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開關(guān)電源控制電路及開關(guān)電源的制作方法

文檔序號:12645068閱讀:322來源:國知局
開關(guān)電源控制電路及開關(guān)電源的制作方法與工藝

本實用新型涉及開關(guān)電源的技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種開關(guān)電源控制電路及開關(guān)電源。



背景技術(shù):

目前的開關(guān)電源中因輸出電壓的范圍比較大(一般為5V~20V),從而導(dǎo)致了開關(guān)電源的控制IC的供電電壓(VDD)供電范圍也大到超出控制IC的最大VDD而不能工作。但是目前的開關(guān)電源多為單級輸出,控制IC的VDD的供電由變壓器提供,且也輸出電壓的變化相同,所以電壓波動范圍水大。而又因為之前的USB的傳輸性不能適應(yīng)現(xiàn)在的社會發(fā)展的需求,所以推出了新的標(biāo)準(zhǔn),新的標(biāo)準(zhǔn)可以應(yīng)用更廣的用電設(shè)備和信號的傳輸,節(jié)省設(shè)備與設(shè)備,供電與設(shè)備之間的連接線等優(yōu)點,從而被更多的應(yīng)用。但是這種新標(biāo)準(zhǔn)卻對供電設(shè)備有更大的要求,如前述因輸出電壓范圍大而使供電IC的VDD超出供電IC的工作范圍,對于該問題常用的做法是增加穩(wěn)壓電路以調(diào)節(jié)供電IC的VDD,但該做法常會使加在穩(wěn)壓電路上的電壓,使功率器件發(fā)熱大,增加損耗,從而導(dǎo)致開關(guān)電源的使用安全受到影響,縮短使用壽命。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于,針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,提供一種開關(guān)電源控制電路及開關(guān)電源。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種開關(guān)電源控制電路,包括:

變壓器,所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組、輔助繞組;

供電電路,與所述輔助繞組連接,用于輸入所述輔助繞組輸出的輔助電壓,基于所述輔助電壓輸出供電電壓;

功率開關(guān),與所述原邊繞組連接;

輸出電路,與所述副邊繞組連接;

采樣反饋電路,與所述輸出電路連接,輸出反饋信號;

控制電路,分別與所述采樣反饋電路、所述功率開關(guān)、所述供電電路連接,基于所述反饋信號通過所述功率開關(guān)控制所述原邊繞組中的電流,使所述副邊繞組輸出變化可調(diào)的電源電壓,同時使所述輔助繞組輸出的輔助電壓通過所述供電電路給所述控制電路提供供電電壓。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述輔助繞組包括第一輔助繞組和第二輔助繞組,所述供電電路包括第一供電電路和第二供電電路;所述第一供電電路與所述第一輔助繞組連接,用于輸入所述第一輔助繞組輸出的第一輔助電壓,輸出第一供電電壓;

所述第二供電電路與所述第二輔助繞組連接,用于輸入所述第二輔助繞組輸出的第二輔助電壓,輸出第二供電電壓。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述第一輔助繞組的線圈匝數(shù)大于所述第二輔助繞組的線圈匝數(shù),且所述第一輔助繞組的線圈匝數(shù)與所述第二輔助繞組的線圈匝數(shù)按預(yù)設(shè)比例繞制;

若所述變壓器的副邊繞組產(chǎn)生的是高電壓,所述第一供電電壓比所述第二供電電壓小,此時由所述第二供電電路給所述控制電路供電;

若所述變壓器的副邊繞組產(chǎn)生的是低電壓,所述第一供電電壓比所述第二第二電壓大,此時由所述第一供電電路給所述控制電路供電。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述輔助繞組與所述副邊繞組同相位,且所述輔助繞組輸出的電壓隨所述輸出電路輸出的電源電壓變化。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述采樣反饋電路在所述交流電壓每個周期內(nèi)采集所述輸出電路輸出的電源電壓并基于所述電源電壓輸出反饋信號至所述控制電路,所述控制電路基于所述反饋信號輸出占空比變化可調(diào)的PWM控制信號;

若所述采樣反饋電路輸出的反饋信號為低電壓信號,所述控制電路基于所述低電壓信號減小脈沖寬度,輸出與所述低電壓信號對應(yīng)的第一PWM控制信號至功率開關(guān)以控制原邊繞組的電流,使所述副邊繞組產(chǎn)生低電壓,所述第一供電電路給所述控制電路供電;

