CN2362232Y

CN2362232Y - 开关电源

Info

Publication number: CN2362232Y
Application number: CN 98221045
Authority: CN
Inventors: 李砚泉
Original assignee: QINGDAO HAIXIN GROUP TECHNOLOGY CENTRE; HAIXIN GROUP CO QINGDAO CITY
Current assignee: QINGDAO HAIXIN GROUP TECHNOLOGY CENTRE; HAIXIN GROUP CO QINGDAO CITY
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2008-05-06

Abstract

本实用新型是一种开关电源,为克服现有开关电源其过欠压保护电路功耗大、不安全、成本高的缺点,它包括开关管、开关管控制电路、开关变压器、二次整流电路、二次绕组感生电压整流电路、过欠压检测电路和开关管关断控制电路。二次绕组感生电压整流电路的输入端与开关变压器的二次绕组连接,它的输出端与过欠压检测电路连接,过欠压检测电路与开关管关断控制电路连接,开关管关断控制电路与开关管控制电路连接。它节电、安全、成本低。

Description

开关电源

本实用新型涉及一种开关电源。

开关电源以其效率高、体积小、重量轻，特别是工作电压范围宽等优点而广泛应用于名种电器中，如彩电、VCD、DVD及复印机、传真机等电器。但开关电源也有其弱点，特别是在输入电压过高或过低时会造成永久性损坏。当输入电压过高时，可能会造成开关管因过压形成击穿，而在输入电压过低时又会因开关管进入线性区或过流造成过热烧毁。为此，开关电源要设置过压(输入电压过高)和欠压(输入电压过低)保护电路，使开关电源在超出正常工作电压范围时退出工作状态(关断)，达到保护电源的目的。通常的开关电源的过欠压保护电路取样于开关电源的输入电压，一般是一个直流高压(220V交流电压输入时，此电压约为300V)，功耗大且不安全，成本较高。因而一般开关电源并不设置过欠压保护电路，在电网电压波动较大时，容易损坏。

本实用新型的目的是，提供一种具有过压或欠压保护电路的开关电源，它安全、节电、成本较低。

本实用新型的目的是这样实现的，开关电源，包括开关管、开关管控制电路、开关变压器和二次整流电路，它的特殊之处是，还包括二次绕组感生电压整流电路、过欠压检测电路和开关管关断控制电路；二次绕组感生电压整流电路的输入端与开关变压器的二次绕组连接，二次绕组感生电压整流电路的输出端与过欠压检测电路的输入端连接，过欠压检测电路的输出端与开关管关断控制电路的输入端连接，开关管关断控制电路的输出端与开关管控制电路连接。

开关变压器主要完成能量的转换，从不稳定的输入直流电压吸收能量而向二次整流电路放出能量。开关管控制电路进行脉冲宽度调制，调整开关管的导通时间，完成能量转换的控制作用，使输出的电压电流稳定。二次整流输出电路则完成变换能量的直流化，满足后端负载的需要。二次绕组感生电压整流电路的输入端与开关变压器的二次绕组连接，它将二次绕组感生电压整流后，输出一直流电压。过欠压检测电路接收二次绕组感生电压整流电路输出的电压，形成一个合适的电压以配合开关管关断控制电路。开关管关断控制电路用于控制开关管控制电路，通过开关管控制电路关断开关管。二次绕组感生电压整流电路的输出电压与开关变压器一次绕组的输入电压是正相关的，只要开关变压器一次绕组的输入电压超过一定范围，二次绕组感生电压整流电路的输出电压也会相应地超过一定的范围。当二次绕组感生电压整流电路的输出电压超过设定的保护范围时，过欠压检测电路的输出电压使开关管关断控制电路输出一个高电平(或低电平)，该高电平(或低电平)通过开关管控制电路关断开关管，从而对开关电源起到保护作用。

本实用新型由于具有二次绕组感生电压整流电路、过欠压检测电路和开关管关断控制电路，使本实用新型在输入电压过压或欠压的情况下，能够自动关断开关管起到保护作用，防止开关管过压击穿或过流烧毁。由于本实用新型的二次绕组感生电压整流电路的输入端与开关变压器的二次绕组连接，与现有的开关电源过欠压保护电路取样于开关电源的输入电压相比，具有安全、节电的优点。本实用新型所用元器件较少，结构简单，易于实现，成本较低。

