CN213906576U - 一种音响开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种音响开关电源，属于电源结构领域，包括半桥变换电路、第一PWM调节电路以及推挽式变换电路；半桥变换电路用于将220V的市电电网输入电压降低至主频为50Hz的12V输出电压；推挽式变换电路用于将12V的输入电压转换成主频为100kHz的双60V的输出电压；通过设置半桥变换电路和推挽式变换电路，220V的市电电网输入经过半桥变换电路后，输出稳定的12V大电流电源至推挽式变换电路，然后通过推挽式变换电路，将12V的输入转换为双60V的输出至音响负载，并将主频提升至100kHz，替代了硅钢型变压器，减轻音响开关电源的重量，且输出信号的频率展宽特性在高频区极为明显，而低频区在推挽式变换电路中也得到补充，避免出现电流速率跟随性差的问题。

Description

一种音响开关电源

技术领域

本实用新型涉及电源结构领域，尤其涉及一种音响开关电源。

背景技术

近年来，随着国民经济的快速发展，居民家庭的电器保有量也在高速增加，但随之而来的“电源污染“也与日俱增，传统功放在电源中采用重型硅钢变压器来实现电压的变换，造成音响设备的质量体积较大以及电损耗较大，而且其高频信号部分也只能从50Hz市电频率通过全桥整流后最高峰展向100Hz而带来的高频干硬、刺耳，不带磁性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种解决现有音响电源的极重质、大体积、电损耗大等问题的音响开关电源。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种音响开关电源，包括半桥变换电路、第一PWM调节电路、第二PWM调节电路以及推挽式变换电路；所述半桥变换电路用于将220V的市电电网输入电压降低至主频为50Hz的12V输出电压；所述推挽式变换电路用于将12V的输入电压转换成主频为100kHz的双60V的输出电压；所述第一PWM调节电路用于对所述推挽式变换电路内的功率元件提供控制信号、所述第二PWM调节电路用于对所述半桥变换电路内的功率元件提供控制信号。

优选的，还包括EMI滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端连接于市电电网，所述EMI滤波电路的输出端连接于所述半桥变换电路的输入端。

优选的，3、所述推挽式变换电路包括NMOS管Q3、Q4、二极管D8、D9、D10、D11、D12、D13、电阻R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、电感L1、L2、L3、变压器T4；

NMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极分别连接于变压器T4的初级线圈的两端，变压器T4的初级线圈的中间点连接于所述半桥变换电路的输出端，NMOS管Q3和NMOS管Q4的栅极均接GND-2端；

变压器T4的第一次级线圈的一端连接于二极管D8的正极，二极管D8的负极依次与电阻R19的一端、电容C18的正极、电容C19的一端以及电感L1的一端相连接，电感L1的另一端依次与电阻R18的一端、电容C16的正极，电容C17的一端以及V+输出端相连接；变压器T4的第一次级线圈的另一端连接于二极管D9的负极，二极管D9的正极依次与电阻R21的一端、电容C22的负极、电容C23的一端、电感L2的一端、电阻R20的一端、电容C20的负极、电容C21的一端以及V-输出端相连接；变压器T4的第一次级线圈的中间点依次与电阻R19的另一端、电阻R21的另一端、电容C18的负极、电容C22的正极、电容C19的另一端、电容C23的另一端、电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、电容C16的负极、电容C20的正极、电容C17的另一端、电容C21的另一端以及GND-3端相连接。

优选的，所述第一PWM调节电路包括驱动芯片U1，驱动芯片U1的输入端连接于半桥变换电路的输出端，驱动芯片U1的第一输出端连接于NMOS管Q3，驱动芯片U1的第二输出端连接于NMOS管Q4。

