CN220822923U - 电源控制电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源控制电路及充电器，其中，该电源控制电路包括：输入端子、滤波整流单元、单级PFC单元、电压转换单元、输出端子、电源反馈单元及反馈控制单元；所述输入端子与滤波整流单元电连接，所述滤波整流单元与单级PFC单元电连接，所述单级PFC单元与电压转换单元电连接，所述电压转换单元与输出端子电连接，所述电源反馈单元的采样端与输出端子电连接，电源反馈单元的反馈端与反馈控制单元电连接，所述反馈控制单元的控制端与电压转换单元电连接。本实用新型的技术方案能够整形输入电流波形，降低高次谐波，提高功率因数，同时能够结简化电路结构，降低电路设计成本，实现小型化的设计要求。

Description

电源控制电路及充电器

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路，尤其涉及一种电源控制电路及充电器。

背景技术

随着电子技术的不断发展，市面上出现了越来越多的电子产品，如智能手机、耳机、相机、ipad等，电子产品在使用时会消耗电量，为了补充电子产品消耗的电量，保证电子产品的正常运行，需要利用充电器对电子产品进行充电。充电器可以将市电转换适合充电的充电电压。在市电转换的过程，充电器常使用整流桥高压电解电容电路对市电进行整流，上述电路会使输入电流波形严重变形，高次谐波含量比较高，功率因数较低。传统技术中通常采用两级PFC电路对整流的波形进行调整，需要单独的PFC控制器及PFC功率管，且保留有高压电解电容，整个电路的结构复杂，成本较高，且不利于小型化的结构设计。

有鉴于此，有必要提出对目前电源电路的结构进行进一步的改进。

实用新型内容

为解决上述至少一技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种电源控制电路及充电器。

为实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案为：提供一种电源控制电路，包括：输入端子、滤波整流单元、单级PFC单元、电压转换单元、输出端子、电源反馈单元及反馈控制单元；所述输入端子与滤波整流单元电连接，所述滤波整流单元与单级PFC单元电连接，所述单级PFC单元与电压转换单元电连接，所述电压转换单元与输出端子电连接，所述电源反馈单元的采样端与输出端子电连接，电源反馈单元的反馈端与反馈控制单元电连接，所述反馈控制单元的控制端与电压转换单元电连接。

其中，所述单级PFC单元包括第一电感、第一电容、第一电阻及第二电容，所述第一电感的输入端与滤波整流单元电连接，第一电感的输出端与电压转换单元电连接，所述第一电阻与第一电感并联，所述第一电容的一端与第一电感的输入端电连接，另一端接地，所述第二电容的一端与第一电感的输出端电连接，另一端接地。

其中，还包括尖峰保护单元，所述尖峰保护单元的两端分别连接单级PFC单元及电压转换单元。

其中，所述尖峰保护单元包括第七至第十一电阻、第三电容、第四电容及第一二极管，所述第七电阻分别与串接的第八电阻与第十电阻、以及串接的第九电阻与第十一电阻并联，所述第三电容的一端与第七电阻电连接，第三电容与第七电阻连接的公共接点分别与第八电阻与第十电阻、以及第九电阻与第十一电阻连接的公共接点电连接，第三电容的另一端与第一二极管的阴极电连接，第一二极管的阳极通过第四电容接地。

其中，还包括同步整流驱动单元，所述同步整流驱动单元分别与电压转换单元、输出端子及反馈控制单元电连接。

其中，所述同步整流驱动单元包括同步整流驱动芯片及第四开关管，所述同步整流驱动芯片与反馈控制单元同步，并通过第四开关管控制输出电压。

其中，所述电源反馈单元包括光电耦合器、反馈回路、反馈控制芯片及第一开关管，所述光电耦合器与输出端子电连接，所述光电耦合器与反馈回路电连接，所述反馈回路与反馈控制芯片电连接，所述反馈控制芯片与第一开关管电连接，所述第一开关管与电压转换单元电连接。

其中，所述滤波整流单元包括低通滤波器以及与所述低通滤波器电连接的整流桥，所述低通滤波器与输入端子连接，所述整流桥与单级PFC单元电连接。

其中，所述低通滤波器的数量有多个，多个低通滤波器级联。

为实现上述目的，本实用新型采用的另一个技术方案为：提供一种充电器，包括上述的电源控制电路。

本实用新型的技术方案通过滤波整流单元能够滤波高次谐波，通过采用单级PFC单元能够对输入电流波形进行整形，能够提高功率因数，电压转换单元能够对输入电压进行降压，以满足输出电压的要求。电源反馈单元能够采集输出电压，并输送至反馈控制单元，由反馈控制单元根据采集的输出电压控制电压转换单元，以控制输出电压。由于本方案采用单级PFC单元具有精简电路结构，降低生产成本，有利于实现小型化的电路设计要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例电源控制电路的模块方框图；

