CN212258806U - 谐振开关电源补偿电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种谐振开关电源补偿电路及装置，所述电路包括整流电路、第一分压电路、辅助电路及控制模块；整流电路的输入端与交流电连接，整流电路的输出端与第一分压电路的输入端连接，第一分压电路的输出端与控制模块的电压输入端连接，辅助电路的输出端与第一分压电路的受控端连接；第一分压电路，用于对整流电路输出的整流电压进行分压后输出比较电压至控制模块；辅助电路，用于发送降压信号至第一分压电路；第一分压电路，还用于在接收到降压信号时，降低比较电压。本实用新型利用辅助电路对比较电压进行降压处理，使得在较高的输入电压范围下谐振开关电源能够正常运行。辅助电路还能够代替PFC电路稳定电压，从而降低电源生产成本。

Description

谐振开关电源补偿电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及谐振开关电源补偿电路及装置。

背景技术

现有的谐振开关电源中，通常设置有PFC电路，在交流电压进行整流后得到的输入电压发生电压波动时，PFC电路能够对输入电压进行稳压以得到稳定输出电压。

在无PFC电路的谐振开关电源中，输出电压会随着输入电压的升高而升高，在输入电压过高时，谐振电流将会随之减小，从而导致谐振开关的开关频率不断上升，最终使得谐振开关电源进入Burst Mode(间歇工作模式)，在该模式下开关电源为间歇开关，从而导致系统的转换效率降低。为了使得无PFC电路的谐振开关电源能够在高压状态下正常运行，需要对输入电压进行调整，以避免谐振电流过小。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种谐振开关电源补偿电路及装置，旨在解决无PFC的谐振电源在输入电压波动大时无法正常运行的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种谐振开关电源补偿电路，整流电路、第一分压电路、辅助电路及控制模块；

所述整流电路的输入端与交流电连接，所述整流电路的输出端与第一分压电路的输入端连接，所述第一分压电路的输出端与所述控制模块的电压输入端连接，所述辅助电路的输出端与所述第一分压电路的受控端连接；

所述第一分压电路，用于对所述整流电路输出的整流电压进行分压后输出比较电压至所述控制模块；

所述辅助电路，用于发送降压信号至所述第一分压电路；

所述第一分压电路，还用于在接收到所述降压信号时，降低所述比较电压。

可选地，所述第一分压电路包括第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述整流电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第二电阻的第一端还与所述控制模块的电压输入端连接。

可选地，所述辅助电路的输入端与所述第三电阻的第一端连接，所述辅助电路的输出端接地；

所述辅助电路，用于将所述第三电阻短路。

可选地，所述辅助电路包括第一电源、第一MOS管，所述第一电源与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第三电阻的第一端连接，所述第一MOS管的源极接地。

可选地，所述辅助电路还包括第二分压电路，所述第二分压电路包括第四电阻和第五电阻；

所述第一电源的正极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端及所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电源的负极接地，所述第五电阻的第二端接地。

可选地，所述辅助电路还包括第一二极管，所述第一电源的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第四电阻的第一端连接。

可选地，所述辅助电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的第二端接地。

可选地，所述第一分压电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。

可选地，所述谐振开关电源补偿电路还包括极性电容，所述极性电容的第一端与所述整流电路的输出端连接，所述极性电容的第二端接地。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种谐振开关电源补偿装置，所述谐振开关电源补偿装置包括与交流电连接的谐振开关电源补偿电路，所述谐振开关电源补偿电路被配置为如上所述的谐振开关电源补偿电路。

本实用新型通过设置辅助电路，能够在整流电路和分压电路对交流电压进行整流和分压后，将得到的比较电压进行降压处理，从而有效降低控制模块所接收到的比较电压。即使在输入的电压处于高压范围时，控制模块接收到的比较电压也未超出谐振电源的正常工作电压，使得在较高的输入电压范围下谐振开关电源能够保持正常的开关频率。辅助电路能够取代谐振电源中的PFC电路实现电压的稳定控制，相比PFC电路能够大幅降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型谐振开关电源补偿电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	整流电路	R1	第一电阻
20	第一分压电路	R2	第二电阻
				30	辅助电路	R3	第三电阻
31	第二分压电路	R4	第四电阻
				40	控制模块	R5	第五电阻
V1	第一电源	D1	第一二极管
				Q1	第一MOS管	C1	第一电容
E	极性电容	C2	第二电容

