一种开关电源电路和装置制造方法
【专利摘要】本发明属于开关电源控制领域，提供了一种开关电源电路和装置。在本发明中，通过整流滤波模块对输入的交流电进行整流滤波然后由开关电源模块转换为脉冲电压后输出给升压模块进行升压，通过反馈模块将升压模块的输出端的电压反馈给开关电源模块以使开关电源模块对输出的电压进行及时调整，可以输出更稳定的电压，同时通过过压保护模块对升压模块的输入电压和输出电压进行过压保护，提供了开关电源的可靠性和安全性。本发明提供的开关电源电路设计简单，可靠性和安全性高，解决了现有开关电源设计复杂、可靠性差的问题。
【专利说明】—种开关电源电路和装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于开关电源控制领域，尤其涉及一种开关电源电路和装置。
[0002] _
【背景技术】
[0003]随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
[0004]现有的市场环境追求高性价比，往往价格越低，就越有竞争力。但是价格低，意味着开关电源的安全性和可靠性就大打折扣，而质量好的开关电源设计复杂，价格也往往较高，需要较大支出成本。
[0005]_
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种开关电源电路，旨在解决现有开关电源安全性和可靠性差以及设计复杂的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的:一种开关电源电路，接入交流电，所述开关电源电路包括:
整流滤波模块、开关电源模块、升压模块、反馈模块以及过压保护模块；
所述整流滤波模块的电源端接入所述交流电，输出端与所述开关电源模块的输入端连接，用于滤除所述交流电中的干扰信号，并对所述交流电进行整流；
所述开关电源模块的输出端与所述升压模块的输入端连接，用于将输入的直流电转化为脉冲电压；
所述反馈模块的输入端与所述升压模块的输出端连接，输出端与所述开关电源模块的反馈调节端连接，用于将所述升压模块升压后的脉冲电压反馈给所述开关电源模块以控制所述开关电源模块对输出的脉冲电压进行调整；
所述过压保护模块的输入端与所述升压模块的输入端和输出端连接，输出端与所述整流滤波模块的控制端连接，用于根据所述升压模块的输入电压和输出电压进行过压保护。
[0008]进一步地，所述整流滤波模块包括:
第一电容Cl、整流桥BDl以及与非门Fl ；
所述第一电容Cl的第一端与所述交流电的火线端以及所述与非门Fl的第一输入端连接，所述第一电容Cl的第二端与所述交流电的零线端以及所述整流桥BDl的第二输入端连接，所述与非门Fl的输出端与所述整流桥BDl的第一输入端连接，所述与非门Fl的第二输入端为所述整流滤波模块的控制端与所述过压保护模块连接。
[0009]进一步地，所述开关电源模块包括:
第二电容C2、第三电容C3、第一稳压二极管ZD1、开关电源芯片Ul ；
所述第二电容C2的第一端与所述整流桥BDl的接地端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一稳压二极管ZDl的阴极连接，所述第一稳压二极管ZDl的阳极与所述开关电源芯片Ul的电源端连接，所述第三电容C3连接在所述开关电源芯片Ul的反馈端与地之间。
[0010]进一步地，所述升压模块包括:
第四极性电容C4、二极管D1、第二稳压二极管ZD2、第一电阻R1、第二电阻R2、N型MOS管Ql以及变压器Tl ；
所述变压器Tl的初级的第一端与所述整流桥BDl的输出端以及所述第一电阻Rl的第一端连接，所述第一电阻Rl的第二端与所述变压器Tl的次级的第三端连接，所述变压器Tl的初级的第二端与所述N型MOS管Ql的漏极连接，所述N型MOS管Ql的源级与所述开关电源芯片Ul的输出端、所述第四极性电容C4的阴极以及所述第二稳压二极管ZD2的阳极连接，所述N型MOS管的栅极与所述变压器Tl的次级的第二端连接，所述变压器Tl的次级的第一端与所述二极管Dl的阳极连接，所述二极管Dl的阴极与所述第四极性电容C4的阳极以及所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第二稳压管ZD2的阴极连接。
[0011]进一步地，所述反馈模块包括:
第五电容C5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、光电耦合器U2以及三端稳压管
U3 ；
