CN217563514U - 一种辅助电源电路及供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及电源电路设计技术领域，公开了一种辅助电源电路及供电系统，该电路包括变压器、控制模块、辅助电源模块和自供电模块，变压器的初级侧绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，第一初级绕组与第二初级绕组工作状态相互独立，第一初级绕组和第二初级绕组用于与供电电源连接，第二初级绕组与次级绕组耦合以连接用电设备，控制模块的输出端与第二初级绕组连接，辅助电源模块的输入端与第二初级绕组连接，输出端用于提供辅助电源，自供电模块的输入端与第一初级绕组连接，输出端与控制模块的电源输入端连接，本实用新型实施例通过设置自供电模块为控制模块供电，能够有效减少辅助电源的波纹噪音，增加辅助电源电路的稳定性和可靠性。

Description

一种辅助电源电路及供电系统

技术领域

本实用新型实施例涉及电源电路设计技术领域，特别涉及一种辅助电源电路及供电系统。

背景技术

对于中等功率及大功率充电器，以500W移相全桥为例，一般会采用风扇热散热，初级增加继电器与热敏电阻(Negative Temperature Coefficient，NTC)并联，次级带控制输出的继电器。另外初级侧的连续模式功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)驱动电路，次级侧的移相控制驱动电路，全部需要辅助电源供电。辅助电源的好坏，直接关系到整个系统的稳定可靠。

在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前的技术中，通常是直接从辅助电源的VCC绕组取电，用于给功率因数校正(PowerFactor Correction，PFC)，继电器，风扇供电。由于VCC是非反馈绕组，带载能力相对较弱，处理不好会导致辅助电源反复重启，处理得当也无法避免功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)工作时，对辅助电源的干扰，引起较大纹波噪音干扰整个系统。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种辅助电源电路及供电系统。

本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例中提供了一种辅助电源电路，包括：变压器，其初级侧绕组包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组，其中，所述第一初级绕组与所述第二初级绕组工作状态相互独立，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组用于与所述供电电源连接，所述第二初级绕组与所述次级绕组耦合，所述次级绕组用于连接用电设备；控制模块，其输出端与所述第二初级绕组连接；辅助电源模块，其输入端与所述第二初级绕组连接，其输出端用于提供辅助电源；自供电模块，其输入端用于与第一初级绕组连接，其输出端与所述控制模块的电源输入端连接，且用于为所述控制模块供电。

在一些实施例中，所述辅助电源电路还包括：启动模块，其输入端与供电电源连接，其输出端与所述初级侧绕组和所述控制模块的电源输入端连接，用于提供启动电压。

在一些实施例中，所述启动模块包括漏电保护单元和启动单元，所述启动单元的输入端通过所述漏电保护单元连接，所述启动单元的输出端分别与所述初级侧绕组和所述控制模块的电源输入端连接。

在一些实施例中，所述漏电保护单元为保险丝或漏电开关。

在一些实施例中，所述启动单元包括两个串联的分压电阻。

在一些实施例中，所述辅助电源模块包括：滤波单元，其输入端与所述变压器的初级侧绕组连接。

在一些实施例中，所述滤波单元为CLC滤波电路。

在一些实施例中，所述辅助电源模块还包括：调制单元，其输入端与所述滤波单元的输出端连接，其输出端为所述辅助电源模块的输出端。

为解决上述技术问题，第二方面，本实用新型实施例中提供了一种供电系统，包括：如上述第一方面所述的辅助电源电路。

在一些实施例中，所述供电系统为充电器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种辅助电源电路及供电系统，该电路包括变压器、控制模块、辅助电源模块和自供电模块，该变压器的初级侧绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，其中，所述第一初级绕组与所述第二初级绕组工作状态相互独立，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组用于与所述供电电源连接，所述第二初级绕组与所述次级绕组耦合，所述次级绕组用于连接用电设备，控制模块的输出端与所述第二初级绕组连接，辅助电源模块的输入端与所述第二初级绕组连接，输出端用于提供辅助电源，自供电模块的输入端与第一初级绕组连接，输出端与所述控制模块的电源输入端连接，本实用新型实施例通过设置自供电模块为控制模块供电，能够有效减少辅助电源的波纹噪音，增加了辅助电源电路的稳定性和可靠性。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例一提供的一种辅助电源电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的另一种辅助电源电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种辅助电源电路中变压器、控制模块、自供电模块和启动模块的电气连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种辅助电源电路中辅助电源模块的电气连接结构示意图；

