CN212850307U - 一种电源转换电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源转换电路及电子设备，其中，电源转换电路包括电源接入端、电源输出端、控制模块、变压模块、次级整流驱动模块以及下拉保护模块，变压模块将电源接入端接入的电源电压进行变压处理以获得工作电压，并将工作电压通过电源输出端输出至负载，控制模块根据工作电压对电源电压进行整流处理以及输出对应的第一控制信号至次级整流驱动模块，当控制模块控制次级整流驱动模块关闭时，下拉保护模块将次级整流模块的输入端以及输出端之间的电压进行分压，使得下拉保护模块的输入端以及输出端之间的电压小于下拉保护模块的启动电压。从而降低现有电源转换电路中控制芯片的损坏率。

Description

一种电源转换电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电源转换电路及电子设备。

背景技术

现有电源转换电路中控制芯片容易损坏。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电源转换电路，旨在解决现有电源转换电路中控制芯片容易损坏的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电源转换电路，所述电源转换电路包括电源接入端、电源输出端、控制模块、变压模块、次级整流驱动模块以及下拉保护模块；所述变压模块具有第一端、第二端、第三端和第四端，所述控制模块包括输入端、电源端、驱动端以及输出端，所述次级整流驱动模块包括输入端、输出端及受控端；所述电源接入端与所述变压模块的第一端连接；所述变压模块的第二端与所述控制模块的输入端连接，所述变压模块的第三端、所述控制模块的电源端分别与所述次级整流驱动模块的输入端连接，所述变压模块的第四端与所述电源输出端连接；所述控制模块的驱动端、所述次级整流驱动模块的受控端分别与所述下拉保护模块的输入端连接，所述控制模块的输出端接地；所述次级整流驱动模块的输出端与所述下拉保护模块的输出端连接；所述变压模块，用于将所述电源接入端接入的电源电压进行变压处理以获得工作电压；所述控制模块，用于根据所述工作电压对所述电源电压进行整流处理以及输出对应的第一控制信号；所述次级整流驱动模块；用于根据所述第一控制信号导通或者关闭；所述下拉保护模块，用于在所述第一控制信号控制所述次级整流驱动模块关闭时，将所述次级整流驱动模块的输入端以及输出端之间的电压进行分压，以使得所述下拉保护模块的输入端以及输出端之间的电压小于所述下拉保护模块的启动电压。

可选地，所述控制模块包括初级整流驱动模块、第一控制支路和第二控制支路；初级整流驱动模块的输入端为所述控制模块的输入端，初级整流驱动模块的输出端为所述控制模块的输出端，第一控制支路的输入端与初级整流驱动模块的受控端连接，第一控制支路的输出端与第二控制支路通过磁感双向通信技术连接。

可选地，所述初级整流驱动模块为第一MOS管，所述第一MOS管的源极为所述初级整流驱动模块的输出端，所述第一MOS管漏极为所述初级整流驱动模块的输入端，所述第一MOS管的栅极为所述初级整流驱动模块的受控端。

可选地，所述次级整流驱动模块为第二MOS管；所述第二MOS管的源极为次级整流驱动模块的输出端，所述第二MOS管漏极为所述次级整流驱动模块的输入端，所述第二MOS管的栅极为所述次级整流驱动模块的受控端。

可选地，所述下拉保护模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端为所述下拉保护模块的输入端，所述第一电阻的第二端为所述下拉保护模块的输出端；或，所述下拉保护模块包括第一电容，所述第一电容的第一端为所述下拉保护模块的输入端，所述第一电容的第二端为所述下拉保护模块的输出端。

可选地，所述电源转换电路还包括整流滤波模块，所述整流滤波模块的输入端与交流电源连接；所述整流滤波模块的第一输出端与所述控制模块的输出端连接；所述整流滤波模块，用于将所述交流电源转换成直流并滤波后稳定输出至后续各电路。

可选地，所述电源转换电路还包括箝位模块，所述箝位模块的输入端、所述整流滤波模块的第二输出端与所述变压模块的输入端连接，所述箝位模块的输出端、所述控制模块的输入端与所述变压模块的输出端连接；所述箝位模块，用于吸收所述变压模块上的漏感所产生的尖峰电压。

可选地，所述箝位模块包括第二电阻、第三电阻、第二电容及第一二极管；所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端、第二电容的第二端连接与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一二极管的输出端连接，所述第一二极管的输入端为所述箝位模块的输出端。

