大功率開關電源電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大功率開關電源電路，包括交流輸入端、前級共模濾波器、第一整流濾波電路、變壓器、后級整流電路、后級共模濾波器、電壓反饋電路及PWM控制芯片，電壓反饋電路包括光電耦合器、基準穩(wěn)壓源及連接至所述后級共模濾波器的電壓取樣電路；PWM控制芯片包括GND引腳、VDD引腳、COM引腳、CS引腳及DRV引腳，其中，GND引腳接地，VDD引腳通過啟動電路連接至第一整流濾波電路的輸出端，且該VDD引腳與第二整流濾波電路連接，COM引腳與所述光電耦合器的光敏三極管的集電極連接，光敏三極管的發(fā)射極接地，CS引腳通過取樣電阻接地，DRV引腳與MOS管的柵極連接。本實用新型具有功耗低，啟動電流小，輸出電壓穩(wěn)定、噪聲小等特點。
【專利說明】
大功率開關電源電路

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及開關電源，尤其涉及一種大功率開關電源電路。

【背景技術】
[0002]開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關電源技術也在不斷地創(chuàng)新。目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。然而，目前的大功率開關電源，其待機功耗高，轉換效率低，音頻噪聲大，輸出電壓不穩(wěn)定等。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足而提供一種大功率開關電源電路，其功耗低，轉換效率高，噪聲小，輸出電壓穩(wěn)定。
[0004]本實用新型解決現有技術問題所采用的技術方案是:一種大功率開關電源電路，包括:
[0005]交流輸入端，用以輸入交流電壓；
[0006]前級共模濾波器，與所述交流輸入端連接，用以對所述交流電壓進行前級抗干擾濾波處理；
[0007]第一整流濾波電路，與所述前級共模濾波器連接，用以對所述前級共模濾波器輸出的交流電壓進行整流濾波處理形成直流電壓；
[0008]變壓器，包括原邊線圈、副邊線圈及反饋線圈，所述變壓器的原邊線圈一端與所述第一整流濾波電路的輸出端連接，另一端連接至一 MOS管的漏極，所述變壓器的反饋線圈連接至一第二整流濾波電路；
[0009]后級整流電路，與所述變壓器的副邊線圈連接，用以對變壓器輸出的直流電壓進行整流處理；
[0010]后級共模濾波器，與所述后級整流電路連接，用于對所述后級整流電路輸出的直流電壓進行濾波及抗干擾處理并通過直流輸出端輸出穩(wěn)定的直流電壓；
[0011]電壓反饋電路，包括光電耦合器、基準穩(wěn)壓源及連接至所述后級共模濾波器的電壓取樣電路，所述光電耦合器的發(fā)光元件的正極通過一供電電阻連接至所述后級共模濾波器，所述發(fā)光元件的負極與所述基準穩(wěn)壓源的陰極連接，所述基準穩(wěn)壓源的參考極連接至所述電壓取樣電路，所述基準穩(wěn)壓源的陽極接地；
[0012]PWM控制芯片，包括GND引腳、VDD引腳、COM引腳、CS引腳及DRV引腳，其中，所述GND引腳接地，所述VDD引腳通過啟動電路連接至第一整流濾波電路的輸出端，且該VDD引腳與所述第二整流濾波電路連接，所述COM引腳與所述光電耦合器的光敏三極管的集電極連接，所述光敏三極管的發(fā)射極接地，所述CS引腳通過取樣電阻接地，所述DRV引腳與所述MOS管的柵極連接，所述MOS管的源極通過所述取樣電阻接地。
[0013]優(yōu)選地，所述前級共模濾波器包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一共模扼流圈、第二電容、第三電阻、第四電阻，其中，所述第一電阻的一端、第一電容一端、第一共模扼流圈第一腳與所述交流輸入端的L端連接，第二電阻的一端與所述第一電阻另一端連接，第二電阻的另一端、第二電容的另一端及第一共模扼流圈與所述交流輸入端的第二腳連接，所述第三電阻一端、第二電容一端與第一共模扼流圈的第三腳連接，所述第四電阻的一端與所述第三電阻的另一端連接，第四電阻的另一端、第二電容的另一端與第一共模扼流圈的第四腳連接。
