專利名稱：超寬輸入范圍開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源，尤其涉及超寬輸入范圍開關(guān)電源降壓變換電路。
背景技術(shù)：
根據(jù)電力部門的要求，電表電源的輸入電壓范圍應(yīng)當(dāng)為額定電壓的正負(fù)1.9倍， 約為65-460伏的交流電壓，此類型的電源稱為超寬輸入范圍的開關(guān)電源。在超寬輸入范圍 開關(guān)電源的降壓(BUCK)變換電路中，根據(jù)輸出功率選擇BUCK電容時(shí)，電容的額定電壓值是 非超寬輸入的BUCK電容的兩倍，比如，設(shè)計(jì)一個(gè)20W非超寬輸入范圍的開關(guān)電源只需要一 個(gè)47UF/400V電容，而設(shè)計(jì)一個(gè)20W超寬輸入范圍的開關(guān)電源則需要兩個(gè)100UF/400V的電 容。因此在超寬輸入范圍開關(guān)電源的BUCK電路中，為了滿足超寬輸入范圍和耐壓的 要求必需使用兩個(gè)100UF/400V的電容串起來構(gòu)成BUCK電容，這樣就會使得總?cè)萘拷档土?一半，此外，還會增加電容所占的體積以及電容成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種超寬輸入范圍開關(guān)電源以及對交流電壓降壓變 換的方法，以滿足超寬輸入范圍和耐壓的要求，并減少電容所占的體積以及電容成本。本實(shí)用新型提供一種超寬輸入范圍開關(guān)電源，包括交流到直流變換電路、降壓變 換電路、直流到直流降壓電路以及PWM控制電路，降壓變換電路包括第一電容，與交流到直 流變換電路連接；第二電容，與第一電容串聯(lián)；控制電路，與第一電容以及第二電容連接， 用于在交流到直流變換電路輸入高壓時(shí)，控制第一電容與第二電容串聯(lián)工作，在輸入低壓 時(shí)，控制只有第一電容工作。優(yōu)選的，上述控制電路包括開關(guān)管Q3、穩(wěn)壓器Q4以及電阻R3，其中開關(guān)管Q3的漏 極及源極分別與第二電容的兩端連接，柵極與穩(wěn)壓器Q4的第二端連接；穩(wěn)壓器Q4的第三端 接地，第一端通過電阻R3與開關(guān)管Q3的漏極連接。優(yōu)選的，上述控制電路還包括第三電容C6、電阻R15以及取樣電阻R24，其中第三 電容C6以及電阻R15的兩端分別與穩(wěn)壓器Q4的第二端以及第三端連接，取樣電阻R24的 兩端分別與穩(wěn)壓器Q4的第三端以及第一端連接。優(yōu)選的，上述控制電路還包括電阻R17和R18，其中所述R17與R18組成的串聯(lián)電
路與所述第一電容并聯(lián)。優(yōu)選的，上述控制電路還包括電阻R19和R20，其中R19與R20組成的串聯(lián)電路與 所述第二電容并聯(lián)，并與所述R17與R18組成的串聯(lián)電路串聯(lián)。優(yōu)選的，上述控制電路還包括電阻Rl2和R25，其中所述Rl2與R25組成的串聯(lián)電 路與所述第三電容C6串聯(lián)之后，再與所述第一電容以及第二電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。優(yōu)選的，上述控制電路還包括取樣電阻R27、R28、R29和第四電容ClO，其中第四電 容ClO與取樣電阻R24并聯(lián)，并且取樣電阻R27、R28、R29和第四電容ClO組成串聯(lián)電路之后，再與所述第一電容以及第二電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超寬輸入范圍開關(guān)電源，可滿足超寬輸入范圍和耐壓的 要求，減少電容所占的體積以及電容成本。

圖1所示為本實(shí)用新型超寬輸入范圍開關(guān)電源一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為圖1所示的降壓變換電路的電路圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以 使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本 實(shí)用新型的限定。圖1所示為本實(shí)用新型超寬輸入范圍開關(guān)電源一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。超寬輸入范圍開關(guān)電源10包括交流到直流變換電路101、降壓變換電路102、直流 到直流降壓電路103以及PWM控制電路104。其中，降壓變換電路102與交流到直流變換電 路101連接，直流到直流降壓電路103與降壓變換電路102連接，PWM控制電路104與直流 到直流降壓電路103連接。