所述第三电阻R3的第一端与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述光电耦合器U2的发光端的第一端连接，所述光电耦合器U2的发光端的第二端与所述第五电容C5的第一端以及所述三端稳压管U3的第二端连接，所述第五电容C5的第二端与所述第四电阻R4的第一端、所述三端稳压管U3的第三端以及所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述三端稳压管U3的第一端共接于地，所述第四电阻R4的第二端与所述第二稳压管ZD2的阳极连接，所述光电耦合器U2的受光端的第一端与所述开关电源芯片Ul的反馈端连接，所述光电耦合器U2的受光端的第二端接地。
[0012]进一步地，所述过压保护模块包括:
第三稳压二极管ZD3、第四稳压二极管ZD4、或门F2以及过压保护芯片U4 ；
所述第三稳压二极管ZD3的阴极与所述整流桥BDl的输出端连接，所述第三稳压二极管ZD3的阳极与所述或门F2的第一输入端连接，所述第四稳压二极管ZD4的阴极与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第四稳压二极管ZD4的阳极与所述或门F2的第二输入端连接，所述或门F2的输出端与所述过压保护芯片U4的输入端连接，所述过压保护芯片U4的输出端与所述与非门F2的第二输入端连接。
[0013]本发明的目的还在于提供一种开关电源装置，所述开关电源装置包括上述所述的开关电源电路。
[0014]在本发明中，通过整流滤波模块对输入的交流电进行整流滤波然后由开关电源模块转换为脉冲电压后输出给升压模块进行升压，通过反馈模块将升压模块的输出端的电压反馈给开关电源模块以使开关电源模块对输出的电压进行及时调整，可以输出更稳定的电压，同时通过过压保护模块对升压模块的输入电压和输出电压进行过压保护，提供了开关电源的可靠性和安全性。本发明提供的开关电源电路设计简单，可靠性和安全性高，解决了现有开关电源设计复杂、可靠性差的问题。
[0015]_
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例提供的开关电源电路的模块结构图；
图2是本发明实施例提供的开关电源电路的电路结构图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述:
图1示出了本发明实施例提供的开关电源电路的模块结构，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
本发明实施例提供的开关电源电路，接入交流电AC，该开关电源电路包括:
整流滤波模块101、开关电源模块102、升压模块103、反馈模块104以及过压保护模块
105 ；
整流滤波模块101的电源端接入交流电AC，输出端与开关电源模块102的输入端连接，用于滤除交流电AC中的干扰信号，并对交流电AC进行整流，以输出稳定的直流电；
开关电源模块102的输出端与升压模块103的输入端连接,用于将输入的直流电转化为脉冲电压；
反馈模块104的输入端与升压模块103的输出端连接，输出端与开关电源模块102的反馈调节端连接，用于将升压模块103升压后的脉冲电压反馈给开关电源模块102以控制开关电源模块102对输出的脉冲电压进行调整；
过压保护模块105的输入端与升压模块103的输入端和输出端连接,输出端与整流滤波模块101的控制端连接，用于根据升压模块103的输入电压和输出电压进行过压保护。
[0019]在本发明实施例中，开关电源电路还包括过压指示模块，当过压保护模块105被触发时进行指示，过压指示模块包括指示灯和/或报警指示灯。
[0020]图2示出了本发明实施例提供的开关电源电路的电路结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下:
作为本发明一优选实施例，整流滤波模块101包括:
第一电容Cl、整流桥BDl以及与非门Fl ；
第一电容Cl的第一端与交流电的火线端以及与非门Fl的第一输入端连接，第一电容Cl的第二端与交流电的零线端以及整流桥BDl的第二输入端连接，与非门Fl的输出端与整流桥BDl的第一输入端连接，与非门Fl的第二输入端为整流滤波模块的控制端与过压保护模块连接。
[0021]作为本发明一优选实施例，开关电源模块102包括: 第二电容C2、第三电容C3、第一稳压二极管ZD1、开关电源芯片Ul ；
第二电容C2的第一端与整流桥BDl的接地端连接，第二电容C2的第二端与第一稳压二极管ZDl的阴极连接，第一稳压二极管ZDl的阳极与开关电源芯片Ul的电源端连接，第三电容C3连接在开关电源芯片Ul的反馈端与地之间。