若所述采樣反饋電路輸出的反饋信號為高電壓信號,所述控制電路基于所述高電壓反饋信號增大脈沖寬度,輸出與所述高電壓對應(yīng)的第二PWM控制信號至功率開關(guān)以控制所述原邊繞組的電流,使所述副邊繞組產(chǎn)生高電壓,所述第二供電電路給所述控制電路供電。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述開關(guān)電源控制電路還包括整流電路,所述整流電路用于輸入交流電壓,基于所述交流電壓整流輸出整流電壓。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述變壓器為反激式變壓器。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述開關(guān)電源控制電路還包括過壓檢測電路,所述過壓檢測電路與所述第二輔助繞組連接,用于輸入所述第二輔助繞組輸出的輔助電壓,輸出檢測電壓至所述控制電路;

若所述控制電路檢測到所述檢測電壓高于所述控制電路的安全工作電壓,所述控制電路停止工作。

在本實用新型所述的開關(guān)電源控制電路中,優(yōu)選所述控制電路包括:

參考電壓產(chǎn)生電路,用于根據(jù)所述變壓器原邊繞組在儲能過程中產(chǎn)生參考電壓;

控制模塊,用于檢測所述參考電壓達(dá)到反映原邊繞組中電流的電壓信號時,控制所述功率開關(guān)以切斷所述原邊繞組中的電流。

本實用新型還提供一種開關(guān)電源,包括上述的開關(guān)電源控制電路。

實施本實用新型的開關(guān)電源控制電路及開關(guān)電源,具有以下有益效果:本實用新型的開關(guān)電源控制電路包括變壓器,變壓器包括原邊繞組、副邊繞組、輔助繞組;供電電路,與輔助繞組連接,用于輸入輔助繞組輸出的輔助電壓,基于輔助電壓輸出供電電壓;功率開關(guān),與原邊繞組連接;輸出電路,與副邊繞組連接;采樣反饋電路,與輸出電路連接,輸出反饋信號;控制電路,分別與采樣反饋電路、功率開關(guān)、供電電路連接,基于反饋信號通過功率開關(guān)控制原邊繞組中的電流,使副繞組輸出變化可調(diào)的電源電壓,同時使輔助繞組輸出的輔助電壓通過供電電路給控制電路提供供電電壓。本實用新型解決控制電路的供電要求,適于對供電電壓的范圍有需求的電路,降低損耗、提高效率,在同等功能要求下,有效節(jié)省成本。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明,附圖中:

圖1是本實用新型開關(guān)電源控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本實用新型開關(guān)電源控制電路的電路原理圖。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對照附圖及實施例,對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本實用新型提出了一種開關(guān)電源控制電路,該開關(guān)電源控制電路通過根據(jù)開關(guān)電源輸出的電壓進(jìn)行采樣并反饋給控制電路以調(diào)節(jié)變壓器原邊繞組的電流,從而調(diào)節(jié)變壓器輔助繞組輸出的電壓以達(dá)到給控制電路提供合適的工作電壓,從而使控制電路可在正常的工作范圍內(nèi)工作,降低損耗、延長開關(guān)電源的使用壽命。

如圖1所示,在本實用新型的開關(guān)電源控制電路中,該開關(guān)電源控制電路包括:

變壓器T101,變壓器T101包括原邊繞組、副邊繞組以及輔助繞組;

供電電路103,與輔助繞組連接,用于輸入輔助繞組輸出的輔助電壓,基于輔助電壓輸出供電電壓;

功率開關(guān)102,與原邊繞組連接;

輸出電路105,與副邊繞組連接;

采樣反饋電路104,與輸出電路105連接,輸出反饋信號;

控制電路101,分別與采樣反饋電路104、功率開關(guān)102以及供電電路103連接,基于反饋信號通過功率開關(guān)102控制原邊繞組中的電流,使副邊繞組輸出變化可調(diào)的電源電壓,同時使輔助繞組輸出的輔助電壓通過供電電路103給控制電路102提供供電電壓。

進(jìn)一步地,本實用新型的開關(guān)電源控制電路還包括整流電路106,連接在交流市電輸出端與變壓器T101原邊繞組之間,用于輸入交流電壓,基于交流電壓整流輸出整流電壓至變壓器T101的原邊繞組,給變壓器T101供電。

