專利名稱：萬能充充電器的供電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于充電器電路技術領域，特別是涉及一種萬能充充電器的供電裝置。
背景技術：
目前采用的萬能充充電器的供電裝置是由RCC電路組成，如附圖1所示，該電路的 輸出電壓波動范圍大，轉換效率低，系統(tǒng)可靠性差，外圍元器件多，電路成本高。原理分析 二極管IN4007和高壓電容Cl組成交流整流濾波電路，Rl為啟動電阻，Ql導通后，R3、C2和 變壓器反饋繞組形成的正反饋回路，產生自激振蕩，ZD1、D2、C3組成的穩(wěn)壓環(huán)路使其反饋繞 組的感應電壓穩(wěn)定在設定值內，繼而恒定輸出繞組的電壓；R5為初級電流峰值限制電阻， 該電阻決定了最大的初級電流峰值電流，進而影響了輸出的最大電流。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構設計合理、性能穩(wěn)定、成本低廉的萬能充充電器 的供電裝置。本發(fā)明的目的是采用以下技術解決方案實現的它包括依次連接的整流濾波電 路、轉換器和輸出電路，所述整流濾波電路與啟動電路相連接，其特征在于所述整流濾波電 路、轉換器和啟動電路分別與反激式開關電源集成電路相連接。本發(fā)明與背景技術相比，由于采用了反激式開關電源集成電路，從而使得輸出信 號穩(wěn)定、提高了可靠性和工作效率，它是目前較為理想的萬能充充電器的供電裝置之一。
圖1為現有技術中萬能充充電器供電照裝置的電路2為本發(fā)明的電路方框3為本發(fā)明的電路原理4為本發(fā)明的反激式開關電源集成電路方框5為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的UVLO電路、OVP電路和鉗位電路原理6為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的基準電路和內部供電電源產生電路的 原理7為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的啟動控制電路的原理8為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的過壓保護電路和鉗位電路的原理9為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的OTP電路和OVP的保護處理電路原理10為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的振蕩器電路原理11為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的占空比選擇和小占空比產生電路原理 12為本發(fā)明反激式開關電源集成電路的消隱電路原理中1、整流濾波電路，2、轉換器，3、輸出電路，4、反激式開關電源集成電路，5、啟動電路，6、振蕩器，7、小占空比產生電路，8、占空比選擇電路，9、消隱電路，10、保護電路， 11、UVLO (欠壓鎖定)。
具體實施例方式在圖2和圖3中本發(fā)明包括依次連接的整流濾波電路1、轉換器2和輸出電路3， 整流濾波電路1與啟動電路5相連接，所述整流濾波電路1、轉換器2和啟動電路5分別與 反激式開關電源集成電路4相連接，所述整流濾波電路1由二極管D5和電容C5構成；所述 轉換器2采用雙繞組的反激變換器，功率管選用的型號為13001，啟動電路5由電阻R6、電 容C6串聯構成，反激式開關電源集成電路4的FB腳與轉換器2中的次級線圈相接，Sff腳 與功率管13001的發(fā)射極相接，功率管13001的集電極與主線圈相接，VCC腳與電容C6的 正極相接，GND腳接地。