CN219087000U - 一种ac/dc转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种AC/DC转换电路，属于开关电源技术领域，包括转换电路，所述转换电路前端设置有连接交流电源的输入接口，所述转换电路的后端设置有连接负载的输出接口，所述转换电路包括整流桥BR1和变压器T1，所述变压器T1的原边绕组连接所述整流桥的输出侧，所述变压器T1的副绕组经过一系列整流滤波器件连接所述输出接口，还包括开关电源控制电路，通过设计一种新的电路，来解决开关电源一些复杂场景下输出不稳定，尖峰脉冲损坏设备的问题，具有输出稳定，反馈及时的特点。

Description

一种AC/DC转换电路

技术领域

本实用新型属于开关电源技术领域，涉及一种AC/DC转换电路。

背景技术

开关电源是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑。

本申请涉及输入为交流输出为直流的开关电源，是开关电源中的转换电路部分，开关电源输入交流电，在工业应用中输出的所连接的负载种类复杂，很多处于测试阶段，工业应用中的开关电压应用场景相对不稳定，开关电源的输出侧常会有异常脉冲，损坏电源或者负载设备，或者降低设备的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提出了一种AC/DC转换电路，通过设计一种新的电路，来解决开关电源一些复杂场景下输出不稳定，尖峰脉冲损坏设备的问题，具有输出稳定，反馈及时的特点。

本实用新型的技术方案如下：

一种AC/DC转换电路，包括转换电路，所述转换电路前端设置有连接交流电源的输入接口，所述转换电路的后端设置有连接负载的输出接口，所述转换电路包括整流桥BR1和变压器T1，所述变压器T1的原边绕组连接所述整流桥的输出侧，所述变压器T1的副绕组经过一系列滤波器件连接所述输出接口，其特征在于，还包括开关电源控制电路，所述开关电源控制电路包括芯片U4和MOS管Q2，所述MOS管Q2的漏级连接所述变压器T1的原边绕组，所述MOS管Q2的源级接地，所述MOS管Q2的栅极连接所述芯片U4的驱动输出，所述芯片U4的电流采集端连接所述副绕组，所述芯片U4的VCC管脚经过降压电阻连接所述整流桥BR1的输出端，所述变压器T1的反馈绕组连接所述芯片U4的VCC管脚，所述副绕组和所述芯片U4的VCC管脚的串联点与地之间设置有电容E16，所述电容E16的正极作为15V电压源，所述反馈绕组还连接所述芯片U4的过零检测端，所述芯片U4的反馈引脚连接有保护模块。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

输入接口外接交流电压源，经过共模电感、电容等作用，出去零线和火线中的干扰，以及电压电阻、热敏电阻，防止电压过大损坏开关电源或者负载，经过整流桥，将交流电转换为直流谐振波形，整流桥输出端的储能电容用来保证电流的稳定，和提高带负载能力，到达变压器T1的原边绕组，从变压器T1的副绕组经过二极管和电容的整流滤波得到稳定的直流电压进行输出，开关电源控制电路由变压器的原边供电，采集变压器副边的电流，根据电流值调整原边绕组的导通的占空比实现对输出电压的控制，过欠压保护电路可以防止输入电流过大或者过小，当输入交流不在阈值范围时，短路掉芯片U4的供电端，还可以通过输出电压反馈电路，当输出电压突变时芯片U4关闭原边绕组，还会通过输出过压保护电路短路芯片U4的供电段，从而实现安全稳定的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本申请的转换电路和开关电源控制电路的电路原理图；

图2为图1中原边绕组侧的电路原理图；

图3为图1中副绕组侧的电路原理图；

图4为本申请中过/欠压保护电路的电路原理图；

图5为本申请中输出电压反馈电路的电路原理图；

图6为本申请中输出过压保护电路的电路原理图；

图7为本申请中12V电压输出电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

如说明书附图1-3所示，一种AC/DC转换电路，包括转换电路，所述转换电路前端设置有连接交流电源的输入接口，所述转换电路的后端设置有连接负载的输出接口，所述转换电路包括整流桥BR1和变压器T1，所述变压器T1的原边绕组连接所述整流桥的输出侧，所述变压器T1的副绕组经过一系列滤波器件连接所述输出接口，如说明书附图1和2中芯片U4及外围电路，还包括开关电源控制电路，所述开关电源控制电路包括芯片U4和MOS管Q2，所述MOS管Q2的漏级连接所述变压器T1的原边绕组，所述MOS管Q2的源级接地，所述MOS管Q2的栅极连接所述芯片U4的驱动输出，所述芯片U4的电流采集端连接所述副绕组，所述芯片U4的VCC管脚经过降压电阻连接所述整流桥BR1的输出端，所述变压器T1的反馈绕组连接所述芯片U4的VCC管脚，所述副绕组和所述芯片U4的VCC管脚的串联点与地之间设置有电容E16，所述电容E16的正极作为15V电压源，所述反馈绕组还连接所述芯片U4的过零检测端，所述芯片U4的反馈引脚连接有保护模块。

