专利名称：电源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电源模块。
背景技术：
电源模块已被广泛应用于各种电子设备，如电视机、计算机、DVD播放机等中，其作 用在于将外部220V交流电源转换为直流电源，以提供工作电压给负载。通常电源模块开启瞬间会在其输出端产生一个过冲电压。此过冲电压会对连接于 电源模块输出端的负载造成损坏。针对上述问题，传统电源模块设计时通常采用一个光耦 来构成反馈回路。即将光耦的第一输入端通过分压电阻连接电源模块的输出端，并在光耦 的第一输入端和第二输入端之间串接一个取样电阻，同时光耦的第二输入端接地。在电源 模块开启瞬间，分压电阻和取样电阻共同对电源模块输出端产生的过冲电压进行分压。因 此，光耦根据其第一输入端和第二输入端之间的电压差值，即取样电阻两端分得的电压值， 在其输出端产生反馈信号。该反馈信号被输入到电源模块中的控制单元，该控制单元根据 反馈信号控制电源模块的输出端输出较低的电压。
然而，上述反馈信号的幅值较小，从而使得反馈效果不理想，并不能有效地抑制电 源模块在开启瞬间产生的过冲电压。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种防止电压过冲的电源模块。一种电源模块包括电压变换单元、输出整流滤波单元及反馈单元及放大单元。电压 变换单元连接交流电源，并对交流电源输出的交流电进行变换以生成负载交流电。输出整流 滤波单元对负载交流电进行整流和滤波以生成负载直流电。反馈单元对负载直流电进行取样 以分别产生第一取样电压和第二取样电压，第一取样电压与第二取样电压之间的差值为反馈 电压，并根据该反馈电压产生反馈信号，电压变换单元根据反馈信号调整负载交流电的大小。 放大单元包括电容及二极管，电容的第一端接收该负载直流电，第二端接地。二极管的阴极与 电容的第一端相连，阳极与该反馈电压的低电位端相连。负载直流电对电容进行充电以产生 电压值缓慢增大的第三取样电压，放大单元用于在第二取样电压和第三取样电压之间的差值 达到二级管的导通电压时，使反馈电压增大。反馈单元根据增大的反馈电压产生增大的反馈 信号，电压变换单元用于根据增大的反馈信号减小负载交流电的大小。上述电源模块，通过设置一个放大单元，如此当电源模块开启瞬间其输出的电压 过冲时，放大单元可使反馈电压增大，反馈单元根据增大的反馈电压使反馈信号增大，电压 变换单元根据增大的反馈信号减少负载交流电的大小。从而可相应地降低负载直流电的大 小，达到防止电源模块输出电压过冲的目的。
图1为一较佳实施方式的电源模块的功能模块图。
图2为图1中电源模块的电压变换单元的功能模块图。图3为图1中电源模块的具体电路图。
具体实施例方式如图1所示是一较佳实施方式的电源模块100的功能模块图。电源模块100用于 对交流电源200输出的交流电进行转换，以生成负载直流电提供给负载300作为工作电压。 电源模块100包括电压变换单元10、输出整流滤波单元20、反馈单元30及放大单元40。电压变换单元10与交流电源200相连，以对交流电源200输出的交流电进行变 换，从而产生负载交流电。输出整流滤波单元20用于对负载交流电进行整流和滤波，以生成负载直流电。
