CN212627669U - 开关电源 - Google Patents

Abstract

一种开关电源。所述开关电源包括输出电路，所述输出电路还包括：输出电压检测子电路及开关子电路；其中：所述输出电压检测子电路，与所述输出电路的输出端连接，适于检测所述输出电路的输出电压，并在所述输出电路的输出电压大于预设阈值时导通；所述开关子电路，与所述输出电压检测子电路及所述第一电阻连接，适于在所述输出电压检测子电路导通时导通，以将所述第一电阻接入至所述输出电路中。应用上述方案，可以提高开关电源的电源转换效率。

Description

开关电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体涉及一种开关电源。

背景技术

基于安全的要求，很多开关电源都是隔离型电路，输入电路和输出电路由变压器隔离。通过调整输入电路中开关的占空比或频率，来控制输出电路输出的电流或电压。而输入电路中开关的调整，是通过将输出信号传递给输入电路来实现，因此，输出信号的传递将直接影响输出。

在实际应用中，由于输入电路和输出电路是由变压器隔离的，因此，在负载出现剧烈变化时，会出现信号传递不及时的情况，信号传递速度慢，导致输出电压升高，超过设计要求，对整个线路带来伤害，并有可能超过安全标准的要求，该问题在由输入电路控制的反激电路中尤为突出。

为了解决上述问题，大多数情况下，会在输出电路增加电阻，增加的电阻会作为假负载来吸收掉这个能量，达到抑制输出电压过冲的作用。

然而，在上述方案中，电源转换效率较低，无法满足用户对电源转换效率的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是：提高开关电源的电源转换效率。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种开关电源，所述开关电源包括输入电路及输出电路，所述输入电路及输出电路通过变压器隔离，且所述输出电路的第一输出端连接有第一电阻；所述输出电路还包括：输出电压检测子电路及开关子电路；其中：

所述输出电压检测子电路，与所述输出电路的输出端连接，适于检测所述输出电路的输出电压，并在所述输出电路的输出电压大于预设阈值时导通；

所述开关子电路，与所述输出电压检测子电路及所述第一电阻连接，适于在所述输出电压检测子电路导通时导通，以将所述第一电阻接入至所述输出电路中。

可选地，所述输出电压检测子电路，包括：稳压二极管，一端与所述输出电路的第一输出端连接，另一端与所述开关子电路连接。

可选地，所述开关子电路包括以下任意一种：MOS管、继电器、断路器。

可选地，所述输出电路还包括：

驱动子电路，与所述输出电压检测子电路及所述开关子电路连接，适于在输出电压检测子电路导通时，驱动所述开关子电路，使得所述开关子电路导通；

可选地，所述驱动子电路包括：第二电阻或第一电容；

其中，所述第二电阻的一端与所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述输出电路的第二输出端连接；所述第一电容的一端与所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述输出电路的第二输出端连接。

可选地，所述驱动子电路包括：第二电阻，及与所述第二电阻并联的第一电容；所述第二电阻及第一电容的一端与所述输出电压检测子电路连接，所述第二电阻及第一电容的另一端与所述输出电路的第二输出端连接。

可选地，所述驱动子电路还包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述开关子电路连接。

可选地，所述开关子电路包括：第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻连接，发射极与所述输出电路的第二输出端连接，集电极与所述输出电路的第一输出端连接。

可选地，所述输出电路包括：

第一绕组，适于与输入电路的变压器绕组进行耦合，获得输出电压；

第一二极管，与所述第一绕组连接；

第二电容，一端与所述第一二极管及所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述第一绕组及所述开关子电路连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：

采用上述方案，由于输出电压检测子电路可以在输出电路的输出电压大于预设阈值时导通，而开关子电路可以在输出电压检测子电路导通时导通，进而将所述第一电阻接入至所述输出电路中。也就是说，本发明的方案，在输出电路的输出电压超过预设阈值时，才将第一电阻接入输出电路中，否则，第一电阻不允许接入第一电路中，由此，在输出电路的输出电压小于预设阈值时，第一电阻上不会产生损耗，电源的传递能量也就不会在第一上消耗，开关电源的电源转换效率显著提高。

进一步，采用稳压二极管，作为输出电压检测子电路，相对于采用比较器等其他器件作为输出电压检测子电路，成本更低。

附图说明

图1是一种输出电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种输出电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了改善负载出现剧烈变化时，信号传递不及时的情况，通常会在输出电路中增加电阻。

例如，参照图1，由第一绕组L1B、第一二极管D21及第二电容C21组成的输出电路中，输出端可以设置作为假负载的第一电阻RL，由第一电阻RL吸收输出电压过冲而产生的能量。

