CN216794870U - 开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源电路，包括输入整流滤波模块、变压器、输出整流滤波模块、反馈比较模块和开关控制模块。变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的第一端与输入整流滤波模块的第一输出端连接；输出整流滤波模块的输入端与次级线圈的第一端连接；反馈比较模块的输入端与输出整流滤波模块的输出端连接；开关控制模块的第一输入端与反馈比较模块的输出端连接，开关控制模块的控制端与初级线圈的第二端连接。本实用新型公开的开关电源电路，能够调控变压器的输出电压，从而使输出整流滤波模块的输出电压更稳定，并且还有利于扩大输出整流滤波模块的电压输出范围。

Description

开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源电路。

背景技术

在电表中，通常采用工频变压器来将输入电压转换为合适的电压，以供电表使用。然而，目前的工频变压器的输入电压范围较小，在一些输入电压变化较大的环境下，容易损坏，导致适用性较差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种开关电源电路，能够提高适用性。

根据本实用新型实施例的开关电源电路，包括：输入整流滤波模块；变压器，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的第一端与所述输入整流滤波模块的第一输出端连接；输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输入端与所述次级线圈的第一端连接；反馈比较模块，所述反馈比较模块的输入端与所述输出整流滤波模块的输出端连接；开关控制模块，所述开关控制模块的第一输入端与所述反馈比较模块的输出端连接，所述开关控制模块的控制端与所述初级线圈的第二端连接。

根据本实用新型实施例的开关电源电路，至少具有如下有益效果：输入整流滤波模块用于将输入电压整流滤波后输出给变压器，输出整流滤波模块用于将变压器的输出电压整流滤波后进行输出；反馈比较模块用于将输出整流滤波模块的输出电压与反馈比较模块内的第一基准电压比较后，将结果反馈给开关控制模块，开关控制模块用于通过PWM信号来控制变压器的输出电压。反馈比较模块和开关控制模块通过输出整流滤波模块的输出电压，调控变压器的输出电压，从而使输出整流滤波模块的输出电压更稳定，并且有利于扩大输出整流滤波模块的电压输出范围，进而提高适用性。

根据本实用新型的一些实施例，所述反馈比较模块包括反馈单元和比较单元，所述反馈单元的输入端和所述比较单元的输入端分别与所述输出整流滤波模块的输出端连接，所述反馈单元的输出端与所述开关控制模块的第一输入端连接，所述反馈单元的受控端与所述比较单元的控制端连接，以便于反馈。

根据本实用新型的一些实施例，所述反馈单元包括电阻R17、电阻R18和光耦，所述电阻R17的第一端与所述输出整流滤波模块的输出端连接，所述电阻R17的第二端分别与所述电阻R18的第一端和所述光耦的发光侧的正极连接，所述光耦的发光侧的负极分别与所述电阻R18的第二端和所述比较单元的控制端连接，所述光耦的感光侧的正极与所述开关控制模块的第一输入端连接，所述光耦的感光侧的负极接地，以便于反馈准确。

根据本实用新型的一些实施例，所述比较单元包括可控精密稳压源、电阻R19、电阻R20、电阻R22和电容C16，所述电阻R19的第一端与所述输出整流滤波模块的输出端连接，所述电阻R19的第二端分别与所述电容C16的第一端、所述电阻R20的第一端和所述可控精密稳压源的参考极连接，所述电容C16的第二端与所述电阻R22的第一端连接，所述可控精密稳压源的阴极分别与所述电阻R22的第二端和所述反馈单元的受控端连接，所述可控精密稳压源的阳极和所述电阻R20的第二端接地，以便于准确地比较并控制反馈单元工作。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关控制模块包括控制单元和开关单元，所述控制单元的第一输入端与所述反馈比较模块的输出端连接，所述控制单元的控制端与所述开关单元的受控端连接，所述开关单元的输入端与所述初级线圈的第二端连接，所述开关单元的输出端接地，以便于调整变压器的输出电压。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关单元包括开关管Q2、电阻R4和电阻R6，所述开关管Q2的输入端与所述初级线圈的第二端连接，所述开关管Q2的输出端通过所述电阻R6接地，所述开关管Q2的受控端通过所述电阻R4与所述控制单元的控制端连接，以便于调整变压器的输出电压。

