CN218416174U - 补偿电路及开关电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种补偿电路及开关电源，所述补偿电路包括降压电路、滤波电路以及反馈电路；所述降压电路分别与所述开关电源的副边输出电路以及所述滤波电路连接，用于设置降压比例并按所述降压比例降低由所述副边输出电路所输入的输出电压，其中，所述滤波电路用于对降压后的输出电压进行滤波；所述反馈电路分别与所述滤波电路以及所述开关电源的原边控制电路连接，用于根据滤波后的输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路以使所述原边控制电路根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小。本实用新型可以提高输出电压的精度，提高开关电源的稳定性，进而确保电子电力设备的安全性。

Description

补偿电路及开关电源
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及到一种补偿电路及开关电源。
背景技术
开关电源是电子电力设备中的重要组成部分，用于为电子电力设备提供电压，因此，开关电源能否输出稳定的输出电压直接关系到电子电力设备的安全与稳定。通常电网电压存在波动，导致开关电源的输出电压存在波动，目前一般采用环路补偿电路来调整开关电源的输出电压，但是，现有的环路补偿电路调节精度较低，响应速度较慢，且输出电压越高，调节精度越低，响应速度越慢，降低了电子电力设备的安全性和稳定性。
实用新型内容
本实用新型提供一种补偿电路及开关电源，可以精准且快速的调整开关电源的输出电压，提高了电子电子设备的安全性和稳定性。
第一方面，本实用新型提供一种补偿电路，其包括降压电路、滤波电路以及反馈电路；所述降压电路分别与所述开关电源的副边输出电路以及所述滤波电路连接，用于设置降压比例并按所述降压比例降低由所述副边输出电路所输入的输出电压，其中，所述滤波电路用于对降压后的输出电压进行滤波；所述反馈电路分别与所述滤波电路以及所述开关电源的原边控制电路连接，用于根据滤波后的输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路以使所述原边控制电路根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小。
进一步地，所述降压电路包括第一分压电路和开关管电路；所述第一分压电路分别与所述副边输出电路以及所述开关管电路连接，用于设置所述降压比例并根据所述降压比例降低由所述副边输出电路所输入的输出电压；所述开关管电路还分别与所述副边输出电路以及所述滤波电路连接。
进一步地，所述第一分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述副边输出电路连接，所述第一电阻的另一端分别和所述第二电阻的一端以及所述开关管电路连接，所述第二电阻的另一端接地。
进一步地，所述开关管电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一稳压管以及开关管；所述第三电阻的一端与所述第一电阻连接，其另一端与所述开关管的基极连接；所述第四电阻的一端与所述副边输出电路连接，其另一端与所述开关管的集电极连接，所述第五电阻和所述第一稳压管连接于所述开关管的发射极和基极之间，且所述第五电阻和所述第一稳压管并联连接，所述开关管的发射极与所述滤波电路连接。
进一步地，所述开关管为IGBT管或者为三极管。
进一步地，所述滤波电路包括第一电容，所述第一电容的一端分别与所述降压电路以及所述反馈电路连接，其另一端接地。
进一步地，所述反馈电路包括第二分压电路、稳压芯片以及光耦电路；所述稳压芯片的参考极与所述第二分压电路连接，其阴极与所述光耦电路连接，其阳极接地；所述第二分压电路还分别与所述滤波电路以及所述光耦电路连接，所述光耦电路还与所述原边控制电路连接。
进一步地，所述第二分压电路包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻的一端与所述滤波电路连接，其另一端分别与所述光耦电路、所述稳压芯片的参考极以及所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端接地。
进一步地，所述光耦电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容、第三电容、第四电容以及光电耦合器；所述第八电阻的一端与所述第六电阻连接，其另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述光电耦合器的原边连接；所述第九电阻的一端与所述滤波电路连接，其另一端与所述光电耦合器的原边连接，所述第十电阻连接于所述稳压芯片的阴极与所述第九电阻之间，所述第三电容的一端与所述第六电阻连接，其另一端接地，所述第四电容与所述第十电阻并联。
