CN212367144U - 一种具有防浪涌和降功耗功能电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有防浪涌和降功耗功能电路及开关电源，包括：整流电路、PFC校正电路、储能电容、防护降耗电路以及控制电路；整流电路对输入端连接输入电压，整流电路的输出端连接PFC校正电路的输入端，PFC校正电路的输出端连接储能电容的输入端，储能电容的输出端连接防护降耗电路的输入端，防护降耗电路的输出端接地，防护降耗电路的控制端连接控制电路；储能电容充电时，防护降耗电路根据控制电路的控制使储能电容限流充电；储能电容充电完成，防护降耗电路根据控制电路的控制旁路导通，以降低功耗。本实用新型避免机械式继电器存在使用次数有限及故障率高的问题，同时提升了雷击时瞬间大电流的限制能力，还可降低功耗，产品可靠性高。

Description

一种具有防浪涌和降功耗功能电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及电源的技术领域，更具体地说，涉及一种具有防浪涌和降功耗功能电路及开关电源。

背景技术

继电器作为一个常规器件被广泛应用于各种电子设备产品当作隔离控制或者浪涌电流后切换使用，但由于机械式继电器存在使用次数有限，动作延时差异大，驱动绕组固有损耗大，抗机械振动及抗氧化能力弱，接触阻抗随使用时间增长及故障率高等问题，同时耐瞬间大电流能力弱(容易引起触点熔合)问题越来越容易造成的困难与质疑，对品质方面的提升也受到限制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有防浪涌和降功耗功能电路及开关电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有防浪涌和降功耗功能电路，包括：整流电路、PFC校正电路、储能电容、防护降耗电路以及控制电路；

所述整流电路对输入端连接输入电压，所述整流电路的输出端连接所述PFC校正电路的输入端，所述PFC校正电路的输出端连接所述储能电容的输入端，所述储能电容的输出端连接所述防护降耗电路的输入端，所述防护降耗电路的输出端接地，所述防护降耗电路的控制端连接所述控制电路；

所述储能电容充电时，所述防护降耗电路根据所述控制电路的控制使所述储能电容限流充电；所述储能电容充电完成，所述防护降耗电路根据所述控制电路的控制旁路导通，以降低功耗。

在一个实施例中，还包括：雷击限流电路；

所述雷击限流电路的输入端与所述整流电路的输出端连接，所述雷击限流电路的输出端与所述储能电容的输入端连接；

所述雷击限流电路用于限制雷击瞬间大电流。

在一个实施例中，所述防护降耗电路包括：限流电路和功率管；

所述限流电路与所述功率管并联设置；

所述功率管断开时，所述限流电路导通，所述储能电容经过所述限流电路限流充电；所述功率管导通时，所述限流电路关闭。

在一个实施例中，所述防护降耗电路还包括：分压电路；

所述分压电路的输入端与所述控制电路连接，所述分压电路的输出端与所述功率管连接。

在一个实施例中，所述分压电路包括：第二分压电阻和第四分压电阻；

所述第二分压电阻和所述第四分压电阻依次串接在所述控制电路与地之间；

所述第二分压电阻与所述控制电路连接的一端为所述分压电路的输入端，所述第二分压电阻和所述第四分压电阻的连接端为所述分压电路的输出端。

在一个实施例中，所述功率管包括第二MOS管；

所述第二MOS管的漏极与所述储能电容的输出端连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的栅极与所述第二分压电阻和所述第四分压电阻的连接端连接。

