CN217981625U - 一种开关电源的电压采样检测电路及开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种开关电源的电压采样检测电路及开关电源，连接至电源VCCA和控制芯片，用于对输入交流电压整流分压后的采样电压的过欠压电压比较及反馈，所述可控精密稳压源U2和所述第一分压电路提供基准电压，并通过所述第二分压电路和所述第三分压电路输入至所述运算放大器组，所述运算放大器组将对输入交流电压整流分压后的采样电压与基准电压相比较，所述运算放大器组的输出电压通过所述整流二极管D12和所述第四分压电路控制所述三极管Q15的开通和关断，从而实现对采样电压的过欠压检测和反馈。本技术方案中的电压采样检测电路是基于所述可控精密稳压源U2和所述运算放大器组的组合应用，工作稳定可靠、控制精确度好、成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种开关电源的电压采样检测电路及开关电源。
背景技术
开关电源是一种高频化电能转换装置，其功能是将一种形态的电能（AC/DC）转化为所需求的直流电。其中，输出采样电路主要涉及到输出电压和输出电流的采样，采样信号送入控制芯片内，进而调节控制芯片的输出脉宽，最终达到稳定输出的作用。
传统的电流采样电路利用电阻采样或电流互感器采样：（1）电源输入侧电阻采样：取电源输入侧采样电阻两端的电压，送入控制芯片电流检测脚（IS），电路简单，但是和控制芯片共用一个“地”（参考点），即只可以检测电源输入侧的电流，然后通过变压器的匝比折算副边的输出电流，采样精确度不高；（2）电流互感器采样：电流互感器的输入串在待测电路中，二次侧的电压经过运算放大器输送到控制芯片的电流检测脚，控制芯片调节输出脉宽；检测电路是隔离的，但电流互感器价格高，电路成本增加。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种工作稳定可靠、控制精确度高的开关电源的电压采样检测电路及开关电源。
一种开关电源的电压采样检测电路，用于对输入交流电压整流分压后的采样电压的过欠压电压比较及反馈，包括依次电性连接的可控精密稳压源U2、分压电路组、运算放大器组、整流二极管D12、第四分压电路和开关三极管Q15，所述分压电路组与所述可控精密稳压源U2并联，所述运算放大器组的输入端连接至所述分压电路组的输出端，所述运算放大器组、所述整流二极管D12、所述第四分压电路和所述开关三极管Q15依次串联，所述开关三极管Q15的输出端连接至控制芯片。
进一步地，所述分压电路组包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路，所述可控精密稳压源U2的阴极通过电阻R92连接至开关电源的正极，所述可控精密稳压源U2的阳极接地，所述第一分压电路、所述第二分压电路和所述第三分压电路并联于所述可控精密稳压源U2的两端。
进一步地，所述第一分压电路包括电阻R106和电阻R109，电阻R106与电阻R109串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R106与电阻R109之间的连接点连接至所述可控精密稳压源U2的参考端；电阻R106与电阻R109的阻值相等。
进一步地，所述第二分压电路包括电阻R74和电阻R77，电阻R74与电阻R77串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R74的阻值大于电阻R77的阻值。
进一步地，所述第三分压电路包括电阻R79和电阻R84，电阻R79与电阻R84串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R79的阻值小于电阻R84的阻值。
进一步地，所述运算放大器组包括第一运算放大器U5-A和第二运算放大器U5-B，第一运算放大器U5-A的同相输入端连接至所述第二分压电路的电阻R74和电阻R77之间的连接点，所述第一运算放大器U5-A的同相输入端还通过电容C23接地，所述第一运算放大器U5-A的输出端通过电阻R97连接至所述第一运算放大器U5-A的同相输入端；所述第一运算放大器U5-A的反相输入端连接至对输入交流电压整流分压后的采样电压；所述第二运算放大器U5-B的反相输入端连接至所述第三分压电路的电阻R79和电阻R84之间的连接点，所述第二运算放大器U5-B的反相输入端还通过电容C26接地；所述第二运算放大器U5-B的输出端通过电阻R98连接至所述第二运算放大器U5-B的同相输入端，所述第二运算放大器U5-B的同相输入端还通过电容C24接地；所述第二运算放大器U5-B的同相输入端连接至对输入交流电压整流分压后的采样电压。
进一步地，所述第一运算放大器U5-A和所述第二运算放大器U5-B的输出端分别连接至所述整流二极管D12的两个阳极，所述整流二极管D12的阴极连接至所述第四分压电路。