优选的，所述半桥变换电路包括整流器D2，整流器D2采用KB810桥式整流器，整流器D2的交流输入端连接于EMI滤波电路的输出端。

优选的，所述半桥变换电路还包括电容C1、C2、C7、C10、电阻R1、R2、R3、R4、R6、R11、R12、R13、R15、三极管Q1、Q22、二极管D1、D4、变压器T1；整流器D2的1号引脚依次与电容C1的正极、电阻R4的一端、二极管D1的负极、三极管Q1的集电极以及电阻R1的一端相连，电容C1的负极依次与电容C10的正极、电阻R12的一端、电容C7的一端以及电阻R4的另一端相连，整流器的4号引脚依次与电容C10的负极、电阻R12的另一端、二极管D4的正极、三极管Q2的发射极以及电阻R15的一端相连；三极管Q1的发射极与二极管D1的正极、电阻R6的一端、电阻R11的一端、三极管Q2的集电极以及尔激光D4的负极相连，三极管Q1的基极连接于电阻R3的一端，电阻R1的另一端、电阻R3的另一端以及电阻R6的另一端相连，三极管Q2的基极连接于电阻R13的一端，电阻R13的另一端与电阻R11的另一端以及电阻R15的另一端相连；电容C7的另一端与电阻R2以及变压器T1的初级线圈的一端相连，电阻R2的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与变压器T1的初级线圈的另一端相连。

优选的，所述半桥变换电路还包括的电感L4、电容C3、C8、C9、C11、电阻R5、R7、R10、R14、二极管D3、D5，变压器T1的第一次级线圈的一端连接于电容C3的一端和二极管D3的正极，变压器TI的第一次级线圈的中间点连接于电感L4的一端，变压器TI的第一次级线圈的另一端连接于电容C11的一端以及二极管D5的正极，电容C3的另一端连接于电阻R7的一端，电容C11的另一端连接于电阻R14的一端，电感L4的另一端连接于电阻R5的一端，电阻R5的另一端依次与电阻R10的一端、电容C8的一端以及电容C9的一端相连，电阻R7的另一端与二极管D3的负极、电阻R14的另一端、二极管D5的负极、电阻R10的另一端、电容C8的另一端以及电容C9的另一端相互连接。

优选的，所述第二PWM调节电路包括驱动芯片U2，所述驱动芯片U2的输入端与所述半桥变换电路的输出端连接，所述驱动芯片U2的输出端与所述半桥变换电路的三极管Q1和三极管Q2的连接。

优选的，所述EMI滤波电路包括共模电感T2、T3，共模电感T2的输入端连接于市电电网，共模电感T2的输出端连接于共模电感T3的输入端，共模电感T3的输出端连接于整流器D2的交流输入端。

本实用新型的有益效果为：通过设置半桥变换电路和推挽式变换电路，220V的市电电网输入经过半桥变换电路后，输出稳定的 12V 大电流电源至推挽式变换电路，然后通过推挽式变换电路，将12V的输入转换为双60V的输出至音响负载，并将主频提升至100kHz，替代了硅钢型变压器，减轻音响开关电源的重量，且输出信号的频率展宽特性在高频区极为明显，而低频区在推挽式变换电路中也得到补充，避免出现电流速率跟随性差的问题。实际应用中听感表现突出点在于音频细节，胆味浓厚，一般现代数码音频设备所特有的烦噪感极大降低，低频冲击力表现源于电源系统合理的配置，多级EMI滤波致电源杂波滤除极为干净，整体听音环境不受电源线外波动影响，另外开关电源应用在整体听音使用中有效增加电源利用率，降低功耗，符合节能需求。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型其中一个实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型其中一个实施例的推挽式变换电路的电路原理图；

图3是本实用新型其中一个实施例的半桥变换电路和EMI滤波电路的电路原理图；

图4是本实用新型其中一个实施例的第一PWM调节电路的电路原理图；

图5是本实用新型其中一个实施例的第二PWM调节电路的电路原理图。

其中：半桥变换电路1、第一PWM调节电路31、第二PWM调节电路32、推挽式变换电路2、EMI滤波电路4。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例的一种音响开关电源，参考附图1，包括EMI滤波电路4，半桥变换电路1、第一PWM调节电路31、第二PWM调节电路32以及推挽式变换电路2；EMI滤波电路4的输入端连接于市电电网，EMI滤波电路4的输出端连接于半桥变换电路1的输入端，半桥变换电路1的输出端连接于推挽式变换电路2的输入端，第一PWM调节电路31的输入端连接于半桥变换电路1的输出端，第一PWM调节电路31的输出端连接于推挽式变换电路2；半桥变换电路1用于将220V的市电电网输入电压降低至主频为50Hz的12V输出电压；推挽式变换电路2用于将12V的输入电压转换成主频为100kHz的双60V的输出电压；所述第一PWM调节电31路用于对所述推挽式变换电路2内的功率元件提供控制信号、所述第二PWM调节电路32用于对所述半桥变换电路1内的功率元件提供控制信号，EMI滤波电路4用于去除各频带的杂波。

