CN214480262U - 一种优化开关电源输出大动态掉压的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种优化开关电源输出大动态掉压的电路，包括采样电阻、差分放大电路、分压电阻以及光耦，开关电源输出负端与IS端之间设有采样电阻，采样电阻与差分放大电路连接，差分放大电路与分压电阻连接，分压电阻连接单片机的一端，单片机的另一端经过限流电阻与光耦发射端连接，光耦接收端经过电阻与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端连接。本实用新型在大动态时的PFC电压降低，使其在满载卸载后，到下一次带满载时刻不能达到轻载打嗝点，有效解决因电源进入间歇工作模式突然加重载而引起的输出电压下跌的问题。降低电源环路调试难度，提高电源工作的稳定性，通过光耦管的控制，电路简单可靠，节省成本，有利于优化电源尺寸空间。

Description

一种优化开关电源输出大动态掉压的电路

技术领域

本实用新型涉及有源PFC的开关电源技术领域，尤其涉及一种优化开关电源输出大动态掉压的电路。

背景技术

PFC目前主要被应用在电源研发和电力系统中，能够通过对功率因数的校正，实现电力利用率的提升。常见的PFC应用方式有两种，一种是无源PFC，另一种是有源PFC。

有源PFC的开关电源在做小载—满载大动态时，满载卸载瞬间，PFC电压会有上冲现象，为了得到较好的PF值，PFC电压反馈环路一般响应较慢，不能及时将PFC电压调回稳定值，待下一次开关电源带满载时刻，PFC电压还处于比较高的状态。以谐振电路（LLC）的工作原理为例：当PFC电压升高，在输出电压不变的情况下，工作频率也会升高，若频率高到接近轻载打嗝点时，就会进入间歇工作模式，此时再加载，电源会因为环路来不及调整增益变化而导致输出电压急剧下跌。

现有为解决上述问题，采用如下方案：

（1）通过加快PFC电压环路响应速度，但加快PFC电压环路极易造成电源工作异常和PF值低。

（2）增大输出电容，而增加电容会造成电源整体成本增加，同时增加电源体积。

（3）直接调低PFC电压，此方案会影响效率和关机后输出电压保持时间。

（4）调高打嗝点频率，调高打嗝点频率会引起其它设计参数（如Fmin、Fmax等）的更改。

以上不足，有待改进。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种优化开关电源输出大动态掉压的电路。

本实用新型技术方案如下所述：

一种优化开关电源输出大动态掉压的电路，包括采样电阻、差分放大电路、分压电阻以及光耦，开关电源输出负端与IS端之间设有所述采样电阻，所述采样电阻与所述差分放大电路连接，所述差分放大电路与所述分压电阻连接，所述分压电阻连接单片机的一端，所述单片机的另一端经过限流电阻与光耦发射端连接，光耦接收端经过电阻与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述差分放大电路包括运算放大器和若干电阻，第五电阻的一端分别与开关电源输出负端和所述采样电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与第六电阻的一端和所述运算放大器的同向输入端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述运算放大器的反向输入端分别与第七电阻的一端和第八电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述采样电阻的另一端连接，所述第八电阻的另一端分别与所述运算放大器的输出端和所述分压电阻连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述分压电阻包括第九电阻和第十电阻，所述第九电阻的一端与所述差分放大电路连接，所述第九电阻的另一端与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端接地。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述第十电阻的两端还连接有第一滤波电容。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述第九电阻的另一端连接所述单片机。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述限流电阻的一端与所述单片机的引脚连接，所述限流电阻的另一端与光耦发射端的第一引脚连接，所述光耦发射端的第二引脚接地。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，光耦接收端的第四引脚与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与第四电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与PFC电压输出端连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述第四电阻的一端与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端连接，其另一端接地。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型在大动态时的PFC电压降低，使其在满载卸载后，到下一次带满载时刻不能达到轻载打嗝点，有效解决因电源进入间歇工作模式突然加重载而引起的输出电压下跌的问题。

本实用新型降低电源环路调试难度，提高电源工作的稳定性，通过光耦管的控制，电路简单可靠，节省成本，有利于优化电源尺寸空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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他的附图。

图1为本实用新型的电路原理图一；

图2为本实用新型的电路原理图二。

在图中：1、差分放大电路，2、分压电阻。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

值得说明的是，PFC为功率因数校正，主要用来表征电子产品对电能的利用效率，功率因数越高，说明电能的利用效率越高。PF为功率因数，是用来衡量用电设备的用电效率的数据。

如图1所示，一种优化开关电源输出大动态掉压的电路，包括采样电阻RS1、差分放大电路1、分压电阻2、限流电阻R1、光耦OT1，开关电源输出负端与IS端之间设有采样电阻RS1，采样电阻RS1与差分放大电路1连接，差分放大电路1与分压电阻2连接，分压电阻2经过第Ⅱ点连接单片机的一端，单片机的另一引脚连接限流电阻R1，限流电阻R1与光耦发射端（光耦初级二极管OT1-B）连接，光耦接收端（光耦次级三极管OT1-A）经过电阻与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端连接。

