一種開關電源電路及電子設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于電子電路領域，提供了一種開關電源電路及電子設備。本實用新型通過采用包括初級整流濾波模塊、開關驅動模塊、尖峰吸收模塊、變壓器、次級整流濾波模塊、電壓反饋模塊、穩(wěn)壓模塊以及過流保護模塊的開關電源電路，其不需要采用集成開關芯片，電路結構簡單，且成本低；由開關驅動模塊根據(jù)電壓反饋模塊所輸出的反饋電壓和穩(wěn)壓模塊的穩(wěn)壓控制實現(xiàn)相應的開關動作，以對變壓器的次級輸出電壓實現(xiàn)動態(tài)控制，并且在開關驅動模塊的工作電流過大時，由過流保護模塊對開關驅動模塊進行電流控制，以對開關驅動模塊實現(xiàn)過流保護。
【專利說明】-種開關電源電路及電子設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電子電路領域，尤其涉及一種開關電源電路及電子設備。

【背景技術】
[0002] 開關電源以其體積小和效率高的優(yōu)點，在各種電子設備中得到越來越廣泛的使 用。目前，常用的開關電源電路內(nèi)部采用集成開關芯片、變壓器，輸入回路、輸出回路及濾波 回路，其成本相對較高。在對負載穩(wěn)定性要求高的應用場合，在開關電源電路中采用上述的 集成開關芯片是必要的，但在某些對電壓穩(wěn)定性要求不高的應用場合，由于對電壓的穩(wěn)壓 精度要求不高，如果依然在開關電源電路中保持采用上述的集成開關芯片，則電路結構就 會顯得相對復雜，且會使電路成本增加。因此，現(xiàn)有技術在對電壓穩(wěn)定性要求不高的應用場 合中存在電路結構復雜且成本高的問題。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種開關電源電路，旨在解決現(xiàn)有技術在對電壓穩(wěn)定 性要求不高的應用場合中所存在的電路結構復雜且成本高的問題。
[0004] 本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種開關電源電路，其包括：
[0005] 初級整流濾波模塊、開關驅動模塊、尖峰吸收模塊、變壓器、次級整流濾波模塊、電 壓反饋模塊、穩(wěn)壓模塊以及過流保護模塊；
[0006] 所述初級整流濾波模塊的輸入端連接交流電源的火線，所述初級整流濾波模塊的 輸出端、所述開關驅動模塊的導通電壓端及所述尖峰吸收模塊的輸出端均連接所述變壓器 的初級線圈的第一端，所述開關驅動模塊的輸入端與所述尖峰吸收模塊的輸入端共接于所 述變壓器的初級線圈的第二端，所述變壓器的次級線圈的第一端連接所述次級整流濾波模 塊的輸入端，所述次級整流濾波模塊的輸出端連接負載的輸入端，所述次級整流濾波模塊 的回路端與所述負載的輸出端共接于所述變壓器的次級線圈的第二端，所述電壓反饋模塊 的輸入端與所述穩(wěn)壓模塊的整流輸出端共接于所述變壓器的輔助線圈的第一端，所述過流 保護模塊的過流檢測端連接所述開關驅動模塊的輸出端，所述電壓反饋模塊的輸出端、所 述穩(wěn)壓模塊的穩(wěn)壓控制端及所述過流保護模塊的輸入端共接于所述開關驅動模塊的受控 端，所述初級整流濾波模塊的回路端、所述穩(wěn)壓模塊的輸入端、所述過流保護模塊的輸出端 以及所述變壓器的輔助線圈的第二端共接于所述交流電源的零線。
[0007] 本實用新型的另一目的還在于提供一種包括上述開關電源電路的電子設備。