在本實用新型的實施例中,開關(guān)電源控制電路還包括過壓檢測電路107,過壓檢測電路107與輔助繞組連接,用于輸入第二輔助繞組輸出的輔助電壓,輸出檢測電壓至控制電路106;若控制電路106檢測到檢測電壓高于控制電路106自身的安全工作電壓,則控制電路106在其內(nèi)部輸出停止控制信號,使控制電路106停止工作,從而保證了控制電路106在安全的工作電壓內(nèi)進(jìn)行工作,保證了開關(guān)電源的使用安全,提高了開關(guān)電源的安全性能。

具體地:

變壓器T101的原邊繞組用于在交流電壓每個周期內(nèi)且導(dǎo)通過程中充電儲能,并由控制電路101通過功率開關(guān)102控制其導(dǎo)通與斷開。優(yōu)選地,本實用新型的變壓器T101為反激式變壓器,根據(jù)反激式變壓器的工作原理,當(dāng)變壓器T101的原邊繞組在充電過程中,其副邊繞組和輔助繞組均不工作,同時變壓器T101的原邊繞組在充電過程中,能量儲存在變壓器T101的縫隙中。當(dāng)變壓器T101的原邊繞組斷開電源時,即控制電路101通過功率開關(guān)102控制變壓器T101的原邊繞組斷開,此時,能量才傳遞到副邊繞組和輔助繞組,換句話說,在變壓器T101的原邊繞組斷開電源時,副邊繞組和輔助繞組同時開始工作,產(chǎn)生感應(yīng)電壓。優(yōu)選地,副邊繞組輸出的電壓作為開關(guān)電源的電源電壓,在本實用新型的實施例中,由圖1可知,副邊繞組輸出的電壓經(jīng)輸出電路105輸出電源電壓。輔助繞組輸出的輔助電壓作為控制電路101的供電電壓,經(jīng)供電電路103向控制電路101輸出供電電壓。

由圖1可看出,在本實用新型的實施例中,變壓器T101的輔助繞組包括第一輔助繞組和第二輔助繞組,分別與供電電路103連接。優(yōu)選地,第一輔助繞組的線圈匝數(shù)大于第二輔助繞組的線圈匝數(shù),而且第一輔助繞組的線圈匝數(shù)與第二輔助繞組的線圈匝數(shù)按預(yù)設(shè)比例繞制??梢岳斫獾?,第一輔助繞組和第二輔助繞組繞制的線圈匝數(shù)的預(yù)設(shè)比例根據(jù)開關(guān)電源輸出的電源電壓進(jìn)行確定,本實用新型對此不作具體限定。

進(jìn)一步地,在本實用新型的實施例中,變壓器T101的輔助繞組與副邊繞組是同相位的,而且輔助繞組輸出的電壓隨輸出電路105輸出的電源電壓變化。例如,當(dāng)輸出電路105輸出的電源電壓為5V時,根據(jù)電路設(shè)計的要求,輔助繞組輸出的電壓為15V。對于輔助繞組線圈的匝數(shù)及導(dǎo)線的直徑等參數(shù),可根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇,本實用新型對此不作要求。

如圖2所示,供電電路103包括第一供電電路1031和第二供電電路1032。第一供電電路1031與第一輔助繞組連接,用于輸入第一輔助繞組輸出的輔助電壓,并根據(jù)第一輔助繞組輸出的第一輔助電壓,輸出第一供電電壓給控制電路101供電。第二供電電路1032與第二輔助繞組連接,用于輸出第二輔助繞組輸出的第二輔助電壓,根據(jù)第二輔助繞組輸出的第二輔助電壓輸出第二供電電壓給控制電路101供電??梢岳斫獾?,當(dāng)?shù)谝还╇婋娐?031給控制電路101供電時,第二供電電路1032不工作;當(dāng)?shù)诙╇婋娐?032給控制電路101供電時,第一供電電路1031不工作。