图5是本实用新型实施例二中提供的一种供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。

除非另有定义，本说明书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。本说明书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，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/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。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种辅助电源电路，请参见图1，其示出了本实用新型实施例提供的一种辅助电源电路的结构，所述辅助电源电路100包括：变压器110、控制模块120、辅助电源模块130和自供电模块140。

所述变压器110，其初级侧绕组包括第一初级绕组111、第二初级绕组112和次级绕组113，其中，所述第一初级绕组111与所述第二初级绕组112工作状态相互独立，所述第一初级绕组111和所述第二初级绕组112用于与所述供电电源连接，所述第二初级绕组112与所述次级绕组113耦合，所述次级绕组113用于连接用电设备300；在本实用新型实施例中，所述变压器110用于将电源的电压转换为用电设备300所需要的工作电压。

所述控制模块120，其输出端与所述第二初级绕组112连接；具体地，所述控制模块120可以是一控制芯片，能够输出控制指令控制所述变压器110、所述辅助电源模块130和所述自供电模块140的输出。

所述辅助电源模块130，其输入端与所述第二初级绕组112连接，其输出端用于提供辅助电源；所述辅助电源模块130用于提供一辅助电源，该辅助电源的电路结构为反激(Flyback topology)，其能够用于给初级侧的功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)部份，风扇，继电器供电。

所述自供电模块140，其输入端用于与第一初级绕组111连接，其输出端与所述控制模块120的电源输入端连接，且用于为所述控制模块120供电。所述自供电模块140能过产生电能并将电能传输至所述控制模块120，从而进一步传输至所述辅助电源模块130，为所述控制模块120和所述辅助电源模块130供电。

本实用新型实施例通过设置自供电模块140为控制模块120供电，能够有效减少辅助电源的波纹噪音，增加了辅助电源电路100的稳定性和可靠性。同时，当应用于移相全桥的充电器等供电系统中时，还能够避免空载时干扰移相全桥的突发模式，导致移相全桥空载输出不稳定。

在一些实施例中，请参见图2，其示出了本实用新型实施例提供的另一种辅助电源电路的结构，所述辅助电源电路100还包括：启动模块150，其输入端与供电电源连接，其输出端与所述变压器110的初级侧绕组和所述控制模块120的电源输入端连接，用于提供启动电压。所述启动模块150用于获取电源的电能，并将该电能传输至所述变压器110中，使得所述变压器110能够将该电能转换为用电设备所需要的电压。其中，所述电源可以是直流电或交流电，例如锂电池提供的电能或者市电等，并相应设置所述启动模块150的电路结构，例如，在所述电源为交流电时，所述启动模块150还可以相应设置有直流-交流(DC-AC)变换器等，具体地可根据实际需要进行设置。进一步地，所述启动模块150还与所述控制模块120的电源输入端连接，用于为所述控制模块120提供启动电压。在本实用新型实施例中，所述控制模块120在需要开始工作时，需要通过所述启动模块150提供的电能启动后，再通过所述自供电模块140供电。

进一步地，所述启动模块150包括漏电保护单元151和启动单元152，所述启动单元152的输入端通过所述漏电保护单元151连接，所述启动单元152的输出端分别与所述初级侧绕组和所述控制模块120的电源输入端连接。具体地，请参见图3，所述漏电保护单元151为一保险丝，在其他的一些实施例中，所述漏电保护单元151还可以是漏电开关等，具体可根据实际需要进行设置。在图3中，所述启动单元152包括两个串联的分压电阻R23和R24，所述启动模块150和所述控制模块120直接通过分压电阻R23和分压电阻R24连接，400VDC的供电电源通过由电阻R23和R24组成的启动单元152给控制模块120供电，通过分压电阻R23和分压电阻R24的分压得到所述控制模块120启动时所需要的电压，达到控制芯片U1的启动电源后，芯片启动并开始工作，自供电模块140和变压器110才开始工作供电。

