CN216672853U - 电源电路及电源设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电源电路及电源设备，所述电源电路包括整流滤波电路、变压器和控制电路，所述变压器包括辅助绕组，所述控制电路包括与所述辅助绕组相连的原边控制电路，所述原边控制电路中包括用于控制所述电源电路的控制芯片，所述控制芯片包括与所述辅助绕组相连的第一引脚和第二引脚，所述辅助绕组通过所述第一引脚为所述控制芯片供电，所述第二引脚用于检测所述辅助绕组的电压，所述第一引脚和所述第二引脚之间连接有补偿电阻。相较于现有技术，本实用新型通过设置补偿电阻，提高了输出短路时的第二引脚的电压，增大了控制芯片退磁时间并降低了工作频率和短路时的功耗，避免了无短路保护机制的控制芯片的MOS管的损耗。

Description

电源电路及电源设备

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路及电源设备，属于电源设备技术领域。

背景技术

输出短路保护是独立式电源的基本要求，但部分芯片不具备短路保护功能，是通过增大输出短路时电感电流的退磁时间来降低开关频率，从而降低功耗。然而在恒压高压输出环境下，副边绕组和辅助绕组匝比很大，导致辅助绕组电压Vaux较低，很容易达到芯片的开通下降沿阀值，此时芯片会以最小关断时间Toff_min工作，芯片会因为工作频率过高而造成MOS管损坏。

有鉴于此，确有必要提出一种电源电路及电源设备，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电源电路及电源设备，对电路进行短路保护。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电源电路，包括整流滤波电路、变压器和控制电路，所述变压器包括辅助绕组，所述控制电路包括与所述辅助绕组相连的原边控制电路，所述原边控制电路中包括用于控制所述电源电路的控制芯片，所述控制芯片包括与所述辅助绕组相连的第一引脚和第二引脚，所述辅助绕组通过所述第一引脚为所述控制芯片供电，所述第二引脚用于检测所述辅助绕组的电压，所述第一引脚和所述第二引脚之间连接有补偿电阻，所述补偿电阻用于增大所述第二引脚的电压，以保护所述控制芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述补偿电阻的阻值位于4-5MΩ之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述整流滤波电路包括桥式整流器和滤波器，所述滤波器用于对所述桥式整流器的输出电压进行滤波。

作为本实用新型的进一步改进，所述桥式整流器包括第一电容、第二电容和电感，所述第一电容和所述第二电容分别并联设置在所述桥式整流器的两个输出端，所述电感与所述桥式整流器的其中一个输出端相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述整流滤波电路的输入端处设有保险电阻。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源电路中还包括降压式变换电路，所述降压式变换电路包括功率二极管和输出电容。

作为本实用新型的进一步改进，所述变压器还包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与所述整流滤波电路的输出端相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制电路还包括副边反馈电路，所述副边反馈电路与所述副边绕组相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述原边控制电路和所述副边反馈电路之间还设有输出电压检测电路，所述输出电压检测电路包括可控精密稳压芯片和光电耦合器，所述光电耦合器连接所述可控精密稳压芯片的阴极和所述原边控制电路。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种电源设备，具有如上所述的电源电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置补偿电阻，提高了输出短路时的第二引脚的电压，增大了控制芯片退磁时间并降低了工作频率和短路时的功耗，避免了无短路保护机制的控制芯片的MOS管的损耗。

附图说明

图1是本实用新型电源电路中原边控制电路的电路结构示意图。

图2是本实用新型电源电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1和图2所示，本实用新型揭示了一种电源设备，所述电源设备包括PCB板，所述PCB板上设有电源电路，所述电源电路包括整流滤波电路、变压器和控制电路，所述变压器设置在所述整流滤波电路和所述控制电路之间且用于分别连接所述整流滤波电路和所述控制电路。

如图2所示，所述整流滤波电路包括相互连接的桥式整流器DB1、第一电容C1、第二电容C2和电感L1，所述第一电容C1和所述第二电容C2与所述桥式整流器DB1的两个输出端分别并联，所述桥式整流器DB1的一个输出端还与所述电感L1的一端相连，所述第二电容C2的另一端接地。其中，所述第一电容C1用于对输入整流滤波电路的交流电信号进行滤波，并将滤波后的交流电信号传输到所述电感L1的入线端的一侧，即，所述第一电容C1与所述电感L1相连的一侧，所述第二电容C2用于对所述电感L1的出线端输出的直流电信号进行滤波，即，所述第二电容C2与所述电感L1相连的一侧，当然，所述整流滤波电路可同时包括第一电容C1和第二电容C2，此时，所述第一电容C1、第二电容C2与电感L1构成π型滤波器，用于对输入整流滤波电路的交流电信号进行滤波，使得所述桥式整流器的输出电压更加稳定。在本实用新型的其他实施例中，所述整流滤波电路的输入端处还设有保险电阻F1。

所述电源电路中还包括降压式变换电路(BUCK拓扑电路)，所述降压式变换电路包括功率二极管和输出电容，可实现双向DC/DC变换。

所述变压器包括原边绕组Np、副边绕组Ns和辅助绕组Na，所述变压器用于对所述整流滤波电路输出的整流滤波电压进行降压，其中，原边绕组Np与所述整流滤波电路的输出端连接。在本实施例中，所述原边绕组Np的匝数为45T，所述副边绕组Ns的匝数为3T，所述辅助绕组Na的匝数为4T，具体可根据需要进行设置，在此不做任何限制。

所述控制电路包括原边控制电路和副边反馈电路，其中，所述原边控制电路与所述辅助绕组相连，所述副边反馈电路与所述副边绕组相连。所述原边控制电路和所述副边反馈电路可分别制作成集成电路，集成于芯片内，当然也可以是部分集成或全部集成，具体视元器件以及实际的应用场合进行确定。