然而，由于电阻一直加载在输出电路中，会产生固定损耗，降低电源转换效率，并带来发热大、寿命短的不利影响。

为此，本实用新型实施例提供了一种开关电源，所述开关电源中设置有输出电压检测子电路，所述输出电压检测子电路可以在输出电路的输出电压大于预设阈值时导通，而开关子电路可以在输出电压检测子电路导通时导通，进而将所述第一电阻接入至所述输出电路中，由此在输出电路的输出电压小于预设阈值时，第一电阻上不会产生损耗，电源的传递能量也就不会在第一上消耗，开关电源的电源转换效率显著提高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例作详细地说明。

参照图2，本实用新型实施例提供了一种开关电源，所述开关电源包括输入电路(未示出)及输出电路10，所述输入电路及输出电路10通过变压器隔离，且所述输出电路10的第一输出端D+连接有第一电阻RL。在所述开关电源中，通过将输出电路10的输出信号传递给输入电路，实现对输入电路中开关的占空比或频率的调整，进而控制输出电路10的输出电路或电压。

在本发明的一实施例中，所述输出电路10可以包括：第一绕组L1B，第一二极管D21及第二电容C21。其中：

所述第一绕组L1B，适于与输入电路的变压器绕组进行耦合，获得输出电压；

所述第一二极管D21，与所述第一绕组L1B连接；

所述第二电容C21，一端与所述第一二极管D21及所述输出电压检测子电路101连接，另一端与所述第一绕组L1B及所述开关子电路102连接。

输入电路中会设置有与第一绕组L1B相耦合的绕组，输入电路绕组的电压耦合至第一绕组L1B上，使得输出电路10产生电流，第二电容C21上的电压，即输出电路10的电压。

在本发明的实施例中，所述输出电路10还可以包括：输出电压检测子电路101及开关子电路102。其中：

所述输出电压检测子电路101，与所述输出电路10的输出端连接，适于检测所述输出电路10的输出电压，并在所述输出电路10的输出电压大于预设阈值时导通；

所述开关子电路102，与所述输出电压检测子电路101及所述第一电阻RL连接，适于在所述输出电压检测子电路101导通时导通，以将所述第一电阻RL接入至所述输出电路10中。

可以理解的是，第一电阻RL，作为假负载，用于吸收因真负载剧烈变化致输出电压升高而产生的能量，可以是单颗电阻，也可以是多颗电阻串联或并联的组合。第一电阻RL的阻值，可以根据实际能量的大小选择，只有能够将输入电路传递过来的多余能量消耗掉，从而抑制输出电压升高即可。

在具体实施中，所述输出电压检测子电路101可以存在多种电路结构，具体不作限制。所述预设阈值可以根据实际需要进行设置。

在本发明的一实施例中，为了降低成本，所述输出电压检测子电路101可以包括：稳压二极管ZS1，一端与所述输出电路10的第一输出端D+连接，另一端与所述开关子电路102连接。此时，所述预设阈值即所述稳压二极管D21的导通电压。在输出电压超过稳压二极管D21的导通电压时，所述稳压二极管D21会被击穿导通。

在具体实施中，所述开关子电路102，可以是三极管、MOS管等电子开关，也可以是继电器、断路器等机械开关，具体不作限制。所述开关子电路102与第一电阻RL串联连接，用于控制第一电阻RL是否接入输出电路10中。

在本发明的一实施例中，所述开关子电路102包括：第一三极管QS1。所述第一三极管QS1为NPN三极管，所述第一三极管QS1的基极与所述第一电阻RL连接，发射极与所述输出电路10的第二输出端D-连接，集电极与所述输出电路10的第一输出端D+连接。

在本发明的一实施例中，为了减少将第一电阻RL接入输出电路10中的延迟，所述输出电路10还可以包括：驱动子电路103。

所述驱动子电路103，与所述输出电压检测子电路101及所述开关子电路102连接，适于在输出电压检测子电路101导通时，驱动所述开关子电路102，使得所述开关子电路102导通。

在具体实施中，所述驱动子电路103可以存在多种电路结构，具体不作限制。

在本发明的一实施例中，所述驱动子电路103可以包括：第二电阻RS2或第一电容CS1。也就是说，所述驱动子电路103可以仅包括第二电阻RS2，或者仅包括第一电容CS1。由第二电阻RS2或第一电容CS1，驱动开关子电路102中的开关导通。

其中，所述第二电阻RS2的一端与所述输出电压检测子电路101连接，另一端与所述输出电路10的第二输出端D-连接；所述第一电容CS1的一端与所述输出电压检测子电路101连接，另一端与所述输出电路10的第二输出端D-连接。

在本发明的另一实施例中，所述驱动子电路102还可以包括：第二电阻RS2，及与所述第二电阻RS2并联的第一电容CS1；所述第二电阻RS2及第一电容CS1的一端与所述输出电压检测子电路101连接，所述第二电阻RS2及第一电容CS1的另一端与所述输出电路10的第二输出端D-连接。

