CN215186488U - 开关电源及其电压转换电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种开关电源及其电压转换电路。上述的电压转换电路包括整流滤波电路、第一初级侧电路、第二初级侧电路、次级电路以及变压器；第一初级侧电路包括第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管，整流滤波电路的输出端与第一肖特基二极管的第一端连接，第一肖特基二极管的第一端还通过变压器的第一初级绕线侧与第二肖特基二极管的第一端连接，第一肖特基二极管的第二端与第二肖特基二极管的第二端连接。将第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管反向连接，形成对整流滤波电路的输出的二次整流，使得整流后的电压信号的振动幅度的偏差减小，从而使得后续经过变压器降压之后输出的电压信号的振幅稳定，提高了开关电源输出电压的稳定性。

Description

开关电源及其电压转换电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种开关电源及其电压转换电路。

背景技术

随着电子电力技术的发展，对于电源的转换，尤其是将高频的交流电信号转换为直流信号，即将市电一样的交流电转换为直流电，以便于适应于直流电源的设备，其中，主流的转换装置是开关模式电源，其功能是输出一个直流且稳定的电压，适用于类似于个人电脑等需要直流供电的设备。

然而，传统的开关电源在输出直流电压时，其将交流电经过整流滤波以及降压之后就直接使用，使得开关电源的输出电压存在较多的小幅度波动的情况，从而使得输出的电压不稳定，进而使得输出的电压信号为低频信号，无法满足对直流电源的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高输出直流电压的稳定性的开关电源及其电压转换电路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种开关电源的电压转换电路，包括：整流滤波电路、第一初级侧电路、第二初级侧电路、次级电路以及变压器；所述整流滤波电路的输入端用于与外部交流电源连接；所述第一初级侧电路包括第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管，所述整流滤波电路的输出端与所述第一肖特基二极管的第一端连接，所述第一肖特基二极管的第一端还通过所述变压器的第一初级绕线侧与所述第二肖特基二极管的第一端连接，所述第一肖特基二极管的第二端与所述第二肖特基二极管的第二端连接；所述第二初级侧电路包括隔离电路以及反馈电路，所述第二肖特基二极管的第一端与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端与所述整流滤波电路的回流端连接，所述隔离电路的输出端还通过所述变压器的第二初级绕线侧与所述反馈电路的第一输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述隔离电路的控制端连接；所述变压器的次级绕线侧与所述次级电路的输入端连接，所述次级电路的输出端与所述反馈电路的第二输入端连接。

在其中一个实施例中，所述整流滤波电路包括整流桥以及第一电容，所述整流桥的输入端用于与外部交流电源连接，所述整流桥的输出端通过所述第一电容与所述整流桥的回流端连接。

在其中一个实施例中，所述隔离电路包括隔离器以及第一保护二极管，所述第二肖特基二极管的第一端与所述隔离器的第一端连接，所述隔离器的第二端与所述整流滤波电路的回流端连接，所述隔离器的第二端还通过所述变压器的第二初级绕线侧与所述第一保护二极管的正极连接，所述第一保护二极管的负极与所述反馈电路的第一输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述隔离器的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述隔离电路还包括第一电阻，所述第一肖特基二极管的第一端通过所述第一电阻与所述隔离器的线电压检测端连接。

在其中一个实施例中，所述隔离电路还包括第二电阻，所述隔离器的限流端通过所述第二电阻与所述第二初级绕线侧的第一端连接。

在其中一个实施例中，所述隔离电路还包括第三电阻以及第二电容，所述隔离器的第二端通过所述第二电容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隔离器的控制端连接。

在其中一个实施例中，所述隔离电路还包括第三电容，所述第二初级绕线侧的第一端通过所述第三电容接地。

在其中一个实施例中，所述次级电路包括第二保护二极管以及保护电感，所述变压器的次级绕线侧的第一端通过所述第二保护二极管与所述保护电感的第一端连接，所述保护电感的第二端与所述次级绕线侧的第二端连接，所述保护电感的第二端用于接地。

一种开关电源，包括上述任一实施例所述的开关电源的电压转换电路。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

