TWM464930U - 反激開關電源電路 - Google Patents
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Description
本創作涉及電路領域，更具體地涉及一種反激開關電源電路。
當今時代，人類社會面臨能源消耗過大、環境破壞嚴重的壓力，節能減排迫在眉睫。為了降低電器設備及電子產品的能源消耗，必須對其電源轉換器進行優化，以實現更高的轉換效率和更低的靜態待機功耗。在中小功率領域，反激結構因為成本低廉、設計簡單等優點被普遍采用。目前，為了實現對於廣泛使用的反激開關電源電路的更全面的保護，需要在反激開關電源電路的週邊增加更多的器件。隨著各種新的能源標准、安全規範的頒布，將對現有的電源轉換器提出更高的技術要求。
鑒於上述情況，本創作提供了一種反激開關電源電路。
根據本創作的實施例的反激開關電源電路，包括整流和電磁幹擾濾波電路、反激開關電路、輸出濾波電路、控制電路、異常檢測電路、回饋電路、以及驅動電路，其中：整流和電磁幹擾濾波電路的輸入端與電源相連接，輸出端與反激開關電路的輸入端相連接；反激開關電路的輸入端與整流和電磁幹擾濾波電路的輸出端和驅動電路的輸出端相連接，輸出端與輸出濾波電路的輸入端、和控制電路的輸入端相連接；輸出濾波電路的輸入端與反激開關電路的輸出端相連接，輸出端與回饋電路的輸入端相連接；控制電路的輸入端與反激開關電路的輸出端、和回饋電路的輸出端相連接，輸出端與驅動電路的輸入端相連接；異常檢測電路的輸入端與反激開關電路的輸出端相連接，輸出端與控制電路的輸入端相連接；回饋電路的輸入端與輸出濾波電路的輸出端相連接，輸出端與控制電路的輸入端
相連接；驅動電路的輸入端與控制電路的輸出端相連接，輸出端與反激開關電路的輸入端相連接。
在本創作的反激開關電源電路中，通過異常檢測電路實現了對於反激開關電源電路的異常狀態的保護。
1‧‧‧整流和電磁干擾(EMI)濾波電路
2‧‧‧反激開關電路
3‧‧‧輸出濾波電路
4‧‧‧控制電路
5‧‧‧異常檢測電路
6‧‧‧回饋電路
7‧‧‧吸收電路
8‧‧‧驅動電路
FUSE‧‧‧保險絲
L1,L2‧‧‧共模濾波電感
CX1‧‧‧X電容
BD1‧‧‧整流橋
C1,C2,C3,C4‧‧‧濾波電容
D1‧‧‧輸出整流二極體
D2‧‧‧二極體
D3‧‧‧二極體
T1‧‧‧反激變壓器
MOV‧‧‧壓敏器件
Q1‧‧‧開關MOSFET
R0‧‧‧電阻
R1‧‧‧原邊電流取樣電阻
R2,R3,R4,R5,R6,R7‧‧‧電阻
VCC‧‧‧晶片供電輸入
FB‧‧‧電壓回饋輸入
PRT‧‧‧保護檢測功能
GND‧‧‧接地
CS‧‧‧原邊電流檢測輸入
GATE‧‧‧晶片驅動
U2‧‧‧光耦
U3‧‧‧誤差放大器
PWM‧‧‧脈寬調製
第1圖示出了根據本創作的第一實施例的反激開關電源電路的電路圖。
第2圖示出了吸收電路7在第1圖中所示的A、B兩點間的多種連接方式。
第3圖示出了驅動電路8在第1圖中所示的C、D兩點間的多種連接方式。
第4圖示出了根據本創作的第二實施例的反激開關電源電路的電路圖。
第5圖示出了根據本創作的第三實施例的反激開關電源電路的電路圖。
下面將詳細描述本創作各個方面的特徵和示例性實施例。下面的描述涵蓋了許多具體細節，以便提供對本創作的全面理解。但是，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，本創作可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本創作的示例來提供對本創作更清楚的理解。本創作絕不限於下面所提出的任何具體配置，而是在不脫離本創作的精神的前提下覆蓋了相關元素或部件的任何修改、替換和改進。
根據本創作的實施例的反激開關電源電路是基於常見的反激開關電源電路開發出來的，並且根據本創作的實施例的反激開關電源電路的主要改進在於包括用以實現對於反激開關電源電路的異常狀態保護的異常檢測電路。第1圖示出了根據本創作的第一實施例的反激開關電源電路的電路圖。如第1圖所示，根據本創作的第一實施例的反激開關電源電
路包括整流和電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)濾波電路1、反激開關電路2、輸出濾波電路3、控制電路4、異常檢測電路5、回饋電路6、吸收電路7、以及驅動電路8。