优选的，参考附图2，推挽式变换电路2包括NMOS管Q3、Q4、二极管D8、D9、D10、D11、D12、D13、电阻R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、电感L1、L2、L3、变压器T4；

NMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极分别连接于变压器T4的初级线圈的两端，变压器T4的初级线圈的中间点连接于半桥变换电路1的输出端，NMOS管Q3和NMOS管Q4的栅极均接GND-2端；

变压器T4的第一次级线圈的一端连接于二极管D8的正极，二极管D8的负极依次与电阻R19的一端、电容C18的正极、电容C19的一端以及电感L1的一端相连接，电感L1的另一端依次与电阻R18的一端、电容C16的正极，电容C17的一端以及V+输出端相连接；变压器T4的第一次级线圈的另一端连接于二极管D9的负极，二极管D9的正极依次与电阻R21的一端、电容C22的负极、电容C23的一端、电感L2的一端、电阻R20的一端、电容C20的负极、电容C21的一端以及V-输出端相连接；变压器T4的第一次级线圈的中间点依次与电阻R19的另一端、电阻R21的另一端、电容C18的负极、电容C22的正极、电容C19的另一端、电容C23的另一端、电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、电容C16的负极、电容C20的正极、电容C17的另一端、电容C21的另一端以及GND-3端相连接。V+输出端和V-输出端分别为60V的电压输出至音响的负载，并将主频提升至100kHz，通过本推挽式变换电路2代替重量较大硅钢型变压器，减轻音响开关电源的重量。

其中，电容C17和电容C21为低ESR值小容量的高频电容，保证了推挽式变换电路2的输出具有极低的电源纹波系数和较高的瞬态响应。

进一步的，推挽式变换电路2还包括三端稳压器7812、7912、电感L3、二极管D10、D11、D12和D13，变压器T4的第二次级线圈的一端分别连接于二极管D11的正极和二极管D12的负极，二极管D11的负极分别连接于二极管D10的负极和三端稳压器7812的输入端，变压器T4的第二次级线圈的另一端分别连接于二极管D12的正极以及二极管D13的负极，二极管D13的正极分别连接于二极管D12的正极以及三端稳压管7912的输入端，变压器T4的第二次级线圈的中间点连接于电感L3的一端，电感L3的另一端连接于GND-3端。通过将三端稳压器7812、7912连接在变压器T4的第二次级圈上，起到了对推挽式变换电路2的稳压保护的作用。

优选的，参考附图4，第一PWM调节电路31包括驱动芯片U1，驱动芯片U1的输入端连接于半桥变换电路1的输出端，驱动芯片U1的第一输出端通过跳线V1连接于NMOS管Q3，驱动芯片U1的第二输出端通过跳线V2连接于NMOS管Q4。驱动芯片U1采用TL494芯片，驱动芯片U1的输入端与半桥变换电路1的输出端相连，用于对驱动芯片U1供电和输入反馈信号，驱动芯片U1的输出端连接于推挽式电路中的NMOS管Q3、Q4，起到了对NMOS管Q3、Q4的驱动和控制的作用。

优选的，参考附图3，半桥变换电路1包括整流器D2，整流器D2采用KB810桥式整流器，整流器D2的交流输入端连接于EMI滤波电路4的输出端。整流器D2用于将EMI滤波电路4滤波后的220V市电电网输入起到整流的作用。