在一个实施例中，所述限流电路包括：限流电阻；

所述限流电阻并联在所述第二MOS管的漏极与源极之间。

在一个实施例中，所述限流电阻为负温度热敏电阻。

在一个实施例中，还包括：雷击防护电路和EMI滤波电路；

所述雷击防护电路的输入端分别连接交流电的火线和零线，所述雷击防护电路的输出端连接所述EMI滤波电路的输入端，所述EMI滤波电路的输出端连接所述整流电路的输入端。

本实用新型还提供一种开关电源，包括如上所述的具有防浪涌和降功耗功能电路。

实施本实用新型的具有防浪涌和降功耗功能电路及开关电源，具有以下有益效果：包括：整流电路、PFC校正电路、储能电容、防护降耗电路以及控制电路；整流电路对输入端连接输入电压，整流电路的输出端连接PFC校正电路的输入端，PFC校正电路的输出端连接储能电容的输入端，储能电容的输出端连接防护降耗电路的输入端，防护降耗电路的输出端接地，防护降耗电路的控制端连接控制电路；储能电容充电时，防护降耗电路根据控制电路的控制使储能电容限流充电；储能电容充电完成，防护降耗电路根据控制电路的控制旁路导通，以降低功耗。本实用新型避免机械式继电器存在使用次数有限及故障率高的问题，同时提升了雷击时瞬间大电流的限制能力，还可降低功耗，产品可靠性高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的一种具有防浪涌和降功耗功能电路实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种具有防浪涌和降功耗功能电路实施例一的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种具有防浪涌和降功耗功能电路的结构示意图的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1，图1为本实用新型各实施例提供的可选实施例的结构示意图。

如图1所示，该具有防浪涌和降功耗功能电路包括：整流电路10、PFC校正电路20、储能电容30、防护降耗电路40以及控制电路50。

整流电路10对输入端连接输入电压，整流电路10的输出端连接PFC校正电路20的输入端，PFC校正电路20的输出端连接储能电容30的输入端，储能电容30的输出端连接防护降耗电路40的输入端，防护降耗电路40的输出端接地，防护降耗电路40的控制端连接控制电路50；储能电容30充电时，防护降耗电路40根据控制电路50的控制使储能电容30限流充电；储能电容30充电完成，防护降耗电路40根据控制电路50的控制旁路导通，以降低功耗。

本实用新型实施例通过设置防护降耗电路40，由控制电路50对其进行控制，当储能电容30充电时，使储能电容30经防护降耗电路40限流进行充电；当储能电容30充电完成后，控制电路50控制防护降耗电路40旁路导致，以达到降低功耗的目的。

进一步地，如图1所示，该具有防浪涌和降功耗功能电路还包括：雷击限流电路60。雷击限流电路60的输入端与整流电路10的输出端连接，雷击限流电路60的输出端与储能电容30的输入端连接；雷击限流电路60用于限制雷击瞬间大电流。

本实用新型实施例中，雷击限流电路60可以在电路遭遇雷击或者进行雷击测试时，限制大电流对储能电容30的冲击，避免储能电容30的损坏。

本实施例中，防护降耗电路40包括：限流电路和功率管。

限流电路与功率管并联设置；其中，功率管断开时，限流电路导通，储能电容30经过限流电路限流充电；功率管导通时，限流电路关闭。

进一步地，防护降耗电路40还包括：分压电路。分压电路的输入端与控制电路50连接，分压电路的输出端与功率管连接。

具体的，当储能电容30充电时，功率管关闭(为开路状态)，电流经过限流电路进行充电；当储能电容30充电完成后，控制电路50控制功率管导通，此时，功率管将限流电路旁路，从而达到降低功耗的目的。其中，分压电路对控制电路50提供的控制信号中的电压进行分压后传送至功率管的控制端，以控制功率管导通。

参考图2，图2为本实用新型实施例提供的另一实施例的结构示意图。

如图2所示，该实施例在前述实施例的基础上，进一步还包括：雷击防护电路70和EMI滤波电路80。

雷击防护电路70的输入端分别连接交流电的火线和零线，雷击防护电路70的输出端连接EMI滤波电路80的输入端，EMI滤波电路80的输出端连接整流电路10的输入端。

雷击防护电路70用于在遭遇雷击时起到保护后级电路的作用。EMI滤波电路80用于进行EMI滤波以保证电路信号的稳定性和可靠性。

本实用新型通过在储能电容30的下侧并联设置功率管和限流电路，达到实现继电器的功能，还能有效解决机械式继电器存在使用次数有限及故障率高的问题，同时还能提升雷击时瞬间大电流的限制能力，提高了电路的可靠性及稳定性。另外增加雷击限流电路60，可以实现雷击对储能电容30的瞬间电流限流控制，避免过大的瞬间电流造成功率管损坏。