在一些实施例中，请参见图3和图4，其中，图3示出了本实用新型实施例提供的一种辅助电源电路中变压器110、控制模块120、自供电模块140和启动模块150的电气连接结构，图4示出了本实用新型实施例提供的一种辅助电源电路中辅助电源模块130的电气连接结构，如图3和图4所示，所述变压器110的初级侧绕组的第一引脚1与所述启动模块150的输出端连接，所述变压器110的初级侧绕组的第二引脚2与所述控制模块120的输出端连接，所述变压器110的初级侧绕组的第四引脚4与所述辅助电源模块130的输入端连接。

进一步地，所述第一初级绕组111，也即是自供电绕组T6B，其一端与所述控制模块120的电源输入端连接，其另一端接地，且所述自供电绕组T6B的两端绕制形成为所述变压器110的第五绕组N5，所述第五绕组密绕一层。所述自供电绕组T6B能够通过电磁感应产生电能，为所述控制模块120和所述辅助电源模块130供电，在本实用新型图3所示实施例中，所述自供电绕组T6B的电能来源为所述变压器110，在其他的一些实施例中，所述自供电绕组T6B的电能来源也可以是来自另外设置的绕组，具体可根据实际需要进行设置。

进一步地，请继续参见图3，所述变压器110的初级侧绕组的第三引脚和第五引脚连接到所述自供电绕组T6B的两端，且串联于所述自供电模块140中，且所述自供电绕组T6B的两端绕制形成为第五绕组N5。所述变压器110的初级侧绕组的第四引脚和第五引脚构成的第五绕组N5。绕制于所述变压器110的最内层。

具体地，在本实用新型实施例中，所述变压器110及所述自供电绕组T6B的绕线方式及与图3的对应关系如下表1：

表1

绕组顺序	顺序	线径及类型	匝数	层数	胶带
						N1	4-5	0.15*5p(漆包铜线)	12T	密绕一层	1.5T
N2	2-1	0.3*1p(漆包铜线)	72T	密绕三层	1.5T
						N3	5-NC	0.15*2p(漆包铜线)	8T	居中密绕	1.5T
N4	7-9	0.5*1p(三重绝缘线)	10T	密绕一层	1.5T
						N5	3-5	0.15*2p(漆包铜线)	15T	密绕一层	1.5T

其中，顺序一列中所标志的数字即为上述的变压器110的第一引脚1、第二引脚2……，其对应于图3中所标记的变压器110及自供电绕组T6B上的引脚序号，NC表示接地。所述自供电绕组T6B接地的一端与所述初级侧绕组的第三端绕制形成有第一绕组N1且绕制于所述变压器110的最内层，所述第一绕组N1密绕一层。所述第一初级侧绕组和第二端绕制形成有第二绕组N2，所述第二绕组N2密绕三层。所述自供电绕组T6B接地的一端和空置引脚绕制形成有第三绕组N3，所述第三绕组N3居中密绕。所述次级侧的两个输出端口绕制形成有第四绕组N4，所述第四绕组N4密绕一层。所述自供电绕组T6B的两端绕制形成为所述第五绕组N5。

不难看出，在本实用新型实施例中，第一绕组N1，即述变压器110的初级侧绕组的第四引脚4和第五引脚5构成的绕组承担初级侧的供电，具体地，承担功率因数校正(PowerFactor Correction，PFC)，继电器，风扇，以及欠压检测的供电。需要说明的是，所述的第二初级绕组112即为所述第一绕组N1。

且有，第一绕组N1由于为非反馈绕组，为了增加其带载能力，减小带载时的电压波动范围，增加耦合，减小漏感，第一绕组N1放在所述变压器110的最内层，与主绕组/第二绕组N2紧密相邻。同时第一绕组N1和第五绕组N5作为初级侧主绕组连在一起，将次级侧主绕组/第四绕组N4包在中间，形成三明治绕法，从而进一步减少漏感。

且有，在图3所示辅助电源电路100中，第一绕组N1还采用了CLC滤波，进一步减小纹波电压。

且有，辅助电源的所述自供电绕组T6B即为第五绕组N5，其与所述第一绕组N1相互独立，第一绕组N1的动态负载引起的电压波动，不会干扰到控制芯片U1的供电，保证次级绕组不受影响，输出稳定。需要说明的是，所述的第一初级绕组111即为所述第五绕组N5。

