CN217769879U

CN217769879U - 一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源及其电路

Info

Publication number: CN217769879U
Application number: CN202122393619.1U
Authority: CN
Inventors: 张征熊
Original assignee: Anhui Hengfu Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Anhui Hengfu Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2031-09-30

Abstract

本实用新型公开一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源及其电路，电源电路包括PWM控制电路与动态反馈控制稳压电路，PWM控制电路为NCP1239芯片及其外围电路，用于产生不同宽度的PWM脉冲信号控制电源电路导通；动态反馈控制稳压电路外接于PWM控制电路，由可调式精密并联稳压器TL431和光电耦合器PC817及其外围电路构成，用于次级动态控制PWM控制电路的脉冲信号产生。本实用新型一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源，通过将动态反馈控制稳压电路，当开关电路输出端电压出现波动时，能够通过稳压器与光电耦合器对PWM控制电路进行反馈，从而起到调整初级的开关脉冲宽度达到输出稳压的目的。

Description

一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源及其电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源及其电路。

背景技术

随着电子产品的广泛普及应用，市场需求越来越大，由于此类产品多采用低压直流电作为供电电源，又因小型化多路输出的需求，很多不同输出的电压都会集中在一个电源上，输入电网的变化和输出次级负载的变化会直接影响到输出电压变化的精准度。

现有的开关电源中输出电压的精准程度是电源的主要性能指标，其精准程度影响着电子设备的正常精确使用。因此针对输出电压的精确控制，本实用新型采用反激开关电源设计，由次级提供反馈信号用来调整初级的开关脉冲宽度达到输出稳压的目的。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源，具体技术方案如下：

一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，所述电源电路包括PWM控制电路与动态反馈控制稳压电路，所述PWM控制电路为 NCP1239芯片及其外围电路，用于产生不同宽度的PWM脉冲信号控制电源电路导通；所述动态反馈控制稳压电路外接于PWM控制电路，由可调式精密并联稳压器TL431和光电耦合器PC817及其外围电路构成，用于次级动态控制PWM控制电路的脉冲信号产生。

作为上述技术方案的改进，所述光电耦合器PC817次级电路还包括电阻R19和电容C28，所述光电耦合器PC817的1脚连接输出取样电阻R16 到次级输出端的正极，光电耦合器PC817的1、2脚并联电阻R17，光电耦合器PC817的2脚连接可调式精密并联稳压器IC2 TL431的3脚阴极；可调式精密并联稳压器IC2 TL431的2脚阳极接次级的地端，1脚参考极接输出高端的调整电阻R20到次级输出的端的正极，1脚参考极接输出低端的调整电阻R18串联R1和电位器VR1到次级的地端；所述电阻R19和电容 C28构成反馈调整RC网络，电阻R19和电容C28串联连接在IC2 TL431 的1、3脚之间。

作为上述技术方案的改进，所述电阻R18阻值为10K、所述电阻R20 阻值为10K，所述电阻R16阻值小于5.6kΩ。

作为上述技术方案的改进，光电耦合器PC817的4脚接在NCP1239芯片的2脚FB端，光电耦合器PC817的3脚接NCP1239芯片的四脚GND 端。

作为上述技术方案的改进，所述动态反馈控制稳压电路还包括LED光源，所述LED光源通过电阻R21到输出端正极。

为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源，包括上述任一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路。

本实用新型与现有技术相比较，其技术效果如下：

本实用新型所述一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源，通过将动态反馈控制稳压电路外接于PWM控制电路中，当开关电路输出端电压出现波动时，能够通过可调式精密并联稳压器TL431与光电耦合器PC817 对PWM控制电路进行反馈，进而控制PWM控制电路产生不同宽度脉冲信号，从而起到调整初级的开关脉冲宽度达到输出稳压的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路结构示意图；

图2为本实用新型所述动态反馈控制稳压电路结构示意图；

图3为本实用新型所述TL431功能模块图。

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，以下结合附图及实施例，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。

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。

实施例

如图1所示，本实用新型所述一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，所述电源电路包括：PWM控制电路与动态反馈控制稳压电路，所述PWM控制电路为NCP1239芯片及其外围电路，用于产生不同宽度的 PWM脉冲信号控制电源电路导通；所述动态反馈控制稳压电路外接于 PWM控制电路，由可调式精密并联稳压器TL431和光电耦合器PC817及其外围电路构成，用于次级动态控制PWM控制电路的脉冲信号产生。

如图2所示，所述光电耦合器PC817为PC1，所述光电耦合器PC817 次级电路还包括电阻R19和电容C28，所述光电耦合器PC817的1脚连接输出取样电阻R16到次级输出端的正极，光电耦合器PC817的1、2脚并联电阻R17，光电耦合器PC817的2脚连接可调式精密并联稳压器IC2 TL431 的3脚阴极；可调式精密并联稳压器IC2 TL431的2脚阳极接次级的地端， 1脚参考极接输出高端的调整电阻R20到次级输出的端的正极，1脚参考极接输出低端的调整电阻R18串联R1和电位器VR1到次级的地端；所述电阻R19和电容C28构成反馈调整RC网络，电阻R19和电容C28串联连接在IC2 TL431的1、3脚之间。