交流到直流變換電路101用于把交流電壓變成直流電壓。PWM控制電路104用于 控制降壓變換電路102和直流到直流降壓電路103將交流到直流變換電路101所輸出的直 流電壓進(jìn)行降壓后輸出。圖2所示為圖1所示的降壓變換電路的電路圖。降壓變換電路的電路包括第一電容C8、第二電容C7和控制電路。第一電容C8與交流到直流變換電路101連接。第二電容C7與第一電容C8串聯(lián)。 控制電路與第一電容C8以及第二電容C7連接，用于在交流到直流變換電路101輸入高壓 時(shí)，控制第一電容C8與第二電容C7串聯(lián)工作，在輸入低壓時(shí)，控制只有所述第一電容C8工 作。控制電路的具體電路結(jié)構(gòu)如下，控制電路包括開關(guān)管Q3、穩(wěn)壓器Q4以及電阻R3， 其中開關(guān)管Q3的漏極及源極分別與第二電容C7的兩端連接，柵極與穩(wěn)壓器Q4的第二端連 接；穩(wěn)壓器Q4的第三端接地，第一端通過電阻R3與開關(guān)管Q3的漏極連接。本實(shí)施例中，開 關(guān)管Q3可以是三極管也可以使繼電器等具有開關(guān)作用的電子元器件。此外，控制電路還包括第三電容C6、電阻R15以及取樣電阻R24，其中第三電容C6 以及電阻R15的兩端分別與穩(wěn)壓器Q4的第二端以及第三端連接，取樣電阻R24的兩端分別 與穩(wěn)壓器Q4的第三端以及第一端連接?？刂齐娐愤€包括電阻R12、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R25、取樣 R27、取樣R28、取樣R29和第四電容C10。電阻R17與R18組成的串聯(lián)電路與第一電容C8并聯(lián)。電阻R19與R20組成的串 聯(lián)電路與第二電容C7并聯(lián)，并與電阻R17與R18組成的串聯(lián)電路串聯(lián)。電阻R12與R25組 成的串聯(lián)電路與第三電容C6串聯(lián)之后，再與第一電容C8以及第二電容C7組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。第四電容ClO與取樣電阻R24并聯(lián)，并且取樣電阻R27、R28、R29和第四電容ClO組 成串聯(lián)電路之后，再與第一電容C8以及第二電容C7組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。本實(shí)用新型實(shí)施例中控制電路的工作原理如下穩(wěn)壓器Q4為精密穩(wěn)壓器TL432，用來檢測交流到直流變換電路101所輸入的輸入 電壓，當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓器Q4導(dǎo)通，此時(shí)開關(guān)管Q3的柵極電壓低于1.5V，因此 開關(guān)管Q3的漏極為斷開狀態(tài)，從而控制第二電容C7和第一電容C8串聯(lián)工作；反之，當(dāng)輸入 電壓低于設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓器Q4截止，開關(guān)管Q3導(dǎo)通，將第二電容C7短路，從而使只有第一 電容C8工作，將電容量增加一倍以滿足低壓時(shí)的功率要求。在本實(shí)施例中，設(shè)定值不能為低壓的上限和高壓的下限，因此將該預(yù)定值設(shè)定為 140V，低于140V時(shí)只有第一電容C8工作，高于140V時(shí)第一電容C8和第二電容C7都工作。 進(jìn)一步的，本實(shí)用新型為了防止電壓在設(shè)定值附近造成振蕩，增加了負(fù)反饋電阻R3，調(diào)節(jié)電 阻R3的阻值，可改變電路翻轉(zhuǎn)的回差。此外，開關(guān)管Q3在導(dǎo)通瞬間，由于第二電容C7中有100HZ的紋波電流，所以開關(guān) 管Q3的導(dǎo)通電流不需選擇太大，在本實(shí)用新型實(shí)施例中選用5A/500V MOSFET0本實(shí)用新型提供的上述超寬輸入范圍開關(guān)電源，在有限空間內(nèi)完成了超寬范圍的 電壓輸入，以及超低工作溫度的開關(guān)電源設(shè)計(jì)。當(dāng)需要20W輸出的開關(guān)電源時(shí)，使用本實(shí)用 新型提供的上述超寬輸入范圍開關(guān)電源，可實(shí)現(xiàn)輸入范圍是65-460伏的交流電壓，此時(shí)的 工作溫度為-25V -60°C，印刷電路板的尺寸為100*50mm ；如果現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，則BUCK電容 必需用2個(gè)100UF/400V的電容進(jìn)行串聯(lián)才能滿足低壓低溫的要求，此時(shí)由于100UF/400V 的電容體積太大，無法完成在設(shè)置在100*50mm的印刷電路板上。