[0008] 本實用新型通過采用包括初級整流濾波模塊、開關驅動模塊、尖峰吸收模塊、變壓 器、次級整流濾波模塊、電壓反饋模塊、穩(wěn)壓模塊以及過流保護模塊的開關電源電路，其不 需要采用集成開關芯片，電路結構簡單，且成本低；由開關驅動模塊根據(jù)電壓反饋模塊所輸 出的反饋電壓和穩(wěn)壓模塊的穩(wěn)壓控制實現(xiàn)相應的開關動作，以對變壓器的次級輸出電壓實 現(xiàn)動態(tài)控制，并且在開關驅動模塊的工作電流過大時，由過流保護模塊對開關驅動模塊進 行電流控制，以對開關驅動模塊實現(xiàn)過流保護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是本實用新型實施例提供的開關電源電路的模塊結構圖；
[0010] 圖2是本實用新型實施例提供的開關電源電路的示例電路結構圖。

【具體實施方式】
[0011] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0012] 圖1示出了本實用新型實施例提供的開關電源電路的模塊結構，為了便于說明， 僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下：
[0013] 本實用新型實施例提供的開關電源電路包括初級整流濾波模塊100、開關驅動模 塊200、尖峰吸收模塊300、變壓器T1、次級整流濾波模塊400、電壓反饋模塊500、穩(wěn)壓模塊 600以及過流保護模塊700。
[0014] 初級整流濾波模塊100的輸入端連接交流電源AC的火線L，初級整流濾波模塊 100的輸出端、開關驅動模塊200的導通電壓端及尖峰吸收模塊300的輸出端均連接變壓器 T1的初級線圈L1的第一端，開關驅動模塊200的輸入端與尖峰吸收模塊300的輸入端共接 于變壓器T1的初級線圈L1的第二端，變壓器T1的次級線圈L2的第一端連接次級整流濾 波模塊400的輸入端，次級整流濾波模塊400的輸出端連接負載800的輸入端，次級整流濾 波模塊400的回路端與負載800的輸出端共接于變壓器T1的次級線圈L2的第二端，電壓 反饋模塊500的輸入端與穩(wěn)壓模塊600的整流輸出端共接于變壓器T1的輔助線圈L3的第 一端，過流保護模塊700的過流檢測端連接開關驅動模塊200的輸出端，電壓反饋模塊500 的輸出端、穩(wěn)壓模塊600的穩(wěn)壓控制端及過流保護模塊700的輸入端共接于開關驅動模塊 200的受控端，初級整流濾波模塊100的回路端、穩(wěn)壓模塊600的輸入端、過流保護模塊700 的輸出端以及變壓器T1的輔助線圈L3的第二端共接于交流電源AC的零線N。
[0015] 另外，上述開關電源電路還包括一熔斷器F1，熔斷器F1的第一端連接交流電源AC 的零線N，熔斷器F1的第二端與初級整流濾波模塊100的回路端、穩(wěn)壓模塊600的輸入端、 過流保護模塊700的輸出端以及變壓器T1的輔助線圈L3的第二端相連接。熔斷器FI用 于對整個開關電源電路實現(xiàn)過流保護。
[0016] 圖2示出了本實用新型實施例提供的開關電源電路的示例電路結構，為了便于說 明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下：
[0017] 初級整流濾波模塊100包括第一二極管D1和第一電容C1，第一二極管D1的陽極 為初級整流濾波模塊100的輸入端，第一二極管D1的陰極與第一電容C1的第一端的共接 點為初級整流濾波模塊100的輸出端，第一電容C1的第二端為初級整流濾波模塊100的回 路端。其中，第一二極管D1和第一電容C1構成整流濾波電路對交流電源AC輸出的交流電 進行整流濾波處理后輸出直流電。
[0018] 開關驅動模塊200包括第一電阻R1和第一 NPN型三極管Q1，第一電阻R1的第一 端為開關驅動模塊200的導通電壓端，第一電阻R1的第二端與第一 NPN型三極管Q1的基 極的共接點為開關驅動模塊200的受控端，第一 NPN型三極管Q1的集電極和發(fā)射極分別為 開關驅動模塊200的輸入端和輸出端。其中，第一 NPN型三極管Q1的導通或關斷可控制變 壓器T1的次級輸出電壓。