反馈单元30用于对负载直流电进行取样，以分别产生第一取样电压和第二取样 电压，该第一取样电压和第二取样电压之间的差值为反馈电压。反馈单元30根据该反馈电 压产生反馈信号。放大单元40用于对负载直流电进行取样以产生第三取样电压，第三取样电压从 零开始缓慢地上升。在本实施方式中，放大单元40包括一电容值较大的电容，电容的第一 端用于接收负载直流电，电容的第二端接地，负载直流电对电容进行充电，从而导致第三取 样电压，即电容的第一端电压值，从零电位缓慢地上升。放大单元40还用于在第二取样电压和第三取样电压之间的差值达到预定电压值 时，使反馈电压值增大。在本实施方式中，该放大单元40包括二极管，当第二取样电压和第 三取样电压之间的差值达到二极管的导通电压时，第二取样电压被拉低至和第三取样电压 大致相近，即第二取样电压和第三取样电压相差一个二极管的导通电压，从而使反馈电压 值增大。反馈单元30根据增大的反馈电压产生增大的反馈信号，该增大的反馈信号被传 送到电压转换单元10，如此电压转换单元10根据该增大的反馈信号降低负载交流电的幅 值大小，从而使输出整流滤波单元20输出幅值较小的负载直流电。图2所示是电压变换单元10的功能模块图。电压变换单元10包括输入整流滤波 单元12、控制单元14及开关变压单元16。输入整流滤波单元12连接交流电源200，其用于对交流电源200输出的交流电进 行整流和滤波，以生成初级直流电。控制单元14用于接收该初级直流电以作为启动电压，并产生脉冲电压。开关变压单元16用于接收脉冲电压，并根据该脉冲电压将初级直流电转化为负 载交流电。反馈单元30所产生的增大的反馈信号被传送给控制单元14，从而控制单元14根 据增大的反馈信号减少脉冲电压的占空比，即脉冲电压的上升沿时间较短，下降沿时间较 长。在本实施方式中，开关变压单元16包括MOS管和变压器，该MOS管的栅极与控制单元 14相连，该MOS管的源极通过电阻接地。该变压器的初级线圈的一端连接输入整流滤波单 元12，另一端连接MOS管的漏极。MOS管在脉冲电压的上升沿导通，在脉冲电压的下降沿截 止。由于MOS管Ml导通瞬间，变压器的初级线圈中无电流流过，而基于电感对突变的电流有 阻碍作用的特性，因此流过初级线圈的电流是缓慢地增大的。由于MOS管的导通时间较短，导致变压器的初级线圈中流过的电流幅值较小，变压器的次级线圈感应变化的电流产生的 负载交流电的幅值也相应地降低。输出整流滤波电路20基于幅值降低的负载交流电减小 负载直流电的幅值大小。当电源模块100在刚开启瞬间产生过冲电压时，控制单元14可通过减少脉冲电压 的占空比，以降低电源模块100输出的负载直流电的幅值大小，从而可防止负载直流电幅 值过大对负载造成损坏。图3所示是电源模块100的具体电路图。输入整流滤波单元12与交流电源200 相连。控制单元14与输入整流滤波单元12相连。开关变压单元16包括MOS管Ml、下拉电 阻R7及变压器Tl。MOS管Ml的栅极连接控制单元14，MOS管Ml的源极通过下拉电阻R7 接地。变压器Tl具有初级线圈Ll和次级线圈L2，初级线圈Ll的一端连接输入整流滤波单 元12，另一端与MOS管Ml的漏极相连。输出整流滤波单元20与负载300相连。反馈单元30包括第一取样电阻R1、第二取样电阻R2、第一分压电阻R3、第二分压 电阻R4、晶闸管Q1、光耦U2。第一取样电阻Rl的一端连接输出整流滤波单元20，另一端连 接光耦U2的第一输入端。第二取样电阻R2连接于光耦U2的第一输入端和第二输入端之 间。晶闸管Ql的阴极连接光耦U2的第二输入端，晶闸管Ql的阳极接地。第一分压电阻R3 的一端连接输出整流滤波单元20，另一端连接晶闸管Ql的门极。第二分压电阻R4连接于 晶闸管Ql的门极和地之间。