进一步地，所述第四分压电路包括电阻R85和电阻R87，电阻R85与电阻R87串联，电阻R85的另一端连接至所述整流二极管D12的阴极，电阻R87的另一端接地；电阻R85的阻值与电阻R87的阻值相等；电阻R87的两端并联有电容C29。
进一步地，所述开关三极管Q15的基极连接至电阻R85与电阻R87之间的连接点，所述开关三极管Q15的发射极接地，所述开关三极管Q15的集电极连接至开关电源的反馈端。
以及，一种开关电源，包括如上所述的电压采样检测电路和控制芯片，所述电压采样电路的输出端连接至所述控制芯片的VBUCK/PFC FB引脚。
上述开关电源的电压采样检测电路及开关电源中，所述可控精密稳压源U2和所述第一分压电路提供基准电压，并通过所述第二分压电路和所述第三分压电路输入至所述运算放大器组，所述运算放大器组将对输入交流电压整流分压后的采样电压与基准电压相比较，所述运算放大器组的输出电压通过所述整流二极管D12和所述第四分压电路控制所述三极管Q15的开通和关断，从而实现对采样电压的过欠压检测和反馈。本技术方案中的电压采样检测电路是基于所述可控精密稳压源U2和所述运算放大器组的组合应用，其中所述可控精密稳压源U2和所述运算放大器应用广泛，价格低廉。电压采样检测电路的工作稳定可靠、控制精确度好、成本低。本实用新型的产品结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。
附图说明
图1是本实用新型实施例开关电源的电压采样检测电路的电路结构示意图。
图2是本实用新型实施例开关电源的结构框图。
图3是本实用新型实施例开关电源的控制芯片的电路结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。
请参阅图1，示出一种开关电源的电压采样检测电路，用于对输入交流电压整流分压后的采样电压的过欠压电压比较及反馈，包括依次电性连接的可控精密稳压源U2、分压电路组、运算放大器组、整流二极管D12、第四分压电路和开关三极管Q15，所述分压电路组与所述可控精密稳压源U2并联，所述运算放大器组的输入端连接至所述分压电路组的输出端，所述运算放大器组、所述整流二极管D12、所述第四分压电路和所述开关三极管Q15依次串联，所述开关三极管Q15的输出端连接至控制芯片。
进一步地，所述分压电路组包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路，所述可控精密稳压源U2的阴极通过电阻R92连接至开关电源的正极，所述可控精密稳压源U2的阳极接地，所述第一分压电路、所述第二分压电路和所述第三分压电路并联于所述可控精密稳压源U2的两端。
进一步地，所述第一分压电路包括电阻R106和电阻R109，电阻R106与电阻R109串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R106与电阻R109之间的连接点连接至所述可控精密稳压源U2的参考端；电阻R106与电阻R109的阻值相等。
具体地，所述可控精密稳压源U2的阴极（K端）和阳极（A端）分别连接至开关电源的正极和负极，所述可控精密稳压源U2的参考极（R端）连接至电阻R106与电阻R109的连接点，所述可控精密稳压源U2的基准电压为2.5V，经电阻R106和电阻R109分压后，所述第一分压电路两端的电压为5V。
优选地，所述可控精密稳压源U2采用TL431稳压源。TL431稳压源为并联稳压集成电路，输出电压用两个电阻就可以设置从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值，且性能好、价格低。
进一步地，所述第二分压电路包括电阻R74和电阻R77，电阻R74与电阻R77串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R74的阻值大于电阻R77的阻值。所述第三分压电路包括电阻R79和电阻R84，电阻R79与电阻R84串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R79的阻值小于电阻R84的阻值。
具体地，所述第二分压电路和所述第三分压电路与所述可控精密稳压源U2和所述第一分压电路并联，其中，电阻R77和电阻R84的自由端接地。
进一步地，所述运算放大器组包括第一运算放大器U5-A和第二运算放大器U5-B，第一运算放大器U5-A的同相输入端连接至所述第二分压电路的电阻R74和电阻R77之间的连接点，所述第一运算放大器U5-A的同相输入端还通过电容C23接地，所述第一运算放大器U5-A的输出端通过电阻R97连接至所述第一运算放大器U5-A的同相输入端；所述第一运算放大器U5-A的反相输入端连接至对输入交流电压整流分压后的采样电压；所述第二运算放大器U5-B的反相输入端连接至所述第三分压电路的电阻R79和电阻R84之间的连接点，所述第二运算放大器U5-B的反相输入端还通过电容C26接地；所述第二运算放大器U5-B的输出端通过电阻R98连接至所述第二运算放大器U5-B的同相输入端，所述第二运算放大器U5-B的同相输入端还通过电容C24接地；所述第二运算放大器U5-B的同相输入端连接至对输入交流电压整流分压后的采样电压。