可选地，所述电源转换电路还包括尖峰吸收模块，所述尖峰吸收模块的输入端与所述次级整流驱动模块的输入端连接，所述尖峰吸收模块的输出端与次级整流驱动模块的输出端连接；所述尖峰吸收模块，用于吸收所述变压器二次绕组上的反峰电压。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种电子设备，包括如上所述的电源转换电路。

本实用新型提出一种电源转换电路，包括电源接入端、电源输出端、控制模块、变压模块、次级整流驱动模块以及下拉保护模块。其中，变压模块将电源接入端接入的电源电压进行变压处理以获得工作电压，控制模块接收工作电压对从而电源电压进行整流处理以及输出对应的第一控制信号至次级整流驱动模块，当次级整流驱动模块接收到的第一控制信号为高电平时，次级整流驱动模块导通，当次级整流驱动模块接收到的第一控制信号为低电平时，次级整流驱动模块关闭，而此时下拉保护模块将次级整流驱动模块的输入端以及输出端之间的电压进行分压，以使得下拉保护模块的输入端以及输出端之间的电压小于下拉保护模块的启动电压，从而保证在初级整流驱动模块导通时，次级整流驱动模块关闭，从而避免出现由于初级整流驱动模块和次级整流驱动模块同时导通或截止造成时序交错损坏芯片，因此降低芯片的损坏率。

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为本实用新型电源转换电路的一模块示意图；

图2为本实用新型电源转换电路的另一模块示意图；

图3为本实用新型电源转换电路一实施例的电路示意图；

图4为本实用新型电源转换电路另一实施例的电路示意图。

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。

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。

具体实施方式

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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。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。

本实用新型提出一种电源转换电路，用于解决现有的电源转换电路的芯片损坏率较高的技术问题。

在本实用新型实施例中，如图1、2所示，该电源转换电路包括电源接入端110、电源输出端111、变压模块10、控制模块11、次级整流驱动模块12 以及下拉保护模块13；变压模块10具有第一端、第二端、第三端和第四端，控制模块11包括输入端、电源端、驱动端以及输出端，次级整流驱动模块13 包括输入端、输出端及受控端；电源接入端110与变压模块10的第一端连接；变压模块10的第二端与控制模块11的输入端连接，变压模块10的第三端、控制模块11的电源端分别与次级整流驱动模块12的输入端连接，变压模块 10的第四端与所述电源输出端连接；控制模块11的驱动端、次级整流驱动模块12的受控端分别与下拉保护模块13的输入端连接，控制模块11的输出端接地；次级整流驱动模块12的输出端与下拉保护模块13的输出端连接。

其中，变压模块10将电源接入端110接入的电源电压进行变压处理以获得工作电压，控制模块11根据工作电压对电源电压进行整流处理以及输出对应的第一控制信号至次级整流驱动模块12，当输出的第一控制信号为高电平时，次级整流驱动模块12导通，当输出的第一控制信号为低电平时，次级整流驱动模块12关闭，此时下拉保护模块13将次级整流驱动模块12的输入端以及输出端之间的电压进行分压，以使得下拉保护模块13的输入端以及输出端之间的电压小于下拉保护模块13的启动电压，从而保证在控制模块11的初级整流驱动模块导通时，次级整流驱动模块12关闭，避免由于控制模块11 的初级整流驱动模块和次级整流驱动模块12同时导通造成时序错乱所损坏芯片，从而降低芯片的损坏率。

可选地，变压模块10为变压器T1，变压器T1包括初级绕组和次级绕组，变压器T1初级绕组的输入端为变压模块10的第一端，变压器T1初级绕组的输出端为变压模块10的第二端，变压器T1次级绕组的输入端为变压模块10 的第三端，变压器T1次级绕组的输出端为变压模块10的第四端，

可选地，控制模块11包括初级整流驱动模块、第一控制支路和第二控制支路；初级整流驱动模块的输入端为控制模块11的输入端，初级整流驱动模块的输出端为控制模块11的输出端，初级整流驱动模块的受控端与第一控制支路的输入端连接，第一控制支路的输出端与第二控制支路通过磁感双向通信技术连接。