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的超寬輸入范圍開關(guān)電源，可滿足超寬輸入范圍和耐壓的 要求，減少電容所占的體積以及電容成本。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍， 凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn) 用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種超寬輸入范圍開關(guān)電源，包括交流到直流變換電路、降壓變換電路、直流到直流降壓電路以及PWM控制電路，其特征在于，所述降壓變換電路包括第一電容，與所述交流到直流變換電路連接；第二電容，與所述第一電容串聯(lián)；控制電路，與所述第一電容以及第二電容連接，在交流到直流變換電路輸入高壓時(shí)，控制所述第一電容與第二電容串聯(lián)工作，在輸入低壓時(shí)，控制只有所述第一電容工作。
2.如權(quán)利要求1所述的超寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于，所述控制電路包括開關(guān) 管Q3、穩(wěn)壓器Q4以及電阻R3，其中開關(guān)管Q3的漏極及源極分別與第二電容的兩端連接，柵 極與穩(wěn)壓器Q4的第二端連接；穩(wěn)壓器Q4的第三端接地，第一端通過電阻R3與開關(guān)管Q3的 漏極連接。
3.如權(quán)利要求2所述的超寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于，所述控制電路還包括第 三電容C6、電阻R15以及取樣電阻R24，第三電容C6以及電阻R15的兩端分別與穩(wěn)壓器Q4 的第二端以及第三端連接，取樣電阻R24的兩端分別與穩(wěn)壓器Q4的第三端以及第一端連接。
4.如權(quán)利要求3所述的超寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于，所述控制電路還包括電 阻R17和R18，其中所述R17與R18組成的串聯(lián)電路與所述第一電容并聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的超寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于，所述控制電路還包括電 阻R19和R20，其中電阻R19與R20組成的串聯(lián)電路與所述第二電容并聯(lián)，并與所述電阻R17 與R18組成的串聯(lián)電路串聯(lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的超寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于，所述控制電路還包括電 阻R12和R25，其中所述電阻R12與R25組成的串聯(lián)電路與所述第三電容C6串聯(lián)之后，再與 所述第一電容以及第二電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)。
7.如權(quán)利要求6所述的超寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于，所述控制電路還包括取 樣電阻R27、R28、R29和第四電容C10，其中第四電容ClO與取樣電阻R24并聯(lián)，并且取樣電 阻R27、R28、R29和第四電容ClO組成串聯(lián)電路之后，再與所述第一電容以及第二電容組成 的串聯(lián)電路并聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超寬輸入范圍開關(guān)電源，包括交流到直流變換電路、降壓變換電路、及PWM控制電路。降壓變換電路包括第一電容，與交流到直流變換電路連接；第二電容，與第一電容串聯(lián)；控制電路，與第一電容以及第二電容連接，用于在交流到直流變換電路輸入高壓時(shí)，控制第一電容與第二電容串聯(lián)工作，在輸入低壓時(shí)，控制只有第一電容工作。上述超寬輸入范圍開關(guān)電源，可滿足超寬輸入范圍和耐壓的要求，減少電容所占的體積以及電容成本。
文檔編號H02M7/12GK201639499SQ20092026195
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者楊祖林 申請人:深圳市航嘉馳源電氣股份有限公司