优选地，第一运算放大器U5-A和第二运算放大器U5-B采用LM2904DR2G运算放大器。LM2904DR2G运算放大器为低功耗双运算放大器，其结构稳定，应用广泛。
进一步地，所述第一运算放大器U5-A和所述第二运算放大器U5-B的输出端分别连接至所述整流二极管D12的两个阳极，所述整流二极管D12的阴极连接至所述第四分压电路。
具体地，所述整流二极管D12采用BAV70整流二极管。所述整流二极管D12利用PN结的单向导电特性，能够有效减少交流成分对所述第一运算放大器U5-A和所述第二运算放大器U5-B干扰。
进一步地，所述第四分压电路包括电阻R85和电阻R87，电阻R85与电阻R87串联，电阻R85的另一端连接至所述整流二极管D12的阴极，电阻R87的另一端接地；电阻R85的阻值与电阻R87的阻值相等；电阻R87的两端并联有电容C29。
进一步地，所述开关三极管Q15的基极连接至电阻R85与电阻R87之间的连接点，所述开关三极管Q15的发射极接地，所述开关三极管Q15的集电极连接至开关电源的反馈端。
具体地，电阻R87和电容C29并联至所述开关三极管Q15的基极与发射极之间。
优选地，所述开关三极管Q15采用MMBT4401三极管，当所述开关三极管Q15的基极接收到小电流信号时，所述开关三极管Q15导通，所述开关三极管Q15的集电极向开关电源发送低电平，触发引脚保护。
以及，请参阅图2和图3，示出一种开关电源，包括如上所述的电压采样检测电路和控制芯片，所述电压采样电路的输出端连接至所述控制芯片的VBUCK/PFC FB引脚。
优选地，在本实施例中，所述控制芯片采用NCP1399AC芯片。NCP1399AC芯片为高性能半桥谐振变换器电流模式控制器。
当所述第一运算放大器U5-A的反相输入端的输入电压采样点VINRMS的电压大于运算放大器U5-A同相输入端的基准电压时，运算放大器U5-A输出端输出低电平，所述开关三极管Q15不导通，开关电源的所述控制芯片NCP 1399 AC正常工作；当所述第一运算放大器U5-A反相输入端的输入电压采样点VINRMS的电压小于所述第一运算放大器U5-A的同相输入端的基准电压时，所述第一运算放大器U5-A的输出端输出高电平，所述开关三极管Q15导通，向开关电源的所述控制芯片NCP 1399 AC发送低电平，触发所述控制芯片的引脚保护，NCP 1399 AC芯片不工作。
上述开关电源的电压采样检测电路及开关电源中，所述可控精密稳压源U2和所述第一分压电路提供基准电压，并通过所述第二分压电路和所述第三分压电路输入至所述运算放大器组，所述运算放大器组将对输入交流电压整流分压后的采样电压与基准电压相比较，所述运算放大器组的输出电压通过所述整流二极管D12和所述第四分压电路控制所述三极管Q15的开通和关断，从而实现对采样电压的过欠压检测和反馈。本技术方案中的电压采样检测电路是基于所述可控精密稳压源U2和所述运算放大器组的组合应用，其中所述可控精密稳压源U2和所述运算放大器应用广泛，价格低廉。电压采样检测电路的工作稳定可靠、控制精确度好、成本低。本实用新型的产品结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。
需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种开关电源的电压采样检测电路，连接至电源VCCA和控制芯片，用于对输入交流电压整流分压后的采样电压的过欠压电压比较及反馈，其特征在于，包括依次电性连接的可控精密稳压源U2、分压电路组、运算放大器组、整流二极管D12、第四分压电路和开关三极管Q15，所述分压电路组与所述可控精密稳压源U2并联，所述运算放大器组的输入端连接至所述分压电路组的输出端，所述运算放大器组、所述整流二极管D12、所述第四分压电路和所述开关三极管Q15依次串联，所述开关三极管Q15的输出端连接至控制芯片的反馈端。
2.如权利要求1所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述分压电路组包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路，所述可控精密稳压源U2的阴极通过电阻R92连接至开关电源的正极，所述可控精密稳压源U2的阳极接地，所述第一分压电路、所述第二分压电路和所述第三分压电路并联于所述可控精密稳压源U2的两端。
3.如权利要求2所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述第一分压电路包括电阻R106和电阻R109，电阻R106与电阻R109串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R106与电阻R109之间的连接点连接至所述可控精密稳压源U2的参考端；电阻R106与电阻R109的阻值相等。