如说明书附图7所示，还包括12V电压输出电路，所述12V电压输出电路包括芯片U2和光耦U1，所述芯片U2的漏极D连接高压电位，所述芯片U2的源极S连接电感L6和D1负端，所述电感L6另一端接输出VCC12V和电容E3，稳压管ZD1、电阻R2与光耦U1串接于输出VCC12V的正负端，光耦U1另一端并接于U2的EN和源极S之间，U2的BP/M引脚通过电容C1接于源极S。

电路通过U2内置的高压高频开关配合L6，将接于U2的漏极D高压转换为12V供给电源内部芯片和电路。电源上电后U2内置的高压高频开关漏极D、源极S以设定开关频率工作，经电感L6、E3储能降压后输出为12V，并接于12V上的ZD1、R2光耦U1控制输出电压，当VCC12V网络电压高于稳压管ZD1设定值，击穿稳压管ZD1，电流流经电阻R2加到光耦U1，光耦U1原边光照变强，光耦U1的输出侧变为通路，将U2的EN短接到地，U2内置的高压高频开关关断，输出电压停止上升，当输出电压过低时，稳压管ZD1截至，光耦U1的发光侧为电流很小，光强弱，输出侧则为截至状态，U2的EN为高电位，U2内置的高压高频开关工作。如此反复高频调整，保证电源稳定输出在设定值。

如说明书附图4所示，所述保护模块包括过/欠压保护电路，所述过/欠压保护电路的输入端连接所述整流桥DR1输入侧的火线和零线，所述过/欠压保护电路的输出端连接所述芯片U4的反馈引脚，所述过/欠压保护电路包括比较器U7A、比较器U7B和三极管Q8，所述过/欠压保护电路的输入端连接所述比较器U7A的反相端和所述比较器U7B的同相端串联点，所述比较器U7A的同相端连接上阈值电压，所述比较器U7B的反向端连接下阈值电压，所述比较器U7A和所述比较器U7B的输出端连接所述三极管Q8的基极，所述三极管Q8的发射极接地，所述三极管Q8的集电极作为所述过/欠压保护电路的输入端。

两个比较器组成窗口电路，ACL和ACN中输入为交流信号，该信号在正常区间内时，比较器U7A输出0，比较器U7B输出0，经过或门后，输出为0，则三极管Q8截至，12VFB为1，芯片U4正常工作，开关电源正常运行；当输入信号过大时，比较器U7A输出0，比较器U7B输出1，经过或门后，输出为1，则三极管Q8导通，12VFB为0，芯片U4命令开关电源停止运行；当输入信号过小时，比较器U7A输出1，比较器U7B输出0，经过或门后，输出为1，则三极管Q8导通，12VFB为0，芯片U4命令开关电源停止运行，从而起到了过/欠压保护的作用。

如说明书附图5所示，所述保护模块还包括输出电压反馈电路，所述输出电压反馈电路包括光耦U6和基准电压芯片Q7，所述输出电压反馈电路的输入端连接AC/DC转换电路的所述输出接口，所述基准电压芯片Q7的受控端经过电阻作为所述输出电压反馈电路的输入端，所述光耦U6的输入侧串联在所述基准电压芯片Q7的阴极和所述输出接口之间，所述基准电压芯片Q7的阳极接地，所述光耦U6的输出侧串联在所述芯片U4的反馈引脚和地之间。

当输出电压高于设定值时，基准电压芯片的受控端高电位，基准电压芯片导通，光耦U6的发光侧为电流变大，光强增高，输出侧则变为通路，从而12VFB接地，反馈引脚为低电位，则命令开关电源停止运行。当输出电压过低时，基准电压芯片的受控端低电位，基准电压芯片截至，光耦U6的发光侧为电流很小，光强弱，输出侧则为截至状态，反馈引脚为高电位，开关电源正常运行。如此反复高频调整，保证电源稳定输出在设定值。

如说明书附图6所示，所述保护模块还包括输出过压保护电路，所述输出过压保护电路包括光耦U5、三极管Q3、稳压管ZD3和可控硅Q5，所述输出过压保护电路的输入端连接所述输出接口，所述稳压管ZD3的阴极作为所述输出过压保护电路的输入端，所述稳压管ZD3的阳极连接所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的基极还经过有分压电阻接地，所述光耦U5输入侧连接在所述输出接口和所述三极管Q3的集电极之间，所述三极管Q3的发射极接地，所述光耦U5的输出侧串联在所述芯片U4的VCC管脚和所述可控硅Q5的受控端之间，所述可控硅Q5与电阻R53串联在所述芯片U4的VCC管脚和地之间。