在本實用新型的實施例中,由于第一供電電路1031設(shè)有穩(wěn)壓電路200,因此,第一供電電路輸出的第一供電電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓電路200所設(shè)定的穩(wěn)壓值附近。而穩(wěn)壓電路200的穩(wěn)壓值通??捎砷_關(guān)電源輸出的最小電壓與輔助電壓的關(guān)系進(jìn)行確定的。例如,輸出電路105輸出的最小電壓為5V,根據(jù)電路設(shè)計的要求,變壓器T101的輔助繞組輸出的輔助電壓為15V,此時,第一供電電路1031中的穩(wěn)壓電路200設(shè)定的穩(wěn)壓值為15V,由于穩(wěn)壓電路200的作用,第一供電電壓的電壓值保持在15V左右,而由于第二供電電路1032沒有設(shè)置穩(wěn)壓電路200,且第二輔助繞組的線圈匝數(shù)小于第一輔助繞組的線圈匝數(shù),此時,第二輔助繞組輸出的第二輔助電壓小于15V,即第二供電電路輸出的第二供電電壓小于15V,由第一供電電路1031給控制電路101供電,第二供電電路1032不工作。當(dāng)開關(guān)電源輸出的電源電壓持續(xù)升高時,由于穩(wěn)壓電路200的作用,第一供電電路輸出的電壓保持在15V左右,第二輔助電壓根據(jù)開關(guān)電源輸出的電源電壓同比例升高,當(dāng)?shù)诙o助電壓上升到大于15V時,第二供電電路輸出的電壓大于15V,此時,第一供電電路1031不工作,由第二供電電路1032給控制電路101供電。

優(yōu)選地,變壓器T101的輔助繞組輸出的輔助電壓是由變壓器T101的副邊繞組產(chǎn)生的電壓決定的。在本實用新型的實施例中,假設(shè)輸出電路105輸出的電源電壓為5V~20V,則可對其電源電壓進(jìn)行分段,通??蓪㈦娫措妷?V~15為低電壓,15V~20V為高電壓。因此,若變壓器T101的副邊繞組產(chǎn)生的是高電壓,即輸出電路105輸出的電源電壓為15V~20V,由于第一供電電路1031中的穩(wěn)壓電路200的穩(wěn)壓作用,第一供電電路輸出的第一供電電壓保持在15V左右(穩(wěn)壓電路200的穩(wěn)壓值設(shè)定為15V),此時第一供電電壓比第二供電電壓小,此時第一供電電路1031不工作,由第二供電電路1032給控制電路101供電。若變壓器T101的副邊繞組產(chǎn)生的是低電壓,即輸出電路105輸出的電源電壓5V~15V,由于第一供電電路1031中的穩(wěn)壓電路200的穩(wěn)壓作用,第一供電電路輸出的電壓保持在15V左右,此時第一供電電壓比第二供電電壓大,此時第二供電電路1032不工作,由第一供電電路1031給控制電路101供電。

功率開關(guān)102為MOS管,其MOS管的柵極與控制電路101連接,MOS管的漏極與變壓器T101的原邊繞組連接。MOS管用于控制變壓器T101原邊繞組的導(dǎo)通與斷開,同時MOS管的導(dǎo)通或斷開由控制電路101控制。

控制電路101用于根據(jù)采樣反饋電路104返回的反饋信號輸出控制信號至功率開關(guān)102控制功率開關(guān)102的導(dǎo)通與斷開,從而控制變壓器T101原邊繞組中的電流,使變壓器T101副邊繞組輸出變化可調(diào)的電壓,同時使變壓器T101的輔助繞組輸出適于控制電路101工作的變化的工作電壓即控制電路101的供電電壓。優(yōu)選地,控制電路101包括參考電壓產(chǎn)生電路300和控制模塊400,參考電壓產(chǎn)生電路300用于根據(jù)變壓器T101原邊繞組在儲能過程中產(chǎn)生參考電壓;控制模塊400用于檢測到反映原邊繞組中電流的電壓信號達(dá)到參考電壓時,控制功率開關(guān)102以切斷原邊繞組中的電流??梢岳斫獾兀瑓⒖茧妷寒a(chǎn)生電路300在變壓器T101原邊繞組在儲能過程中,采集原邊繞組中的電流產(chǎn)生參考電壓傳輸至控制模塊400的檢測引腳,當(dāng)控制模塊400的檢測引腳檢測到該電壓信號與參考電壓產(chǎn)生電路300傳送的參考電壓相等時,輸出控制信號控制功率開關(guān)102斷開,進(jìn)而使變壓器T101原邊繞組通電,切斷原邊繞組中的電流。

采樣反饋電路104用于采集輸出電路105輸出的電源電壓,并基于電源電壓輸出反饋信號至控制電路101,控制電路101基于反饋信號輸出占空比變化可調(diào)的PWM控制信號。

