片，从而调节输出电压，使输出电压稳定，现有的开关电源反馈电路主要由光耦、电压精密可调并联稳压器等器件组成。

其中，传统开关电源的副边反馈电路，采用AZ431和光电耦合器进行反馈。如图1所示，虽然副边反馈电路可提供精确的电压和电流控制，但缺点是：该电路的元器件种类数较多，电路板空间多，成本多，可靠性低；采样电阻R3和R5增加功耗，效率低；光电耦合器不能工作于高温环境下，电流传输比随着温度的上升而下降；并且光电耦合器存在一个低频极点，这个低频极点限制了交叉频率并使得反馈环路设计变得复杂。

随着开关电源技术的发展，为了解决上述副边反馈的缺点，通过原边反馈的电路应用而生，如图2所示，通过精确采样辅助绕组上的电压来检测负载变化的信息，当MOS管M1闭合时，变压器L1的原边绕组中的电流从0线性上升到I1，此时能量存储在原边绕组中。当MOS管M1断开时，原边绕组存储的能量传递到副边绕组，并经过整流滤波后传送到输出端，在变压器L1的消磁时间结束时，由于输出电流为零，所以整流二极管VD1的正向导通压降为零，此时原边反馈控制芯片就将辅助绕组上的电压控制在一个恒定值，这样就可以稳定输出电压。但该原边反馈电路中需要原边绕组、副边绕组和辅助绕组，因此增加了成本，且当MOS管一旦损坏时，该反馈电路将不能正常工作。因此需要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种稳定性强且成本低的开关电源的电压反馈电路。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种具有上述反馈电路的开关电源。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种开关电源的电压反馈电路，其特征在于：包括电源管理芯片和反馈电路，所述反馈电路的输入端连接电源管理芯片的反馈引脚，所述反馈电路的输出端为开关电源的输出端，所述电源管理芯片内置有MOS管和上拉电阻，所述上拉电阻的一端连接电源管理芯片的反馈引脚，所述上拉电阻的另一端连接有第一电源，用于当反馈电路内的电流发生变化时控制电源管理芯片的反馈引脚电压变化，从而改变电源管理芯片内置MOS管的导电时间。

作为改进，所述反馈电路包括稳压二极管、三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述电源管理芯片的反馈引脚连接三极管的集电极，所述三极管的基极连接第一电阻的一端，所述三极管的发射极连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接第二电阻的一端并接地，所述第二电阻的另一端分别连接第一电阻的另一端和稳压二极管的正极，所述稳压二极管的负极端为反馈电路的输出端。

具体的，所述三极管为NPN管。

作为优选，所述电源管理芯片的型号为HF900。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种开关电源，包括变压器，其特征在于：还包括采用如上所述的电压反馈电路。

作为改进，所述变压器包括原边绕组和副边绕组，所述电源管理芯片内置的MOS管漏极连接原边绕组的第3端，所述电源管理芯片内置的MOS管源极连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端与电源管理芯片的接地端相连接，所述副边绕组通过供电电路连接在电源管理芯片的第1引脚。

具体的，所述供电电路包括第一二极管、第二二极管和电解电容，所述副边绕组的一端连接第一二极管的正极，所述副边绕组的另一端连接电解电容的负极并接地，所述第一二极管的负极与电解电容的正极相连接并连接第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接电源管理芯片的第1引脚。

进一步的，还包括整流滤波电路和过压保护电路，所述整流滤波电路的一端连接开关电源的输入端，所述整流滤波电路的另一端连接变压器的原边绕组两端，所述过压保护电路的一端与整流滤波电路相连接，所述过压保护电路的另一端连接电源管理芯片的第3引脚。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过内置有MOS管的电源管理芯片，并通过该电源管理芯片的反馈引脚的电压变化，改变内置MOS管的导通时间，从而动态调节开关电源的输出电压，因此该电压反馈电路原理简单，所需要的元器件种类少，将MOS管内置在电源管理芯片中，因此该MOS管不易损坏，该反馈电路更加稳定，且具有该电压反馈电路的开关电源中的变压器通过次级绕组为电源管理芯片供电，无需使用辅助绕组为芯片供电，减少了一个绕组，从而降低了变压器的成本和开关电源的体积。