图1为本实用新型的电路方框图。

图2为本实用新型的实施例一的电路图。

图3为本实用新型的实施例二的电路图。

图4为本实用新型的实施例三的电路图。

图1所示是一种开关电源，它包括开关管、开关管控制电路、开关变压器、二次整流电路、二次绕组感生电压整流电路、过欠压检测电路和开关管关断控制电路。二次绕组感生电压整流电路的输入端与开关变压器的二次绕组连接，二次绕组感生电压整流电路的输出端与过欠压检测电路的输入端连接，过欠压检测电路的输出端与开关管关断控制电路的输入端连接，开关管关断控制电路的输出端与开关管控制电路连接。

实施例一：

图2所示是本实用新型的一个反向型开关电源的实施例，二次绕组感生电压整流电路包括二极管VD2、电阻R3、电容C2；过欠压检测电路包括电阻R1和电阻R2；二次整流电路包括二极管VD1和电容C1；开关管关断控制电路包括运算放大器A，开关变压器T1的二次线圈N2与一次线圈输入电压的同名端a接地，另一端与二极管VD2的负极和二极管VD1的正极连接；二极管VD2的正极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R2的一端和电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地；电阻R2的另一端与电阻R1的一端和运算放大器A的一个输入端连接，运算放大器A的另一个输入端与参考电压VREF连接，电阻R1的另一端与二极管VD1的负极连接；电容C1的一端与二极管VD1的负极连接，电容C1的另一端接地；运算放大器A的输出端与开关控制电路PWM连接。开关变压器T1的一次绕组N1的输入电压的同名端b与输入电源VIN连接，另一端与开关管V1的集电极连接，开关管V1的发射极接一次绕组N1的地，开关管V1的基极与开关管控制电路PWM连接。滤波电容CIN与输入电源VIN连接，另一端接初级的地。

开关电源正常工作时，正向整流电压V2A为一常数，二次绕组感生电压整流电路的输出电压V2B＝N2/N1 VIN，与输入电源电压VIN有正相关关系。当V2B超出一定范围时，V2A和V2B经电阻R1和电阻R2分压后形成电压V2C。运算放大器A在这里作比较器用，V2C与参考电压VREF比较后，运算放大器A输出一个高电平(或低电平)，该高电平(或低电平)通过开关管控制电路PWM使开关管V1关断，从而起到过压或欠压保护作用。运算放大器A也可以用三极管代替，只要能够完成比较器的功能就可以。

实施例二：

图3所示是本实用新型的一个正向型开关电源的实施例，二次绕组感生电压整流电路包括二极管VD2、电阻R3、电容C2；过欠压检测电路包括电阻R1和电阻R2；二次整流电路包括二极管VD1、二极管VD3、储能电感L1和电容C1；开关管关断控制电路包括运算放大器A；开关变压器T1的二次线圈N2与一次线圈输入电压的同名端a与二极管VD2的正极和二极管VD1的正极连接，另一端接地；二极管VD2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R2的一端和电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地；电阻R2的另一端与电阻R1的一端和运算放大器A的一个输入端连接，运算放大器A的另一个输入端与参考电压VREF连接，电阻R1的另一端接地；二极管VD1的负极与二极管VD3的负极和储能电感L1的一端连接，二极管VD3的正极接地；储能电感L1的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地；运算放大器A的输出端与开关管控制电路DWM连接。其它连接关系与实施例一相同。工作原理与实施例一基本相同。

实施例三：

图4所示是本实用新型的另一个正向型开关电源的实施例，二次绕组感生电压整流电路包括二极管VD2、电阻R3和电容C2；过欠压检测电路包括电阻R1和电阻R2；二次整流电路包括二极管VD1、二极管VD3、储能电感L1和电容C1；开关管关断控制电路包括运算放大器A；开关变压器T1的二次线圈N2与一次线圈输入电压的同名端a与二极管VD1的正极连接，另一端接地；二极管VD1的负极与二极管VD2的正极连接，二极管VD2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R2的一端和电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地；电阻R2的另一端与电阻R1的一端和运算放大器A的一个输入端连接，运算放大器A的另一个输入端与参考电压VREF连接，电阻R1的另一端接地；二极管VD3的负极与二极管VD1的负极连接，二极管VD3的正极接地；储能电感L1的一端与二极管VD1的负极连接，储能电感L1的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地；运算放大器A的输出端与开关管控制电路DWM连接。其它连接关系与实施例一相同。工作原理与实施例二基本相同。