具體地,若采樣反饋電路104輸出的反饋信號為低電壓信號,控制電路101基于該低電壓信號進(jìn)行處理,對輸出的PWM控制信號進(jìn)行調(diào)節(jié),即減小脈沖寬度,輸出與低電壓信號對應(yīng)的第一PWM控制信號至功率開關(guān)102以控制原邊繞組的電流,使副邊繞組產(chǎn)生低電壓,此時由第一供電電路1031給控制電路101供電。換句話說,當(dāng)輸出電路105輸出的電源電壓為低電壓,在本實用新型的實施例中,假設(shè)低電壓為5V~15V,此時采樣反饋電路104采集到該電壓并輸出低電壓反饋信號返回給控制電路101,控制電路101接收到該低電壓反饋信號后,根據(jù)低電壓反饋信號進(jìn)行處理,減小PWM控制信號的脈沖寬度,輸出第一PWM控制信號,可以理解地,第一PWM控制信號是脈沖寬度與低電壓反饋信號相應(yīng)的小脈沖寬度的PWM控制信號,控制功率開關(guān)102的導(dǎo)通時間,進(jìn)而控制變壓器T101原邊繞組中的電流,使其輸出的副邊電壓與電源電壓對應(yīng),即副邊繞組產(chǎn)生的是低電壓,此時,由于第一輔助繞組與第二輔助繞組的特性及第一供電電路的特點,由第一供電電路1031給控制電路101供電。

若采樣反饋電路104輸出的反饋信號為高電壓信號,控制電路101基于該高電壓信號進(jìn)行處理,對輸出的PWM控制信號進(jìn)行調(diào)節(jié),即增大脈沖寬度,輸出與低電壓信號對應(yīng)的第二PWM控制信號至功率開關(guān)102以控制原邊繞組的電流,使副邊繞組產(chǎn)生高電壓,此時由第二供電電路1032給控制電路101供電。換句話說,當(dāng)輸出電路105輸出的電源電壓為高電壓,在本實用新型的實施例中,假設(shè)高電壓為15V~20V,此時采樣反饋電路104采集到該電壓并輸出高電壓反饋信號返回給控制電路101,控制電路101接收到該高電壓反饋信號后,根據(jù)高電壓反饋信號進(jìn)行處理,增大PWM控制信號的脈沖寬度,輸出第二PWM控制信號??梢岳斫獾兀诙WM控制信號是脈沖寬度與高電壓反饋信號相應(yīng)的大脈沖寬度的PWM控制信號,控制功率開關(guān)102的導(dǎo)通時間,進(jìn)而控制變壓器T101原邊繞組中的電流,使其輸出的副邊電壓與電源電壓對應(yīng),即副邊繞組產(chǎn)生的是高電壓,此時,由于第一輔助繞組與第二輔助繞組的特性及第一供電電路的特點,由第二供電電路1032給控制電路101供電。

可以理解地,第一PWM控制信號的脈沖寬度小于第二PWM控制信號的脈沖寬度,換句話說,第一PWM控制信號的占空比小于第二PWM控制信號的占空比。通過調(diào)節(jié)PWM控制信號的占空比,調(diào)節(jié)變壓器T101原邊繞組輸出的電壓,進(jìn)而調(diào)節(jié)供電電路103提供給控制電路101的供電電壓,從而使控制電路101的供電電壓滿足工作需求。

如圖2所示,為本實用新型的開關(guān)電源控制電路的電路原理圖。

具體地,供電電路103包括第一供電電路1031和第二供電電路1032。第一供電電路1031包括穩(wěn)壓電路200、電阻R106、二極管D104、電容C103以及二極管D106,穩(wěn)壓電路200包括三極管Q102、電阻R108、穩(wěn)壓二極管ZD101。電阻R106第一端與第一輔助繞組連接,第二端與二極管D104的正極連接,二極管D104的負(fù)極與三極管Q102的集電極連接,二極管D104的負(fù)極與三極管Q102的集電極的節(jié)點與電容C103第一端連接,電容C103的第二端連接參考地;電阻R108連接在三極管Q102的基極與集電極之間,穩(wěn)壓二極管ZD101的負(fù)極與三極管Q102的基極連接,穩(wěn)壓二極管ZD102的正極連接參考地;二極管D106第一端與三極管Q102的發(fā)射極連接,二極管D106的第二端連接至第二供電電路1032。