[0014]優(yōu)選地，所述啟動電路包括依次串聯連接的第五電阻、第六電阻及第七電阻，所述第五電阻連接至第一整流濾波電路的輸出端，第七電阻連接至所述PWM控制芯片的VDD引腳。
[0015]優(yōu)選地，所述PWM控制芯片還包括OTP引腳，所述OTP引腳通過一熱敏電阻接地。
[0016]優(yōu)選地，所述變壓器的原邊線圈連接有第一尖峰吸收電路，所述第一尖峰吸收電路包括第九電阻、第十電阻、第五電容及第八二極管，所述第九電阻、第十電阻及第五電容的一端連接所述變壓器的原邊線圈的一端，所述第九電阻、第十電阻及第五電容的另一端連接所述第八二極管的陰極，所述第八二極管的陽極連接所述變壓器的原邊線圈的另一端。
[0017]優(yōu)選地，所述后級整流電路包括第六二極管及第七二極管，所述第六二極管及第七二極管的陽極連接至所述變壓器的副邊線圈的一端，所述第六二極管及第七二極管的陰極連接至所述后級共模濾波器。
[0018]優(yōu)選地，所述后級共模濾波器包括π型濾波電路及第二共模扼流圈，所述η型濾波電路輸入端與所述后級整流電路連接，所述第二共模扼流圈的一側與所述η型濾波電路輸出端連接，另一側與所述直流輸出端連接。
[0019]優(yōu)選地，所述后級整流電路上連接有第二尖峰吸收電路，所述第二尖峰吸收電路包括第十一電阻、第十二電阻、第六電容，所述第十一電阻及第十二電阻的一端連接至第七二極管的陽極，所述第十一電阻及第十二電阻的另一端連接至第六電容的一端，所述第六電容的另一端與所述第七二極管的陰極連接。
[0020]優(yōu)選地，所述電壓取樣電路包括依次連接的第十三電阻、第十四電阻及第十五電阻，所述第十三電阻連接至所述η型濾波電路的輸出端，第十五電阻接地，基準穩(wěn)壓源的參考極連接至第十四電阻與第十五電阻的節(jié)點連接。
[0021]優(yōu)選地，所述PWM控制芯片的型號為Μ5576。
[0022]本實用新型的大功率開關電源電路，利用電壓反饋電路從直流輸出端檢測信號反饋至PWM控制芯片，再通過PWM控制芯片控制輸出波形的占空比，達到調節(jié)輸出電壓的目的，具有功耗低，啟動電流小，輸出電壓穩(wěn)定等特點。同時，通過前級共模濾波器及后級共模濾波器進行抗干擾濾波處理，可以消除音頻噪聲等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型實施例的電路原理圖；
[0024]本實用新型目的的實現、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖及具體實施例詳細說明本實用新型的技術方案，以便更清楚、直觀地理解本實用新型的發(fā)明實質。
[0026]參照圖1所示，本實用新型實施例提供了一種大功率開關電源電路，用于各種電子設備的開關電源，該大功率開關電源電路具體包括交流輸入端、前級共模濾波器10、第一整流濾波電路20、變壓器Tl、后級整流電路30、后級共模濾波器、電壓反饋電路及PWM控制芯片U1。
[0027]具體的，交流輸入端一般與市電電源連接，用以輸入交流電壓。前級共模濾波器10與交流輸入端連接，用以對交流電壓進行前級抗干擾濾波處理。第一整流濾波電路20與前級共模濾波器10連接，用以對前級共模濾波器10輸出的交流電壓進行整流濾波處理形成直流電壓。變壓器Tl包括原邊線圈L1、副邊線圈L2及反饋線圈L3，變壓器Tl的原邊線圈LI 一端與第一整流濾波電路20的輸出端連接，另一端連接至一 MOS管Ql的漏極，變壓器Tl的反饋線圈L3連接至一第二整流濾波電路70。
[0028]后級整流電路30與變壓器Tl的副邊線圈L2連接，用以對變壓器Tl輸出的直流電壓進行整流處理。后級共模濾波器與后級整流電路30連接，用于對后級整流電路30輸出的直流電壓進行濾波及抗干擾處理并通過直流輸出端輸出穩(wěn)定的直流電壓。
[0029]電壓反饋電路，包括光電耦合器80、基準穩(wěn)壓源81及連接至后級共模濾波器的電壓取樣電路82，光電耦合器80的發(fā)光元件LED的正極通過一供電電阻R16連接至后級共模濾波器，發(fā)光元件LED的負極與基準穩(wěn)壓源81的陰極連接，基準穩(wěn)壓源81的參考極連接至電壓取樣電路82，基準穩(wěn)壓源82的陽極接地。