第二方面，本实用新型提供一种开关电源，其包括副边输出电路、原边控制电路以及上述实施例中任一项所述的补偿电路；所述副边输出电路的输出端与所述补偿电路的输入端连接，所述补偿电路的输出端与所述原边控制电路的输入端连接；其中，所述补偿电路用于降低所述副边输出电路的输出电压，并根据所述输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路，所述原边控制电路根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小以使所述输出电压的大小等于预设电压的大小。
本实用新型公开的补偿电路及开关电源，通过降压电路设定降压比例，并按照降压比例降低副边输出电路所输出的输出电压，再将降压后的输出电压输入至滤波电路，并经滤波电路滤波后输入至反馈电路，反馈电路根据滤波后的输出电压输出补偿电压至原边控制电路，原边控制电路根据补偿电压将输出电压调整至预设电压的大小，确保开关电源可以提供稳定的输出电压，由于降压比例可根据不同的输出电压进行设置，可以满足不同输出电压的降压要求，确保开关电源的稳定性，从而提高了电子电子设备的安全性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的开关电源的方框示意图；
图2是本实用新型实施例提供的补偿电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
另外，本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式以及产品使用状态的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。
参见图1至图2，图1是本实用新型实施例提供的开关电源的方框示意图；
图2是本实用新型实施例提供的补偿电路100的电路图。如图1所示，所述补偿电路100包括降压电路10、滤波电路20以及反馈电路30；所述降压电路10分别与所述开关电源的副边输出电路200以及所述滤波电路20连接，用于设置降压比例并按所述降压比例降低由所述副边输出电路200所输入的输出电压，其中，所述滤波电路20用于对降压后的输出电压进行滤波；所述反馈电路30分别与所述滤波电路20以及所述开关电源的原边控制电路300连接，用于根据滤波后的输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路300以使所述原边控制电路300根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小。
其中，降压电路10可设置降压比例，例如，将输出电压降低为原来的十分之一，该降压比例由输出电压和电子电力设备的工作电压决定。若工作电压恒定，则输出电压越高，降压比例越高，从而可以满足高压情况下的降压需求，同时，由于比例可由降压电路10本身设置，确保了降压的精度。降压电路10可以是包括多个分压电阻，由分压电阻来决定降压比例，也可以包括开环DC/DC电路，由开环DC/DC电路按比例降低输出电压，对于降压电路10的具体结构在这里不做限定，只要满足线型降低电压即可。滤波电路20用于对降压后的输出电压进行滤波，并将滤波后的输出电压输出至反馈电路30。反馈电路30根据滤波后的输出电压输出补偿电压至原边控制电路300，原边控制电路300根据补偿电压的大小来调整输出电压的大小，确保将输出电压始终等于预设电压，例如，输出电压高于预设电压，则原边控制电路300控制输出电压降低，输出电压低于预设电压，则原边控制电路300控制输出电压升高。
作为进一步的实施例，所述降压电路10包括第一分压电路11和开关管电路12；所述第一分压电路11分别与所述副边输出电路200以及所述开关管电路12连接，用于设置所述降压比例并根据所述降压比例降低由所述副边输出电路200所输入的输出电压；所述开关管电路12还分别与所述副边输出电路200以及所述滤波电路20连接。
其中，第一分压电路11可以包括多个分压电阻，用于设置降压比例，并按照降压比例对输出电压进行降压，开关电路将降压后的输出电压输出至滤波电路20。
作为进一步的实施例，所述第一分压电路11包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端与所述副边输出电路200连接，所述第一电阻R1的另一端分别和所述第二电阻R2的一端以及所述开关管电路12连接，所述第二电阻R2的另一端接地。
其中，可通过设置第一电阻R1和第二电阻R2的阻值来调整降压比例，例如将第一电阻R1的阻值设置为第二电阻R2的阻值的10倍，则降压比例为11:1。
作为进一步的实施例，所述开关管电路12包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一稳压管Z1以及开关管VT1；所述第三电阻R3的一端与所述第一电阻R1连接，其另一端与所述开关管VT1的基极连接；所述第四电阻R4的一端与所述副边输出电路200连接，其另一端与所述开关管VT1的集电极连接，所述第五电阻R5和所述第一稳压管Z1连接于所述开关管VT1的发射极和基极之间，且所述第五电阻R5和所述第一稳压管Z1并联连接，所述开关管VT1的发射极与所述滤波电路20连接。