第二供電電路1032包括電阻R107和二極管D105,電阻R107的第一端與第二輔助繞組連接,電阻R107的第二端與二極管D105的正極連接,二極管D105的負(fù)極與二極管D106的負(fù)極連接。

在本實用新型的實施例中,在供電電路103與控制電路101之間還連接有電阻R109和電容C104,電阻R109第一端與二極管D105的負(fù)極和二極管D106的負(fù)極之間的節(jié)點連接,電阻R109的第二端連接至控制電路101;電容C104的第一端與電阻R109的第一端連接,電容C104的第二端連接參考地。電阻R109和電容C104形成濾波電路,使第一供電電路1031和第二供電電路1032提供給控制電路101的供電電壓更加平滑。

可以理解地,當(dāng)輸出電路105輸出的電源電壓為低電壓時,第一輔助繞組輸出的第一輔助電壓大于第二輔助繞組輸出的第二輔助電壓,即第一供電電路輸出的第一供電電壓大于第二供電電路輸出的第二供電電壓,由第一供電電路1031給控制電路101供電。即此時由電阻R106、二極管D104、電容C103、電阻R108、三極管Q102、穩(wěn)壓二極管ZD101以及二極管D106經(jīng)電阻R109和電容C104給控制電路101供電,穩(wěn)壓二極管ZD101可使三極管Q102穩(wěn)定導(dǎo)通,二極管D104和電阻R106形成整流濾波電路,將交流的第一輔助電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓,同時使第一供電電路中的電壓更加平滑。當(dāng)輸出電路105輸出的電源電壓為高電壓時,由于第一供電電路的穩(wěn)壓作用,第一供電電路輸出的第一供電電壓保持在15V左右,此時第二供電電路輸出的第二供電電壓大于第一供電電路輸出的第一供電電壓,由第二供電電路1032給控制電路101供電。即此時由電阻R107和二極管D105供電。

功率開關(guān)102包括MOS管Q101,MOS管Q101的柵極與控制電路101連接,MOS管Q101的漏極與變壓器T101的原邊繞組連接,MOS管Q101的源極與參考電壓產(chǎn)生電路300連接。

控制電路101包括參考電壓產(chǎn)生電路300和控制模塊400。參考電壓產(chǎn)生電路300包括電阻R116和電阻R117,電阻R116的第一端與MOS管Q101的源極連接,電阻R116的第二端連接參考地;電阻R117與電阻R116并聯(lián)連接??刂颇K400包括控制芯片U101、電阻R112、電阻R113、電阻R114、電容C105及電阻C106,控制芯片U101的PIN8引腳為啟動引腳,用于當(dāng)接入交流市電時,接收啟動電壓,控制芯片U101在PIN8引腳接收到啟動電壓后即開始工作??刂菩酒琔101的PIN5引腳與電阻R112的第一端連接,電阻R112的第二端與電阻R113的第一端連接,電阻R113的第二端與MOS管Q101的柵極連接;二極管D107與電阻R113并聯(lián),且二極管D107的正極MOS管Q101的柵極連接;電阻R114連接在MOS管Q101的柵極與源極之間;控制芯片U101的PIN3引腳(檢測引腳)與電阻R115的第一端連接,電阻R115的第二端連接在MOS管Q101的源極與電阻R116之間;控制芯片U101的PIN3引腳還通過電容C106連接至參考地;控制芯片U101的PIN4引腳(為接地引腳)連接參考地;控制芯片U101的PIN2引腳連接至采樣反饋電路,用于接收采樣反饋電路輸出的反饋信號。優(yōu)選地,在本實用新型的實施例中,采樣反饋電路輸出的反饋信號為電壓信號。控制芯片U101的PIN2引腳還通過電容C105連接參考地;控制芯片U101的PIN1引腳(為過壓監(jiān)測引腳)與過壓檢測電路107連接;控制芯片U101的PIN6引腳(供電引腳,即VDD引腳)經(jīng)電阻R109連接至二極管D106的負(fù)極與二極管D105的負(fù)極的節(jié)點。

過壓檢測電路107包括電阻R110和電阻R111,電阻R110和電阻R111串聯(lián)在第二輔助繞組與控制芯片U101的PIN1引腳之間。

以下對圖2電路的工作原理進(jìn)行進(jìn)一步的說明:

當(dāng)有市電(AC_IN)輸入時,控制芯片U101的PIN8引腳(即啟動引腳)接收到啟動電壓,控制芯片U101在PIN8引腳接收到啟動電壓后開始工作,輸出啟動信號經(jīng)電阻R112、電阻R113發(fā)送至MOS管Q101的柵極,使MOS管Q101導(dǎo)通,同時整流電路106將接收到的交流市電進(jìn)行整流輸出整流電壓至變壓器T101的原邊繞組,此時變壓器T101的原邊繞組開始充電,在其充電過程中,副邊繞組及輔助繞組不工作,變壓器T101原邊繞組產(chǎn)生的電能儲存在其縫隙中;而且在變壓器T101原邊繞組充電過程中,參考電壓產(chǎn)生電路300中的電阻R116和電阻R117對原邊繞組輸出的電壓進(jìn)行采集生成參考電壓并通過電阻R115傳輸至控制芯片U101的PIN3引腳(檢測引腳)。優(yōu)選地,參考電壓產(chǎn)生電路300生成的參考電壓隨原邊繞組的電流而變化,即參考電壓為變化的電壓,當(dāng)控制芯片U101的PIN3引腳檢測到參考電壓達(dá)到要求時,控制芯片U101輸出控制信號至MOS管Q101使其斷開,從而使原邊繞組停止充電。換句話說,控制芯片U101的PIN3引腳檢測參考電壓反映原邊繞組中電流的電壓信號時,即參考電壓的值反映了原邊繞組產(chǎn)生的電壓已滿足輸出的要求時,即切斷原邊繞組中的電流,使原邊繞組停止工作。在原邊繞組停止工作時,變壓器T101的副邊繞組、第一輔助繞組、第二輔助繞組開始工作,副邊繞組根據(jù)原邊繞組傳遞的能量輸出副邊電壓經(jīng)輸出電路106輸出電源電壓給負(fù)載供電,第一輔助繞組和第二輔助繞組分別輸出第一輔助電壓和第二輔助電壓,當(dāng)?shù)谝还╇婋妷捍笥诘诙╇婋妷簳r,由第一供電電路1031經(jīng)電阻R109給控制芯片U101供電,反之,由第二供電電路1031經(jīng)電阻R109給控制芯片U101供電。

本實用新型的開關(guān)電源控制電路輸出的電源電壓為變化的電壓,且副邊繞組和第一輔助繞組、第二輔助繞組是同相位的,當(dāng)副邊繞組輸出的副邊電壓(相當(dāng)于輸出電路105輸出的電源電壓)升高時,控制芯片U101的VDD電壓也同比例升高,即相當(dāng)于輔助繞組輸出的輔助電壓也同比例升高。在本實用新型的實施例中,假設(shè)輸出電路105輸出的電源電壓為5V~20V,并進(jìn)行高低電壓劃分,低電壓:5V~15V,高電壓:15V~20V。由前述可知,當(dāng)電源電壓為5V~20V變化時,采樣反饋電路104根據(jù)電源電壓的變化輸出低電壓反饋信號至控制芯片U101的PIN2引腳,控制芯片U101根據(jù)PIN2引腳接收到的低電壓反饋信號進(jìn)行處理,減小輸出的PWM控制信號的脈沖寬度,輸出與低電壓信號對應(yīng)的第一PWM控制信號至MOS管Q101的柵極,MOS管Q101根據(jù)第一PWM控制信號控制原邊繞組的電流,使副邊繞組產(chǎn)生低電壓,此時,由于第一供電電路1031中的穩(wěn)壓電路200的穩(wěn)壓作用,第一供電電路輸出的第一供電電壓保持在15V左右,且第一輔助繞組的線圈匝數(shù)大于第二輔助繞組的線圈匝數(shù),因此,第一供電電壓大于第二供電電壓,由第一供電電路1031給控制芯片U101供電,即第一輔助電壓經(jīng)電阻R106、二極管D104、電容C103、三極管Q102、電阻R108、穩(wěn)壓二極管ZD101、二極管D106輸出第一供電電壓通過電阻R109提供給控制芯片U101的供電引腳(VDD引腳)。當(dāng)輸出電路105輸出的電源電壓為高電壓,即15V~20V,此時采樣反饋電路采集到該電壓并輸出高電壓反饋信號返回至控制芯片U101的PIN2引腳,控制芯片U101接收到PIN2引腳的高電壓反饋信號后,根據(jù)高電壓反饋信號進(jìn)行處理,增大PWM控制信號的脈沖寬度,輸出第二PWM控制信號,該第二PWM控制信號是脈沖寬度與高電壓反饋信號相應(yīng)的大脈沖寬度的PWM控制信號,且將第二PWM控制信號發(fā)送至MOS管Q101的柵極,MOS管Q101根據(jù)第二PWM控制信號控制原邊繞組的電流,使原邊繞組產(chǎn)生高電壓,此時,第一供電電壓仍保持在15V左右,而第二輔助繞組因為與輸出的電源電壓是同比例升高的,第二供電電路輸出的第二供電電壓大于第一供電電路輸出的第一供電電壓,由第二供電電路1032給控制芯片U101供電,即第二輔助電壓經(jīng)電阻R107和二極管D105輸出第二供電電壓通過電阻R109提供給控制芯片U101的供電引腳(VDD引腳)。從而完成了隨電源電壓在一定范圍內(nèi)變化時,滿足對開關(guān)電源控制芯片供電的要求。