[0030]PWM控制芯片Ul包括GND引腳、VDD引腳、COM引腳、CS引腳及DRV引腳，其中，GND引腳接地，VDD引腳通過啟動電路50連接至第一整流濾波電路20的輸出端，且該VDD引腳與第二整流濾波電路20連接，COM引腳與光電耦合器80的光敏三極管Q2的集電極連接，光敏三極管Q2的發(fā)射極接地，CS引腳通過取樣電阻R19接地，DRV引腳與MOS管Ql的柵極連接，MOS管Ql的源極通過取樣電阻R19接地。PWM控制芯片Ul可以采用市面上型號為M5576的芯片。
[0031]交流輸入端輸入的交流電壓通過前級共模濾波器10進行抗干擾濾波處理，再通過第一整流濾波電路20進行整流濾波形成直流電壓。PWM控制芯片Ul的VDD引腳通過啟動電路50提供瞬間工作的電流電壓而啟動，啟動后DRV引腳輸出開關波形控制MOS管Ql導通，整個電路觸發(fā)工作。變壓器Tl工作對第一整流濾波電路20輸出的直流電壓進行電壓變換，形成低壓的直流電壓，變壓器Tl的副邊線圈L2輸出低壓的直流電壓再進一步通過后級整流電路30進行整流，以及通過后級共模濾波器進行抗干擾濾波處理，最終從直流輸出端輸出。而變壓器Tl的反饋線圈L3感應出感應電壓，該感應電壓通過第二整流濾波電路70進行整流濾波后輸入至PWM控制芯片Ul的VDD引腳，為PWM控制芯片Ul提供持續(xù)工作的工作電壓。同時，在直流輸出端通過電壓取樣電路82進行電壓取樣，取樣電壓被輸入至基準穩(wěn)壓源81中與基準電壓進行比較，比較的電壓信息通過光電耦合器80耦合至PWM控制芯片Ul的COM引腳；與此同時，PWM控制芯片Ul的CS引腳通過取樣電阻R19取得一電壓值，該電壓值與上述電壓信息一同輸入至PWM控制芯片Ul中進行運算最終通過DRV引腳控制輸出波形的占空比，從而達到調整輸出電壓的目的。
[0032]還是參照圖1所示，在本實用新型的一個具體實施例中，前級共模濾波器10包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第一共模扼流圈101、第二電容C2、第三電阻R3、第四電阻R4，其中，第一電阻Rl的一端、第一電容Cl 一端、第一共模扼流圈101第一腳與交流輸入端的L端連接，第二電阻R2的一端與第一電阻Rl另一端連接，第二電阻R2的另一端、第二電容C2的另一端及第一共模扼流圈101與交流輸入端的第二腳連接，第三電阻R3 —端、第二電容C2 —端與第一共模扼流圈101的第三腳連接，第四電阻R4的一端與第三電阻R3的另一端連接，第四電阻R4的另一端、第二電容C2的另一端與第一共模扼流圈101的第四腳連接。通過前級共模濾波器10中的第一電容Cl、第二電容C2及共模扼流圈101即可濾除串模干擾和共模干擾。
[0033]第一整流濾波電路20包括由第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3及第四二極管D4組成的整流橋及濾波電容C3組成，整流橋對前級共模濾波器10輸出的交流電壓進行整流，再通過濾波電容C3進行濾波以形成直流電壓。
[0034]啟動電路50包括依次串聯連接的第五電阻R4、第六電阻R6及第七電阻R7，第五電阻R5連接至第一整流濾波電路20的輸出端，第七電阻R7連接至PWM控制芯片Ul的VDD引腳，通過第五電阻R5、第六電阻R6及第七電阻R7進行分壓，為PWM控制芯片Ul提供對應的啟動電流電壓，使得PWM控制芯片Ul能夠啟動工作。
[0035]第二整流濾波電路70包括整流二極管D5、第八電阻R8及第四濾波電容C4，反饋線圈L3感應的感應電壓通過整流二極管D5進行整流，再經第四濾波電容C4進行濾波即可為PWM控制芯片Ul提供持續(xù)的工作電壓。
[0036]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，PWM控制芯片Ul還包括OTP引腳，OTP引腳通過一熱敏電阻RTl接地，該熱敏電阻RTl可以檢測MOS管Ql的溫度，將溫度信號轉換成對應的電信號輸入至PWM控制芯片Ul中與設定閥值進行比較，當溫度高于設定閥值時，通過DRV引腳控制MOS管Ql斷開，從而達到過溫保護的目的。