從第1圖可以看出，整流和EMI濾波電路1的輸入端與電源相連接，輸出端與反激開關電路2的輸入端相連接；反激開關電路2的輸入端與整流和EMI濾波電路1的輸出端和驅動電路8的輸出端相連接，輸出端與輸出濾波電路3的輸入端、控制電路4的輸入端相連接；輸出濾波電路3的輸入端與反激開關電路2的輸出端相連接，輸出端與回饋電路6的輸入端相連接；控制電路4的輸入端與反激開關電路2的輸出端、和回饋電路6的輸出端相連接，輸出端與驅動電路8的輸入端相連接；異常檢測電路5的輸入端與反激開關電路2的輸出端相連接，輸出端與控制電路4的輸入端相連接；回饋電路6的輸入端與輸出濾波電路3的輸出端相連接，輸出端與控制電路4的輸入端相連接；吸收電路7的輸入端與整流和EMI濾波電路1的輸出端相連接，輸出端與反激開關電路2的輸入端相連接；驅動電路8的輸入端與控制電路4的輸出端相連接，輸出端與反激開關電路2的輸入端相連接。需要說明的是，在第1圖所示的實施例中，也可以不包括吸收電路7。
在第1圖所示的實施例中，整流和EMI濾波電路1包括保險絲(FUSE)、共模濾波電感L1和L2、X電容CX1、整流橋BD1、濾波電容C1、以及壓敏器件(MOV)。
在第1圖所示的實施例中，反激開關電路2包括反激變壓器T1、開關金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)Q1、以及原邊電流取樣電阻R1。
在第1圖所示的實施例中，輸出濾波電路3包括輸出整流二極體D1和濾波電容C2兩個主要部分。針對不同的輸出紋波要求，可以在輸出濾波電路3中增加p型濾波電路或者共模濾波電路。
在第1圖所示的實施例中，控制電路4主要包括電流模式脈寬調製(Pulse Width Modulation,PWM)控制晶片。這裡，PWM控制晶片包括：
晶片供電輸入腳(VCC腳)：該VCC腳通過電容C3連接到地，通過二極體D2連接到反激開關電路2中的反激變壓器T1的輔助繞組端。
電壓回饋輸入腳(FB腳)：該FB腳接收來自回饋電路6的回饋信號，並且通過濾波電容C4連接到地。
保護檢測功能腳(PRT腳)：該PRT腳通過負溫度係數(NCT)電阻連接到地，用於實現對反激開關電源電路的過溫保護。
接地腳(GND腳)：該GND腳連接到晶片的基準地。
原邊電流檢測輸入腳(CS腳)：該CS腳通過電阻R2連接至反激開關電路2中的開關MOSFET Q1的源級。
晶片驅動腳(GATE腳)：該GATE腳連接到驅動電路8用以驅動反激開關電路2中的開關MOSFET Q1的柵級，並且通過異常檢測電路5連接到反激開關電路2中的反激變壓器T1的輔助繞組端用以偵測反激開關電源電路的異常狀態。
在第1圖所示的實施例中，異常檢測電路5包括電阻R3。異常檢測電路5連接到反激開關電路2中的反激變壓器T1的輔助繞組端，將來自反激開關電路2的異常信號輸入到控制電路4中的PWM控制晶片的GATE腳，以實現對於反激開關電源電路的異常狀態的保護。
在第1圖所示的實施例中，回饋線路6包括光耦U2、誤差放大器U3(例如，TL431)、電阻R4-R7、以及電容C4。其中，回饋電路6通過電阻R4和R5對反激開關電源電路的輸出電壓進行採樣，通過TL431環路將採樣電壓回饋到控制電路用以調節開關MOSFET Q1的占空比。其中，電阻R6為光耦限流電阻，電阻R7和電容C4組成環路補償網路。
在第1圖所示的實施例中，吸收電路7連接在第1圖中所示的A、B兩點之間(即，連接在整流和EMI濾波電路1和反激開關電路2之間)，驅動電路8連接在第1圖中所示的C、D兩點之間(即，連接在異常檢測電路5和反激開關電路2之間)。
具體地，第2圖示出了吸收電路7在第1圖中所示的A、B兩點間的多種連接方式，第3圖示出了驅動電路8連接在第1圖中所示的
C、D兩點間的多種連接方式。根據不同的系統要求，可以從第2圖所示的多種連接方式中選擇一種作為吸收電路7的連接方式，並且可以從第3圖所示的多種連接方式中選擇一種作為驅動電路8的連接方式。
第4圖示出了根據本創作的第二實施例的反激開關電源電路的電路圖。如第4圖所示，根據本創作的第二實施例的反激開關電源電路與第1圖所示的本創作的第一實施例的反激開關電源電路的區別主要在於異常檢測線路5與第一實施例中的不同。具體地，在第4圖中，異常檢測電路5除了包括電阻R3以外，還包括二極體D3。
第5圖示出了根據本創作的第三實施例的反激開關電源電路的電路圖。如第5圖所示，根據本創作的第三實施例的反激開關電源電路與第1圖所示的本創作的第一實施例的反激開關電源電路的區別主要在於：1)異常檢測線路5與第一實施例中的不同；2)與PWM晶片的PRT腳連接的NCT電阻換成了電阻R0。具體地，在第5圖中，異常檢測電路5除了包括電阻R3以外，還包括二極體D3。另外，當PWM晶片的PRT腳與電阻R0連接時，PRT腳用以調節反激開關電源電路的工作頻率。