其中，初级整流驱动模块、第一控制支路和第二控制支路集成于控制模块11中，控制模块11可采用PI-INN2系列芯片，初级侧驱动电路包括初级整流驱动模块和第一控制支路，第一控制支路输出第二控制信号控制初级整流驱动模块进行工作，当初级整流驱动模块接收的第二控制信号为高电平信号时，初级整流驱动模块导通，当初级整流驱动模块接收的第二控制信号为低电平时，初级整流驱动模块截止。

可选地，电源转换电路还包括整流滤波模块14，整流滤波模块14的输入端与交流电源连接，整流滤波模块14的第一输出端与控制模块11的输出端以及第一控制支路的初级旁路端口(BPP)连接。

其中，整流滤波模块14将交流电压转换成直流电压并滤波后稳定输出至后续各电路，控制模块11的第一控制支路通过初级旁路端口(BPP)接收整流滤波模块14输出的电压从而为初级侧驱动电路供电。

可选地，所述电源转换电路还包括箝位模块15，箝位模块15的输入端、整流滤波模块14的第二输出端与变压模块10的输入端连接，箝位模块15的输出端、控制模块11的输入端与变压模块10的输出端连接。

其中，箝位模块15吸收变压模块10初级绕组上的漏感所产生的尖峰电压，从而防止控制模块11的初级整流驱动模块被击穿。

可选地，电源转换电路还包括尖峰吸收模块16，尖峰吸收模块16的输入端与次级整流驱动模块12的输入端连接，尖峰吸收模块16的输出端与次级整流驱动模块12的输出端连接。

其中，尖峰吸收模块17吸收变压器次级绕组上的反峰电压，从而防止次级整流驱动模块12因承受过大的压降而损坏。

图3示出了本实用新型一实施例所提供的电源转换电路的示例电路图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型一实施例相关的部分，详述如下：

在一实施例中，控制模块11的初级整流驱动模块为第一MOS管Q1，第一MOS管Q1的源极为控制模块11的输出端，第一MOS管Q1的漏极为控制模块11的输入端，第一MOS管Q1的栅极为控制模块11的受控端。

在一实施例中，次级整流驱动模块12为第二MOS管Q2，第二MOS管 Q2的源极为次级整流驱动模块12的输出端，第二MOS管Q2的漏极为次级整流驱动模块12的输入端，第二MOS管Q2的栅极为次级整流驱动模块12 的受控端。

在一实施例中，下拉保护模块13为第一电容C1，第一电容C1的第一端为下拉保护模块13的输入端，第一电容C1的第二端为下拉保护模块13的输出端。

可选地，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均为NMOS管。

其中，第二MOS管Q2存在寄生电容Crss和Ciss；Crss为第二MOS管 Q2的栅漏极之间的电容，当漏极为异常高电压时，会对传输到第二MOS管Q2的栅极电压有影响；Ciss为第二MOS管Q2的输入电容，会对第二MOS 管Q2的开关时间有影响。第二MOS管Q2通过Crss和Ciss对源漏极电压 Vds分压所得电压值为Crss/(Crss+Ciss)*Vds，在初级控制模块10的第一MOS管Q1导通的瞬间，若寄生电容Crss和Ciss的参数设计不合理，即第二 MOS管Q2的选择不合理时，会使得第二MOS管Q2的开启电压Vgs(th)小于 Crss/(Crss+Ciss)*Vds，因此第二MOS管Q2也导通。此时，由于第一MOS 管Q1和第二MOS管Q2同时导通，导致第一MOS管Q1和第二MOS管Q2 时序错乱，从而导致控制芯片损坏。因此，为保护芯片，在第一MOS管Q1 导通时，需使得第二MOS管Q2截止。此时由于存在第一电容C1，且第一电容C1连接于第二MOS管Q2的栅极和源极之间，与寄生电容Crss和Ciss对源漏极电压Vds分压所得电压值为Crss/(Crss+Ciss+C1)*Vds，可以保证其小于第二MOS管Q2的开启电压Vgs(th)，从而使得第二MOS管Q2截止。

在一实施例中，整流滤波模块14包括第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第三电容C3、第四电容C4、第一电感L1 及第二电感L2，第二二极管D2的阴极、第四二极管D4的阴极、第三电容 C3的第一端、第四电容C4的第一端以及第一电感L1连接为整流滤波模块 14的第二输出端，第三二极管D3的阳极、第五二极管D5的阳极、第三电容 C3的第二端、第四电容C4的第二端以及第二电感L2连接为整流滤波模块 14的第一输出端。