85V 220V交流輸入先經過D5、C5組成的整流濾波電路1，波形由交流轉化為紋 波比較大的直流電壓，由于上電時電容C6的電壓為0V，所以SW腳的輸出管為關斷狀態(tài)，電 源通過電阻R6對電容C6 充電，當電容C6充電到反激式開關電源集成電路4的啟動電壓 時，反激式開關電源集成電路4開始正常工作，其內部的振蕩器開始啟動，SW輸出大占空比 開關信號去控制輸出功率管13001，使得功率管13001也跟著開啟和關斷，當功率管13001 開啟時，功率管13001集電極的電壓為低電壓，這樣通過變壓器感應到輸出和FB腳的電壓 均為負電壓，當13001關斷時，由于電感的電流不能突變，所以功率管13001主線圈上會產 生反沖電壓，變壓器的輸出線圈和輔助線圈會耦合出正電壓，這時輸出的整流二極管D7導 通，電容C6和電容C8充電，功率管13001在一次開啟時，輸出線圈和輔助線圈上的耦合電 壓為負電壓，電容C6和電容C8上的電壓可以維持反激式開關電源集成電路4的工作電流 和輸出負載的工作電流，如此循環(huán)，系統(tǒng)可以持續(xù)的工作下去；輸出端的電壓控制是由反激 式開關電源集成電路4內部的過壓保護電壓控制，當輸出負載減小時，VCC的電壓上升到過 壓點，反激式開關電源集成電路4內部會將SW關斷，這時功率管13001不會導通，直到VCC 電壓放電到過壓點以下，Sff才會開啟，這樣反激式開關電源集成電路4就會進入間斷工作 模式(幾個周期工作，幾個周期不工作)，工作頻率會降低，輸出電壓可以維持在一個恒定 值。如附圖4所示，本發(fā)明所述反激式開關電源集成電路4包括振蕩器6、小占空比產 生電路7、占空比選擇電路8和消隱電路9，所述振蕩器6與小占空比產生電路7相連接，振 蕩器6與小占空比產生電路7分別與占空比選擇電路8相連接，占空比選擇電路8與消隱 電路9相連接，UVLO(欠壓鎖定)11是整個反激式開關電源集成電路的啟動電路，控制反激 式開關電源集成電路的啟動與關斷，保護電路10與輸出驅動管MO連接，消隱電路9也控制 輸出驅動管MO，二極管D8直接連接FB引腳和VCC引腳，與反激式開關電源集成電路外圍的 電容(即附圖3中的C6)構成整流濾波電路。當電源電壓VCC上升到UVLO電路的開啟電壓時，電路開始工作，振蕩器、小占空比 產生電路、占空比選擇電路、消隱電路啟動，此時SW端口跳變，后備電源啟動，對FB充電，隨 著FB電壓的上升，當超過VCC電壓時，二極管D8導通，后備電源對VCC提供工作電流。振 蕩器提供一個占空比為12%振蕩頻率為40KHz方波，隨著VCC電壓繼續(xù)上升，當上升到鉗位 電路的鉗位電壓點時，反激式開關電源集成電路會切換到小占空比(4%)狀態(tài)下工作，這時輸出電壓將會下降，但是不會馬上切換到大占空比狀態(tài)，直到vcc電壓低于過壓點時，才會回到大占空比狀態(tài)，這時工作頻率會上升，可以避免反激式開關電源集成電路4的工作 頻率低于20KHz ；當反激式開關電源集成電路4的輸出負載增加時，電感反激時的能量不足 以提供系統(tǒng)輸出的能量，VCC電壓會下降，當電壓下降到反激式開關電源集成電路的欠壓點 時，反激式開關電源集成電路將會全部關斷，等待重啟，這時系統(tǒng)進入打嗝模式。如果反激 式開關電源集成電路的工作溫度過高時，反激式開關電源集成電路的過溫保護會將輸出SW 關斷，這時VCC電壓會持續(xù)下降，一直下降到欠壓點電壓，反激式開關電源集成電路關斷， 等待重啟，反激式開關電源集成電路也會進入打嗝模式。所述的UVL0電路如附圖5所示，包括基準電路①，內部供電電源產生電路②，啟動 電路③和④。所述的基準電路①如附圖6所示，由啟動電路1-1，主體電路1-2，負反饋放大器 1-3組成，啟動電路1-1由啟動電流源(P80、P81、P82)，偏置電壓管(N43、N53)和啟動管W0 組成，主體電路1-2由Q2、Q3、R9、R10、R11、R12組成，負反饋放大器1_3由差分對管(P76、 P77)、負載管(N37、N38)、二級放大(P78、N39)和電流源組成?