相比于仅由第二电阻RS2或第一电容CS1驱动开关子电路102中的开关，同时由第二电阻RS2及第一电容CS1驱动开关子电路102中的开关，可以消除杂波信号干扰，防止开关误动作。

在本发明的又一实施例中，参照图2，所述驱动子电路103还可以包括：第一电阻RS1，所述第一电阻RS1的一端与所述输出电压检测子电路101连接，另一端与所述开关子电路102连接。

也就是说，同时由第一电阻RS1、第二电阻RS2及第一电容CS1驱动开关子电路102中的开关，由此可以进一步保证开关的可靠导通和关断，抑制杂波干扰，延长开关寿命。

当输出电路10的真负载出现剧烈变化，输出电压升高(C21上的电压)，超过稳压二极管ZS1的导通电压后，稳压二极管ZS1将会被击穿导通，电流经稳压二极管ZS1、第一电阻RS1流入第一三极管QS1三极管的基极，驱动第一三极管QS1导通。

第一三极管QS1导通后，第一电阻RL被接入到输出电路10，输出电路10的电流就会通过第一电阻RL释放。因为第一电阻RL的阻值可以根据实际能量的大小选择，就能将输入电路传递过来的多余能量消耗掉，从而抑制输出电压升高。

当输出电路10趋于正常时，输出电压(C21上的电压)低于稳压二极管ZS1的导通电压，稳压二极管ZS1不通，没有电流通过第一电阻RS1，也就没有电流流入第一三极管QS1的基极，第一三极管QS1将关断，从而切断第一电阻RL。第一电阻RL上就没有电流，也就不会产生损耗，电源的传递能量不会在第一电阻RL上消耗，电源转换效率显著提升。

第一三极管QS1受控于输出电压检测子电路101，在输出电压高于预设阈值时，驱动第一三极管QS1导通，第一电阻RL接入电路工作。当输出电压低于预设阈值时，关闭第一三极管QS1，切断第一电阻RL工作。

在具体实施中，所述输出电路10的具体电路结构不受上述实施例的限制，只要所述输出电路10采用假负载来吸收因输出电压过冲而产生的能量，即可使用本发明中的输出电压检测子电路101、开关子电路102及驱动子电路103来提高电源转换效率。

由上述内容可知，本发明实施例中的开关电源，可以在输出电压升高后，自动将假负载接入输出电路中，在输出电压较低时，断开假负载与输出电路的连接。而大多数情况，电源在正常工作状态下的输出电压并不高，也就意味着，假负载在多数情况下是没有工作，不会产生损耗，从而提高电源转换效率，降低系统发热量、延长产品寿命。并且，本发明的方案简单，成本低，系统可靠性高。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种开关电源，所述开关电源包括输入电路及输出电路，所述输入电路及输出电路通过变压器隔离，且所述输出电路的第一输出端连接有第一电阻；其特征在于，所述输出电路还包括：输出电压检测子电路及开关子电路；其中：

所述输出电压检测子电路，与所述输出电路的输出端连接，适于检测所述输出电路的输出电压，并在所述输出电路的输出电压大于预设阈值时导通；

所述开关子电路，与所述输出电压检测子电路及所述第一电阻连接，适于在所述输出电压检测子电路导通时导通，以将所述第一电阻接入至所述输出电路中。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述输出电压检测子电路，包括：稳压二极管，一端与所述输出电路的第一输出端连接，另一端与所述开关子电路连接。

3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关子电路包括以下任意一种：MOS管、继电器、断路器。

4.如权利要求1至3任一项所述的开关电源，其特征在于，所述输出电路还包括：

驱动子电路，与所述输出电压检测子电路及所述开关子电路连接，适于在输出电压检测子电路导通时，驱动所述开关子电路，使得所述开关子电路导通。

5.如权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述驱动子电路包括：第二电阻或第一电容；

其中，所述第二电阻的一端与所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述输出电路的第二输出端连接；所述第一电容的一端与所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述输出电路的第二输出端连接。

6.如权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述驱动子电路包括：第二电阻，及与所述第二电阻并联的第一电容；所述第二电阻及第一电容的一端与所述输出电压检测子电路连接，所述第二电阻及第一电容的另一端与所述输出电路的第二输出端连接。

7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述驱动子电路还包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述开关子电路连接。

8.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述开关子电路包括：第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻连接，发射极与所述输出电路的第二输出端连接，集电极与所述输出电路的第一输出端连接。

9.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述输出电路包括：

第一绕组，适于与输入电路的变压器绕组进行耦合，获得输出电压；

第一二极管，与所述第一绕组连接；

第二电容，一端与所述第一二极管及所述输出电压检测子电路连接，另一端与所述第一绕组及所述开关子电路连接。

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