4.如权利要求2所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述第二分压电路包括电阻R74和电阻R77，电阻R74与电阻R77串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R74的阻值大于电阻R77的阻值。
5.如权利要求4所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述第三分压电路包括电阻R79和电阻R84，电阻R79与电阻R84串联后的两端分别连接至所述可控精密稳压源U2的阴极和阳极，电阻R79的阻值小于电阻R84的阻值。
6.如权利要求5所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述运算放大器组包括第一运算放大器U5-A和第二运算放大器U5-B，第一运算放大器U5-A的同相输入端连接至所述第二分压电路的电阻R74和电阻R77之间的连接点，所述第一运算放大器U5-A的同相输入端还通过电容C23接地，所述第一运算放大器U5-A的输出端通过电阻R97连接至所述第一运算放大器U5-A的同相输入端；所述第一运算放大器U5-A的反相输入端连接至对输入交流电压整流分压后的采样电压；所述第二运算放大器U5-B的反相输入端连接至所述第三分压电路的电阻R79和电阻R84之间的连接点，所述第二运算放大器U5-B的反相输入端还通过电容C26接地；所述第二运算放大器U5-B的输出端通过电阻R98连接至所述第二运算放大器U5-B的同相输入端，所述第二运算放大器U5-B的同相输入端还通过电容C24接地；所述第二运算放大器U5-B的同相输入端连接至对输入交流电压整流分压后的采样电压。
7.如权利要求6所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述第一运算放大器U5-A和所述第二运算放大器U5-B的输出端分别连接至所述整流二极管D12的两个阳极，所述整流二极管D12的阴极连接至所述第四分压电路。
8.如权利要求1所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述第四分压电路包括电阻R85和电阻R87，电阻R85与电阻R87串联，电阻R85的另一端连接至所述整流二极管D12的阴极，电阻R87的另一端接地；电阻R85的阻值与电阻R87的阻值相等；电阻R87的两端并联有电容C29。
9.如权利要求8所述的开关电源的电压采样检测电路，其特征在于，所述开关三极管Q15的基极连接至电阻R85与电阻R87之间的连接点，所述开关三极管Q15的发射极接地，所述开关三极管Q15的集电极连接至开关电源的反馈端。
10.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电压采样检测电路和控制芯片，所述电压采样电路的输出端连接至所述控制芯片的VBUCK/PFC FB引脚。
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| CN202222206502.2U CN217981625U (zh) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | 一种开关电源的电压采样检测电路及开关电源 |
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| CN117478140A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-30 | 四川莱福德科技有限公司 | 一种led电源的高精度全电压交直流采样电路及方法 |
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2022
- 2022-08-22 CN CN202222206502.2U patent/CN217981625U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN117478140A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-30 | 四川莱福德科技有限公司 | 一种led电源的高精度全电压交直流采样电路及方法 |
| CN117478140B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-03-15 | 四川莱福德科技有限公司 | 一种led电源的高精度全电压交直流采样电路及方法 |
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