CN214480287U - 一种超小型无散热高效电源 - Google Patents

Abstract

一种超小型无散热高效电源，包括电源变换器，所述电源变换器的第一引脚和第二引脚接地，所述电源变换器的第三引脚与光耦合器的第三引脚连接，且所述光耦合器的第三引脚对接地处并联滤波电容，所述电源变换器的第四引脚串联第一电阻且与第二二极管的负极连接，且所述电源变换器的第四引脚和接地处并联电容网络，所述第二二极管的正极连接变压器的供电绕组网络，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的开关绕组网络连接；本超小型无散热高效电源采用反激式拓扑的形式，从各方面优化控制元器件发热量，减少损耗，提高效率，且对电源的可靠性设计做了优化，增加了电源的平均无故障工作时间。

Description

一种超小型无散热高效电源

技术领域

本实用新型属于高效电源技术领域，特别涉及一种超小型无散热高效电源。

背景技术

二十一世纪大量的移动电子设备被开发出来，移动电话、平板电脑、无线钻机、数字摄像机、无线播放机等便携式移动设备的数量与日俱增,种类繁多。供电电池的充电器和交流适配器被广泛使用,成为这类产品必不可少的配套装置。往往这种充电器或者适配器要求体积小，发热量要小，才可以稳定的配合移动电子设备一起工作，事实上它比一般的普通电源的使用环境要差很多。普通的电源都有散热的装置，比如散热器，风扇等散热装置。但充电器或者适配器的要求体积小，散热器和风扇等散热装置无法安装，无散热装置的充电器或者适配器发热量大，工作时可靠性降低，并且随着工作时间的加长，热量累计，容易造成安全隐患。此类问题对充电器和交流适配器的研制和开发都是很大的挑战，那只有减少发热量，提高电源的效率才是正确的出路。针对以上的特征和要求，就必须设计一种高效超小型无散热高效电源来满足市场对于产品的要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种超小型无散热高效电源，具体技术方案如下：

一种超小型无散热高效电源，包括电源变换器，所述电源变换器的第一引脚和第二引脚接地，所述电源变换器的第三引脚与光耦合器的第三引脚连接，且所述光耦合器的第三引脚对接地处并联滤波电容，所述电源变换器的第四引脚串联第一电阻且与第二二极管的负极连接，且所述电源变换器的第四引脚和接地处并联电容网络，所述第二二极管的正极连接变压器的供电绕组网络，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的开关绕组网络连接。

进一步的，所述供电绕组网络包括第三电容，所述变压器的第十引脚跳线接地处且并联第三电容，所述第三电容模拟接地，所述变压器的第九引脚与所述第二二极管的正极连接。

进一步的，所述开关绕组网络包括第一电解电容，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的第七引脚连接，所述变压器的第六引脚与接地处连接第一电解电容。

进一步的，所述开关绕组网络还包括第一二极管、第二电容和第二电阻，所述第二电容和所述第二电阻的一端并联变压器的第六引脚，所述第二电容和所述第二电阻的另一端并联第一二极管的负极，所述第一二极管的正极与变压器的第七引脚连接。

进一步的，所述电容网络包括第一电容和第二电解电容，所述电源变换器的第四引脚与接地处并联第二电解电容，所述第二电解电容的正负两端并联第一电容。

本实用新型的有益效果是：

1、本超小型无散热高效电源采用反激式拓扑的形式，从各方面优化控制元器件发热量，减少损耗，提高效率，且对电源的可靠性设计做了优化，增加了电源的平均无故障工作时间；

2、电源变换器VIPER12A的内部特殊输出电流垂直过硅片功率开关MOSFET技术很好解决了MOSFET元件工作在开关状态时的发热量的控制问题，无散热的元件就可以很稳定的工作，且内部有智能化的過温保护能力。

附图说明

图1示出了本实用新型的电源变换器的电路连接结构示意图；

图2示出了本实用新型的电源变换器的脚位示意图；

图3示出了本实用新型的电源变换器内部原理框图；

图4示出了本实用新型的变压器绕制结构示意图；

图5示出了本实用新型的PCB板走线示意图；

图6示出了本实用新型的应用案例示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种超小型无散热高效电源，包括电源变换器(IC1VIPER12A)，所述电源变换器的第一引脚和第二引脚接地，所述电源变换器的第三引脚与光耦合器(PC1)的第三引脚连接，且所述光耦合器的第三引脚对接地处并联滤波电容(C3)，所述电源变换器的第四引脚串联第一电阻(R1)且与第二二极管(D2)的负极连接，且所述电源变换器的第四引脚和接地处并联电容网络，所述第二二极管的正极连接变压器(T1)的供电绕组网络，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的开关绕组网络连接。

作为上述技术方案的改进，所述供电绕组网络包括第三电容(C19)，所述变压器的第十引脚跳线接地处且并联第三电容，所述第三电容模拟接地，所述变压器的第九引脚与所述第二二极管的正极连接。

作为上述技术方案的改进，所述开关绕组网络包括第一电解电容(C2)，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的第七引脚连接，所述变压器的第六引脚与接地处连接第一电解电容。

作为上述技术方案的改进，所述开关绕组网络还包括第一二极管(D1)、第二电容(C5)和第二电阻(R2)，所述第二电容和所述第二电阻的一端并联变压器的第六引脚，所述第二电容和所述第二电阻的另一端并联第一二极管的负极，所述第一二极管的正极与变压器的第七引脚连接。