由于在原供電電路中,當(dāng)輸出的電源電壓升高且高于穩(wěn)壓電路200的穩(wěn)壓電壓時,此時給控制芯片供電,加載在功率器件(三極管Q102)上的電壓過高,會導(dǎo)致功率器件發(fā)熱量大,損耗高。例如,當(dāng)電源電壓為20V,此時變壓器T101的輔助繞組輸出到電阻R106的電壓高達(dá)40V以上,而此時電阻R108、三極管Q102和穩(wěn)壓二極管ZD101形成的穩(wěn)壓電路200設(shè)定的穩(wěn)壓電壓為15V,則在三極管Q102上的壓降高達(dá)40-15=25V,此時三極管Q102的發(fā)熱量大大提高,損耗非常大,因此不適于現(xiàn)在開關(guān)電源的電路設(shè)計要求。本實用新型的開關(guān)電源控制電路通過增加一個輔助繞組(即增加第二輔助繞組),給開關(guān)電源的控制芯片U101提供了靈活的供電需求。當(dāng)電源電壓變化時,隨著電源電壓的變化,電路可自行選擇由第一供電電路1031還是由第二供電電路1032給控制芯片U101供電。即當(dāng)電源電壓為低電壓時,由第一供電電路1031給控制芯片U101供電,第二供電電路U1032不工作;當(dāng)電源電壓為高電壓時,由第二供電電路1032給控制芯片U101供電,第一供電電路1031不工作,從而有效解決了在電源電壓為高電壓時,第一供電電路1031的三極管Q102發(fā)熱量大,損耗高,導(dǎo)致開關(guān)電源損耗高,縮短使用壽命,安全性低的問題。另外,本實用新型的第一供電電路1031與第二供電電路1032的選擇是電路自動選擇的,當(dāng)?shù)谝还╇婋妷捍笥诘诙╇婋妷簳r,自動選擇第一供電電路1031供電,當(dāng)?shù)谝还╇婋妷盒∮诘诙╇婋妷簳r,自動選擇第二供電電路1032供電,而不需要額外增加開關(guān)器件或選擇控制電路對供電電路103進(jìn)行選擇,因此電路結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單,簡化了開關(guān)電源控制電路的結(jié)構(gòu),節(jié)約成本,占用空間少。而且本實用新型的開關(guān)電源控制電路還在第二輔助繞組的輸出端接入過壓檢測電路107以監(jiān)測第二供電電路1032提供給控制芯片101的供電電壓是否超出控制芯片101正常工作范圍,確??刂菩酒?01可以在安全的工作電壓內(nèi)工作,進(jìn)一步提高了電路的安全性。

本實用新型還提供了一種開關(guān)電源,該開關(guān)電源包括上述開關(guān)電源控制電路,該開關(guān)電源通過設(shè)置上述開關(guān)電源控制電路可以使開關(guān)電源正常穩(wěn)定的工作,同時損耗低、成本低、體積小、安全性高且使用壽命更長。

以上實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點,其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)此實施,并不能限制本實用新型的保護(hù)范圍。凡跟本實用新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾,均應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。

應(yīng)當(dāng)理解的是,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

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