通过在整流滤波电路之后增加第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管，并且将第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管反向连接，形成对整流滤波电路的输出的二次整流，使得整流后的电压信号的振动幅度的偏差减小，从而使得后续经过变压器降压之后输出的电压信号的振幅稳定，提高了开关电源输出电压的稳定性，确保输出的电压信号为稳定的直流信号。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为一实施例中开关电源的电压转换电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型涉及一种开关电源的电压转换电路。在其中一个实施例中，所述开关电源的电压转换电路包括整流滤波电路、第一初级侧电路、第二初级侧电路、次级电路以及变压器。所述整流滤波电路的输入端用于与外部交流电源连接。所述第一初级侧电路包括第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管。所述整流滤波电路的输出端与所述第一肖特基二极管的第一端连接。所述第一肖特基二极管的第一端还通过所述变压器的第一初级绕线侧与所述第二肖特基二极管的第一端连接，所述第一肖特基二极管的第二端与所述第二肖特基二极管的第二端连接。所述第二初级侧电路包括隔离电路以及反馈电路。所述第二肖特基二极管的第一端与所述隔离电路的输入端连接。所述隔离电路的输出端与所述整流滤波电路的回流端连接，所述隔离电路的输出端还通过所述变压器的第二初级绕线侧与所述反馈电路的第一输入端连接。所述反馈电路的输出端与所述隔离电路的控制端连接。所述变压器的次级绕线侧与所述次级电路的输入端连接。所述次级电路的输出端与所述反馈电路的第二输入端连接。通过在整流滤波电路之后增加第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管，并且将第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管反向连接，形成对整流滤波电路的输出的二次整流，使得整流后的电压信号的振动幅度的偏差减小，从而使得后续经过变压器降压之后输出的电压信号的振幅稳定，提高了开关电源输出电压的稳定性，确保输出的电压信号为稳定的直流信号。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例的开关电源的电压转换电路的电路图。

一实施例的开关电源的电压转换电路10包括整流滤波电路100、第一初级侧电路200、第二初级侧电路300、次级电路400以及变压器T0。所述整流滤波电路100的输入端用于与外部交流电源连接。所述第一初级侧电路200包括第一肖特基二极管D1以及第二肖特基二极管D2。所述整流滤波电路100的输出端与所述第一肖特基二极管D1的第一端连接。所述第一肖特基二极管D1的第一端还通过所述变压器T0的第一初级绕线侧与所述第二肖特基二极管D2的第一端连接，所述第一肖特基二极管D1的第二端与所述第二肖特基二极管D2的第二端连接。所述第二初级侧电路300包括隔离电路310以及反馈电路320。所述第二肖特基二极管D2的第一端与所述隔离电路310的输入端连接。所述隔离电路310的输出端与所述整流滤波电路100的回流端连接，所述隔离电路310 的输出端还通过所述变压器T0的第二初级绕线侧与所述反馈电路320的第一输入端连接。所述反馈电路320的输出端与所述隔离电路310的控制端连接。所述变压器T0的次级绕线侧与所述次级电路400的输入端连接。所述次级电路400 的输出端与所述反馈电路320的第二输入端连接。

在本实施例中，通过在整流滤波电路100之后增加第一肖特基二极管D1以及第二肖特基二极管D2，并且将第一肖特基二极管D1以及第二肖特基二极管 D2反向连接，形成对整流滤波电路100的输出的二次整流，使得整流后的电压信号的振动幅度的偏差减小，从而使得后续经过变压器T0降压之后输出的电压信号的振幅稳定，提高了开关电源输出电压的稳定性，确保输出的电压信号为稳定的直流信号。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述整流滤波电路100包括整流桥BD1 以及第一电容C1，所述整流桥BD1的输入端用于与外部交流电源连接，所述整流桥BD1的输出端通过所述第一电容C1与所述整流桥BD1的回流端连接。在本实施例中，所述整流桥BD1用于对所述外部交流电源输出的电压信号进行整流，例如，所述整流桥BD1为四个依次收尾连接的二极管，即四个二极管的正负极依次连接以形成环状。所述整流桥BD1对所述外部交流电源输出的交流信号进行整流，使得所述外部交流电源输出的交流信号转换为直流信号，例如，所述整流桥BD1为半波或者全波整流电路。在经过所述整流桥BD1的整流作用后，所述整流桥BD1输出的电压信号为初次整流后的信号，其中还是会存在部分低频的交流干扰信号，为了使得获得的电压信号为直流电信号，在所述整流桥BD1的输出端连接所述第一电容C1，所述第一电容C1用于对交流信号进行滤除，即所述第一电容C1的作用是滤波，便于将所述整流桥BD1的输出端输出的电信号中交流信号滤除，从而便于输出直流电信号。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述隔离电路310包括隔离器TOP1以及第一保护二极管D3，所述第二肖特基二极管D2的第一端与所述隔离器TOP1 的第一端连接，所述隔离器TOP1的第二端与所述整流滤波电路100的回流端连接，所述隔离器TOP1的第二端还通过所述变压器T0的第二初级绕线侧与所述第一保护二极管D3的正极连接，所述第一保护二极管D3的负极与所述反馈电路320的第一输入端连接，所述反馈电路320的输出端与所述隔离器TOP1的控制端连接。在本实施例中，所述隔离器TOP1为场效应管和电压电流保护器组成的芯片，例如，所述隔离器TOP1为型号TOP246YN的隔离控制芯片，其中，所述隔离器TOP1的第一端为隔离器TOP1中的场效应管的漏极，所述隔离器 TOP1的第二端为隔离器TOP1中的场效应管的源极，所述隔离器TOP1的控制端为隔离器TOP1中的场效应管的栅极。所述隔离器TOP1的控制端用于控制所述隔离器TOP1的第一端与所述隔离器TOP1的第二端之间的导通，当所述整流桥BD1与外部电源接通后，所述变压器T0将电压进行降压输出，其中，变压器T0的次级侧的输出电压加载于所述反馈电路320上，使得所述隔离器TOP1 的控制端的电压上升，从而使得所述隔离器TOP1的第一端与第二端导通，进而使得所述第一肖特基二极管D1以及所述第二肖特基二极管D2上通过电流，便于所述第一肖特基二极管D1以及所述第二肖特基二极管D2对所述整流桥BD1 输出的电压信号再次进行整流处理，以使所述开关电源的电压转换电路输出稳定的直流电。在其他实施例中，所述隔离器TOP1的控制端还用于对信号进行占空比控制，即调整经过所述第一肖特基二极管D1以及所述第二肖特基二极管D2整流后的电压信号的占空比，进一步提高了开关电源输出的电压信号的稳定性。

