專利名稱：萬能充充電器的供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于充電器電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種萬能充充電器的供電裝置。

背景技術(shù)：
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(zhuǎn)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C1組成交流整流濾波電路，R1為啟動電阻，Q1導(dǎo)通后，R3、C2和變壓器反饋繞組形成的正反饋回路，產(chǎn)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(yīng)電壓穩(wěn)定在設(shè)定值內(nèi)，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(jìn)而影響了輸出的最大電流。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、性能穩(wěn)定、成本低廉的萬能充充電器的供電裝置。
本實用新型的目的是采用以下技術(shù)解決方案實現(xiàn)的它包括依次連接的整流濾波電路、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器和啟動電路分別與反激式開關(guān)電源集成電路相連接。
本實用新型與背景技術(shù)相比，由于采用了反激式開關(guān)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(xiàn)有技術(shù)中萬能充充電器供電照裝置的電路圖 圖2為本實用新型的電路方框圖 圖3為本實用新型的電路原理圖 圖4為本實用新型的反激式開關(guān)電源集成電路方框圖 圖5為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的UVLO電路、OVP電路和鉗位電路原理圖 圖6為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的基準(zhǔn)電路和內(nèi)部供電電源產(chǎn)生電路的原理圖 圖7為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的啟動控制電路的原理圖 圖8為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的過壓保護(hù)電路和鉗位電路的原理圖 圖9為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的OTP電路和OVP的保護(hù)處理電路原理圖 圖10為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的振蕩器電路原理圖 圖11為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的占空比選擇和小占空比產(chǎn)生電路原理圖 圖12為本實用新型反激式開關(guān)電源集成電路的消隱電路原理圖 圖中1、整流濾波電路，2、轉(zhuǎn)換器，3、輸出電路，4、反激式開關(guān)電源集成電路，5、啟動電路，6、振蕩器，7、小占空比產(chǎn)生電路，8、占空比選擇電路，9、消隱電路，10、保護(hù)電路，11、UVLO(欠壓鎖定)。
具體實施方式
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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器2和啟動電路5分別與反激式開關(guān)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(gòu)成；所述轉(zhuǎn)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(lián)構(gòu)成，反激式開關(guān)電源集成電路4的FB腳與轉(zhuǎn)換器2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。
85V～220V交流輸入先經(jīng)過D5、C5組成的整流濾波電路1，波形由交流轉(zhuǎn)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(guān)斷狀態(tài)，電源通過電阻R6對電容C6充電，當(dāng)電容C6充電到反激式開關(guān)電源集成電路4的啟動電壓時，反激式開關(guān)電源集成電路4開始正常工作，其內(nèi)部的振蕩器開始啟動，SW輸出大占空比開關(guān)信號去控制輸出功率管13001，使得功率管13001也跟著開啟和關(guān)斷，當(dāng)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(yīng)到輸出和FB腳的電壓均為負(fù)電壓，當(dāng)13001關(guān)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(chǎn)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(dǎo)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(fù)電壓，電容C6和電容C8上的電壓可以維持反激式開關(guān)電源集成電路4的工作電流和輸出負(fù)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(guān)電源集成電路4內(nèi)部的過壓保護(hù)電壓控制，當(dāng)輸出負(fù)載減小時，VCC的電壓上升到過壓點，反激式開關(guān)電源集成電路4內(nèi)部會將SW關(guān)斷，這時功率管13001不會導(dǎo)通，直到VCC電壓放電到過壓點以下，SW才會開啟，這樣反激式開關(guān)電源集成電路4就會進(jìn)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(guān)電源集成電路4包括振蕩器6、小占空比產(chǎn)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(chǎn)生電路7相連接，振蕩器6與小占空比產(chǎn)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(guān)電源集成電路的啟動電路，控制反激式開關(guān)電源集成電路的啟動與關(guān)斷，保護(hù)電路10與輸出驅(qū)動管M0連接，消隱電路9也控制輸出驅(qū)動管M0，二極管D8直接連接FB引腳和VCC引腳，與反激式開關(guān)電源集成電路外圍的電容(即附圖3中的C6)構(gòu)成整流濾波電路。
當(dāng)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(chǎn)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(dāng)超過VCC電壓時，二極管D8導(dǎo)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(dāng)上升到鉗位電路的鉗位電壓點時，反激式開關(guān)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(guān)電源集成電路4的工作頻率低于20KHz；當(dāng)反激式開關(guān)電源集成電路4的輸出負(fù)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(dāng)電壓下降到反激式開關(guān)電源集成電路的欠壓點時，反激式開關(guān)電源集成電路將會全部關(guān)斷，等待重啟，這時系統(tǒng)進(jìn)入打嗝模式。如果反激式開關(guān)電源集成電路的工作溫度過高時，反激式開關(guān)電源集成電路的過溫保護(hù)會將輸出SW關(guān)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(guān)電源集成電路關(guān)斷，等待重啟，反激式開關(guān)電源集成電路也會進(jìn)入打嗝模式。
所述的UVLO電路如附圖5所示，包括基準(zhǔn)電路①，內(nèi)部供電電源產(chǎn)生電路②，啟動電路③和④。
所述的基準(zhǔn)電路①如附圖6所示，由啟動電路1-1，主體電路1-2，負(fù)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N10組成，主體電路1-2由三極管(Q2、Q3、R9、R10、R11、R12)組成，負(fù)反饋放大器1-3由差分對管(P76、P77)、負(fù)載管(N37、N38)、二級放大(P78、N39)和電流源組成?；鶞?zhǔn)電路是一個生成與溫度無關(guān)的電壓的電路，由一個正溫度系數(shù)電壓和一個負(fù)溫度系數(shù)電壓相加產(chǎn)生，負(fù)溫度系數(shù)為三極管Q2電壓VBE，正溫度系數(shù)為Q2和Q3二個三極管的壓差和電阻分壓系數(shù)的乘積，基值大小約為1.25V。
所述內(nèi)部供電電源產(chǎn)生電路②為反激式開關(guān)電源集成電路內(nèi)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(qū)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、N11、N12為輸出驅(qū)動管。原理是將上述基準(zhǔn)電路所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓通過一個接成負(fù)反饋的放大器放大后得到內(nèi)部供電電壓，其值為