[0022]作为本发明一优选实施例，升压模块103包括:
第四极性电容C4、二极管D1、第二稳压二极管ZD2、第一电阻R1、第二电阻R2、N型MOS管Ql以及变压器Tl ；
变压器Tl的初级的第一端与整流桥BDl的输出端以及第一电阻Rl的第一端连接，第一电阻Rl的第二端与变压器Tl的次级的第三端连接，变压器Tl的初级的第二端与N型MOS管Ql的漏极连接，N型MOS管Ql的源级与开关电源芯片Ul的输出端、第四极性电容C4的阴极以及第二稳压二极管ZD2的阳极连接，N型MOS管的栅极与变压器Tl的次级的第二端连接，变压器Tl的次级的第一端与二极管Dl的阳极连接，二极管Dl的阴极与第四极性电容C4的阳极以及第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第二稳压管ZD2的阴极连接。
[0023]作为本发明一优选实施例，反馈模块104包括:
第五电容C5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、光电耦合器U2以及三端稳压管
U3 ；
第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端连接，第三电阻R3的第二端与光电耦合器U2的发光端的第一端连接,光电稱合器U2的发光端的第二端与第五电容C5的第一端以及三端稳压管U3的第二端连接，第五电容C5的第二端与第四电阻R4的第一端、三端稳压管U3的第三端以及第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与三端稳压管U3的第一端共接于地，第四电阻R4的第二端与第二稳压管ZD2的阳极连接，光电耦合器U2的受光端的第一端与开关电源芯片Ul的反馈端连接，光电耦合器U2的受光端的第二端接地。
[0024]作为本发明一优选实施例，过压保护模块105包括:
第三稳压二极管ZD3、第四稳压二极管ZD4、或门F2以及过压保护芯片U4 ；
第三稳压二极管ZD3的阴极与整流桥BDl的输出端连接，第三稳压二极管ZD3的阳极与或门F2的第一输入端连接，第四稳压二极管ZD4的阴极与第二电阻R2的第二端连接，第四稳压二极管ZD4的阳极与或门F2的第二输入端连接，或门F2的输出端与过压保护芯片U4的输入端连接，过压保护芯片U4的输出端与与非门F2的第二输入端连接。
[0025]下面对本发明实施例提供的开关电源电路的工作原理进行说明:
在整流滤波模块101中，当过压保护模块105没有被触发时，与非门Fl输出高电平，整个开关电源电路正常工作，整流滤波模块101对交流电进行整流滤波处理后输出给开关电源模块102转换为脉冲电压，升压模块103对脉冲电压进行升压处理，由反馈模块104将升压模块103升压后的脉冲电压反馈给开关电源模块102对输出的脉冲电压信号进行调节，过压保护模块105对升压模块103的输入电压和输出电压进行过压保护，当整流桥BDl输出的电压大于ZD3的反向击穿电压时过压保护模块105被触发，同样，当升压模块103输出的电压大于ZD4的反向击穿电压时，过压保护模块105被触发，过压保护模块105被出发后输出高电平，与非门Fl输入两个高电平后输出低电平，整个开关电源电路被切断，以进行过压保护。
[0026]本发明的目的还在于提供一种开关电源装置，开关电源装置包括上述的开关电源电路。
[0027]在本发明实施例中，通过整流滤波模块对输入的交流电进行整流滤波然后由开关电源模块转换为脉冲电压后输出给升压模块进行升压，通过反馈模块将升压模块的输出端的电压反馈给开关电源模块以使开关电源模块对输出的电压进行及时调整，可以输出更稳定的电压，同时通过过压保护模块对升压模块的输入电压和输出电压进行过压保护，提供了开关电源的可靠性和安全性。本发明提供的开关电源电路设计简单，可靠性和安全性高，解决了现有开关电源设计复杂、可靠性差的问题。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种开关电源电路，接入交流电，其特征在于，所述开关电源电路包括: 整流滤波模块、开关电源模块、升压模块、反馈模块以及过压保护模块； 所述整流滤波模块的电源端接入所述交流电，输出端与所述开关电源模块的输入端连接，用于滤除所述交流电中的干扰信号，并对所述交流电进行整流； 所述开关电源模块的输出端与所述升压模块的输入端连接，用于将输入的直流电转化为脉冲电压； 所述反馈模块的输入端与所述升压模块的输出端连接，输出端与所述开关电源模块的反馈调节端连接，用于将所述升压模块升压后的脉冲电压反馈给所述开关电源模块以控制所述开关电源模块对输出的脉冲电压进行调整； 所述过压保护模块的输入端与所述升压模块的输入端和输出端连接，输出端与所述整流滤波模块的控制端连接，用于根据所述升压模块的输入电压和输出电压进行过压保护。