上述三个实施例中，保护电压的设定可通过调整电阻R1、电阻R2的分压比和参考电压VREF来实现。如果作过压保护用，电阻R1和电阻R2的公共端与运算放大器A的反相输入端连接，参考电压VREF与运算放大器A的同相输入端连接。当输入电源的电压VIN出现过压时，运算放大器A的反相输入端的电压会低于同相输入端的电压，使运算放大器输出高电平，该高电平通过开关管控制电路PWM使开关管V1关断，电源进入保护状态；同样，如果作欠压保护用，电阻R1和电阻R2的公共端与运算放大器的同相输入端连接，反相输入端与参考电压VREF连接。当输入电源的电压VIN出现欠压时，运算放大器A的同相输入端的电压高于反相输入端的电压，使运算放大器A输出高电平，开关管BG关断，电源进入保护状态；如果即作欠压又作过压保护时，只需增加一只运算放大器即可。两只运算放大器组成一个窗口电压比较器，当超出窗口电压时，开关管控制电路PWM使开关管V1关断，电源进入保护状态。

Claims

1、开关电源，包括开关管、开关管控制电路、开关变压器和二次整流电路，其特征是，还包括二次绕组感生电压整流电路、过欠压检测电路和开关管关断控制电路；二次绕组感生电压整流电路的输入端与开关变压器的二次绕组连接，二次绕组感生电压整流电路的输出端与过欠压检测电路的输入端连接，过欠压检测电路的输出端与开关管关断控制电路的输入端连接，开关管关断控制电路的输出端与开关管控制电路连接。

2、根据权利要求1所述的开关电源，其特征是，二次绕组感生电压整流电路包括二极管(VD2)、电阻(R3)、电容(C2)；过欠压检测电路包括电阻(R1)和电阻(R2)，二次整流电路包括二极管(VD1)和电容(C1)；开关管关断控制电路包括运算放大器(A)；开关变压器(T1)的二次线圈(N2)与一次线圈输入电压的同名端(a)接地，另一端与二极管(VD2)的负极和二极管(VD1)的正极连接；二极管(VD2)的正极与电阻(R3)的一端连接，电阻(R3)的另一端与电阻(R2)的一端和电容(C2)的一端连接，电容(C2)的另一端接地；电阻(R2)的另一端与电阻(R1)的一端和运算放大器(A)的一个输入端连接，运算放大器(A)的另一个输入端与参考电压(VREF)连接，电阻(R1)的另一端与二极管(VD1)的负极连接；电容(C1)的一端与二极管(VD1)的负极连接，电容(C1)的另一端接地；运算放大器(A)的输出端与开关控制电路(PWM)连接。

3、根据权利要求1所述的开关电源，其特征是，二次绕组感生电压整流电路包括二极管(VD2)、电阻(R3)、电容(C2)；过欠压检测电路包括电阻(R1)和电阻(R2)；二次整流电路包括二极管(VD1)、二极管(VD3)、储能电感(L1)和电容(C1)；开关管关断控制电路包括运算放大器(A)；开关变压器(T1)的二次线圈(N2)与一次线圈输入电压的同名端(a)与二极管(VD2)的正极和二极管(VD1)的正极连接，另一端接地；二极管(VD2)的负极与电阻(R3)的一端连接，电阻(R3)的另一端与电阻(R2)的一端和电容(C2)的一端连接，电容(C2)的另一端接地；电阻(R2)的另一端与电阻(R1)的一端和运算放大器(A)的一个输入端连接，运算放大器(A)的另一个输入端与参考电压(VREF)连接，电阻(R1)的另一端接地；二极管(VD1)的负极与二极管(VD3)的负极和储能电感(L1)的一端连接，二极管(VD3)的正极接地；储能电感(L1)的另一端与电容(C1)的一端连接，电容(C1)的另一端接地；运算放大器(A)的输出端与开关管控制电路(DWM)连接。

4、根据权利要求1所述的开关电源，其特征是，二次绕组感生电压整流电路包括二极管(VD2)、电阻(R3)和电容(C2)；过欠压检测电路包括电阻(R1)和电阻(R2)；二次整流电路包括二极管(VD1)、二极管(VD3)、储能电感(L1)和电容(C1)；开关管关断控制电路包括运算放大器(A)；开关变压器(T1)的二次线圈(N2)与一次线圈输入电压的同名端(a)与二极管(VD1)的正极连接，另一端接地；二极管(VD1)的负极与二极管(VD2)的正极连接，二极管(VD2)的负极与电阻(R3)的一端连接，电阻(R3)的另一端与电阻(R2)的一端和电容(C2)的一端连接，电容(C2)的另一端接地；电阻(R2)的另一端与电阻(R1)的一端和运算放大器(A)的一个输入端连接，运算放大器(A)的另一个输入端与参考电压(VREF)连接，电阻(R1)的另一端接地；二极管(VD3)的负极与二极管(VD1)的负极连接，二极管(VD3)的正极接地；储能电感(L1)的一端与二极管(VD1)的负极连接，储能电感(L1)的另一端与电容(C1)的一端连接，电容(C1)的另一端接地；运算放大器(A)的输出端与开关管控制电路(DWM)连接。