其中，输出电压由第一电阻R1和第二电阻R2按照预设比例进行分压，预设比例由第一电阻R1和第二电阻R2的阻值决定，即第二电阻R2的阻值/(第一电阻R1的阻值+第二电阻R2的阻值)。开关管VT1的基极电压为Vout*第二电阻R2的阻值/(第一电阻R1的阻值+第二电阻R2的阻值)，即开关管VT1的基极电压为Vout*降压比例，则滤波电路20的输入电压为Vout*降压比例-开关管VT1的导通电压。由于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可以调整，则降压比例可以调整，进而可以调整输入至滤波电路20的输入电压。第四电阻R4用于分担开关管VT1的损耗，开关管VT1由于自身的压降和流过开关管VT1的电流而产生损耗导致自身温度升高，第四电阻R4可以分担开关管VT1的压降进而可以分担开关管VT1的损耗从而使开关管VT1温升上升较低，其中，第四电阻R4的阻值由开关管VT1的损耗决定。第三电阻R3、第五电阻R5以及第一稳压管Z1用于保护开关管VT1。
作为进一步的实施例，所述开关管VT1为IGBT管或者为三极管。
其中，开关管VT1可以是IGBT管也可以是三极管，相应的调整第一电阻R1和第二电阻R2的阻值即可。
作为进一步的实施例，所述滤波电路20包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端分别与所述降压电路10以及所述反馈电路30连接，其另一端接地。
其中，第一电容C1用于对降压后的输出电压进行滤波。
作为进一步的实施例，所述反馈电路30包括第二分压电路31、稳压芯片U1以及光耦电路32；所述稳压芯片U1的参考极与所述第二分压电路31连接，其阴极与所述光耦电路32连接，其阳极接地；所述第二分压电路31还分别与所述滤波电路20以及所述光耦电路32连接，所述光耦电路32还与所述原边控制电路300连接。
其中，第二分压电路31用于为稳压芯片U1提供比较电压，稳压芯片U1根据比较电压调整输出至光耦电路32的电流大小，原边控制电路300根据光耦电路32的电流大小调整输出电压的大小。
作为进一步的实施例，所述第二分压电路31包括第六电阻R6和第七电阻R7；所述第六电阻R6的一端与所述滤波电路20连接，其另一端分别与所述光耦电路32、所述稳压芯片U1的参考极以及所述第七电阻R7的一端连接，所述第七电阻R7的另一端接地。
其中，第六电阻R6和第七电阻R7作为分压电阻，用于为稳压芯片U1提供比较电压。
作为进一步的实施例，所述光耦电路32包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及光电耦合器PC1；所述第八电阻R8的一端与所述第六电阻R6连接，其另一端与所述第二电容C2的一端连接，所述第二电容C2的另一端与所述光电耦合器PC1的原边连接；所述第九电阻R9的一端与所述滤波电路20连接，其另一端与所述光电耦合器PC1的原边连接，所述第十电阻R10连接于所述稳压芯片U1的阴极与所述第九电阻R9之间，所述第三电容C3的一端与所述第六电阻R6连接，其另一端接地，所述第四电容C4与所述第十电阻R10并联。
其中，如图2所示，第六电阻R6和第七电阻R7用于对滤波后的输出电压进行分压，使得第七电阻R7的电压为稳压芯片U1的基准电压，即2.5V。第三电容C3用于对输入至光电耦合器PC1原边的输出电压进行滤波，第十电阻R10用于泄放光电耦合器PC1的电荷，第八电阻R8和第二电容C2充当PI调节器，用于反馈电路的快速、稳定调节。以预设电压为400V，降压比例为11:1为例进行说明。在输出电压等于预设电压时，开关管VT1的基极导通阈值电压Vge为6V，则反馈电路30的输入电压为400/11-6≈30.3V，此时由于第六电阻R6和第七电阻R7的分压，使得UFA为2.5V。在电源刚启动时，输出电压UBA逐渐升高且尚未达到预设电压，则第一电阻R1和第二电阻R2按照预设比例对UBA进行分压，其中，由于降压比例为11:1，则开关管VT1的基极电压为UBA/11，则UDA＝UBA/11，开关管VT1发射极电压为UBA/11-Vge，经滤波后输入至反馈电路30的输出电压为UEA＝UBA/11-Vge。由于UBA小于400V，则UEA小于30.3V，所以UFA小于2.5V，稳压芯片U1的比较电压低于其内部基准电压(2.5V)，稳压芯片U1的导通阻抗较大，使得UGA，较大，进而光电耦合器PC1的原边电流变小，原边控制电路300检测到电流变小，调整输出占空比使得输出电压继续上升。若输出电压超过预设电压时，则UBA大于400V，由前面的推导可知，UEA大于30.3V，UFA大于2.5V，稳压芯片U1的比较电压高于内部基准电压，稳压芯片U1的导通阻抗较低，光电耦合器PC1原边电流增大，原边控制电路300控制电源的输出占空比，降低输出电压。
本实用新型还提供一种开关电源，其包括副边输出电路200、原边控制电路300以及上述实施例中任一项所述的补偿电路100；所述副边输出电路200的输出端与所述补偿电路100的输入端连接，所述补偿电路100的输出端与所述原边控制电路300的输入端连接；其中，所述补偿电路100用于降低所述副边输出电路200的输出电压，并根据所述输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路300，所述原边控制电路300根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小以使所述输出电压的大小等于预设电压的大小。