作为上述技术方案的改进，所述电容网络包括第一电容(C4)和第二电解电容(C6)，所述电源变换器的第四引脚与接地处并联第二电解电容，所述第二电解电容的正负两端并联第一电容。

示例性的如图1所示，对于电源变压器VIPER12A需要说明的是，电源变压器VIPER12A是离线脱机开关方式智能合成一体电源变换器，在高达5W(宽电网输入电压范围100-240VAC)或10W(单一电网输入230VAC)充电器或AC适配器电源使用而专门优化设计的产品，其封装形式采用结构紧凑的SO-8或DIP-8，并在内部集成了专用智能合成一体电流方式PWM控制器和一个高压功率MOSFET，其中MOSFET采用了一项耐用的智能电源技术，该技术允许输出电流垂直过硅片，在MOSFET上的特殊工艺使得其内阻更小，VIPER12A中负责提供控制逻辑的VDD管脚具有强大的输入电压能力(7～30V有用范围)，这使得VIPER12A特别适合在电池充电器或者AC适配器，以及电视和监视器的待机电源系统中使用。

首先VIPER12A有八个脚位，1、2脚位是内部智能MOSFET的源极，3脚是反馈控制端，一般通过连接光耦来控制次级的输出电压的稳定度，4脚为VDD是为芯片供电的端口，5、6、7、8脚是内部智能MOSFET的漏极，它只有八个脚位就将PWM控制器和一个高压功率MOSFET智能化合二为一，元器件的数量的减少缩小了电源的体积。(如图2所示)。

VIPER12A具有固定的50KHZ的开关频率；VDD的输入范围从7V-30V，芯片都能很好的工作；电流模式的控制系统保证了采样检测的可靠性；VIPER12A启动便捷，自带高压启动源，无需外接启动电阻等外部器件，节约了元器件成本；完善的過温，过流，及过压保护功能，保证VIPER12A在任何工作条件下都不会损坏，可靠性大大增强；VIPER12A内部的智能化MOSFET的VDS电压为700V，且Rds只有30欧姆，采用了允许输出电流垂直过硅片的新技术，MOSFET的工作发热量将明显减少。(如图3所示)。

VIPER12A的内部特殊输出电流垂直过硅片功率开关MOSFET技术很好解决了MOSFET元件工作在开关状态时的发热量的控制问题，无散热的元件就可以很稳定的工作，且内部有智能化的过温保护能力，使的耐压值由输入最大直流电压，变压器次级反射电压，变压器初级漏感引起的尖峰电压叠加而成，本开关电源的输入最大直流电压为1400V，输出直流电压24V，变压器匝比5：1，反射电压75V，漏感尖峰电压80V，整个高压开关元件的耐压值1400+75+80＝1550V，功率MOSFET的耐压必须达到1700V才能确保电源工作没有故障的风险。

变压器采用的是特殊绕制结构的输出变压器，反激开关电源的输出变压器，其实也是一个电感。在极限状态下(高温过载的条件下)都不能饱和，否则电源将损坏。

绕制结构说明：新的H型分列屏蔽叠和绕制法：(如图4所示)从内到外将初级分成两次绕法，供电的辅助绕又分为两次绕制，被初次线圈所包裹，而次级的绕组又夹在两个辅助绕组的中间。这样的绕制方案将加强变压器线圈之间的相互耦合，减少不必要的损耗和漏感。提升变压器的转换效率。辅助供电绕组的两次绕制将提升VDD供电电压稳定精度，使得VIPER12A的供电电压保持在很稳定的状态，对控制VIPER12A工作时的功耗大有好处。

具体实施时，设计参数为Vin＝170VAC-264VAC Vo＝5V Io＝2A，体积要求为100(mm)*57(mm)*20(mm)，要求无散热装置，方便安装。

对于电路板图的设计要点是无散热装置，可以运用走线铜箔散热的方式，将VIPER12A的工作时的热量，导引到PCB上，借助PCB来散热，输出整流管也采取相同的方法。(如图5所示)，图中箭头所指的部分就是采用加大走线铜箔来导引散热的设计。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超小型无散热高效电源，其特征在于：包括电源变换器，所述电源变换器的第一引脚和第二引脚接地，所述电源变换器的第三引脚与光耦合器的第三引脚连接，且所述光耦合器的第三引脚对接地处并联滤波电容，所述电源变换器的第四引脚串联第一电阻且与第二二极管的负极连接，且所述电源变换器的第四引脚和接地处并联电容网络，所述第二二极管的正极连接变压器的供电绕组网络，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的开关绕组网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种超小型无散热高效电源，其特征在于：所述供电绕组网络包括第三电容，所述变压器的第十引脚跳线接地处且并联第三电容，第三电容模拟接地，所述变压器的第九引脚与所述第二二极管的正极连接。

3.根据权利要求1所述的一种超小型无散热高效电源，其特征在于：所述开关绕组网络包括第一电解电容，所述电源变换器的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚并联且与变压器的第七引脚连接，所述变压器的第六引脚与接地处连接第一电解电容。

4.根据权利要求3所述的一种超小型无散热高效电源，其特征在于：所述开关绕组网络还包括第一二极管、第二电容和第二电阻，所述第二电容和所述第二电阻的一端并联变压器的第六引脚，所述第二电容和所述第二电阻的另一端并联第一二极管的负极，所述第一二极管的正极与变压器的第七引脚连接。

5.根据权利要求1所述的一种超小型无散热高效电源，其特征在于：所述电容网络包括第一电容和第二电解电容，所述电源变换器的第四引脚与接地处并联第二电解电容，所述第二电解电容的正负两端并联第一电容。

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