；鶞孰娐肥且粋€生成與溫度 無關的電壓的電路，由一個正溫度系數電壓和一個負溫度系數電壓相加產生，負溫度系數 為三極管Q2電壓VBE，正溫度系數為Q2和Q3 二個三極管的壓差和電阻分壓系數的乘積，基 值大小約為1. 25V。所述內部供電電源產生電路②為反激式開關電源集成電路內部提供一個相對穩(wěn) 定的工作電源，如附圖6所示由放大器2-2和驅動管和分壓電阻2-1組成，放大器2-2是 一個折疊式共源共柵放大器，由P31、P32、附9、N20、N31、N30、N65、N66和電流源組成，R22、 R23為分壓電阻，N5、N11、N12為輸出驅動管。原理是將上述基準電路所產生的基準電壓通
過一個接成負反饋的放大器放大后得到內部供電電壓，其值為
電壓為基準電壓1. 25V,內部供電電源電壓大約為4. 5V。所述的啟動電路③和④由采樣電阻③和啟動控制電路④組成，如附圖7所示，采 樣電阻③為R18、R19、R20、R21、R28、R29，啟動控制電路④由比較器(P6、P7、N7、N8、N9、電 流源)和反饋開關(N40、N41)組成，其遲滯寬度的大小、啟動電壓的大小、關斷的大小都取 決于采樣VCC電壓的分壓電阻的大小，可以通過調整分壓電阻來對這些電壓點進行調節(jié)。所述的保護電路如附圖5、附圖8和附圖9所示，由過溫保護電路，過壓保護電路⑤ 和鉗位電路⑥組成，過壓保護電路⑤和鉗位電路⑥由比較器和采樣電阻③組成，比較器的 二個輸入端電壓分別為基準電壓和采樣電阻③的分壓；過溫保護電路由基準電壓和負溫度 系數的電壓相比較，如附圖9所示，142即為過溫保護比較電路，當芯片的溫度過高時，比較 器翻轉，觸發(fā)器工作，芯片全部關斷，等待重啟。所述的振蕩器是由電容充放電電路⑦和遲滯比較器⑧組成，如附圖10所示在電 容充放電電路⑦中，A、B 二點電壓分別為二個翻轉點電壓，P19、N63、N67確定放電電流的 大小，P20確定充電流的大小，N61為充電電容。如果遲滯比較器⑧的初始輸出為高，那么A 點(圖中的二個A點是連接到一起的導線，以下類同)，接入遲滯比較器⑧中，充放電電容 的電壓比A點電壓高，control點電壓為低，這時電容處于放電狀態(tài)，放電電流為1 ^，當電 容電壓放電到比A點電壓要小時，遲滯比較器⑧輸出為低，這時B點接到遲滯比較器⑧的負輸入端，這時control點電壓為高，電容處于充電狀態(tài)，充電電流為I Λ ，當電容電壓比B點 電壓要高時，遲滯比較器⑧輸出為高，電容放電，如此循環(huán)，振蕩器持續(xù)振蕩下去；反之，當
遲滯比較器⑧初始為低時一樣。振蕩頻率
’其值約為40k Hz，占空比為
，其值約為12%。
7充電+/放電所述的小占空比產生電路如附圖11所示，由延時電路10-1產生，其延時大小 取決于P22、P25、N68、N69、N70、N73的大小，由反向器對電容充電的時間得到，占空比為
，其值約為4%。所述的占空比選擇電路如附圖11所示，由觸發(fā)器⑨和選擇開關電路10-2組成， 111、117、121、122組成的觸發(fā)器@，町1、町2沖26、？27組成選擇開關電路10-2。當外圍電 路的負載電流很小時，芯片內部處于間斷工作模式，工作頻率會低到20KHz以下，這時會出 現消叫，為了解決這一現象，有二種占空比可供選擇，當負載電流減小時，輸出電壓會增加， 當電源電壓增加到鉗位電壓時，反激式開關電源集成電路選擇小占空比工作模式，這樣輸 出電壓會降下來，從而保證了系統(tǒng)的恒壓輸出。所述的消隱電路，如附圖12所示，是由一個比較大的延時的觸發(fā)器組成，這一電 路的目的是由反激式開關電源集成電路最后輸出管的面積很大，所以它的前級驅動輸出要 比較大的反向器。當這個反向器處于轉換過程中時，電路的電流會很大，所以要做一個電路 讓這個反向器的P管和N管不同時開啟，電路所利用的原理就是反向器的延時，其延時大小 取決于 P28、P30、P33、N74、N76、N77 的大小。