附图说明

图1为现有技术中的副边反馈电路的电路图；

图2为现有技术中的原边反馈电路的电路图；

图3为本实用新型实施例中电压反馈电路的电路图；

图4为本实用新型实施例中开关电源的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图3所示，一种开关电源的电压反馈电路，包括电源管理芯片N1和反馈电路1，反馈电路1的输入端连接电源管理芯片N1的反馈引脚FB，反馈电路1的输出端为开关电源的输出端Vout，电源管理芯片N1内置有MOS管和上拉电阻，上拉电阻的一端连接电源管理芯片N1的反馈引脚FB，上拉电阻的另一端连接有第一电源VDD，用于当反馈电路1的电流变化时控制电源管理芯片的反馈引脚FB电压变化，从而改变电源管理芯片N1内置MOS管的导电时间。

其中，反馈电路包括稳压二极管VD1、三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，电源管理芯片N1的反馈引脚FB连接三极管Q1的集电极，三极管V1的基极连接第一电阻R1的一端，所述三极管V1的发射极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第二电阻R2的一端并接地，第二电阻R2的另一端分别连接第一电阻R1的另一端和稳压二极管VD1的正极，所述稳压二极管VD1的负极端为反馈电路1的输出端。本实施例中，三极管Q1为NPN管；采用的电源管理芯片N1的为MPS公司型号为HF900的电源管理芯片。

如图4所示，一种开关电源，包括整流滤波电路3、过压保护电路4、变压器T2电源管理芯片N1和反馈电路1，其中，变压器T2包括原边绕组1、3端和副边绕组5、7端，开关电源的输入端连接整流滤波电路3的一端，整流滤波电路3的另一端连接变压器T2的原边绕组1、3端，过压保护电路4的一端与整流滤波电路3相连接，过压保护电路4的另一端连接电源管理芯片N1的第3引脚；电源管理芯片N1内置的MOS管漏极连接原边绕组的第3端，电源管理芯片N1内置的MOS管源极连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端与电源管理芯片N1的接地端相连接，副边绕组通过供电电路2连接电源管理芯片N1的第1引脚，该电源管理芯片的第1引脚为供电端VCC。

另外，供电电路2包括第一二极管VD1、第二二极管VD2和电解电容C1，副边绕组的第5端连接第一二极管VD1的正极，副边绕组的第7端连接电解电容C1的负极并接地，第一二极管VD1的负极与电解电容C1的正极相连接并连接第二二极管VD2的正极，第二二极管VD2的负极连接电源管理芯片的第1引脚。

整流滤波电路3包括整流器N2、第二电解电容C2、第三电容C3、第八电阻R8和第三二极管VD3，开关电源的输入端连接整流器N2的两端，整流器N2的另外两端连接分别连接第二电解电容C2的正极和负极，且第二电解电容C2的负极接地，第二电解电容C2的正极还与第八电阻R8的一端相连接，第八电阻R8与第三电容C3相并联，且第八电阻R8的这一端连接在变压器T2的原边绕组的第1端，第八电阻R8的另一端还与第三二极管VD3的负极相连接，第三二极管VD3的正极连接变压器T2的原边绕组的第3端；过压保护电路4包括第六电阻R6和第七电阻R7，第六电阻R6和第七电阻串联，第六电阻R6的另外一端连接在电解电容C2和第八电阻R8的连接处之间，第七电阻R7的另一端接地，第六电阻R6和第七电阻R7连接线之间连接电源管理芯片N1的第3引脚，电源管理芯片N1的第2引脚还连接有第五电阻R5，且第五电阻R5的另一端接地。