[0019] 尖峰吸收模塊300包括：
[0020] 第二二極管D2、第二電容C2及第二電阻R2 ;
[0021] 第二二極管D2的陽極為尖峰吸收模塊300的輸入端，第二電容C2的第一端與第 二電阻R2的第一端共接于第二二極管D2的陰極，第二電容C2的第二端與第二電阻R2的 第二端的共接點為尖峰吸收模塊300的輸出端。其中，第二二極管D2、第二電容C2及第二 電阻R2構成尖峰電壓吸收電路，其用于對第一 NPN型三極管Q1在進行開關動作的過程中 所產(chǎn)生的電壓尖峰進行吸收。
[0022] 次級整流濾波模塊400包括第三二極管D3和第三電容C3,第三二極管D3的陽極 為次級整流濾波模塊400的輸入端，第三二極管D3的陰極與第三電容C3的第一端的共接 點為次級整流濾波模塊400的輸出端，第三電容C3的第二端為次級整流濾波模塊400的回 路端。其中，第三二極管D3和第三電容C3構成整流濾波電路對變壓器T1的次級線圈L2 所輸出的直流電進行整流濾波處理后為負載供電。
[0023] 電壓反饋模塊500包括第三電阻R3和第四電容C4,第四電容C4的第一端為電壓 反饋模塊500的輸入端，第四電容C4的第二端連接第三電阻R3的第一端，第三電阻R3的 第二端為電壓反饋模塊500的輸出端。其中，第三電阻R3和第四電容C4構成反饋電路將 變壓器T1的輔助線圈L3的第一端的電壓反饋至第一 NPN型三極管Q1。
[0024] 穩(wěn)壓模塊600包括：
[0025] 第五電容C5、第四二極管D4及穩(wěn)壓二極管ZD ;
[0026] 第五電容C5的正極為穩(wěn)壓模塊600的輸入端，第四二極管D4的陽極與穩(wěn)壓二極 管ZD的陽極共接于第五電容C5的負極，第四二極管D4的陰極和穩(wěn)壓二極管ZD的陰極分 別為穩(wěn)壓模塊600的整流輸出端和穩(wěn)壓控制端。其中，第四二極管D4對經(jīng)過第五電容C5 的半波交流電進行整流處理，穩(wěn)壓二極管ZD在第五電容C5的負極的電壓降低至穩(wěn)壓二極 管ZD的穩(wěn)壓值（如9V+0. 5?0. 7V)時，穩(wěn)壓二極管ZD導通，進而使第一 NPN型三極管Q1 的基極短路至地。
[0027] 過流保護模塊700包括：
[0028] 第四電阻R4、第五二極管D5及第二NPN型三極管Q2 ;
[0029] 第四電阻R4的第一端與第五二極管D5的陽極的共接點為過流保護模塊700的過 流檢測端，第五二極管D5的陰極連接第二NPN型三極管Q2的柵極，第二NPN型三極管Q2 的集電極為過流保護模塊700的輸入端，第二NPN型三極管Q2的發(fā)射極與第四電阻R4的 第二端的共接點為過流保護模塊700的輸出端。
[0030] 以下結合工作原理對圖2所示的開關電源電路作進一步說明：
[0031] 交流電源AC輸出交流電（如220V交流電）經(jīng)過第一二極管D1整流和第一電容 C1濾波后得到直流電（如300V直流電）加載在變壓器T1的初級線圈L1的第一端，同時， 該直流電經(jīng)過第一電阻R1加載在第一 NPN型三極管Q1的基極，從而使第一 NPN型三極管 Q1微導通，此時變壓器T1的初級線圈L1開始有電流通過，且變壓器T1的輔助線圈L3的第 一端會相應地形成正電壓，該正電壓經(jīng)過第四電容C4和第三電阻R3反饋至第一 NPN型三 極管Q1的基極，則第一 NPN型三極管Q1會進一步導通，乃至進入飽和導通狀態(tài)；在此過程 中，變壓器T1的次級線圈L2的輸出電壓也會隨之升高，則變壓器T1的輔助線圈L3上所產(chǎn) 生的電壓也隨之升高，所以第四二極管D4無法導通，進而使第五電容C5的負極上的電壓逐 漸降低，當該電壓降低至穩(wěn)壓二極管ZD的穩(wěn)壓值（如9V)時，穩(wěn)壓二極管ZD會導通，從而 將第一 ΝΡΝ型三極管Q1的基極短路至地，以關斷第一 ΝΡΝ型三極管Q1，則變壓器Τ1的輸出 電壓就會隨之降低。