电阻R5的一 端连接输出整流滤波单元20，另一端连接电容Cl的第一端。电容Cl的第二端接地。二极 管Dl的阴极连接于第三分压电阻R5和电容Cl的第一端之间，二极管Dl的阳极连接光耦 U2的第二输入端，电容Cl的电容值较大。在其他实施方式中，电容Cl可为电解电容，且电 解电容的电容值较大。电源模块100的工作原理如下当电源模块100刚开启瞬间，控制单元14输出一个占空比较大的脉冲电压，也即 脉冲电压的上升沿时间较长，脉冲电压的下升沿时间较短。MOS管Ml在脉冲电压的上升沿 导通，故MOS管Ml的导通时间较长。因此流过初级线圈Ll的电流(即流过MOS管Ml的漏 极和源极之间的电流id)也较大，从而使变压器T4的次级线圈L2产生的负载交流电过大， 由此输出整流滤波单元20产生的负载直流电过大。第一分压电阻R3和第二分压电阻R4 对负载直流电进行分压，晶闸管Ql具有一基准电压值。因为负载直流电较大，第二分压电阻R4分得的电压值也较大，如此晶闸管Ql的门 极电压值将大于基准电压值，晶闸管Ql导通。当电源模块100稳定工作时，负载直流电将 较为稳定，此时第二分压电阻R4分得的电压值将较小，使得晶闸管Ql的门极电压值小于基 准电压值，晶闸管Ql截止，因此第二取样电阻R2上无电流流过，光耦U2的第一输入端和第 二输入端之间的电压差为零，光耦U2的输出端不产生反馈信号输入至控制单元14。晶闸管Ql导通时，晶闸管Ql的阳极和阴极之间有电流流过。第一取样电阻Rl和 第二取样电阻R2对负载直流电进行分压分别产生第一取样电压Vl和第二取样电压V2，光 耦U2的第一输入端的电压值即为第一取样电压VI，光耦U2的第二输入端的电压值即为第 二取样电压V2。负载直流电通过第三分压电阻R5给电容Cl充电，因为电容Cl的电容值较大，故第三取样电压V3，即电容Cl的第一端电压值，由零电位缓慢地上升。当第二取样电压V2与第三取样电压V3之间的电压差值达到二极管Dl的导通电 压Vc (硅管二极管的导通电压为0. 7V，锗管二极管的导通电压为0. 2V)时，二极管Dl导通， 从而使得第二取样电压V2被拉低到与第三取样电压V3大致相近，即V2 = V3+Vc。因此，光 耦U2的第一输入端和第二输入端之间的电压差值，即反馈电压V4 = V1-V2 = V1-V3-VC。电源模块100刚开启瞬间其输出的负载直流电过大(电压过冲)时，第三取样电 压V3 —开始为零电位，反馈电压V4为其最大电压，即V4max = Vl-Vc。此后，第三取样电压 V3缓慢上升至与第二取样电压V2之间的压差小于Vc时，二极管Dl截止，反馈电压缓慢下 降为 V4min = V1-V2。相对于现有技术中没有设置放大单元40的电源模块100，其光耦U2的第一输入端 和第二输入端之间的电压差值，即反馈电压V4b = V1-V2。本发明的电源模块100刚开启瞬 间，其光耦U2的反馈电压V4大于V4b。由于光耦U2的反馈电压值增大，从而使得流过光 耦U2的第一输入端和第二输入端之间的电流增大，即通过光耦U2的输出端反馈到控制单 元14的反馈信号增大。综上所述，电源模块100刚开启瞬间其输出的负载直流电过大(电压过冲)时，控 制单元14可根据增大的反馈信号有效地将其输出的脉冲电压的占空比(脉冲宽度)减少。 如此变压器Tl的次级线圈L2感应初级线圈Ll中的变化 电流所产生的负载交流电的幅值 将降低，从而使得输出整流滤波电路20对负载交流电进行整流和滤波所产生的负载直流 电压值也降低。如此可有效地防止电源模块100开启瞬间其负载直流电过大对外部电子设 备造成损坏。本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的 适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
一种电源模块，用于将交流电源输出的交流电转换为直流电，该电源模块包括电压变换单元、输出整流滤波单元及反馈单元，该电压变换单元用于对交流电源输出的交流电进行变换以生成负载交流电，该输出整流滤波单元用于对该负载交流电进行整流和滤波以生成负载直流电，该反馈单元用于对负载直流电进行取样以分别产生第一取样电压和第二取样电压，该第一取样电压和第二取样电压之间的差值为反馈电压，并根据该反馈电压产生反馈信号，该电压变换单元根据反馈信号调整负载交流电的大小，其特征在于该电源模块还包括放大单元，该放大单元包括电容及二极管，该电容的第一端接收该负载直流电，第二端接地，该二极管的阴极与电容的第一端相连，阳极与该反馈电压的低电位端相连，该负载直流电对电容进行充电以产生电压值缓慢增大的第三取样电压，该放大单元用于在第二取样电压和第三取样电压之间的差值达到二级管的导通电压时，使反馈电压增大，该反馈单元根据增大的反馈电压产生增大的反馈信号，该电压变换单元用于根据增大的反馈信号减小负载交流电的大小。