通过将变压器T2的副边绕组与电源管理芯片N1的供电端相连接，为电源管理芯片N1供电，并通过与电源管理芯片N1相连接的反馈电路对开关电源的输出电压进行调节，当开关电源的输出电压升高时，流入三极管Q1的基极的电流ib增大，导致三极管Q1的集电极ic的电流增大，即流入电源管理芯片N1的反馈引脚FB的电流增大，并经过电源管理芯片N1内置的上拉电阻，降低电源管理芯片N1的反馈引脚FB的电压，因此减少电源管理芯片N1内置的MOS管导通时间，从而降低开关电源的输出电压；相反的，当开关电源的输出电压降低时，流入三极管Q1的基极的电流ib减小，导致三极管Q1的集电极ic的电流减小，即流入电源管理芯片N1的反馈引脚FB的电流减小，并经过电源管理芯片N1内置的上拉电阻，增大电源管理芯片N1的反馈引脚FB的电压，因此增加电源管理芯片N1内置的MOS管导通时间，从而增大开关电源的输出电压。

该电压反馈电路通过内置MOS管的电源管理芯片和反馈电路进行电压反馈，该电路结构简单，需要元器件少，且内置MOS管内置在电源管理芯片中，该MOS管不易损坏，并且在具有该电压反馈电路的开关电源中，使用副边绕组为电源管理芯片供电，无需使用额外的辅助绕组进行供电，节省了一个绕组，因此降低了变压器的成本，且通过集成电源管理芯片和两个绕组相应的减小了开关电源的体积。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种开关电源的电压反馈电路，其特征在于：包括电源管理芯片(N1)和反馈电路(1)，所述反馈电路(1)的输入端连接电源管理芯片(N1)的反馈引脚(FB)，所述反馈电路(1)的输出端为开关电源的输出端(Vout)，所述电源管理芯片(N1)内置有MOS管和上拉电阻(R4)，所述上拉电阻(R4)的一端连接电源管理芯片(N1)的反馈引脚(FB)，所述上拉电阻(R4)的另一端连接有第一电源(VDD)，用于当反馈电路(1)内的电流发生变化时控制电源管理芯片的反馈引脚(FB)电压变化，从而改变电源管理芯片(N1)内置MOS管的导电时间。

2.根据权利要求1所述的电压反馈电路，其特征在于：所述反馈电路(1)包括稳压二极管(ZD1)、三极管(Q1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述电源管理芯片(N1)的反馈引脚(FB)连接三极管(Q1)的集电极，所述三极管(Q1)的基极连接第一电阻(R1)的一端，所述三极管(Q1)的发射极连接第三电阻(R3)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端连接第二电阻(R2)的一端并接地，所述第二电阻(R2)的另一端分别连接第一电阻(R1)的另一端和稳压二极管(ZD1)的正极，所述稳压二极管(ZD1)的负极端为反馈电路(1)的输出端。

3.根据权利要求2所述的电压反馈电路，其特征在于：所述三极管(Q1)为NPN管。

4.根据权利要求1所述的电压反馈电路，其特征在于：所述电源管理芯片(N1)的型号为HF900。

5.一种开关电源，包括变压器(T2)，其特征在于：还包括采用如权利要求1～4任一项所述的电压反馈电路。

6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于：所述变压器(T2)包括原边绕组和副边绕组，所述电源管理芯片(N1)内置的MOS管漏极连接原边绕组的第3端，所述电源管理芯片(N1)内置的MOS管源极连接第四电阻(R4)的一端，所述第四电阻(R4)的另一端与电源管理芯片(N1)的接地端相连接，所述副边绕组通过供电电路(2)连接在电源管理芯片(N1)的第1引脚。

7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于：所述供电电路(2)包括第一二极管(VD1)、第二二极管(VD2)和电解电容(C1)，所述副边绕组的一端连接第一二极管(VD1)的正极，所述副边绕组的另一端连接电解电容(C1)的负极并接地，所述第一二极管(VD1)的负极与电解电容(C1)的正极相连接并连接第二二极管(VD2)的正极，所述第二二极管(VD2)的负极连接电源管理芯片(N1)的第1引脚。

8.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于：还包括整流滤波电路(3)和过压保护电路(4)，所述整流滤波电路(3)的一端连接开关电源的输入端，所述整流滤波电路(3) 。

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