從上述內(nèi)容可知，穩(wěn)壓二極管ZD的穩(wěn)壓值決定了開關電源電路的輸出 電壓，所以，在實際應用過程中，如果需要改變輸出電壓，只要更換具有相應穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓 二極管ZD即可，穩(wěn)壓值越小，開關電源電路的輸出電壓越低，反之，則開關電源電路的輸出 電壓越高。
[0032] 通過上述對第一 ΝΡΝ型三極管Q1的通斷控制，則可以達到動態(tài)控制輸出電壓的目 的，實現(xiàn)開關電源電路的作用，且輸出允許開路或短路。
[0033] 另外，在上述工作過程中，當?shù)谝?ΝΡΝ型三極管Q1的導通電流過大時，第四電阻R4 上會產(chǎn)生一電壓，該電壓通過第五二極管D5驅動第二ΝΡΝ型三極管Q2導通，進而使第一 ΝΡΝ型三極管Q1的基極電壓下降，則第一 ΝΡΝ型三極管Q1的導通電流就會相應減小，從而 達到對第一 ΝΡΝ型三極管Q1實現(xiàn)過流保護的目的。
[0034] 基于上述開關電源電路，本實用新型實施例還提供了 一種包括上述開關電源電路 的電子設備。
[0035] 本實用新型實施例通過采用包括初級整流濾波模塊100、開關驅動模塊200、尖峰 吸收模塊300、變壓器Τ1、次級整流濾波模塊400、電壓反饋模塊500、穩(wěn)壓模塊600以及過 流保護模塊700的開關電源電路，其不需要采用集成開關芯片，電路結構簡單，且成本低； 由開關驅動模塊200根據(jù)電壓反饋模塊500所輸出的反饋電壓和穩(wěn)壓模塊600的穩(wěn)壓控制 實現(xiàn)相應的開關動作，以對變壓器Τ1的次級輸出電壓實現(xiàn)動態(tài)控制，并且在開關驅動模塊 200的工作電流過大時，由過流保護模塊700對開關驅動模塊200進行電流控制，以對開關 驅動模塊200實現(xiàn)過流保護。
[0036] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種開關電源電路，其特征在于，所述開關電源電路包括： 初級整流濾波模塊、開關驅動模塊、尖峰吸收模塊、變壓器、次級整流濾波模塊、電壓反 饋模塊、穩(wěn)壓模塊以及過流保護模塊； 所述初級整流濾波模塊的輸入端連接交流電源的火線，所述初級整流濾波模塊的輸出 端、所述開關驅動模塊的導通電壓端及所述尖峰吸收模塊的輸出端均連接所述變壓器的初 級線圈的第一端，所述開關驅動模塊的輸入端與所述尖峰吸收模塊的輸入端共接于所述變 壓器的初級線圈的第二端，所述變壓器的次級線圈的第一端連接所述次級整流濾波模塊的 輸入端，所述次級整流濾波模塊的輸出端連接負載的輸入端，所述次級整流濾波模塊的回 路端與所述負載的輸出端共接于所述變壓器的次級線圈的第二端，所述電壓反饋模塊的輸 入端與所述穩(wěn)壓模塊的整流輸出端共接于所述變壓器的輔助線圈的第一端，所述過流保護 模塊的過流檢測端連接所述開關驅動模塊的輸出端，所述電壓反饋模塊的輸出端、所述穩(wěn) 壓模塊的穩(wěn)壓控制端及所述過流保護模塊的輸入端共接于所述開關驅動模塊的受控端，所 述初級整流濾波模塊的回路端、所述穩(wěn)壓模塊的輸入端、所述過流保護模塊的輸出端以及 所述變壓器的輔助線圈的第二端共接于所述交流電源的零線。
2. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述開關電源電路還包括熔斷器， 所述熔斷器的第一端連接所述交流電源的零線，所述熔斷器的第二端與所述初級整流濾波 模塊的回路端、所述穩(wěn)壓模塊的輸入端、所述過流保護模塊的輸出端以及所述變壓器的輔 助線圈的第二端相連接。
3. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述初級整流濾波模塊包括第 一二極管和第一電容，所述第一二極管的陽極為所述初級整流濾波模塊的輸入端，所述第 一二極管的陰極與所述第一電容的第一端的共接點為所述初級整流濾波模塊的輸出端，所 述第一電容的第二端為所述初級整流濾波模塊的回路端。
4. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述開關驅動模塊包括第一電阻 和第一 NPN型三極管，所述第一電阻的第一端為所述開關驅動模塊的導通電壓端，所述第 一電阻的第二端與所述第一 NPN型三極管的基極的共接點為所述開關驅動模塊的受控端， 所述第一 NPN型三極管的集電極和發(fā)射極分別為所述開關驅動模塊的輸入端和輸出端。
5. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述尖峰吸收模塊包括： 第二二極管、第二電容及第二電阻； 所述第二二極管的陽極為所述尖峰吸收模塊的輸入端，所述第二電容的第一端與所述 第二電阻的第一端共接于所述第二二極管的陰極，所述第二電容的第二端與所述第二電阻 的第二端的共接點為所述尖峰吸收模塊的輸出端。
6. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述次級整流濾波模塊包括第 三二極管和第三電容，所述第三二極管的陽極為所述次級整流濾波模塊的輸入端，所述第 三二極管的陰極與所述第三電容的第一端的共接點為所述次級整流濾波模塊的輸出端，所 述第三電容的第二端為所述次級整流濾波模塊的回路端。
7. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述電壓反饋模塊包括第三電阻 和第四電容，所述第四電容的第一端為所述電壓反饋模塊的輸入端，所述第四電容的第二 端連接所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端為所述電壓反饋模塊的輸出端。
8. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓模塊包括： 第五電容、第四二極管及穩(wěn)壓二極管； 所述第五電容的正極為所述穩(wěn)壓模塊的輸入端，所述第四二極管的陽極與所述穩(wěn)壓二 極管的陽極共接于所述第五電容的負極，所述第四二極管的陰極和所述穩(wěn)壓二極管的陰極 分別為所述穩(wěn)壓模塊的整流輸出端和穩(wěn)壓控制端。
9. 如權利要求1所述的開關電源電路，其特征在于，所述過流保護模塊包括： 第四電阻、第五二極管及第二NPN型三極管； 所述第四電阻的第一端與所述第五二極管的陽極的共接點為所述過流保護模塊的過 流檢測端，所述第五二極管的陰極連接所述第二NPN型三極管的柵極，所述第二NPN型三極 管的集電極為所述過流保護模塊的輸入端，所述第二NPN型三極管的發(fā)射極與所述第四電 阻的第二端的共接點為所述過流保護模塊的輸出端。
10. -種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括如權利要求1-9任一項所述的開關 電源電路。
【文檔編號】H02M1/32GK203911761SQ201420275479
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】張保強 申請人:美的集團股份有限公司