2.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于该放大单元使反馈电压值增大是通过 将第二取样电压拉低和第三取样电压大致相近来实现的。
3.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于该反馈单元包括光耦、晶闸管、第一取 样电阻、第二取样电阻、第一分压电阻及第二分压电阻，该第一取样电阻的一端连接输出整 流滤波单元，另一端连接光耦的第一输入端，该第二取样电阻连接于光耦的第一输入端和 第二输入端之间，该光耦的输出端连接电压变换单元，该晶间管的阴极连接光耦的第二输 入端，该晶闸管的阳极接地，该晶闸管的门极通过第一分压电阻连接输出整流滤波单元，该 晶闸管的门极还通过第二分压电阻接地。
4.如权利要求3所述的电源模块，其特征在于该第一取样电压为光耦的第一输入端 的电压值，该第二取样电压为光耦的第二输入端的电压值。
5.如权利要求3所述的电源模块，其特征在于该晶闸管具有一基准电压值，当输入该 晶闸管的门极电压值大于基准电压值时，该晶闸管导通，该晶闸管的阴极和阳极之间有电 流流过。
6.如权利要求3所述的电源模块，其特征在于该放大单元还包括第三分压电阻，该第 三分压电阻的一端连接输出整流滤波单元，另一端连接电容的第一端，该二极管的阴极连 接于电容的第一端和第三分压电阻之间，该二极管的阳极连接光耦的第二输入端。
7.如权利要求6所述的电源模块，其特征在于该电容的容值较大，该电容可为电解电容。
8.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于该电压变换单元包括输入整流滤波单 元、控制单元及开关变压单元，该输入整流滤波单元连接交流电源，其用于对交流电源输出 的交流电进行整流和滤波，以生成初级直流电，该控制单元用于接收该初级直流电以作为 启动电压，并产生脉冲电压，该开关变压单元用于根据脉冲电压将初级直流电转化为负载 交流电。
9.如权利要求8所述的电源模块，其特征在于该反馈单元用于将增大的反馈信号提 供给控制单元，该控制单元根据该增大的反馈信号减少脉冲信号的占空比。
全文摘要
一种电源模块包括电压变换单元、输出整流滤波单元及反馈单元及具有电容的放大单元。电压变换单元连接交流电源，并对交流电源输出的交流电进行变换以生成负载交流电。输出整流滤波单元对负载交流电进行整流和滤波以生成负载直流电。反馈单元对负载直流电进行取样以分别产生第一取样电压和第二取样电压，第一取样电压与第二取样电压之间的差值为反馈电压，并根据该反馈电压产生反馈信号。负载直流电对电容进行充电以产生电压值缓慢增大的第三取样电压，放大单元用于在第二取样电压与第三取样电压的差值达到二级管的导通电压时，使反馈电压增大。反馈单元根据增大的反馈电压使反馈信号增大，电压变换单元根据增大的反馈信号减小负载交流电的大小。
文档编号H02M7/02GK101834533SQ200910300799
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者鲁建辉 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司