差分放大电路1包括运算放大器U1-A和若干电阻，第五电阻R5的一端分别与开关电源输出负端和采样电阻RS1的一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第六电阻R6的一端和运算放大器U1-A的同向输入端（第三引脚3）连接，第六电阻R6的另一端接地。运算放大器U1-A的反向输入端（第二引脚2）分别与第七电阻R7的一端和第八电阻R8的一端连接，第七电阻R7的另一端与采样电阻RS1的另一端连接，第八电阻R8的另一端分别与运算放大器U1-A的输出端（第一引脚1）和分压电阻2连接。

分压电阻2包括第九电阻R9和第十电阻R10，第九电阻R9的一端与差分放大电路1连接，第九电阻R9的另一端与第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端接地，第十电阻R10的两端还并联连接有第一滤波电容C1。第九电阻R9的另一端经第Ⅱ点连接单片机。

如图2所示，限流电阻R1的一端与单片机的引脚T1连接，限流电阻R1的另一端与光耦发射端（光耦初级二极管OT1-B）的第一引脚1连接，光耦发射端（光耦初级二极管OT1-B）的第二引脚2接地。

光耦初级二极管OT1-B控制光耦次级三极管OT1-A导通或不导通，光耦接收端（光耦次级三极管OT1-A）的第四引脚4与第三电阻R3的一端连接，光耦接收端（光耦次级三极管OT1-A）的第三引脚3接地，第三电阻R3的另一端分别与第四电阻R4的一端和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与PFC电压输出端连接。第四电阻R4的一端与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端VFB连接，其另一端接地。

本实用新型的工作原理：

如图1所示，电源的输出电流从电源负极流向-IS端，在采样电阻RS1上会产生一个电压信号，该电压信号经由差分放大电路1放大，再经两个分压电阻2分压并被电容C1滤波后，经过第II点连接到单片机。为保证覆盖所有大动态周期，需先测试出在电源规格要求的最短大动态周期下第II点的电压，然后在单片机内部设置一个略高于该电压的值与第II点电压做比较。当第II点电压的幅值低于该设置值时，在图2中，连接到单片机的引脚T1处信号立即（时间尽量短）变为低电平，光耦初级二极管OT1-B不能控制光耦次级三极管OT1-A导通，第三电阻R3迅速断开，使得PFC控制芯片的输出电压采样反馈端VFB升高，PFC输出电压被调低（PFC输出电压反馈环工作原理与本控制方法无关，不另做说明）。若当第II点电压的幅值高于该设置值且持续规格要求的最长大动态周期时间后，单片机的引脚T1处信号变为高电平，光耦初级二极管OT1-B控制光耦次级三极管OT1-A导通，使PFC输出电压升高。另外，开机初始状态单片机的引脚T1处信号应设置为高电平。

当电源在规格书要求的小载—满载大动态时，第II点电压的幅值必定低于单片机内部的设置值，将大动态时的PFC输出电压降低，使其在满载卸载后，到下一次带满载时刻不能达到轻载打嗝点，解决了因电源进入间歇工作模式突然加重载而引起的输出电压下跌的问题。

本实用新型降低电源环路调试难度，提高电源工作的稳定性，通过光耦管的控制，电路简单可靠，节省成本，有利于优化电源尺寸空间。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，包括采样电阻、差分放大电路、分压电阻以及光耦，开关电源输出负端与IS端之间设有所述采样电阻，所述采样电阻与所述差分放大电路连接，所述差分放大电路与所述分压电阻连接，所述分压电阻连接单片机的一端，所述单片机的另一端经过限流电阻与光耦发射端连接，光耦接收端经过电阻与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端连接。

2.根据权利要求1所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，所述差分放大电路包括运算放大器和若干电阻，第五电阻的一端分别与开关电源输出负端和所述采样电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与第六电阻的一端和所述运算放大器的同向输入端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述运算放大器的反向输入端分别与第七电阻的一端和第八电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述采样电阻的另一端连接，所述第八电阻的另一端分别与所述运算放大器的输出端和所述分压电阻连接。

3.根据权利要求1所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，所述分压电阻包括第九电阻和第十电阻，所述第九电阻的一端与所述差分放大电路连接，所述第九电阻的另一端与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，所述第十电阻的两端还连接有第一滤波电容。

5.根据权利要求3所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，所述第九电阻的另一端连接所述单片机。

6.根据权利要求1所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，所述限流电阻的一端与所述单片机的引脚连接，所述限流电阻的另一端与光耦发射端的第一引脚连接，所述光耦发射端的第二引脚接地。

7.根据权利要求6所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，光耦接收端的第四引脚与第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与第四电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与PFC电压输出端连接。

8.根据权利要求7所述的优化开关电源输出大动态掉压的电路，其特征在于，所述第四电阻的一端与PFC控制芯片的输出电压采样反馈端连接，其另一端接地。

Images