TL431具有三个引脚分别为阴极(CATHODE)、阳极(ANODE)和参考端(REF)。分别简记为C、A、R，在电路中的符号。参考TL431功能模块示意图，由图3可以看到，Vref是一个内部为2.5V基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF端(同相端)的电压非常接近Vref(2.5V)时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管的电流将从1到150mA变化。

TL431相当于可调式齐纳稳压管，输出电压由外部精密分压电阻来设定。在图2所示的电路中，当R18和R20的阻值确定时，两者对V0的分压引入反馈，若V0增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致V0下降。显而易见，这个深度的负反馈电路必然在REF端的电压等于基准电压处稳定，此时V0＝(1+R18/R20)Vref。选择不同的R18和 R20的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出，特别地，当 R18＝R20时，V0＝5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1mA。当输入电压增大，输出电压增大导致了输出采样增大，这时内部电路通过调整使得流过自身的电流增大，这也就使得流过限流的电路增大，这样限流电阻的压降增大，而输出电压等于输入电压减限流电阻压降增大使得输出电压减小，实现稳压。

由于需要满足TL431的自身工作条件，通过R18和R20的电流(Ivd) 至少须125μA，为了预留富余量，将其设定成250μA。因此，电阻 R18＝VERF/IVD＝2.5V/250uA＝10K、电阻R20＝(Vo-VERF)/IVD＝10K。

此外，光耦的电流传输比CTR为一非线性值，随通过光耦二极管电流大小而变。一般通过光耦二极管电流约为几百μA，CTR约在0.1到0.5之间，光耦PC817的CTR为0.5。

根据TL431运行原理，其阴极电压必须高于2.5V，同时流过阴极的电流必须大于1mA才可以获得正确的稳压。因此，通常会在光耦二极管上并联一个1kΩ左右的电阻以提供足够的阴极电流。此并联电阻并不会改变系统小信号特性。所以可以得到下列关系式：

Vcathode＝VO-Icathode*R16-VF>2.5V

Icathode＝Iopto/CTR+VF/R17>1mA

其中VF为光耦二极管的顺向压降，常规约略为1.0V。因此，电阻 R16<(Vo-VF-2.5)/Icathode

代入前面的例子，同时设定最大阴极电流为1.5mA，则R16必须小于 5.6kΩ。太高的R16会降低补偿电路的中频增益。如果计算出来的R16大于上限值就表示必须降低设定交越频率，或采用其他的补偿计算方法。

所述光电耦合器PC817的初级电路，光电耦合器PC817的4脚接在 NCP1239芯片的2脚FB端，光电耦合器PC817的3脚接NCP1239芯片的四脚GND端。

所述动态反馈控制稳压电路还包括LED光源，所述LED光源通过电阻 R21到输出端正极。起到提示作用。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，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，或者还是包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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做的任何修改、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

1.一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，其特征在于：所述电源电路包括PWM控制电路与动态反馈控制稳压电路，所述PWM控制电路为NCP1239芯片及其外围电路，用于产生不同宽度的PWM脉冲信号控制电源电路导通；所述动态反馈控制稳压电路外接于PWM控制电路，由可调式精密并联稳压器TL431和光电耦合器PC817及其外围电路构成，用于次级动态控制PWM控制电路的脉冲信号产生。

2.根据权利要求1所述的一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，其特征在于：所述光电耦合器PC817次级电路还包括电阻R19和电容C28，所述光电耦合器PC817的1脚连接输出取样电阻R16到次级输出端的正极，光电耦合器PC817的1、2脚并联电阻R17，光电耦合器PC817的2脚连接可调式精密并联稳压器IC2 TL431的3脚阴极；可调式精密并联稳压器IC2 TL431的2脚阳极接次级的地端，1脚参考极接输出高端的调整电阻R20到次级输出的端的正极，1脚参考极接输出低端的调整电阻R18串联R1和电位器VR1到次级的地端；所述电阻R19和电容C28构成反馈调整RC网络，电阻R19和电容C28串联连接在IC2 TL431的1、3脚之间。

3.根据权利要求2所述的一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，其特征在于：所述电阻R18阻值为10K、所述电阻R20阻值为10K，所述电阻R16阻值小于5.6kΩ。

4.根据权利要求1所述的一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，其特征在于：光电耦合器PC817的4脚接在NCP1239芯片的2脚FB端，光电耦合器PC817的3脚接NCP1239芯片的四脚GND端。

5.根据权利要求1所述的一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路，其特征在于：所述动态反馈控制稳压电路还包括LED光源，所述LED光源通过电阻R21到输出端正极。

6.一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源，其特征在于：包括权利要求1-5中任一项所述的一种次级动态反馈控制精密稳压反激开关电源电路。