其中，当输入电源电压在正半周时，第二二极管D2和第四二极管D4导通，第三二极管D3和第五二极管D5截止；当输入电源电压在负半周时，第三二极管D3和第五二极管D5导通，第二二极管D2和第四二极管D4截止。交流电源经整流成直流电压输出至第三电容C3和第四电容C4滤波，并与第一电感L1及第二电感L2构成N型滤波器，对差模EMI进行衰减，保证电路的稳定性。

在一实施例中，箝位模块15包括第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻 R3以及第一二极管D1，第二电容C2的第一端与第二电阻R2的第一端连接为箝位模块15的输入端，第二电容C2的第二端、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的第二端与第一二极管D1的阴极连接，第一二极管D1的阳极为箝位模块15的输出端。

其中，当第一MOS管Q1关断时，变压器T1的初级绕组的线圈电压反向，使得第二电容C2的电压迅速上升，第一二极管D1截止后第二电容C2 通过第二电阻R2放电，从而能够吸收变压器T1的漏感能量，减轻第一MOS 管Q1的电压应力，保护第一MOS管Q1不被击穿。

在一实施例中，尖峰吸收模块16包括第四电阻R4、第六二极管D6及第八电容C8，第八电容C8的第一端与第六二极管D6的阴极连接为尖峰吸收模块16的输入端，第八电容C8的第二端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第六二极管D6的阳极连接为尖峰吸收模块16的输出端。

其中，当第二MOS管Q2截止后，变压器T1产生一个很大的反极性尖峰电压，其峰值幅度远远超过第二MOS管Q2的漏极电压，此时尖峰电压的功率经过第六二极管D6储存于第八电容C8中，最后经第四电阻R4进行消耗，从而降低了第二MOS管Q2漏极的尖峰电压，防止第二MOS管Q2被击穿而损坏。

在一实施例中，所述电源转换电路还包括第五电容C5、第六电容C6、第五电阻R5及第六电阻R6，控制模块11还包括正激端口(FWD)以及输出电压端口(Vout)，控制模块11的初级旁路端口(BPP)通过第五电容C5与整流滤波模块14的第一输出端连接，次级控制模块11的正激端口(FWD)通过第五电阻R5与第二MOS管Q2的漏极连接，控制模块11的输出电压端口(Vout)通过第六电阻R6与第六电容C6和电压输出端连接。

其中，控制模块11具有自启动功能，当交流电源首次上电时，通过内部高压电流源对正激端口(FWD)的第五电容C5进行充电从而为初级整流驱动模块以及第一控制支路供电，控制模块11通过第五电阻R5接收变压器T1的次级绕组电压作为工作电压对第二MOS管Q2进行导通控制，而第六电容C6 对电压滤波再输出至负载，减小电压的纹波。

在另一实施例中，如图4所示，下拉保护模块13还可为第一电阻R1，第一电阻R1连接于第二MOS管Q2的源极和栅极之间。

其中，第一电阻R1的存在使得输入电容Ciss的阻抗值增加，从而对源漏极电压Vds分压所得电压值Crss/(Crss+Ciss)*Vds减小，也能保证其小于第二MOS管的开启电压Vgs(th)，使第一MOS管导通时第二MOS管截止，从而避免芯片的损坏。

以下结合图1、2、3对本实用新型原理进行说明：

输入交流电源经过第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4及第五二极管D5整流后输出直流电压，直流电再经过由第三电容C3、第四电容、第一电感L1及第二电感L2构成的N型滤波器滤波后输出至后续各电路，同时减小差模EMI值，提高电路稳定性。变压器T1再将经滤波器输出的电压转换为交流电压，同时能将后续输出的部分与输入部分进行电学隔离，保证两者的电压不受干扰。而当第一MOS管Q1关断时，变压器T1接收的经滤波器输出的电压反向，第二电容C2的电压迅速上升，第一二极管D1截止后第二电容C2通过第二电阻R2放电，使得第一MOS管Q1所受的电压应力减小，当第二MOS管接收控制模块11输出的低电平控制信号截止时，此时第一电容C1或者第一电阻R1与寄生电容Crss和Ciss对源漏极电压Vds进行分压所得的电压值减小，小于当第一MOS管导通时的第二MOS管Q2的启动电压，从而使得在第一MOS管导通时，第二MOS管Q2截止，避免由于第一MOS管Q1和第二MOS管Q2同时导通所造成的时序混乱，从而造成芯片损坏。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括上述电源转换电路；所述电源转换电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在电子设备中使用了上述电源转换电路，因此，该电子设备的实施例包括上述电源转换电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述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，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源转换电路，其特征在于，所述电源转换电路包括电源接入端、电源输出端、控制模块、变压模块、次级整流驱动模块以及下拉保护模块；所述变压模块具有第一端、第二端、第三端和第四端，所述控制模块包括输入端、电源端、驱动端以及输出端，所述次级整流驱动模块包括输入端、输出端及受控端；

