CN212459828U - 一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置，所述基于反激式高频开关电源的电压检测装置包括：整流电路、开关控制电路、变压器、输出负载电路、电压检测电路和MCU检测单元，所述整流电路的输出端连接有所述开关控制电路和所述变压器，所述变压器的输入端连接有所述整流电路和所述开关控制电路，所述变压器的输出端连接有所述电压检测电路和所述输出负载电路，所述负载电路和所述电压检测电路并联在所述变压器的输出端，所述电压检测电路的检测端上连接有MCU检测单元。本实用新型实施例中，由于电源拓朴结构是反激式高频开关电源，在不改变原有的电路结构，增加一个输出侧的电压检测电路，成本低，电路简单。

Description

一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置

技术领域

本实用新型涉及到电子技术领域，具体涉及到一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置。

背景技术

目前在反激高频开关电源输出端需要检测出由变压器耦合电压中所对应的AC输入电压。图1示出了现有技术中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置结构示意图，其通过在反激式高频开关电源的AC输入端上设置有电压互感器，通过互感器隔离输出到输出侧的MCU检测单元进行处理，通过电压互感器来感应AC的输入电压，从而使得MCU检测单元能采集到AC的输入电压。图2示出了现有技术中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置另一结构示意图，其通过将电压检测电路、隔离通信电路等专用检测芯片设置于输入侧，通过隔离通信电路传输给输出侧的MCU检测单元进行处理，从而使得 MCU检测单元能采集到AC的输入电压。现有两种电路所涉及的电路复杂、成本高，由于采用大型电路器件，不利于产品小型化设计。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置，由于电源拓朴结构是反激式高频开关电源，在不改变原有的电路结构，增加一个输出侧的电压检测电路，成本低，电路简单。

相应的，本实用新型提供了一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置，所述基于反激式高频开关电源的电压检测装置包括：整流电路、开关控制电路、变压器、输出负载电路、电压检测电路和MCU检测单元，所述整流电路的输出端连接有所述开关控制电路和所述变压器，所述变压器的输入端连接有所述整流电路和所述开关控制电路，所述变压器的输出端连接有所述电压检测电路和所述输出负载电路，所述负载电路和所述电压检测电路并联在所述变压器的输出端，所述电压检测电路的检测端上连接有MCU检测单元。

所述变压器的一次绕组的输出端连接有所述开关控制电路，所述开关控制电路连接所述整流电路。

所述整流电路和所述变压器之间设置有滤波电容。

所述输出负载电路包括二极管D5和电容C10，所述二极管D5和所述电容 C10串联，所述二极管D5连接在所述变压器的二次绕组上，所述D5和所述电容 C10之间形成引出有输出端OUPUT，所述电容C10连接在所述变压器的二次绕组上，所述电容C10与所述变压器的二次绕组共同连接有GND端。

所述电压检测电路包括：二极管D1、电容C3、电阻R2、电阻R3，其中：

所述二极管D1一端连接着变压器的绕组，所述二极管D1另一端连接着所述电容C3和电阻R2；

所述电容C3一端连接着所述二极管D1，所述电容C3的另一端连接在所述变压器的二次绕组上，所述电容C3与所述变压器的二次绕组共同连接有GND 端；

所述电阻R2一端连接着所述二极管D1，所述电阻R2的另一端连接所述电阻R3，所述电阻R2和所述电阻R3引出电压检测端V-INPUT；

所述电阻R3一端连接着所述电阻R2，所述电阻R3的另一端引出基准电压 VERF。

所述MCU检测单元一端连接着所述检测端V-INPUT，所述MCU检测单元连接在所述GND端。

综上，本实用新型利用已有的电子元器件构建一个电压检测电路，使得该检测电路位于变压器的输出侧，从而使得MCU检测单元能采集到与AC所对应的输入电压。由于采用电子元件器使得器件成本大大降低，也降低了电路的复杂性，使得产品更有利于小型化设计。

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获得其它的附图。

图1是现有技术中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置结构示意图；

图2是现有技术中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置另一结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置的电路结构图；

图4是本实用新型实施例中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置的电路原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可根据本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点及功效。

需要说明的是，本说明书的附图的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书的说明内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本实用新型的实施条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的条件下，均应仍落在本实用新型所公开的技术内容的涵盖范围内。同时，本说明书中所引用的如“第一”、“第二”、“上”、及“一”等用语，仅为便于叙述说明，而非用以限定本实用新型的实施范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的条件下，亦视为本实用新型的保护范围。