根据本实用新型的一些实施例，所述开关控制模块还包括过载保护单元，所述过载保护单元的第一端与所述控制单元的第二输入端连接，所述过载保护单元的第二端与所述开关管Q2的输出端连接，所述过载保护单元的第三端接地，以便于保护电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述过载保护单元包括电阻R5和电容C3，所述电阻R5的第一端分别与所述控制单元的第二输入端和所述电容C3的第一端连接，所述电阻R5的第二端与所述开关管Q2的输出端连接，所述电容C3的第二端接地，以便于保护电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述变压器还设置有辅助线圈，所述辅助线圈的第一端与所述输入整流滤波模块的第二输出端连接，所述开关控制模块还包括分压保护单元，所述分压保护单元的第一端与所述辅助线圈的第一端连接，所述分压保护单元的分压端与所述控制单元的第一输出端连接，以便于分压保护。

根据本实用新型的一些实施例，所述分压保护单元包括电阻R7、电阻R8和电容C8，所述电阻R7的第一端与所述辅助线圈的第一端连接，所述电阻R7的第二端分别与所述电阻R8的第一端、所述电容C8的第一端和所述控制单元的第一输出端连接，所述电阻R8的第二端和所述电容C8的第二端接地，以便于分压保护。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的开关电源电路的电路框图；

图2为图1所示的开关电源电路的具体的电路框图；

图3为图2所示的开关电源电路的输入整流滤波模块的电路图；

图4为图2所示的开关电源电路的变压器及输出整流滤波模块的电路图；

图5为图2所示的开关电源电路的反馈比较模块的电路图；

图6为图2所示的开关电源电路的开关控制模块的电路图。

附图标记如下：

输入整流滤波模块100、变压器200、初级线圈210、次级线圈220、辅助线圈230、输出整流滤波模块300、反馈比较模块400、反馈单元410、比较单元420、开关控制模块500、控制单元510、开关单元520、过载保护单元530、分压保护单元540。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，一种开关电源电路，包括输入整流滤波模块100、变压器200、输出整流滤波模块300、反馈比较模块400和开关控制模块500。变压器200包括初级线圈210和次级线圈220，初级线圈210的第一端与输入整流滤波模块100的第一输出端连接；输出整流滤波模块300的输入端与次级线圈220的第一端连接；反馈比较模块400的输入端与输出整流滤波模块300的输出端连接；开关控制模块500的第一输入端与反馈比较模块400的输出端连接，开关控制模块500的控制端与初级线圈210的第二端连接。

其中，输入整流滤波模块100的输入端为电源端口，用于电源输入，输入整流滤波模块100用于对输入的电源进行整流和滤波，并输出至变压器200；输出整流滤波模块300用于对变压器200的输出电压进行整流和滤波，从而输出；开关控制模块500用于调整变压器200的输出电压，以使输出整流滤波模块300输出稳定的电压；反馈比较模块400用于将输出整流滤波模块300的输出电压与反馈比较模块400内部的第一基准电压比较后，将结果反馈至开关控制模块500，例如，当输出整流滤波模块300的输出电压大于第一基准电压，反馈比较模块400反馈电压信号至开关控制模块500，以使开关控制模块500调整变压器200的输出电压；或者，当输出整流滤波模块300的输出电压小于或等于第一基准电压，反馈比较模块400没有反馈。通过反馈比较模块400和开关控制模块500的配合，能够调控变压器200的输出电压，从而使输出整流滤波模块300的输出电压更稳定，并且还有利于扩大输出整流滤波模块300的电压输出范围。

参照图2，反馈比较模块400包括反馈单元410和比较单元420，反馈单元410的输入端和比较单元420的输入端分别与输出整流滤波模块300的输出端连接，反馈单元410的输出端与开关控制模块500的第一输入端连接，反馈单元410的受控端与比较单元420的控制端连接。其中，比较单元420用于将输出整流滤波模块300的输出电压与比较单元420内部的第一基准电压进行比较，从而控制反馈单元410工作。例如，当输出整流滤波模块300的输出电压大于第一基准电压，则反馈单元410工作，改变开关控制模块500的第一输入端的电压，以使开关控制模块500调整输出的PWM波的占空比；或者，当输出整流滤波模块300的输出电压小于或等于第一基准电压，则禁用反馈单元410，以使开关控制模块500保持PWM波的占空比。

参照图3、图4和图5，反馈单元410包括电阻R17、电阻R18和光耦，电阻R17的第一端与输出整流滤波模块300的输出端连接，电阻R17的第二端分别与电阻R18的第一端和光耦的发光侧的正极连接，光耦的发光侧的负极分别与电阻R18的第二端和比较单元420的控制端连接，光耦的感光侧的正极与开关控制模块500的第一输入端连接，光耦的感光侧的负极接地。其中，通过电阻R17、电阻R18分压并限流，以使光耦正常工作，从而在比较单元420的控制下，使光耦导通，以使光耦的发光侧发光，进而通过光耦的感光侧改变开关控制模块500的第一输入端的电压，实现反馈功能。