进一步的，半桥变换电路1还包括电容C1、C2、C7、C10、电阻R1、R2、R3、R4、R6、R11、R12、R13、R15、三极管Q1、Q22、二极管D1、D4、变压器T1；整流器D2的1号引脚依次与电容C1的正极、电阻R4的一端、二极管D1的负极、三极管Q1的集电极以及电阻R1的一端相连，电容C1的负极依次与电容C10的正极、电阻R12的一端、电容C7的一端以及电阻R4的另一端相连，整流器的4号引脚依次与电容C10的负极、电阻R12的另一端、二极管D4的正极、三极管Q2的发射极以及电阻R15的一端相连；三极管Q1的发射极与二极管D1的正极、电阻R6的一端、电阻R11的一端、三极管Q2的集电极以及尔激光D4的负极相连，三极管Q1的基极连接于电阻R3的一端，电阻R1的另一端、电阻R3的另一端以及电阻R6的另一端相连，三极管Q2的基极连接于电阻R13的一端，电阻R13的另一端与电阻R11的另一端以及电阻R15的另一端相连；电容C7的另一端与电阻R2以及变压器T1的初级线圈的一端相连，电阻R2的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与变压器T1的初级线圈的另一端相连。从而实现对整流后的220V输入的高频逆变。

进一步的，半桥变换电路1还包括的电感L4、电容C3、C8、C9、C11、电阻R5、R7、R10、R14、二极管D3、D5，变压器T1的第一次级线圈的一端连接于电容C3的一端和二极管D3的正极，变压器TI的第一次级线圈的中间点连接于电感L4的一端，变压器TI的第一次级线圈的另一端连接于电容C11的一端以及二极管D5的正极，电容C3的另一端连接于电阻R7的一端，电容C11的另一端连接于电阻R14的一端，电感L4的另一端连接于电阻R5的一端，电阻R5的另一端依次与电阻R10的一端、电容C8的一端以及电容C9的一端相连，电阻R7的另一端与二极管D3的负极、电阻R14的另一端、二极管D5的负极、电阻R10的另一端、电容C8的另一端以及电容C9的另一端相互连接。对经过变压器T1降压后的输出起到整流滤波的作用。

优选的，参考附图5，第二PWM调节电路32包括驱动芯片U2，驱动芯片U2的输入端通过跳线与所述半桥变换电路的输出端连接，所述驱动芯片U2的输出端与所述半桥变换电路的三极管Q1和三极管Q2的连接。驱动芯片U2采用TL494芯片，驱动芯片U2的输入端与半桥变换电路1的输出端相连，用于对驱动芯片U2供电和输入反馈信号，驱动芯片U2的输出端连接于半桥变换电路中的三极管Q1、Q2，起到了对三极管Q1、Q2的驱动和控制的作用。

优选的，EMI滤波电路4包括共模电感T2、T3，共模电感T2的输入端连接于市电电网，共模电感T2的输出端连接于共模电感T3的输入端，共模电感T3的输出端连接于整流器D2的交流输入端。

通过设置两个共模电感T2、T3，使得在市电电网的输入通过两级的滤波，来滤清进源上的干扰信号，同时也让内电源的振荡波不向其他用电器扩散，从而保证纯净的初始电源供给。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种音响开关电源，其特征在于，包括半桥变换电路、第一PWM调节电路、第二PWM调节电路以及推挽式变换电路；所述半桥变换电路用于将220V的市电电网输入电压降低至主频为50Hz的12V输出电压；所述推挽式变换电路用于将12V的输入电压转换成主频为100kHz的双60V的输出电压；所述第一PWM调节电路用于对所述推挽式变换电路内的功率元件提供控制信号、所述第二PWM调节电路用于对所述半桥变换电路内的功率元件提供控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种音响开关电源，其特征在于，还包括EMI滤波电路，所述EMI滤波电路的输入端连接于市电电网，所述EMI滤波电路的输出端连接于所述半桥变换电路的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述推挽式变换电路包括NMOS管Q3、Q4、二极管D8、D9、D10、D11、D12、D13、电阻R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、电感L1、L2、L3、变压器T4；

NMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极分别连接于变压器T4的初级线圈的两端，变压器T4的初级线圈的中间点连接于所述半桥变换电路的输出端，NMOS管Q3和NMOS管Q4的栅极均接GND-2端；