權利要求
萬能充充電器的供電裝置，包括依次連接的整流濾波電路、轉換器和輸出電路，所述整流濾波電路與啟動電路相連接，其特征在于所述整流濾波電路、轉換器和啟動電路分別與反激式開關電源集成電路相連接，所述整流濾波電路、轉換器和啟動電路分別與反激式開關電源集成電路相連接，所述整流濾波電路由二極管D5和電容C5構成，所述轉換器采用雙繞組的反激變換器，功率管選用的型號為13001，啟動電路由電阻R6、電容C6串聯構成，反激式開關電源集成電路的FB腳與轉換器中的次級線圈相接，SW腳與功率管13001的發(fā)射極相接，功率管13001的集電極與主線圈相接，VCC腳與電容C6的正極相接，GND腳接地。
2.根據權利要求書1所述的萬能充充電器的供電裝置，其特征在于，所述反激式開關 電源集成電路包括振蕩器、小占空比產生電路、占空比選擇電路和消隱電路，所述振蕩器與 小占空比產生電路相連接，振蕩器與小占空比產生電路分別與占空比選擇電路相連接，占 空比選擇電路與消隱電路相連接，UVL0(欠壓鎖定)是整個反激式開關電源集成電路的啟 動電路，控制反激式開關電源集成電路的啟動與關斷。
3.根據權利要求書1所述的萬能充充電器的供電裝置，其特征在于，所述的UVL0電路 包括基準電路①，內部供電電源產生電路②，啟動電路③和④，所述的基準電路①如附圖6 所示，由啟動電路1-1，主體電路1-2，負反饋放大器1-3組成，啟動電路1-1由啟動電流源 _、P81、P82)，偏置電壓管(N43、N53)和啟動管N10組成，主體電路1-2由Q2、Q3、R9、 R10、R11、R12組成，負反饋放大器1-3由差分對管(P76、P77)、負載管(N37、N38)、二級放大 (P78、N39)和電流源組成。
4.根據權利要求書1所述的萬能充充電器的供電裝置，其特征在于，所述內部供電電 源產生電路②為反激式開關電源集成電路內部提供一個相對穩(wěn)定的工作電源，由放大器 2-2和驅動管和分壓電阻2-1組成，放大器2-2是一個折疊式共源共柵放大器，由P31、P32、 N19、N20、N31、N30、N65、N66和電流源組成，R22、R23為分壓電阻，N5、附1、附2為輸出驅動 管。
5.根據權利要求書1所述的萬能充充電器的供電裝置，其特征在于，所述的啟動電路 ③和④由采樣電阻③和啟動控制電路④組成，采樣電阻③為R18、R19、R20、R21、R28、R29， 啟動控制電路④由比較器( 6、？7、町、呢、_、電流源)和反饋開關(N40、N41)組成。
6.根據權利要求書1所述的萬能充充電器的供電裝置，其特征在于，所述的保護電路 由過溫保護電路，過壓保護電路⑤和鉗位電路⑥組成，過壓保護電路⑤和鉗位電路⑥由比 較器和采樣電阻③組成。
7.根據權利要求書1所述的萬能充充電器的供電裝置，其特征在于，所述的振蕩器是 由電容充放電電路⑦和遲滯比較器⑧組成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種結構設計合理、性能穩(wěn)定、成本低廉的萬能充充電器的供電裝置，它包括依次連接的整流濾波電路、轉換器和輸出電路，所述整流濾波電路與啟動電路相連接，其特征在于所述整流濾波電路、轉換器和啟動電路分別與反激式開關電源集成電路相連接，由于采用了反激式開關電源集成電路，從而使得輸出信號穩(wěn)定、提高了可靠性和工作效率，它是目前較為理想的萬能充充電器的供電裝置之一。
文檔編號H02M3/00GK101872985SQ20091009794
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權日2009年4月27日
發(fā)明者田劍彪 申請人:田劍彪