需要说明的是，在一些实施例中，反馈单元410可以包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一开关管，第一电阻的第一端与输出整流滤波模块300的输出端连接，第一电阻的第二端与第一开关管的输入端连接，第一开关管的输出端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端分别与第三电阻的第一端和开关控制模块500的第一输入端连接，第三电阻的第二端接地，第一开关管的受控端与比较单元420的控制端连接。

参照图4和图5，比较单元420包括可控精密稳压源、电阻R19、电阻R20、电阻R22和电容C16，电阻R19的第一端与输出整流滤波模块300的输出端连接，电阻R19的第二端分别与电容C16的第一端、电阻R20的第一端和可控精密稳压源的参考极连接，电容C16的第二端与电阻R22的第一端连接，可控精密稳压源的阴极分别与电阻R22的第二端和反馈单元410的受控端连接，可控精密稳压源的阳极和电阻R20的第二端接地。其中，输出整流滤波模块300的输出电压经过电阻R19输入可控精密稳压源的参考极，得到参考电压，可控精密稳压源将参考电压与可控精密稳压源内部的第一基准电压进行比较，当参考电压大于第一基准电压，可控精密稳压源的阳极和阴极之间导通，使反馈单元410正常工作，从而使反馈单元410反馈电压信号；当参考电压小于或等于第一基准电压，可控精密稳压源的阳极和阴极之间断开，即，使反馈单元410的受控端断路，以使反馈单元410不能反馈电压信号，从而使开关控制模块500保持PWM波的占空比，以使变压器200的输出电压不变，有利于输出整流滤波模块300稳定输出。

需要说明的是，比较单元420还可以包括电容CY1，则可控精密稳压源的阳极和电阻R20的第二端接的地是信号地，电容CY1的第一端接信号地，电容CY1的第二端接保护地，有利于过滤电路中的静电，以避免静电干扰。

需要说明的是，可控精密稳压源可以采用TL431或TL432等芯片。

需要说明的是，在一些实施例中，比较单元420可以包括比较器和第二开关管，第二开关管的输入端与反馈单元410的受控端连接，第二开关管的输出端接地，比较器的输出端与第二开关管的受控端连接，比较器的第一输入端接入第三基准电压，比较器的第二输入端与输出整流滤波模块300的输出端连接。

参照图2和图6，开关控制模块500包括控制单元510和开关单元520，控制单元510的第一输入端与反馈比较模块400的输出端连接，控制单元510的控制端与开关单元520的受控端连接，开关单元520的输入端与初级线圈210的第二端连接，开关单元520的输出端接地。其中，控制单元510用于在反馈比较模块400的反馈下，控制开关单元520的导通和截止，即，控制单元510在反馈比较模块400的反馈下，调整输出给开关单元520的PWM波的占空比，从而调控变压器200的输出电压，有利于稳定输出整流滤波模块300的输出电压，并扩大输出整流滤波模块300的电压输出范围。通过反馈比较模块400和开关控制模块500的配合，有利于提高输出整流滤波模块300的电压输出范围，并有利于使输出整流滤波模块300的电压输出更稳定。

参照图6，开关单元520包括开关管Q2、电阻R4和电阻R6，开关管Q2的输入端与初级线圈210的第二端连接，开关管Q2的输出端通过电阻R6接地，开关管Q2的受控端通过电阻R4与控制单元510的控制端连接。其中，开关管Q2在控制单元510的控制下，调整变压器200的输出电压，以使输出整流滤波模块300的输出电压更稳定，并有利于提高输出整流滤波模块300的电压输出范围。

参照图2和图6，开关控制模块500还包括过载保护单元530，过载保护单元530的第一端与控制单元510的第二输入端连接，过载保护单元530的第二端与开关管Q2的输出端连接，过载保护单元530的第三端接地。其中，过载保护单元530包括电阻R5和电容C3，电阻R5的第一端分别与控制单元510的第二输入端和电容C3的第一端连接，电阻R5的第二端与开关管Q2的输出端连接，电容C3的第二端接地。通过电阻R5将开关管Q2的输出端的电压反馈至控制单元510中，以便于控制单元510调整PWM波的占空比，以避免开关管Q2受到较高的电压而损坏。