如图1所示，所述原边控制电路与辅助绕组相连，所述原边控制电路中包括用于控制所述电源电路的控制芯片U2，所述辅助绕组用于对所述原边控制电路及所述控制芯片U2进行供电，所述控制芯片U2包括与所述辅助绕组相连的第一引脚和第二引脚，其中，所述第一引脚和所述第二引脚连接在所述辅助绕组的同一侧，所述辅助绕组的另一侧接地，以使得所述辅助绕组与所述变压器耦合。所述第一引脚为供电引脚VCC，所述辅助绕组通过所述第一引脚为所述控制芯片供电，所述第二引脚为辅助绕组检测脚VSD，用于检测所述辅助绕组的电压，并将该电压信息反馈至控制芯片U2。需要进行说明的是，控制芯片U2的内部还设有与所述第二引脚相连的过压保护装置，所述过压保护装置可以设置过电压阈值，用于在防止电源对较为灵敏的器件输入过高的电压，如果第二引脚检测到的电压超过阈值，那么电源的输出就会关闭，从而保护器件不会因为电压过高而损坏。

当所述控制芯片U2不具备短路保护功能时，辅助绕组电压随着续流二极管的正向电流的减小VF降低逐渐降低来实现开通，但当所述控制芯片U2在恒压高压输出下，以输出电压220V，辅助绕组20V为例，此时输出绕组Ns/辅助绕组Na＝11，如果此时使用肖特基二极管，MOS关断时刻对应的辅助绕组电压为500mV/11＝45mV，芯片不能检测到高于辅助绕组10mV的零电流检测上升沿阀值，芯片不开关。如果此时使用超快恢复二极管，辅助绕组电压为1000mV/11＝91mV，91mV既满足55mV+10mV的零电流检测上升沿阀值条件，又满足了迅速降低到55mV的下降沿阀值条件，此时退磁时间非常短，控制芯片U2以最小关断时间Toff_min来工作，控制芯片U2的Toff_min大致为7.8uS，加上250nS的前沿消隐TLEB时间，芯片的开关频率fsw为1/8.05us＝125Khz。此时MOS管存在开关频率较高的问题且开关时的交叉损耗大。

作为本实用新型的优选实施例，控制芯片U2的第一引脚和第二引脚之间设有补偿电阻R60，以解决上述MOS管的损耗问题。此时第二引脚的电压等于辅助绕组的电压加上补偿电阻R60的电压，如此设置，提高了电感退磁时的第二引脚的电压，延长了电感电流退磁时间，降低了短路时的开关频率，以实现短路保护。在本实施例中，所述补偿电阻R60的阻值可为4-5MΩ，优选为4.7MΩ，所述补偿电阻R60的阻值过大或过小将会导致重启问题。

所述原边控制电路和所述副边反馈电路之间还设有输出电压检测电路。所述输出电压检测电路包括可控精密稳压芯片U3、电阻R51、电阻R55和光电耦合器U4，其中，所述光电耦合器U4连接所述电阻R51的一端，所述电阻R51的另一端连接所述电阻R55的一端和所述可控精密稳压芯片U3的参考极，所述电阻R55的另一端和所述可控精密稳压芯片U3的阳极均接地，所述光电耦合器U4的第2脚连接所述可控精密稳压芯片U3的阴极，所述光电耦合器U4的第3脚接地，所述光电耦合器U4的第4脚连接所述原边控制电路，通过电阻R51和电阻R55对输出电压的分压采样，并通过光电耦合器U4反馈给控制芯片U2，可有效调节输出电压，实现输出电压的恒定。

综上所述，本实用新型通过设置补偿电阻，提高了输出短路时的第二引脚的电压，增大了控制芯片退磁时间并降低了工作频率和短路时的功耗，避免了无短路保护机制的控制芯片的MOS管的损耗。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电源电路，其特征在于：包括整流滤波电路、变压器和控制电路，所述变压器包括辅助绕组，所述控制电路包括与所述辅助绕组相连的原边控制电路，所述原边控制电路中包括用于控制所述电源电路的控制芯片，所述控制芯片包括与所述辅助绕组相连的第一引脚和第二引脚，所述辅助绕组通过所述第一引脚为所述控制芯片供电，所述第二引脚用于检测所述辅助绕组的电压，所述第一引脚和所述第二引脚之间连接有补偿电阻，所述补偿电阻用于增大所述第二引脚的电压，以保护所述控制芯片。

2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述补偿电阻的阻值位于4-5MΩ之间。

3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括桥式整流器和滤波器，所述滤波器用于对所述桥式整流器的输出电压进行滤波。

4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于：所述桥式整流器包括第一电容、第二电容和电感，所述第一电容和所述第二电容分别并联设置在所述桥式整流器的两个输出端，所述电感与所述桥式整流器的其中一个输出端相连。

5.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述整流滤波电路的输入端处设有保险电阻。

6.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述电源电路中还包括降压式变换电路，所述降压式变换电路包括功率二极管和输出电容。

7.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述变压器还包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与所述整流滤波电路的输出端相连。

8.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于：所述控制电路还包括副边反馈电路，所述副边反馈电路与所述副边绕组相连。

9.根据权利要求8所述的电源电路，其特征在于：所述原边控制电路和所述副边反馈电路之间还设有输出电压检测电路，所述输出电压检测电路包括可控精密稳压芯片和光电耦合器，所述光电耦合器连接所述可控精密稳压芯片的阴极和所述原边控制电路。

10.一种电源设备，其特征在于：具有如权利要求1-9中任一项所述的电源电路。

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