变压器T4的第一次级线圈的一端连接于二极管D8的正极，二极管D8的负极依次与电阻R19的一端、电容C18的正极、电容C19的一端以及电感L1的一端相连接，电感L1的另一端依次与电阻R18的一端、电容C16的正极，电容C17的一端以及V+输出端相连接；变压器T4的第一次级线圈的另一端连接于二极管D9的负极，二极管D9的正极依次与电阻R21的一端、电容C22的负极、电容C23的一端、电感L2的一端、电阻R20的一端、电容C20的负极、电容C21的一端以及V-输出端相连接；变压器T4的第一次级线圈的中间点依次与电阻R19的另一端、电阻R21的另一端、电容C18的负极、电容C22的正极、电容C19的另一端、电容C23的另一端、电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、电容C16的负极、电容C20的正极、电容C17的另一端、电容C21的另一端以及GND-3端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述电容C17和所述电容C21为高频电容。

5.根据权利要求3所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述第一PWM调节电路包括驱动芯片U1，驱动芯片U1的输入端连接于半桥变换电路的输出端，驱动芯片U1的第一输出端连接于NMOS管Q3，驱动芯片U1的第二输出端连接于NMOS管Q4。

6.根据权利要求1或2所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述半桥变换电路包括整流器D2，整流器D2采用KB810桥式整流器，整流器D2的交流输入端连接于EMI滤波电路的输出端。

7.根据权利要求6所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述半桥变换电路还包括电容C1、C2、C7、C10、电阻R1、R2、R3、R4、R6、R11、R12、R13、R15、三极管Q1、Q22、二极管D1、D4、变压器T1；整流器D2的1号引脚依次与电容C1的正极、电阻R4的一端、二极管D1的负极、三极管Q1的集电极以及电阻R1的一端相连，电容C1的负极依次与电容C10的正极、电阻R12的一端、电容C7的一端以及电阻R4的另一端相连，整流器的4号引脚依次与电容C10的负极、电阻R12的另一端、二极管D4的正极、三极管Q2的发射极以及电阻R15的一端相连；三极管Q1的发射极与二极管D1的正极、电阻R6的一端、电阻R11的一端、三极管Q2的集电极以及二极管D4的负极相连，三极管Q1的基极连接于电阻R3的一端，电阻R1的另一端、电阻R3的另一端以及电阻R6的另一端相连，三极管Q2的基极连接于电阻R13的一端，电阻R13的另一端与电阻R11的另一端以及电阻R15的另一端相连；电容C7的另一端与电阻R2以及变压器T1的初级线圈的一端相连，电阻R2的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与变压器T1的初级线圈的另一端相连。

8.根据权利要求7所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述半桥变换电路还包括的电感L4、电容C3、C8、C9、C11、电阻R5、R7、R10、R14、二极管D3、D5，变压器T1的第一次级线圈的一端连接于电容C3的一端和二极管D3的正极，变压器TI的第一次级线圈的中间点连接于电感L4的一端，变压器TI的第一次级线圈的另一端连接于电容C11的一端以及二极管D5的正极，电容C3的另一端连接于电阻R7的一端，电容C11的另一端连接于电阻R14的一端，电感L4的另一端连接于电阻R5的一端，电阻R5的另一端依次与电阻R10的一端、电容C8的一端以及电容C9的一端相连，电阻R7的另一端与二极管D3的负极、电阻R14的另一端、二极管D5的负极、电阻R10的另一端、电容C8的另一端以及电容C9的另一端相互连接。

9.根据权利要求7所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述第二PWM调节电路包括驱动芯片U2，所述驱动芯片U2的输入端与所述半桥变换电路的输出端连接，所述驱动芯片U2的输出端与所述半桥变换电路的三极管Q1和三极管Q2的连接。

10.根据权利要求2所述的一种音响开关电源，其特征在于，所述EMI滤波电路包括共模电感T2、T3，共模电感T2的输入端连接于市电电网，共模电感T2的输出端连接于共模电感T3的输入端，共模电感T3的输出端连接于整流器D2的交流输入端。

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