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种谐振开关电源补偿电路，应用于谐振开关电源补偿装置中，该谐振开关电源补偿装置能够在无PFC的谐振电源中对输出电压进行补偿，以使谐振开关电源正常运行。

参见图1，在一实施例中，所述谐振开关电源补偿电路包括整流电路10、第一分压电路20、辅助电路30及控制模块40。整流电路10的输入端与交流电连接，整流电路10的输出端与第一分压电路20的输入端连接，第一分压电路20的输出端与控制模块40的电压输入端连接，辅助电路30的输出端与第一分压电路20的受控端连接。其中，交流电可以为线电压380V、相电压220V、频率50Hz的交流市电。

整流电路10可以将交流电转换为直流整流电压进行输出，在交流电的交流电压发生波动时，整流电路10输出的整流电压也随之增大或减小。如图2所示，整流电路10可以为桥式整流电路，通常交流电的交流电压可以在90V～264V之间发生波动，在交流电压为200VAC时，输出的整流电压均值为282V，而交流电压为264VAC时，输出的整流电压均值为360V。

第一分压电路20可以对输出的整流电压进行分压，并将分压后得到的电压作为比较电压输出至开关电源的控制模块40。控制模块40在接收到该比较电压后，即可根据该比较电压调整谐振电源的开关频率。

在辅助电路30运行时，可以向第一分压电路20发送降压信号。第一分压电路20在接收到降压信号后，通过调整分压电路的上偏电阻或下偏电阻可以降低分压电路输出的比较电压。在交流电压和整流电压过大时，通过辅助电路30可以有效调整控制模块40所接收到的比较电压，从而避免比较电压增大时导致谐振开关电源的开关频率过大进入间歇模式，影响系统的工作效率。

可以理解的是，增大上偏电阻或减小下偏电阻均可以降低分压后得到的比较电压，而减小上偏电阻或增大下偏电阻则可以增大比较电压。

在本实施例中，通过设置辅助电路30，能够在整流电路10和第一分压电路20对交流电进行整流和分压后，将得到的比较电压进行降压处理，从而有效降低控制模块40所接收到的比较电压。即使在输入的交流电压发生波动而出现高压时，控制模块40接收到的比较电压也未超出谐振电源的正常工作电压，使得在较高的输入电压范围下谐振开关电源能够保持正常的开关频率。辅助电路30能够取代谐振电源中的PFC电路实现电压的稳定控制，相比PFC电路能够大幅降低生产成本。

一并参见图1和图2，上述第一分压电路20可以包括第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。第一电阻R1的第一端与整流电路10的输出端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端接地，第二电阻R2的第一端还与控制模块40的电压输入端连接。其中，第一电阻R1可以视为多个上偏电阻串联而成的等效电阻，第二电阻R2和第三电阻R3则串联作为分压电路的下偏电阻。辅助电路30的输入端与第三电阻R3的第一端连接，辅助电路30的输出端接地。辅助电路30能够将第一分压电路20中的第三电阻R3短路，即相当于将下偏电阻的阻值由第二电阻R2和第三电阻R3的阻值之和减小为第二电阻R2的阻值。在下偏电阻减小，上偏电阻不变时，第一分压电路20输出的比较电压减小，从而使得在交流电压和整流电压处于高压范围内时，第一分压电路20输出的比较电压在辅助电路30的补偿下有效降低，避免控制模块40接收到的比较电压过高而进入非正常工作状态。

进一步地，上述辅助电路30可以包括第一电源V1、第一MOS管Q1，第一电源V1与第一MOS管Q1的栅极连接，第一MOS管Q1的漏极与第三电阻R3的第一端连接，第一MOS管Q1的源极接地。第一MOS管Q1为N沟道MOS管，高电平导通，低电平截止。在第一电源V1不输出高电平时，第一MOS管Q1为截止状态，第二电阻R2和第三电阻R3共同构成第一分压电路20的下偏电阻，从而使得比较电压正常输出。在第一电源V1输出高电平至第一MOS管Q1的栅极时，第一MOS管Q1导通，第三电阻R3短路，第二电阻R2单独作为第一分压电路20的下偏电阻，从而使得分压后的比较电压减小。