图2为本实用新型一实施例电源控制电路的整体电路图；

图3和图4为图2中电源控制电路的部分电路图；

图5为本实用新型一实施例反馈回路的电路图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

区别于现有技术中的充电器采用两级PFC电路对整流的波形进行调整，需要单独的PFC控制器及PFC功率管，且保留有高压电解电容，整个电路的结构复杂，成本较高，本实用新型提供了一种电源控制电路，能够对输入电流进行整形，还能简化电路结构，降低生产成本。

请参照图1至图5，图1为本实用新型一实施例电源控制电路的模块方框图；图2为本实用新型一实施例电源控制电路的整体电路图；图3和图4为图2中电源控制电路的部分电路图；图5为本实用新型一实施例反馈回路的电路图。在本实用新型实施例中，该电源控制电路应用于充电设备中，特别是100W以上功率PD产品上。该电源控制电路，包括：输入端子10、滤波整流单元20、单级PFC单元30、电压转换单元40、输出端子50、电源反馈单元60及反馈控制单元70；所述输入端子10与滤波整流单元20电连接，所述滤波整流单元20与单级PFC单元30电连接，所述单级PFC单元30与电压转换单元40电连接，所述电压转换单元40与输出端子50电连接，所述电源反馈单元60的采样端与输出端子50电连接，电源反馈单元60的反馈端与反馈控制单元70电连接，所述反馈控制单元70的控制端与电压转换单元40电连接。

上述实施例中，输入端子10用于外接市电。滤波整流单元20用于对市电进行滤波整流，使输入电压更稳定。滤波整流单元20包括对应的滤波器件及整流器件，滤波器件包括电容、组合电容、滤波器等。整流器件包括整流管、由四个整流管构成的整流桥等。单级PFC单元30主要对输入电流进行整形，减少输入电流发生严重畸变。另外，单级PFC单元30相比于双级PFC能够去除PFC控制器及PFC功率管，而且不需要高压电解电容，能够简化电路结构，降低生产成本。电压转换单元40能够对输入电压进行降压，适配输出端子50的输出电压。电源反馈单元60能够采样输出端子50的输出电压，并通过反馈控制单元70及时控制电压转换单元40的降压电压，以调节输出电压大小。

在一具体的实施例中，所述单级PFC单元30包括第一电感L1、第一电容CB1、第一电阻R1及第二电容CB2，所述第一电感L1的输入端与滤波整流单元20电连接，第一电感L1的输出端与电压转换单元40电连接，所述第一电阻R1与第一电感L1并联，所述第一电容CB1的一端与第一电感L1的输入端电连接，另一端接地，所述第二电容CB2的一端与第一电感L1的输出端电连接，另一端接地。电压转换单元40包括第二开关管Q2及变压器T1，第二开关管Q2截止时，第一电感L1储能，第一电感L1的电流增大，第一电容CB1、及第二电容CB2向变压器T1提供能量，电压降低；第二开关管Q2导通时，第一电感L1为第一电容CB1及第二电容CB2充电，电压上升，电容与电感产生谐振为变压器T1提供能量。

在一实施例中，还包括尖峰保护单元80，所述尖峰保护单元80的两端分别连接单级PFC单元30及电压转换单元40。尖峰保护单元80能够减少电路中尖峰电流的作用，保证电路的稳定性。

具体的，所述尖峰保护单元80包括第七至第十一电阻、第三电容C3、第四电容C4及第一二极管D1，所述第七电阻R7分别与串接的第八电阻R8与第十电阻R10、以及串接的第九电阻R9与第十一电阻R11并联，所述第三电容C3的一端与第七电阻R7电连接，第三电容C3与第七电阻R7连接的公共接点分别与第八电阻R8与第十电阻R10、以及第九电阻R9与第十一电阻R11连接的公共接点电连接，第三电容C3的另一端与第一二极管D1的阴极电连接，第一二极管D1的阳极通过第四电容C4接地。其中，第七至第十一电阻R11分别为R7、R8、R9、R10和R11。

在一具体的实施例中，还包括同步整流驱动单元90，所述同步整流驱动单元90分别与电压转换单元40、输出端子50及反馈控制单元70电连接。同步整流驱动单元90与反馈控制单元70同步，以更好地对输出电压进行控制。