当正常状态时，三极管Q3的基极为低电位，光耦U5的输入电压一定，输出的电阻保持一个稳定的较低状态。当输出接口的电压过高时，击穿稳压管ZD3，三极管Q3的基极为高电位，三极管Q3导通，光耦U5光照变强，光耦U5的输出侧变为通路，可控硅Q5导通，则VCC12V与电源地形成通路，芯片U4断电，起到保护芯片U4的作用。

以上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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种AC/DC转换电路，包括转换电路，所述转换电路前端设置有连接交流电源的输入接口，所述转换电路的后端设置有连接负载的输出接口，所述转换电路包括整流桥BR1和变压器T1，所述变压器T1的原边绕组连接所述整流桥的输出侧，所述变压器T1的副绕组经过一系列整流滤波器件连接所述输出接口，其特征在于，还包括开关电源控制电路，所述开关电源控制电路包括芯片U4和MOS管Q2，所述MOS管Q2的漏级连接所述变压器T1的原边绕组，所述MOS管Q2的源级接地，所述MOS管Q2的栅极连接所述芯片U4的驱动输出，所述芯片U4的电流采集端连接所述副绕组，所述芯片U4的VCC管脚经过降压电阻连接所述整流桥BR1的输出端，所述变压器T1的反馈绕组连接所述芯片U4的VCC管脚，所述副绕组和所述芯片U4的VCC管脚的串联点与地之间设置有电容E16，所述电容E16的正极作为15V电压源，所述反馈绕组还连接所述芯片U4的过零检测端，所述芯片U4的反馈引脚连接有保护模块。

2.根据权利要求1所述的一种AC/DC转换电路，其特征在于，还包括12V电压输出电路，所述12V电压输出电路包括芯片U2和光耦U1，所述芯片U2的漏极D连接高压电位，所述芯片U2的源极S连接电感L6和D1负端，所述电感L6另一端接输出VCC12V和电容E3，稳压管ZD1、电阻R2与光耦U1串接于输出VCC12V的正负端，光耦U1另一端并接于U2的EN和源极S之间，U2的BP/M引脚通过电容C1接于源极S。

3.根据权利要求1所述的一种AC/DC转换电路，其特征在于，所述保护模块包括过/欠压保护电路，所述过/欠压保护电路的输入端连接所述整流桥DR1输入侧的火线和零线，所述过/欠压保护电路的输出端连接所述芯片U4的反馈引脚，所述过/欠压保护电路包括比较器U7A、比较器U7B和三极管Q8，所述过/欠压保护电路的输入端连接所述比较器U7A的反相端和所述比较器U7B的同相端串联点，所述比较器U7A的同相端连接下阈值电压，所述比较器U7B的反向端连接上阈值电压，所述比较器U7A和所述比较器U7B的输出端连接所述三极管Q8的基极，所述三极管Q8的发射极接地，所述三极管Q8的集电极作为所述过/欠压保护电路的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种AC/DC转换电路，其特征在于，所述保护模块还包括输出电压反馈电路，所述输出电压反馈电路包括光耦U6基准电压芯片Q7，所述输出电压反馈电路的输入端连接AC/DC转换电路的所述输出接口，所述基准电压芯片Q7的受控端经过电阻作为所述输出电压反馈电路的输入端，所述光耦U6的输入侧串联在所述基准电压芯片Q7的阴极和所述输出接口之间，所述基准电压芯片Q7的阳极接地，所述光耦U6的输出侧串联在所述芯片U4的反馈引脚和地之间。

5.根据权利要求1所述的一种AC/DC转换电路，其特征在于，所述保护模块还包括输出过压保护电路，所述输出过压保护电路包括光耦U5、三极管Q3、稳压管ZD3和可控硅Q5，所述输出过压保护电路的输入端连接所述输出接口，所述稳压管ZD3的阴极作为所述输出过压保护电路的输入端，所述稳压管ZD3的阳极连接所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的基极还经过有分压电阻接地，所述光耦U5输入侧连接在所述输出接口和所述三极管Q3的集电极之间，所述三极管Q3的发射极接地，所述光耦U5的输出侧串联在所述芯片U4的VCC管脚和所述可控硅Q5的受控端之间，所述可控硅Q5与电阻R53串联在所述芯片U4的VCC管脚和地之间。

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