进一步地，所述隔离电路310还包括第一电阻R1，所述第一肖特基二极管 D1的第一端通过所述第一电阻R1与所述隔离器TOP1的线电压检测端连接。在本实施例中，所述第一电阻R1与所述整流桥BD1的输出端连接，对所述整流桥BD1的输出电压进行传输，以便于所述隔离器TOP1获取经过所述整流桥 BD1后输出的电压的大小，当所述整流桥BD1输出的电压过大或者过小时，所述隔离器TOP1根据电压值对应调整所述隔离器TOP1的输入保护方式，即当所述整流桥BD1输出的电压过大或者过小时，所述隔离器TOP1采取过压或者欠压保护，便于确保所述隔离器TOP1正常运行。

进一步地，所述隔离电路310还包括第二电阻R2，所述隔离器TOP1的限流端通过所述第二电阻R2与所述第二初级绕线侧的第一端连接。在本实施例中，所述第二电阻R2用于外部限流，当所述隔离器TOP1的外部输入电流过大时，所述隔离器TOP1通过所述第二电阻R2进行电流限制，实现对外部电流的限流保护，便于确保所述隔离器TOP1正常运行。

进一步地，所述隔离电路310还包括第三电阻R3以及第二电容C2，所述隔离器TOP1的第二端通过所述第二电容C2与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述隔离器TOP1的控制端连接。在本实施例中，所述第三电阻R3与所述第二电容C2形成降低电压峰值电路，对输入所述隔离器TOP1的控制端的峰值电压进行吸收，以减小干扰，为所述隔离器TOP1的控制端提供一个信噪比高的电压信号，确保所述隔离器TOP1的控制端接收到的信号中的脉冲信号的功率减少，有效地降低了输入所述隔离器TOP1的控制端的峰值电压，从而确保了所述隔离器TOP1正常工作。而且，所述第二电容C2对通过控制端输入所述隔离器TOP1的电压信号进行交流隔绝，确保输入所述隔离器 TOP1内的控制信号为稳定的直流信号。

进一步地，所述隔离电路310还包括第三电容C3，所述第二初级绕线侧的第一端通过所述第三电容C3接地。在本实施例中，所述第三电容C3用于储能，所述第三电容C3在所述变压器T0工作时进行充电，当外部电源停止供电之后，所述第三电容C3中的电能释放，即所述第三电容C3放电，所述第三电容C3 中的电能为所述第二初级绕线侧供电，使得所述隔离器TOP1的控制端的电压缓慢降低，而不是突变，从而降低了所述隔离器TOP1的损坏几率，确保了所述隔离器TOP1的正常工作，延长了所述隔离器TOP1的使用寿命。在其他实施例中，所述第三电容为两个相同的容值的电容串联形成，以提高所述第三电容的存储电能量。

在其中一个实施例中，请参阅图1，所述次级电路400包括第二保护二极管 D4以及保护电感L1，所述变压器T0的次级绕线侧的第一端通过所述第二保护二极管D4与所述保护电感L1的第一端连接，所述保护电感L1的第二端与所述次级绕线侧的第二端连接，所述保护电感L1的第二端用于接地。在本实施例中，所述第二保护二极管D4的正极与所述次级绕线侧的第一端连接，所述第二保护二极管D4的负极与所述保护电感L1的第一端连接，所述第二保护二极管 D4用于对流经所述保护电感L1的电流进行保护，确保所述次级电路400的输出信号为同一流向的直流信号，从而确保了所述次级电路400输出稳定的直流电压。而且，所述保护电感L1的设置，进一步确保了所述刺激电流输出的电压为直流电压，所述保护电感L1对从所述次级绕线测输出的信号中的低频交流信号进行再次滤除，进一步地滤除了交流信号，实现了所述次级电路400输出直流电压。