具体的，所述同步整流驱动单元90包括同步整流驱动芯片U2及第四开关管Q4，所述同步整流驱动芯片U2与反馈控制单元70同步，并通过第四开关管Q4控制输出电压。可以理解的，同步整流驱动单元90还包括其他旁路电路器件，以提高整个电路的性能。

在一具体的实施例中，所述电源反馈单元60包括光电耦合器(OP1A，OP1B)、反馈回路、反馈控制芯片U1及第一开关管Q1，所述光电耦合器(OP1A，OP1B)与输出端子50电连接，所述光电耦合器(OP1A，OP1B)与反馈回路电连接，所述反馈回路与反馈控制芯片U1电连接，所述反馈控制芯片U1与第一开关管Q1电连接，所述第一开关管Q1与电压转换单元40电连接。光电耦合器(OP1A，OP1B)能够实时采集输出端子50的输出电压，并能够将采集的电压值输出反馈控制芯片U1，由反馈控制芯片U1对反馈的电压值进行分析，并通过第一开关管Q1控制电压转换单元40。上述的反馈回路主要包括第十二极管D10、第六开关管Q6等器件。上述的反馈控制芯片U1还连接有第三电感L3、第二二极管D2、第三开关管Q3等器件，以更好地控制第一开关管Q1。

在一具体的实施例中，所述滤波整流单元20包括低通滤波器(LF1，LF2)以及与所述低通滤波器(LF1，LF2)电连接的整流桥BR1，所述低通滤波器(LF1，LF2)与输入端子10连接，所述整流桥BR1与单级PFC单元30电连接。低通滤波器(LF1，LF2)与整流桥BR1能够对市电中的杂波进行滤波整流。

具体的，所述低通滤波器(LF1，LF2)的数量有多个，多个低通滤波器(LF1，LF2)级联，以更好地进行滤波。

在本实用新型的实施例中，该充电器，包括上述的电源控制电路。该电源控制电路的具体结构请参照上述的实施例，此处不再赘述。由于本方案的充电器应用了上述的电源控制电路，故具有电源控制电路的所有优点和效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的技术方案构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源控制电路，其特征在于，包括：输入端子、滤波整流单元、单级PFC单元、电压转换单元、输出端子、电源反馈单元及反馈控制单元；所述输入端子与滤波整流单元电连接，所述滤波整流单元与单级PFC单元电连接，所述单级PFC单元与电压转换单元电连接，所述电压转换单元与输出端子电连接，所述电源反馈单元的采样端与输出端子电连接，电源反馈单元的反馈端与反馈控制单元电连接，所述反馈控制单元的控制端与电压转换单元电连接。

2.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述单级PFC单元包括第一电感、第一电容、第一电阻及第二电容，所述第一电感的输入端与滤波整流单元电连接，第一电感的输出端与电压转换单元电连接，所述第一电阻与第一电感并联，所述第一电容的一端与第一电感的输入端电连接，另一端接地，所述第二电容的一端与第一电感的输出端电连接，另一端接地。

3.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，还包括尖峰保护单元，所述尖峰保护单元的两端分别连接单级PFC单元及电压转换单元。

4.如权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，所述尖峰保护单元包括第七至第十一电阻、第三电容、第四电容及第一二极管，所述第七电阻分别与串接的第八电阻与第十电阻、以及串接的第九电阻与第十一电阻并联，所述第三电容的一端与第七电阻电连接，第三电容与第七电阻连接的公共接点分别与第八电阻与第十电阻、以及第九电阻与第十一电阻连接的公共接点电连接，第三电容的另一端与第一二极管的阴极电连接，第一二极管的阳极通过第四电容接地。

5.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，还包括同步整流驱动单元，所述同步整流驱动单元分别与电压转换单元、输出端子及反馈控制单元电连接。

6.如权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述同步整流驱动单元包括同步整流驱动芯片及第四开关管，所述同步整流驱动芯片与反馈控制单元同步，并通过第四开关管控制输出电压。

7.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述电源反馈单元包括光电耦合器、反馈回路、反馈控制芯片及第一开关管，所述光电耦合器与输出端子电连接，所述光电耦合器与反馈回路电连接，所述反馈回路与反馈控制芯片电连接，所述反馈控制芯片与第一开关管电连接，所述第一开关管与电压转换单元电连接。

8.如权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述滤波整流单元包括低通滤波器以及与所述低通滤波器电连接的整流桥，所述低通滤波器与输入端子连接，所述整流桥与单级PFC单元电连接。

9.如权利要求8所述的电源控制电路，其特征在于，所述低通滤波器的数量有多个，多个低通滤波器级联。

10.一种充电器，其特征在于，所述充电器包括如权利要求1至9任一项所述的电源控制电路。