2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述整流滤波模块包括: 第一电容Cl、整流桥BDl以及与非门Fl ； 所述第一电容Cl的第一端与所述交流电的火线端以及所述与非门Fl的第一输入端连接，所述第一电容Cl的第二端与所述交流电的零线端以及所述整流桥BDl的第二输入端连接，所述与非门Fl的输出端与所述整流桥BDl的第一输入端连接，所述与非门Fl的第二输入端为所述整流滤波模块的控制端与所述过压保护模块连接。
3.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源模块包括: 第二电容C2、第三电容C3、第一稳压二极管ZD1、开关电源芯片Ul ； 所述第二电容C2的第一端与所述整流桥BDl的接地端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一稳压二极管ZDl的阴极连接，所述第一稳压二极管ZDl的阳极与所述开关电源芯片Ul的电源端连接，所述第三电容C3连接在所述开关电源芯片Ul的反馈端与地之间。
4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述升压模块包括: 第四极性电容C4、二极管D1、第二稳压二极管ZD2、第一电阻R1、第二电阻R2、N型MOS管Ql以及变压器Tl ； 所述变压器Tl的初级的第一端与所述整流桥BDl的输出端以及所述第一电阻Rl的第一端连接，所述第一电阻Rl的第二端与所述变压器Tl的次级的第三端连接，所述变压器Tl的初级的第二端与所述N型MOS管Ql的漏极连接，所述N型MOS管Ql的源级与所述开关电源芯片Ul的输出端、所述第四极性电容C4的阴极以及所述第二稳压二极管ZD2的阳极连接，所述N型MOS管的栅极与所述变压器Tl的次级的第二端连接，所述变压器Tl的次级的第一端与所述二极管Dl的阳极连接，所述二极管Dl的阴极与所述第四极性电容C4的阳极以及所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第二稳压管ZD2的阴极连接。
5.如权利要求4所述的开关电源电路，其特征在于，所述反馈模块包括: 第五电容C5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、光电耦合器U2以及三端稳压管U3 ； 所述第三电阻R3的第一端与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述光电耦合器U2的发光端的第一端连接，所述光电耦合器U2的发光端的第二端与所述第五电容C5的第一端以及所述三端稳压管U3的第二端连接，所述第五电容C5的第二端与所述第四电阻R4的第一端、所述三端稳压管U3的第三端以及所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述三端稳压管U3的第一端共接于地，所述第四电阻R4的第二端与所述第二稳压管ZD2的阳极连接，所述光电耦合器U2的受光端的第一端与所述开关电源芯片Ul的反馈端连接，所述光电耦合器U2的受光端的第二端接地。
6.如权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述过压保护模块包括: 第三稳压二极管ZD3、第四稳压二极管ZD4、或门F2以及过压保护芯片U4 ； 所述第三稳压二极管ZD3的阴极与所述整流桥BDl的输出端连接，所述第三稳压二极管ZD3的阳极与所述或门F2的第一输入端连接，所述第四稳压二极管ZD4的阴极与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第四稳压二极管ZD4的阳极与所述或门F2的第二输入端连接，所述或门F2的输出端与所述过压保护芯片U4的输入端连接，所述过压保护芯片U4的输出端与所述与非门F2的第二输入端连接。
7.一种开关电源装置，其特征在于，所述开关电源装置包括如权利要求1-6任一项所述的开关电源电路。
【文档编号】H02M7/217GK104242697SQ201410448252
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】刘勇 申请人:来安县新元机电设备设计有限公司