在上述各实施例中，当所述外部交流电源为220V的市电时，所述电压转换电路输出的直流电为稳定的23V直流电。

本申请还提供一种开关电源，包括上述任一实施例所述的开关电源的电压转换电路。在本实施例中，所述开关电源的电压转换电路包括整流滤波电路、第一初级侧电路、第二初级侧电路、次级电路以及变压器。所述整流滤波电路的输入端用于与外部交流电源连接。所述第一初级侧电路包括第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管。所述整流滤波电路的输出端与所述第一肖特基二极管的第一端连接。所述第一肖特基二极管的第一端还通过所述变压器的第一初级绕线侧与所述第二肖特基二极管的第一端连接，所述第一肖特基二极管的第二端与所述第二肖特基二极管的第二端连接。所述第二初级侧电路包括隔离电路以及反馈电路。所述第二肖特基二极管的第一端与所述隔离电路的输入端连接。所述隔离电路的输出端与所述整流滤波电路的回流端连接，所述隔离电路的输出端还通过所述变压器的第二初级绕线侧与所述反馈电路的第一输入端连接。所述反馈电路的输出端与所述隔离电路的控制端连接。所述变压器的次级绕线侧与所述次级电路的输入端连接。所述次级电路的输出端与所述反馈电路的第二输入端连接。通过在整流滤波电路之后增加第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管，并且将第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管反向连接，形成对整流滤波电路的输出的二次整流，使得整流后的电压信号的振动幅度的偏差减小，从而使得后续经过变压器降压之后输出的电压信号的振幅稳定，提高了开关电源输出电压的稳定性，确保输出的电压信号为稳定的直流信号。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种开关电源的电压转换电路，其特征在于，包括：整流滤波电路、第一初级侧电路、第二初级侧电路、次级电路以及变压器；

所述整流滤波电路的输入端用于与外部交流电源连接；

所述第一初级侧电路包括第一肖特基二极管以及第二肖特基二极管，所述整流滤波电路的输出端与所述第一肖特基二极管的第一端连接，所述第一肖特基二极管的第一端还通过所述变压器的第一初级绕线侧与所述第二肖特基二极管的第一端连接，所述第一肖特基二极管的第二端与所述第二肖特基二极管的第二端连接；

所述第二初级侧电路包括隔离电路以及反馈电路，所述第二肖特基二极管的第一端与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端与所述整流滤波电路的回流端连接，所述隔离电路的输出端还通过所述变压器的第二初级绕线侧与所述反馈电路的第一输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述隔离电路的控制端连接；所述变压器的次级绕线侧与所述次级电路的输入端连接，所述次级电路的输出端与所述反馈电路的第二输入端连接。

2.根据权利要求1所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括整流桥以及第一电容，所述整流桥的输入端用于与外部交流电源连接，所述整流桥的输出端通过所述第一电容与所述整流桥的回流端连接。

3.根据权利要求1所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述隔离电路包括隔离器以及第一保护二极管，所述第二肖特基二极管的第一端与所述隔离器的第一端连接，所述隔离器的第二端与所述整流滤波电路的回流端连接，所述隔离器的第二端还通过所述变压器的第二初级绕线侧与所述第一保护二极管的正极连接，所述第一保护二极管的负极与所述反馈电路的第一输入端连接，所述反馈电路的输出端与所述隔离器的控制端连接。

4.根据权利要求3所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述隔离电路还包括第一电阻，所述第一肖特基二极管的第一端通过所述第一电阻与所述隔离器的线电压检测端连接。

5.根据权利要求3所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述隔离电路还包括第二电阻，所述隔离器的限流端通过所述第二电阻与所述第二初级绕线侧的第一端连接。

6.根据权利要求3所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述隔离电路还包括第三电阻以及第二电容，所述隔离器的第二端通过所述第二电容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隔离器的控制端连接。

7.根据权利要求3所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述隔离电路还包括第三电容，所述第二初级绕线侧的第一端通过所述第三电容接地。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的开关电源的电压转换电路，其特征在于，所述次级电路包括第二保护二极管以及保护电感，所述变压器的次级绕线侧的第一端通过所述第二保护二极管与所述保护电感的第一端连接，所述保护电感的第二端与所述次级绕线侧的第二端连接，所述保护电感的第二端用于接地。

9.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的开关电源的电压转换电路。

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