[0037]變壓器Tl的原邊線圈LI連接有第一尖峰吸收電路60，第一尖峰吸收電路60包括第九電阻R9、第十電阻R10、第五電容C5及第八二極管D8，第九電阻R9、第十電阻RlO及第五電容C5的一端連接變壓器Tl的原邊線圈LI的一端，第九電阻R9、第十電阻RlO及第五電容C5的另一端連接第八二極管D8的陰極，第八二極管D8的陽極連接變壓器Tl的原邊線圈LI的另一端。通過該第一尖峰吸收電路60可吸收變壓器Tl的原邊線圈LI產生的尖峰電壓，對變壓器Tl起到保護作用。
[0038]后級整流電路30包括第六二極管D6及第七二極管D7，第六二極管D6及第七二極管D7的陽極連接至變壓器Tl的副邊線圈L2的一端，第六二極管D6及第七二極管D7的陰極連接至后級共模濾波器。通過并聯的第六二極管D6及第七二極管D7對變壓器Tl的副邊線圈L2輸出的直流電壓進行整流，整流后的直流電壓再輸入至后級共模濾波器。
[0039]后級共模濾波器包括型濾波電路40及第二共模扼流圈41，31型濾波電路40由第七電容C7、第八電容CS及電感L4組成，π型濾波電路40輸入端與后級整流電路30連接，第二共模扼流圈41的一側與π型濾波電路40輸出端連接，另一側與直流輸出端連接。η型濾波電路40對后級整流電路30輸出的直流電壓進行濾波處理，而第二共模扼流圈41對直流電壓進行后級抗干擾處理，以進一步消除電路的音頻噪音。
[0040]后級整流電路30上還連接有第二尖峰吸收電路31，第二尖峰吸收電路31包括第十一電阻R11、第十二電阻R12、第六電容C6，第十一電阻Rll及第十二電阻R12的一端連接至第七二極管D7的陽極，第十一電阻Rll及第十二電阻R12的另一端連接至第六電容C6的一端，第六電容C6的另一端與第七二極管D7的陰極連接。該第二尖峰吸收電路31可吸收副邊線圈L2及后級整流電路30上產生的尖峰電壓，對變壓器Tl及電路起到保護作用。
[0041]電壓取樣電路82包括依次連接的第十三電阻R13、第十四電阻R14及第十五電阻R15，第十三電阻R13連接至π型濾波電路40的輸出端，第十五電阻R15接地，基準穩(wěn)壓源81的參考極連接至第十四電阻R14與第十五電阻R15的節(jié)點連接。通過第十三電阻R13、第十四電阻R14及第十五電阻R15進行分壓，再從第十四電阻R14與第十五電阻R15之間的節(jié)點取一取樣電壓，該取樣電壓送入至基準穩(wěn)壓源81進行比較。
[0042]電壓反饋電路還包括一基準源環(huán)路補償電路83，該基準源環(huán)路補償電路83包括第十七電阻R17及第九電容C9，第十七電阻R17的一端連接至第十四電阻R14和第十五電阻Rl5的連接節(jié)點，另一端連接第九電容C9 一端，第九電容C9的另一端連接至基準穩(wěn)壓源81的陰極。通過第十七電阻R17及第九電容C9對基準穩(wěn)壓源81進行環(huán)路補償。
[0043]本實用新型的大功率開關電源電路，利用電壓反饋電路從直流輸出端檢測信號反饋至PWM控制芯片U1，再通過PWM控制芯片Ul控制輸出波形的占空比，達到調節(jié)輸出電壓的目的，具有功耗低，啟動電流小，輸出電壓穩(wěn)定等特點。同時，通過前級共模濾波器10及后級共模濾波器進行抗干擾濾波處理，可以消除音頻噪聲等。
[0044]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種大功率開關電源電路，其特征在于，包括: 交流輸入端，用以輸入交流電壓； 前級共模濾波器，與所述交流輸入端連接，用以對所述交流電壓進行前級抗干擾濾波處理； 第一整流濾波電路，與所述前級共模濾波器連接，用以對所述前級共模濾波器輸出的交流電壓進行整流濾波處理形成直流電壓； 變壓器，包括原邊線圈、副邊線圈及反饋線圈，所述變壓器的原邊線圈一端與所述第一整流濾波電路的輸出端連接，另一端連接至一 MOS管的漏極，所述變壓器的反饋線圈連接至一第二整流濾波電路； 后級整流電路，與所述變壓器的副邊線圈連接，用以對變壓器輸出的直流電壓進行整流處理； 