其中，补偿电路100用于降低副边输出电压输出的输出电压，并输出补偿电压至反馈给原边控制电路300，原边控制电路300根据补偿电压调整输出电压的大小从而使得输出电压与预设电压保持一致，确保开关电源的稳定性。
本实用新型公开的补偿电路及开关电源，可以通过降压电路按照预设比例降低输出电压的电压，并输出补偿电压至原边控制电路，原边控制电路根据补偿电压调整输出电压的大小，确保输出电压与预设电压保持一致，从而确保开关电源的稳定性，进而提高了电子电子设备的安全性和稳定性。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种补偿电路，其特征在于，应用于开关电源，包括降压电路、滤波电路以及反馈电路；
所述降压电路分别与所述开关电源的副边输出电路以及所述滤波电路连接，用于设置降压比例并按所述降压比例降低由所述副边输出电路所输入的输出电压，其中，所述滤波电路用于对降压后的输出电压进行滤波；
所述反馈电路分别与所述滤波电路以及所述开关电源的原边控制电路连接，用于根据滤波后的输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路以使所述原边控制电路根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小。
2.如权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述降压电路包括第一分压电路和开关管电路；
所述第一分压电路分别与所述副边输出电路以及所述开关管电路连接，用于设置所述降压比例并根据所述降压比例降低由所述副边输出电路所输入的输出电压；
所述开关管电路还分别与所述副边输出电路以及所述滤波电路连接。
3.如权利要求2所述的补偿电路，其特征在于，所述第一分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述副边输出电路连接，所述第一电阻的另一端分别和所述第二电阻的一端以及所述开关管电路连接，所述第二电阻的另一端接地。
4.如权利要求3所述的补偿电路，其特征在于，所述开关管电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一稳压管以及开关管；
所述第三电阻的一端与所述第一电阻连接，其另一端与所述开关管的基极连接；所述第四电阻的一端与所述副边输出电路连接，其另一端与所述开关管的集电极连接，所述第五电阻和所述第一稳压管连接于所述开关管的发射极和基极之间，且所述第五电阻和所述第一稳压管并联连接，所述开关管的发射极与所述滤波电路连接。
5.如权利要求4所述的补偿电路，其特征在于，所述开关管为IGBT管或者为三极管。
6.如权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容，所述第一电容的一端分别与所述降压电路以及所述反馈电路连接，其另一端接地。
7.如权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述反馈电路包括第二分压电路、稳压芯片以及光耦电路；
所述稳压芯片的参考极与所述第二分压电路连接，其阴极与所述光耦电路连接，其阳极接地；
所述第二分压电路还分别与所述滤波电路以及所述光耦电路连接，所述光耦电路还与所述原边控制电路连接。
8.如权利要求7所述的补偿电路，其特征在于，所述第二分压电路包括第六电阻和第七电阻；
所述第六电阻的一端与所述滤波电路连接，其另一端分别与所述光耦电路、所述稳压芯片的参考极以及所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端接地。
9.如权利要求8所述的补偿电路，其特征在于，所述光耦电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容、第三电容、第四电容以及光电耦合器；
所述第八电阻的一端与所述第六电阻连接，其另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与所述光电耦合器的原边连接；
所述第九电阻的一端与所述滤波电路连接，其另一端与所述光电耦合器的原边连接，所述第十电阻连接于所述稳压芯片的阴极与所述第九电阻之间，所述第三电容的一端与所述第六电阻连接，其另一端接地，所述第四电容与所述第十电阻并联。
10.一种开关电源，其特征在于，包括副边输出电路、原边控制电路以及如权利要求1至9任一项所述的补偿电路；
所述副边输出电路的输出端与所述补偿电路的输入端连接，所述补偿电路的输出端与所述原边控制电路的输入端连接；
其中，所述补偿电路用于降低所述副边输出电路的输出电压，并根据所述输出电压输出补偿电压至所述原边控制电路，所述原边控制电路根据所述补偿电压调整所述输出电压的大小以使所述输出电压的大小等于预设电压的大小。
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