参考图3，为本实用新型实施例提供的具有防浪涌和降功耗功能电路一具体实施例的电路图。

如图3所示，雷击防护电路70包括压敏电阻VDR1，压敏电阻VDR1的第一端通过保险管F1连接交流电的火线，压敏电阻VDR1的第二端连接交流电的零线。

EMI滤波电路80包括：第一电容C1、共模电感LF1、第一滤波电容CY1和第二滤波电容CY2。第一电容C1的第一端和共模电感LF1的第四端连接并连接压敏电阻VDR1的第一端；第一电容C1的第二端与共模电感LF1的第三端连接，共模电感LF1的第一端连接第一滤波电容CY1的第一端，第一滤波电容CY1的第二端连接第二滤波电容CY2的第一端，第二滤波电容CY2的第二端连接共模电感LF1的第二端。

其中，第一电容C1的第一端和共模电感LF1的第四端的连接端、第一电容C1的第二端与共模电感LF1的第三端的连接端为EMI滤波电路80的输入端，共模电感LF1的第一端与第一滤波电容CY1的第一端的连接端、第二滤波电容CY2的第二端与共模电感LF1的第二端的连接端为EMI滤波电路80的输出端。

整流电路10包括：整流桥BD1，整流桥BD1为交流电的全小整流桥。如图3所示，整流桥BD1的第三端连接共模电感LF1的第一端和第一滤波电容CY1的第一端，整流桥BD1的第二端连接第二滤波电容CY2的第二端和共模电感LF1的第二端；整流桥BD1的第一端连接PFC校正电路20的输入端和雷击限流电路60的输入端，整流桥BD1的第四端接地。

其中，整流桥BD1的第二端、第三端为整流电路10的输入端，整流桥BD1的第一端为整流电路10的输出端。

雷击限流电路60包括：第一二极管D1和第一电阻R1。第一二极管D1的阳极连接整流桥BD1的第一端，第一二极管D1的阴极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接储能电容30(C2)的输入端。

其中，第一二极管D1的阳极为雷击限流电路60的输入端，第一电阻R1的第二端为雷击限流电路60的输出端。

PFC校正电路20包括：第一电感L1、第二二极管D2、第三电容C3、第一分压电阻FB1、第三分压电阻R3和第一MOS管Q1。第一电感L1的第一端和第三电容C3的第一端连接并连接整流桥BD1的第一端，第一电感L1的第二端通过第二二极管连接储能电容30的输入端，第三电容C3的第二端接地。第一分压电阻FB1的第一端连接PFC驱动信号(PFC_Driver)，第一分压电阻FB1的第二端连接第三分压电阻R3的第一端，第三分压电阻R3的第二端接地，第一分压电阻FB1的第二端和第三分压电阻R3的第一端的连接端还连接第一MOS管的栅极；第一MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极连接在第一电感L1与第二二极管D2的阳极之间。

其中，第一电感L1的第一端和第三电容C3的第一端的连接端为PFC校正电路20的输入端，第二二极管D2的阴极为PFC校正电路20的输出端。

分压电路包括：第二分压电阻R2和第四分压电阻R4。功率管包括第二MOS管Q2。限流电路包括：限流电阻THR1。

第二分压电阻R2和第四分压电阻R4依次串接在控制电路50(Relay_Ctrl)与地之间；第二分压电阻R2与控制电路50连接的一端为分压电路的输入端，第二分压电阻R2和第四分压电阻R4的连接端为分压电路的输出端。

第二MOS管Q2的漏极与储能电容30的输出端连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的栅极与第二分压电阻R2和第四分压电阻R4的连接端连接。限流电阻THR1并联在第二MOS管Q2的漏极与源极之间。

本实施例中，限流电阻THR1为负温度热敏电阻。储能电容30雷击充电时，瞬间电流能力较强，因此，由于负温度热敏电阻不易损坏，因此，优选负温度热敏电阻，另外，负温度热敏电阻体积相对较小，进一步地减小电路的体积。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，也可以采用常规电阻。