后級共模濾波器，與所述后級整流電路連接，用于對所述后級整流電路輸出的直流電壓進行濾波及抗干擾處理并通過直流輸出端輸出穩(wěn)定的直流電壓； 電壓反饋電路，包括光電耦合器、基準穩(wěn)壓源及連接至所述后級共模濾波器的電壓取樣電路，所述光電耦合器的發(fā)光元件的正極通過一供電電阻連接至所述后級共模濾波器，所述發(fā)光元件的負極與所述基準穩(wěn)壓源的陰極連接，所述基準穩(wěn)壓源的參考極連接至所述電壓取樣電路，所述基準穩(wěn)壓源的陽極接地； PWM控制芯片，包括GND引腳、VDD引腳、COM引腳、CS引腳及DRV引腳，其中，所述GND引腳接地，所述VDD引腳通過啟動電路連接至第一整流濾波電路的輸出端，且該VDD引腳與所述第二整流濾波電路連接，所述COM引腳與所述光電耦合器的光敏三極管的集電極連接，所述光敏三極管的發(fā)射極接地，所述CS引腳通過取樣電阻接地，所述DRV引腳與所述MOS管的柵極連接，所述MOS管的源極通過所述取樣電阻接地。
2.根據權利要求1所述的大功率開關電源電路，其特征在于，所述前級共模濾波器包括第一電阻、第二電阻、第一電容、第一共模扼流圈、第二電容、第三電阻、第四電阻，其中，所述第一電阻的一端、第一電容一端、第一共模扼流圈第一腳與所述交流輸入端的L端連接，第二電阻的一端與所述第一電阻另一端連接，第二電阻的另一端、第二電容的另一端及第一共模扼流圈與所述交流輸入端的第二腳連接，所述第三電阻一端、第二電容一端與第一共模扼流圈的第三腳連接，所述第四電阻的一端與所述第三電阻的另一端連接，第四電阻的另一端、第二電容的另一端與第一共模扼流圈的第四腳連接。
3.根據權利要求1所述的大功率開關電源電路，其特征在于，所述啟動電路包括依次串聯連接的第五電阻、第六電阻及第七電阻，所述第五電阻連接至第一整流濾波電路的輸出端，第七電阻連接至所述PWM控制芯片的VDD引腳。
4.根據權利要求1所述的大功率開關電源電路，其特征在于，所述PWM控制芯片還包括OTP引腳，所述OTP引腳通過一熱敏電阻接地。
5.根據權利要求1所述的大功率開關電源電路，其特征在于:所述變壓器的原邊線圈連接有第一尖峰吸收電路，所述第一尖峰吸收電路包括第九電阻、第十電阻、第五電容及第八二極管，所述第九電阻、第十電阻及第五電容的一端連接所述變壓器的原邊線圈的一端，所述第九電阻、第十電阻及第五電容的另一端連接所述第八二極管的陰極，所述第八二極管的陽極連接所述變壓器的原邊線圈的另一端。
6.根據權利要求1所述的大功率開關電源電路，其特征在于:所述后級整流電路包括第六二極管及第七二極管，所述第六二極管及第七二極管的陽極連接至所述變壓器的副邊線圈的一端，所述第六二極管及第七二極管的陰極連接至所述后級共模濾波器。
7.根據權利要求1所述的大功率開關電源電路，其特征在于:所述后級共模濾波器包括η型濾波電路及第二共模扼流圈，所述η型濾波電路輸入端與所述后級整流電路連接，所述第二共模扼流圈的一側與所述η型濾波電路輸出端連接，另一側與所述直流輸出端連接。
8.根據權利要求6所述的大功率開關電源電路，其特征在于:所述后級整流電路上連接有第二尖峰吸收電路，所述第二尖峰吸收電路包括第十一電阻、第十二電阻、第六電容，所述第十一電阻及第十二電阻的一端連接至第七二極管的陽極，所述第十一電阻及第十二電阻的另一端連接至第六電容的一端，所述第六電容的另一端與所述第七二極管的陰極連接。
9.根據權利要求7所述的大功率開關電源電路，其特征在于:所述電壓取樣電路包括依次連接的第十三電阻、第十四電阻及第十五電阻，所述第十三電阻連接至所述η型濾波電路的輸出端，第十五電阻接地，基準穩(wěn)壓源的參考極連接至第十四電阻與第十五電阻的節(jié)點連接。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的大功率開關電源電路，其特征在于:所述PWM控制芯片的型號為M5576。
【文檔編號】H02M7/00GK204068728SQ201420507286
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】王健, 陳雪峰, 劉秀勇, 喻遵程, 陸小海, 肖金飚 申請人:深圳市茂捷半導體有限公司