图3示出了本实用新型实施例中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置的电路结构图，该基于反激式高频开关电源的电压检测装置包括：整流电路、开关控制电路、变压器、输出负载电路、电压检测电路和MCU检测单元，所述整流电路的输出端连接有所述开关控制电路和所述变压器，所述变压器的输入端连接有所述整流电路和所述开关控制电路，所述变压器的输出端连接有所述电压检测电路和所述输出负载电路，所述负载电路和所述电压检测电路并联在所述变压器的输出端，所述电压检测电路的检测端上连接有MCU检测单元。

图4示出了本实用新型实施例中的基于反激式高频开关电源的电压检测装置的电路原理图，该基于反激式高频开关电源的电压检测装置包括：整流电路、开关控制电路、变压器T1、输出负载电路、电压检测电路和MCU检测单元，所述整流电路的输出端连接有所述开关控制电路和所述变压器T1，所述变压器 T1的输入端连接有所述整流电路和所述开关控制电路，所述变压器T1的输出端连接有所述电压检测电路和所述输出负载电路，所述负载电路和所述电压检测电路并联在所述变压器T1的输出端，所述电压检测电路的检测端上连接有 MCU检测单元。

具体的，该变压器T1的一次绕组的输出端连接有所述开关控制电路，所述开关控制电路连接所述整流电路。

具体的，该整流电路和所述变压器T1之间设置有滤波电容C1。

具体的，该输出负载电路包括二极管D5和电容C10，所述二极管D5和所述电容C10串联，所述二极管D5连接在所述变压器T1的二次绕组上，所述D5和所述电容C10之间形成引出有输出端OUPUT，所述电容C10连接在所述变压器的二次绕组上，所述电容C10与所述变压器的二次绕组共同连接有GND端。

具体的，该电压检测电路包括：二极管D1、电容C3、电阻R2、电阻R3，其中：所述二极管D1一端连接着变压器的绕组，所述二极管D1另一端连接着所述电容C3和电阻R2；所述电容C3一端连接着所述二极管D1，所述电容C3 的另一端连接在所述变压器的二次绕组上，所述电容C3与所述变压器的二次绕组共同连接有GND端；所述电阻R2一端连接着所述二极管D1，所述电阻R2 的另一端连接所述电阻R3，所述电阻R2和所述电阻R3引出电压检测端 V-INPUT；所述电阻R3一端连接着所述电阻R2，所述电阻R3的另一端引出基准电压VERF。

具体的，该MCU检测单元一端连接着所述检测端V-INPUT，所述MCU检测单元连接在所述GND端。

本实用新型中的电压检测装置所涉及的电源拓朴结构是反激式高频开关电源，在不改变原有的电路结构，增加一个输出侧的电压检测电路，成本低，电路简单。

其工作原理为：AC电经过整流电路后，输出为DC电压，经过C1滤波，给变压器T1供电，开关控制电路会让变压器T1工作在高频开关状态，由于 T1的耦合，会在变压器输出反产生负的脉冲电压，经过D1整流，C3滤波，形成负电压。由于这个负电压是在开关控制电路导通后电磁感应产生的，所以它具备与C1上电压的有线性关系。而C1的电压是输入电压的

倍(此处是指整流电路为桥式整流，如果为半波整流电压则为

倍)。

R3和R2组成分压电路，VERF为正的基准电压，经过R2和R3分压，可以使V-INPUT点的电压在0V到VREF基准电压之间变化。当MCU检测单元检测V-INPUT电压时，就可以根据上述的关系计算出输入的电压。

现有的技术使用了互感器件，专用的检测电路，导致成本高，电路复杂。

本专利是利用现有电路中已有电子器件，增加一个辅助手段，达到相同的目的。节约成本，降低了电路的复杂性。

举例：

以已知条件：AC输入电压＝100-200Vac，变压器匝比＝5，R3＝10K， R2＝150K，VREF＝5V进行举例说明。(以图4为例)

1、当输入为100Vac时：

C1电压为:

(变压器初级侧输入电压)

在TON时，变压器输出的峰值电压为：-VPM＝-(141.4÷5)＝-28.28V(因为变压器同名端相反，所以此电压为负电压)。

因为整流电路为半波整流且滤波电路后面没有负载，所以C3上的电压为：

Vc3＝-28.28×0.9＝-25.45V

所以V-INPUT电压为：

2、当输入为200Vac时

C1电压为:

(变压器初级侧输入电压)

在TON时，变压器输出的峰值电压为：-VPM＝-(282.8÷5)＝-56.56V(因为变压器同名端相反，所以此电压为负电压)

因为整流电路为半波整流且滤波电路后面没有负载，所以C3上的电压为：

Vc3＝-56.56×0.9＝-50.9V

所以V-INPUT电压为：

因为：输入电压比为:200÷100＝2，是线性关系。又因为：变压器输出的峰值电压比为：(-56.56)÷(-28.28)＝2，是线性关系。

所以：MCU根据V-INPUT点的电压，就可以使用查表或者按以下公式计算实现检测输入电压的功能。

比如：

1、MCU检测到V-INPUT电压为1.506V时的计算如下：

[(1.506-x)×(150+10)]＝150×(5-x)

240.96-160x＝750-150x

240.96-750＝160x-150x

x＝-50.9

因为当输入电压为200Vac时，对应的C3电压就是-50.9V，所以就可以计算出当前的输入电压为200Vac

2、当MCU检测到V-INPUT电压为3.097V时的计算如下：

[(3.097-x)×(150+10)]＝150×(5-x)

495.52-160x＝750-150x

495.52-750＝160x-150x

x＝-25.45

因为当输入电压为100Vac时，对应的C3电压就是-25.45V，所以就可以计算出当前的输入电压为100Vac。

由此可见，MCU检测单元通过检测V-INPUT的实时电压，然后基于 V-INPUT电压与输入电压相对应关系，从而可以基于关系表得到输出电压值。综上，本实用新型利用已有的电子元器件构建一个检测电路，使得该检测电路位于变压器的输出侧，从而使得MCU检测单元能采集到AC输入电压。由于采用电子元件器使得器件成本大大降低，也降低了电路的复杂性，使得产品更有利于小型化设计。

以上对本实用新型实施例所提供的基于反激式高频开关电源的电压检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变的处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种基于反激式高频开关电源的电压检测装置，其特征在于，所述基于反激式高频开关电源的电压检测装置包括：整流电路、开关控制电路、变压器、输出负载电路、电压检测电路和MCU检测单元，所述整流电路的输出端连接有所述开关控制电路和所述变压器，所述变压器的输入端连接有所述整流电路和所述开关控制电路，所述变压器的输出端连接有所述电压检测电路和所述输出负载电路，所述负载电路和所述电压检测电路并联在所述变压器的输出端，所述电压检测电路的检测端上连接有MCU检测单元；

所述电压检测电路包括：二极管D1、电容C3、电阻R2、电阻R3，其中：

所述二极管D1一端连接着变压器的绕组，所述二极管D1另一端连接着所述电容C3和电阻R2；

所述电容C3一端连接着所述二极管D1，所述电容C3的另一端连接在所述变压器的二次绕组上，所述电容C3与所述变压器的二次绕组共同连接有GND端；

所述电阻R2一端连接着所述二极管D1，所述电阻R2的另一端连接所述电阻R3，所述电阻R2和所述电阻R3引出电压检测端V-INPUT；

所述电阻R3一端连接着所述电阻R2，所述电阻R3的另一端引出基准电压VERF。

2.如权利要求1所述的基于反激式高频开关电源的电压检测装置，其特征在于，所述变压器的一次绕组的输出端连接有所述开关控制电路，所述开关控制电路连接所述整流电路。

3.如权利要求1所述的基于反激式高频开关电源的电压检测装置，其特征在于，所述整流电路和所述变压器之间设置有滤波电容。

4.如权利要求1所述的基于反激式高频开关电源的电压检测装置，其特征在于，所述输出负载电路包括二极管D5和电容C10，所述二极管D5和所述电容C10串联，所述二极管D5连接在所述变压器的二次绕组上，所述D5和所述电容C10之间形成引出有输出端OUPUT，所述电容C10连接在所述变压器的二次绕组上，所述电容C10与所述变压器的二次绕组共同连接有GND端。

5.如权利要求1至4任一项所述的基于反激式高频开关电源的电压检测装置，其特征在于，所述MCU检测单元一端连接着所述检测端V-INPUT，所述MCU检测单元连接在所述GND端。

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