所述电源接入端与所述变压模块的第一端连接；所述变压模块的第二端与所述控制模块的输入端连接，所述变压模块的第三端、所述控制模块的电源端分别与所述次级整流驱动模块的输入端连接，所述变压模块的第四端与所述电源输出端连接；所述控制模块的驱动端、所述次级整流驱动模块的受控端分别与所述下拉保护模块的输入端连接，所述控制模块的输出端接地；所述次级整流驱动模块的输出端与所述下拉保护模块的输出端连接；

所述变压模块，用于将所述电源接入端接入的电源电压进行变压处理以获得工作电压，并将所述工作电压通过电源输出端输出至负载；

所述控制模块，用于根据所述工作电压对所述电源电压进行整流处理以及输出对应的第一控制信号；

所述次级整流驱动模块，用于根据所述第一控制信号导通或者关闭；

所述下拉保护模块，用于在所述第一控制信号控制所述次级整流驱动模块关闭时，将所述次级整流驱动模块的输入端以及输出端之间的电压进行分压，以使得所述下拉保护模块的输入端以及输出端之间的电压小于所述下拉保护模块的启动电压。

2.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述控制模块包括初级整流驱动模块、第一控制支路和第二控制支路；初级整流驱动模块的输入端为所述控制模块的输入端，初级整流驱动模块的输出端为所述控制模块的输出端，第一控制支路的输入端与初级整流驱动模块的受控端连接，第一控制支路的输出端与第二控制支路通过磁感双向通信技术连接；

所述初级整流驱动模块，用于根据所述第一控制支路所输出的第二控制信号进行工作。

3.如权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，所述初级整流驱动模块为第一MOS管，所述第一MOS管的源极为所述初级整流驱动模块的输出端，所述第一MOS管漏极为所述初级整流驱动模块的输入端，所述第一MOS管的栅极为所述初级整流驱动模块的受控端。

4.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述次级整流驱动模块为第二MOS管；所述第二MOS管的源极为次级整流驱动模块的输出端，所述第二MOS管漏极为所述次级整流驱动模块的输入端，所述第二MOS管的栅极为所述次级整流驱动模块的受控端。

5.如权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述下拉保护模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端为所述下拉保护模块的输入端，所述第一电阻的第二端为所述下拉保护模块的输出端；或，

所述下拉保护模块包括第一电容，所述第一电容的第一端为所述下拉保护模块的输入端，所述第一电容的第二端为所述下拉保护模块的输出端。

6.如权利要求1-5任一项所述的电源转换电路，其特征在于，所述电源转换电路还包括整流滤波模块，所述整流滤波模块的输入端与交流电源连接；所述整流滤波模块的第一输出端与所述控制模块的输出端连接；

所述整流滤波模块，用于将所述交流电源转换成直流并滤波后稳定输出至后续各电路。

7.如权利要求6所述的电源转换电路，其特征在于，所述电源转换电路还包括箝位模块，所述箝位模块的输入端、所述整流滤波模块的第二输出端与所述变压模块的输入端连接，所述箝位模块的输出端、所述控制模块的输入端与所述变压模块的输出端连接；

所述箝位模块，用于吸收所述变压模块上的漏感所产生的尖峰电压。

8.如权利要求7所述的电源转换电路，其特征在于，所述箝位模块包括第二电阻、第三电阻、第二电容及第一二极管；所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端、第二电容的第二端连接与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一二极管的输出端连接，所述第一二极管的输入端为所述箝位模块的输出端。

9.如权利要求8所述的电源转换电路，其特征在于，所述电源转换电路还包括尖峰吸收模块，所述尖峰吸收模块的输入端与所述次级整流驱动模块的输入端连接，所述尖峰吸收模块的输出端与次级整流驱动模块的输出端连接；

所述尖峰吸收模块，用于吸收所述变压模块上的反峰电压。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的电源转换电路。

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