如图3所示，压敏电阻VDR1作雷击防护使用。第一电感L1、第二二极管D2、第一MOS管Q1、第一分压电阻FB1和第三分压电阻R3组成的PFC校正电路20可以实现降低对电网的谐波干扰。第一二极管D1和第一电阻R1组成的雷击限流电流达到了遭遇雷击或者进行雷击测试时限制瞬间冲击电流对储能电容30和第二MOS管Q2的冲击，避免第二MOS管损坏。

当输入接入时，交流电经EMI滤波电路80后由整流桥BD1整流成单向电压，同时经第一电感L1、第二二极管D2、第一二极管D1、第一电阻R1后经过储能电容30后经限流电阻THR1限流充电，此时，第二MOS管关闭(为开路状态)。当储能电容30充电完成，其上的电压约为交流电的峰值电压时，由控制电路50(可为MCU，微处理器)发出Ralay_Ctrl高电平信号驱动第二MOS管Q2导通，此时，限流电阻THR1被旁路，从而达到了降低功耗的目的。

当雷击发生或者测试时，瞬间高压能量由压敏电阻VDR1吸收掉一部分，同时由大规格的第一电感L1对瞬间电流形成抑制作用，所生成的高压同时经过第一二极管D1、第一电阻R1对储能电容30充电，第一电阻R1对瞬间大电流起到限制作用，从而避免第二MOS管因瞬间大电流而损坏。

进一步地，本实用新型还提供了一种开关电源，该开关电源包括本实用新型实施例公开的具有防浪涌和降功耗功能电路。

通过设置本实用新型实施例的具有防浪涌和降功耗功能电路，该开关电源不存机械式继电器存在使用次数有限及故障率高的问题，而且还具有雷击瞬间大电流的限制能力，开关电源的可靠性高，使用寿命更长。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，包括：整流电路、PFC校正电路、储能电容、防护降耗电路以及控制电路；

所述整流电路对输入端连接输入电压，所述整流电路的输出端连接所述PFC校正电路的输入端，所述PFC校正电路的输出端连接所述储能电容的输入端，所述储能电容的输出端连接所述防护降耗电路的输入端，所述防护降耗电路的输出端接地，所述防护降耗电路的控制端连接所述控制电路；

所述储能电容充电时，所述防护降耗电路根据所述控制电路的控制使所述储能电容限流充电；所述储能电容充电完成，所述防护降耗电路根据所述控制电路的控制旁路导通，以降低功耗。

2.根据权利要求1所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，还包括：雷击限流电路；

所述雷击限流电路的输入端与所述整流电路的输出端连接，所述雷击限流电路的输出端与所述储能电容的输入端连接；

所述雷击限流电路用于限制雷击瞬间大电流。

3.根据权利要求1所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，所述防护降耗电路包括：限流电路和功率管；

所述限流电路与所述功率管并联设置；

所述功率管断开时，所述限流电路导通，所述储能电容经过所述限流电路限流充电；所述功率管导通时，所述限流电路关闭。

4.根据权利要求3所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，所述防护降耗电路还包括：分压电路；

所述分压电路的输入端与所述控制电路连接，所述分压电路的输出端与所述功率管连接。

5.根据权利要求4所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，所述分压电路包括：第二分压电阻和第四分压电阻；

所述第二分压电阻和所述第四分压电阻依次串接在所述控制电路与地之间；

所述第二分压电阻与所述控制电路连接的一端为所述分压电路的输入端，所述第二分压电阻和所述第四分压电阻的连接端为所述分压电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，所述功率管包括第二MOS管；

所述第二MOS管的漏极与所述储能电容的输出端连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的栅极与所述第二分压电阻和所述第四分压电阻的连接端连接。

7.根据权利要求6所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，所述限流电路包括：限流电阻；

所述限流电阻并联在所述第二MOS管的漏极与源极之间。

8.根据权利要求7所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，所述限流电阻为负温度热敏电阻。

9.根据权利要求1所述的具有防浪涌和降功耗功能电路，其特征在于，还包括：雷击防护电路和EMI滤波电路；

所述雷击防护电路的输入端分别连接交流电的火线和零线，所述雷击防护电路的输出端连接所述EMI滤波电路的输入端，所述EMI滤波电路的输出端连接所述整流电路的输入端。

10.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的具有防浪涌和降功耗功能电路。

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