Vref電壓為基準(zhǔn)電壓1.25V，內(nèi)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(guān)(N40、N41)組成，其遲滯寬度的大小、啟動電壓的大小、關(guān)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(diào)整分壓電阻來對這些電壓點進(jìn)行調(diào)節(jié)。
所述的保護(hù)電路如附圖5、附圖8和附圖9所示，由過溫保護(hù)電路，過壓保護(hù)電路⑤和鉗位電路⑥組成，過壓保護(hù)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(zhǔn)電壓和采樣電阻③的分壓；過溫保護(hù)電路由基準(zhǔn)電壓和負(fù)溫度系數(shù)的電壓相比較，如附圖9所示，I42即為過溫保護(hù)比較電路，當(dāng)芯片的溫度過高時，比較器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器工作，芯片全部關(guān)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(zhuǎn)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(dǎo)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I放電，當(dāng)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(fù)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充電，當(dāng)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(dāng)遲滯比較器⑧初始為低時一樣。振蕩頻率為

其值約為40kHz，占空比為

其值約為12％。
所述的小占空比產(chǎn)生電路如附圖11所示，由延時電路10-1產(chǎn)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(guān)電路10-2組成，I11、I17、I21、I22組成的觸發(fā)器⑨，N71、N72、P26、P27組成選擇開關(guān)電路10-2。當(dāng)外圍電路的負(fù)載電流很小時，芯片內(nèi)部處于間斷工作模式，工作頻率會低到20KHz以下，這時會出現(xiàn)消叫，為了解決這一現(xiàn)象，有二種占空比可供選擇，當(dāng)負(fù)載電流減小時，輸出電壓會增加，當(dāng)電源電壓增加到鉗位電壓時，反激式開關(guān)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(guān)電源集成電路最后輸出管的面積很大，所以它的前級驅(qū)動輸出要比較大的反向器。當(dāng)這個反向器處于轉(zhuǎn)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(quán)利要求1.萬能充充電器的供電裝置，包括依次連接的整流濾波電路、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器和啟動電路分別與反激式開關(guān)電源集成電路相連接，所述整流濾波電路、轉(zhuǎn)換器和啟動電路分別與反激式開關(guān)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(gòu)成，所述轉(zhuǎn)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(lián)構(gòu)成，反激式開關(guān)電源集成電路的FB腳與轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)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(guān)電源集成電路包括振蕩器、小占空比產(chǎn)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(chǎn)生電路相連接，振蕩器與小占空比產(chǎn)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，UVLO欠壓鎖定是整個反激式開關(guān)電源集成電路的啟動電路，控制反激式開關(guān)電源集成電路的啟動與關(guān)斷。
3.根據(jù)權(quán)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UVLO電路包括基準(zhǔn)電路(①)，內(nèi)部供電電源產(chǎn)生電路(②)，啟動電路(③)和(④)，所述的基準(zhǔn)電路(①)，由啟動電路(1-1)，主體電路(1-2)，負(fù)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N10組成，主體電路(1-2)由三極管(Q2、Q3、R9、R10、R11、R12)組成，負(fù)反饋放大器(1-3)由差分對管(P76、P77)、負(fù)載管(N37、N38)、二級放大(P78、N39)和電流源組成。
專利摘要本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器和啟動電路分別與反激式開關(guān)電源集成電路相連接，由于采用了反激式開關(guān)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H02J7/00GK201562981SQ20092011962
公開日2010年8月25日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者田劍彪 申請人:田劍彪