需要说明的是，当开关电源受到强磁干扰时，变压器200的感量会下降，从而导致流过开关管Q2和电阻R6的电流增大，而过载保护单元530将开关管Q2的输出端的电压反馈至控制单元510中，从而使控制单元510调整PWM波的占空比，以调整变压器200的输出电压，从而使得变压器200的感量稳定在一定范围内，以使输出整流滤波模块300的输出电压稳定，即，通过过载保护单元530的反馈来调整控制单元510输出的PWM波的占空比，以减缓强磁干扰的影响。

参照图2和图6，变压器200还设置有辅助线圈230，辅助线圈230的第一端与输入整流滤波模块100的第二输出端连接，开关控制模块500还包括分压保护单元540，分压保护单元540的第一端与辅助线圈230的第一端连接，分压保护单元540的分压端与控制单元510的第一输出端连接。其中，分压保护单元540包括电阻R7、电阻R8和电容C8，电阻R7的第一端与辅助线圈230的第一端连接，电阻R7的第二端分别与电阻R8的第一端、电容C8的第一端和控制单元510的第二输出端连接，电阻R8的第二端和电容C8的第二端均接地。通过分压保护单元540，对电路进行分压保护，以避免电路损坏。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：

输入整流滤波模块；

变压器，包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的第一端与所述输入整流滤波模块的第一输出端连接；

输出整流滤波模块，所述输出整流滤波模块的输入端与所述次级线圈的第一端连接；

反馈比较模块，所述反馈比较模块的输入端与所述输出整流滤波模块的输出端连接；

开关控制模块，所述开关控制模块的第一输入端与所述反馈比较模块的输出端连接，所述开关控制模块的控制端与所述初级线圈的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述反馈比较模块包括反馈单元和比较单元，所述反馈单元的输入端和所述比较单元的输入端分别与所述输出整流滤波模块的输出端连接，所述反馈单元的输出端与所述开关控制模块的第一输入端连接，所述反馈单元的受控端与所述比较单元的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述反馈单元包括电阻R17、电阻R18和光耦，所述电阻R17的第一端与所述输出整流滤波模块的输出端连接，所述电阻R17的第二端分别与所述电阻R18的第一端和所述光耦的发光侧的正极连接，所述光耦的发光侧的负极分别与所述电阻R18的第二端和所述比较单元的控制端连接，所述光耦的感光侧的正极与所述开关控制模块的第一输入端连接，所述光耦的感光侧的负极接地。

4.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述比较单元包括可控精密稳压源、电阻R19、电阻R20、电阻R22和电容C16，所述电阻R19的第一端与所述输出整流滤波模块的输出端连接，所述电阻R19的第二端分别与所述电容C16的第一端、所述电阻R20的第一端和所述可控精密稳压源的参考极连接，所述电容C16的第二端与所述电阻R22的第一端连接，所述可控精密稳压源的阴极分别与所述电阻R22的第二端和所述反馈单元的受控端连接，所述可控精密稳压源的阳极和所述电阻R20的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关控制模块包括控制单元和开关单元，所述控制单元的第一输入端与所述反馈比较模块的输出端连接，所述控制单元的控制端与所述开关单元的受控端连接，所述开关单元的输入端与所述初级线圈的第二端连接，所述开关单元的输出端接地。

6.根据权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关单元包括开关管Q2、电阻R4和电阻R6，所述开关管Q2的输入端与所述初级线圈的第二端连接，所述开关管Q2的输出端通过所述电阻R6接地，所述开关管Q2的受控端通过所述电阻R4与所述控制单元的控制端连接。

7.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括过载保护单元，所述过载保护单元的第一端与所述控制单元的第二输入端连接，所述过载保护单元的第二端与所述开关管Q2的输出端连接，所述过载保护单元的第三端接地。

8.根据权利要求7所述的开关电源电路，其特征在于，所述过载保护单元包括电阻R5和电容C3，所述电阻R5的第一端分别与所述控制单元的第二输入端和所述电容C3的第一端连接，所述电阻R5的第二端与所述开关管Q2的输出端连接，所述电容C3的第二端接地。

9.根据权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述变压器还设置有辅助线圈，所述辅助线圈的第一端与所述输入整流滤波模块的第二输出端连接，所述开关控制模块还包括分压保护单元，所述分压保护单元的第一端与所述辅助线圈的第一端连接，所述分压保护单元的分压端与所述控制单元的第一输出端连接。

10.根据权利要求9所述的开关电源电路，其特征在于，所述分压保护单元包括电阻R7、电阻R8和电容C8，所述电阻R7的第一端与所述辅助线圈的第一端连接，所述电阻R7的第二端分别与所述电阻R8的第一端、所述电容C8的第一端和所述控制单元的第一输出端连接，所述电阻R8的第二端和所述电容C8的第二端接地。

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