在本創作的反激開關電源電路中，通過異常檢測電路5實現了對於反激開關電源電路的異常狀態的保護。
以上已經參考本創作的具體實施例來描述了本創作，但是本領域技術人員均瞭解，可以對這些具體實施例進行各種修改、組合和變更，而不會脫離由所附權利要求或其等同物限定的本創作的精神和範圍。此外，附圖中的任何信號箭頭應當被認為僅是示例性的，而不是限制性的，除非另有具體指示。當術語被預見為使分離或組合的能力不清楚時，元件或者步驟的組合也將被認為是已經記載了。
1‧‧‧整流和電磁干擾(EMI)濾波電路
2‧‧‧反激開關電路
3‧‧‧輸出濾波電路
4‧‧‧控制電路
5‧‧‧異常檢測電路
6‧‧‧回饋電路
7‧‧‧吸收電路
8‧‧‧驅動電路
Claims (10)
- 一種反激開關電源電路，包括整流和電磁干擾濾波電路、反激開關電路、輸出濾波電路、控制電路、異常檢測電路、回饋電路、以及驅動電路，其中：所述整流和電磁干擾濾波電路的輸入端與電源相連接，輸出端與所述反激開關電路的輸入端相連接；所述反激開關電路的輸入端與所述整流和電磁干擾濾波電路的輸出端和所述驅動電路的輸出端相連接，輸出端與所述輸出濾波電路的輸入端、和所述控制電路的輸入端相連接；所述輸出濾波電路的輸入端與所述反激開關電路的輸出端相連接，輸出端與所述回饋電路的輸入端相連接；所述控制電路的輸入端與所述反激開關電路的輸出端、和所述回饋電路的輸出端相連接，輸出端與所述驅動電路的輸入端相連接；所述異常檢測電路的輸入端與所述反激開關電路的輸出端相連接，輸出端與所述控制電路的輸入端相連接；所述回饋電路的輸入端與所述輸出濾波電路的輸出端相連接，輸出端與所述控制電路的輸入端相連接；所述驅動電路的輸入端與所述控制電路的輸出端相連接，輸出端與所述反激開關電路的輸入端相連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述異常檢測電路包括電阻。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述異常檢測電路包括電阻和二極體。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述控制電路包括脈寬調製控制晶片，所述脈寬調製控制晶片包括：晶片供電輸入腳，該晶片供電輸入腳通過二極體連接到所述反激開關電路的輸出端，並且通過電容接地；電壓回饋輸入腳，該電壓回饋輸入腳連接到所述回饋電路的輸出端；過溫保護/頻率調節腳，該過溫保護/頻率調節腳在通過負溫度係數電阻連接到地時用作過溫保護腳，並且在通過頻率調節電阻連接到地時用作頻 率調節腳；晶片基準地腳，該晶片基準地腳用作所述脈寬調製控制晶片的基準地；原邊電流採樣輸入腳，該原邊電流採樣輸入腳通過電阻連接到所述反激開關電路的輸出端；以及晶片驅動腳，該晶片驅動腳連接到所述異常檢測電路的輸出端，並且連接到所述驅動電路的輸入端。
- 如申請專利範圍第4項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述驅動電路連接在所述脈寬調製控制晶片的所述晶片驅動腳和所述反激開關電路中的開關管之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，還包括吸收電路，所述吸收電路橫跨在所述反激開關電路中的初級線圈的兩端。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述整流和電磁干擾濾波電路包括保險絲、共模濾波電感、X電容、壓敏電阻、整流橋、以及輸出濾波電容。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述輸出濾波電路包括輸出整流二極體和濾波電容。
- 如申請專利範圍第8項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述輸出濾波電路還包括p型濾波電路和/或共模濾波電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之反激開關電源電路，其特徵在於，所述回饋電路包括光耦、誤差放大器、電阻、以及電容。
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