上述辅助电路30中还可以包括第二分压电路31，第二分压电路31包括第四电阻R4和第五电阻R5。第一电源V1的正极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端分别与第五电阻R5的第一端及第一MOS管Q1的栅极连接，第一电源V1的负极接地，第五电阻R5的第二端接地。第一电源V1输出的电源电压在经过第四电阻R4和第五电阻R5分压后输出至第一MOS管Q1的栅极，以使得第一MOS管Q1能够在接收到高电平时饱和导通，在第一MOS管Q1饱和导通时可以将第三电阻R3短路。

可以理解的是，第一电源V1输出的电压可以为5V直流电压，第四电阻R4和第五电阻R5的阻值相同。则第一MOS管Q1的栅极接收到的电平为第五电阻R5两端的电压。第一MOS管Q1可以为2N7002型场效应管，在接收到分压后的电压后第一MOS管Q1可以变为导通状态。

进一步地，上述辅助电路30还可以包括第一电容C1和第一二极管D1，第一电源V1的正极与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与第四电阻R4的第一端连接，第一电容C1的第一端与第一MOS管Q1的栅极连接，第一电容C1的第二端接地。第一二极管D1能够限制电流方向，避免电流反向流动。第一电容C1为滤波电容，可以对第一电源V1输出的电压进行交流滤波，以避免输出电压中的交流信号影响第一MOS管Q1的导通状态。

上述第一分压电路20中还可以包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与第二电阻R2的第一端连接，第二电容C2的第二端接地、第二电容C2可以起到滤波作用，将输出的比较电压中的交流信号进行滤波，避免控制模块40接收到交流信号而影响谐振电源内的开关频率。

上述谐振开关电源补偿电路还可以包括极性电容E，极性电容E的第一端与整流电路10的输出端连接，极性电容E的第二端接地。极性电容E可以为水桶电容，具有滤波作用，能够对整流电路10输出的较高的整流电压进行交流滤波，从而避免交流信号对整流电压造成干扰。

本实用新型还提供一种谐振开关电源补偿装置，该谐振开关电源补偿装置包括与交流电连接的谐振开关电源补偿电路，该谐振开关电源补偿电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的谐振开关电源补偿装置采用了上述谐振开关电源补偿电路的技术方案，因此该谐振开关电源补偿装置具有上述谐振开关电源补偿电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种谐振开关电源补偿电路，其特征在于，包括整流电路、第一分压电路、辅助电路及控制模块；

所述整流电路的输入端与交流电连接，所述整流电路的输出端与第一分压电路的输入端连接，所述第一分压电路的输出端与所述控制模块的电压输入端连接，所述辅助电路的输出端与所述第一分压电路的受控端连接；

所述第一分压电路，用于对所述整流电路输出的整流电压进行分压后输出比较电压至所述控制模块；

所述辅助电路，用于发送降压信号至所述第一分压电路；

所述第一分压电路，还用于在接收到所述降压信号时，降低所述比较电压。

2.如权利要求1所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述第一分压电路包括第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述整流电路的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第二电阻的第一端还与所述控制模块的电压输入端连接。

3.如权利要求2所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述辅助电路的输入端与所述第三电阻的第一端连接，所述辅助电路的输出端接地；

所述辅助电路，用于将所述第三电阻短路。

4.如权利要求3所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述辅助电路包括第一电源、第一MOS管，所述第一电源与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的漏极与所述第三电阻的第一端连接，所述第一MOS管的源极接地。

5.如权利要求4所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述辅助电路还包括第二分压电路，所述第二分压电路包括第四电阻和第五电阻；

所述第一电源的正极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端及所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电源的负极接地，所述第五电阻的第二端接地。

6.如权利要求5所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述辅助电路还包括第一二极管，所述第一电源的正极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第四电阻的第一端连接。

7.如权利要求6所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述辅助电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的第二端接地。

8.如权利要求2～7中任一项所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述第一分压电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。

9.如权利要求1～7中任一项所述的谐振开关电源补偿电路，其特征在于，所述谐振开关电源补偿电路还包括极性电容，所述极性电容的第一端与所述整流电路的输出端连接，所述极性电容的第二端接地。

10.一种谐振开关电源补偿装置，其特征在于，所述谐振开关电源补偿装置包括与交流电连接的谐振开关电源补偿电路，所述谐振开关电源补偿电路被配置为如权利要求1～9任一项所述的谐振开关电源补偿电路。

Images