进一步地，请继续参见图2，所述辅助电源模块130包括：滤波单元131，其输入端与所述变压器110的初级侧绕组的第三端连接；调制单元132，其输入端与所述滤波单元131的输出端连接，其输出端为所述辅助电源模块130的输出端。具体地，所述滤波单元131可以是如图3所示的CLC滤波电路。

具体地，请继续参见图3，本实用新型实施例提供的图3所示的辅助电源电路100在工作时，所述启动模块150接入100-240Vac的直流电，电能通过分压电阻R23和分压电阻R24传输至控制模块120和变压器110，给控制模块120中的控制芯片U1的电容充电，达到控制芯片U1的启动电源后，控制芯片U1开始工作；控制模块120正常启动后，通过自供电绕组T6B给控制芯片U1供电，同时控制模块120控制辅助电源模块130开始工作，提供一12V的辅助电源，辅助电源连接至功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)使其开始工作，将电压升到400Vdc，移相全桥退出功率因数校正PFC的欠压锁定，开始工作，次级侧继电器在单片机控制下闭合，给负载供电。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种供电系统，请参见图5，其示出了本实用新型实施例提供的一种供电系统的结构，所述供电系统200包括：如上述实施例一所述的辅助电源电路100。

所述供电系统200为能够为用电设备300提供电能的系统，例如，可以是充电器等供电设备或系统，具体地，可根据实际应用场景进行设置。

需要说明的是，所述辅助电源电路100的具体结构及其连接方式请参见上述实施例一及附图1至4，本实施例不再详述。

本实用新型实施例中提供了一种辅助电源电路及供电系统，该电路包括变压器、控制模块、辅助电源模块和自供电模块，该变压器的初级侧绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，其中，所述第一初级绕组与所述第二初级绕组工作状态相互独立，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组用于与所述供电电源连接，所述第二初级绕组与所述次级绕组耦合，所述次级绕组用于连接用电设备，控制模块的输出端与所述第二初级绕组连接，辅助电源模块的输入端与所述第二初级绕组连接，输出端用于提供辅助电源，自供电模块的输入端与第一初级绕组连接，输出端与所述控制模块的电源输入端连接，本实用新型实施例通过设置自供电模块为控制模块供电，能够有效减少辅助电源的波纹噪音，增加了辅助电源电路的稳定性和可靠性。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种辅助电源电路，其特征在于，包括：

变压器，其初级侧绕组包括第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组，其中，所述第一初级绕组与所述第二初级绕组工作状态相互独立，所述第一初级绕组和所述第二初级绕组用于与供电电源连接，所述第二初级绕组与所述次级绕组耦合，所述次级绕组用于连接用电设备；

控制模块，其输出端与所述第二初级绕组连接；

辅助电源模块，其输入端与所述第二初级绕组连接，其输出端用于提供辅助电源；

自供电模块，其输入端用于与第一初级绕组连接，其输出端与所述控制模块的电源输入端连接，且用于为所述控制模块供电。

2.根据权利要求1所述的辅助电源电路，其特征在于，所述辅助电源电路还包括：

启动模块，其输入端与供电电源连接，其输出端与所述初级侧绕组和所述控制模块的电源输入端连接，用于提供启动电压。

3.根据权利要求2所述的辅助电源电路，其特征在于，

所述启动模块包括漏电保护单元和启动单元，所述启动单元的输入端通过所述漏电保护单元连接，所述启动单元的输出端分别与所述初级侧绕组和所述控制模块的电源输入端连接。

4.根据权利要求3所述的辅助电源电路，其特征在于，

所述漏电保护单元为保险丝或漏电开关。

5.根据权利要求3所述的辅助电源电路，其特征在于，

所述启动单元包括两个串联的分压电阻。

6.根据权利要求1所述的辅助电源电路，其特征在于，所述辅助电源模块包括：

滤波单元，其输入端与所述变压器的初级侧绕组连接。

7.根据权利要求6所述的辅助电源电路，其特征在于，

所述滤波单元为CLC滤波电路。

8.根据权利要求6所述的辅助电源电路，其特征在于，所述辅助电源模块还包括：

调制单元，其输入端与所述滤波单元的输出端连接，其输出端为所述辅助电源模块的输出端。

9.一种供电系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的辅助电源电路。

10.根据权利要求9所述的供电系统，其特征在于，

所述供电系统为充电器。

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