一种开关电源电路及电子设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电子电路领域，提供了一种开关电源电路及电子设备。本实用新型通过采用包括初级整流滤波模块、开关驱动模块、尖峰吸收模块、变压器、次级整流滤波模块、电压反馈模块、稳压模块以及过流保护模块的开关电源电路，其不需要采用集成开关芯片，电路结构简单，且成本低；由开关驱动模块根据电压反馈模块所输出的反馈电压和稳压模块的稳压控制实现相应的开关动作，以对变压器的次级输出电压实现动态控制，并且在开关驱动模块的工作电流过大时，由过流保护模块对开关驱动模块进行电流控制，以对开关驱动模块实现过流保护。
【专利说明】-种开关电源电路及电子设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电子电路领域，尤其涉及一种开关电源电路及电子设备。
【背景技术】
[0002] 开关电源以其体积小和效率高的优点，在各种电子设备中得到越来越广泛的使 用。目前，常用的开关电源电路内部采用集成开关芯片、变压器，输入回路、输出回路及滤波 回路，其成本相对较高。在对负载稳定性要求高的应用场合，在开关电源电路中采用上述的 集成开关芯片是必要的，但在某些对电压稳定性要求不高的应用场合，由于对电压的稳压 精度要求不高，如果依然在开关电源电路中保持采用上述的集成开关芯片，则电路结构就 会显得相对复杂，且会使电路成本增加。因此，现有技术在对电压稳定性要求不高的应用场 合中存在电路结构复杂且成本高的问题。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种开关电源电路，旨在解决现有技术在对电压稳定 性要求不高的应用场合中所存在的电路结构复杂且成本高的问题。
[0004] 本实用新型是这样实现的，一种开关电源电路，其包括：
[0005] 初级整流滤波模块、开关驱动模块、尖峰吸收模块、变压器、次级整流滤波模块、电 压反馈模块、稳压模块以及过流保护模块；
[0006] 所述初级整流滤波模块的输入端连接交流电源的火线，所述初级整流滤波模块的 输出端、所述开关驱动模块的导通电压端及所述尖峰吸收模块的输出端均连接所述变压器 的初级线圈的第一端，所述开关驱动模块的输入端与所述尖峰吸收模块的输入端共接于所 述变压器的初级线圈的第二端，所述变压器的次级线圈的第一端连接所述次级整流滤波模 块的输入端，所述次级整流滤波模块的输出端连接负载的输入端，所述次级整流滤波模块 的回路端与所述负载的输出端共接于所述变压器的次级线圈的第二端，所述电压反馈模块 的输入端与所述稳压模块的整流输出端共接于所述变压器的辅助线圈的第一端，所述过流 保护模块的过流检测端连接所述开关驱动模块的输出端，所述电压反馈模块的输出端、所 述稳压模块的稳压控制端及所述过流保护模块的输入端共接于所述开关驱动模块的受控 端，所述初级整流滤波模块的回路端、所述稳压模块的输入端、所述过流保护模块的输出端 以及所述变压器的辅助线圈的第二端共接于所述交流电源的零线。
[0007] 本实用新型的另一目的还在于提供一种包括上述开关电源电路的电子设备。
[0008] 本实用新型通过采用包括初级整流滤波模块、开关驱动模块、尖峰吸收模块、变压 器、次级整流滤波模块、电压反馈模块、稳压模块以及过流保护模块的开关电源电路，其不 需要采用集成开关芯片，电路结构简单，且成本低；由开关驱动模块根据电压反馈模块所输 出的反馈电压和稳压模块的稳压控制实现相应的开关动作，以对变压器的次级输出电压实 现动态控制，并且在开关驱动模块的工作电流过大时，由过流保护模块对开关驱动模块进 行电流控制，以对开关驱动模块实现过流保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型实施例提供的开关电源电路的模块结构图；
[0010] 图2是本实用新型实施例提供的开关电源电路的示例电路结构图。
【具体实施方式】
[0011] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型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 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0012] 图1示出了本实用新型实施例提供的开关电源电路的模块结构，为了便于说明， 仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
[0013] 本实用新型实施例提供的开关电源电路包括初级整流滤波模块100、开关驱动模 块200、尖峰吸收模块300、变压器T1、次级整流滤波模块400、电压反馈模块500、稳压模块 600以及过流保护模块700。
[0014] 初级整流滤波模块100的输入端连接交流电源AC的火线L，初级整流滤波模块 100的输出端、开关驱动模块200的导通电压端及尖峰吸收模块300的输出端均连接变压器 T1的初级线圈L1的第一端，开关驱动模块200的输入端与尖峰吸收模块300的输入端共接 于变压器T1的初级线圈L1的第二端，变压器T1的次级线圈L2的第一端连接次级整流滤 波模块400的输入端，次级整流滤波模块400的输出端连接负载800的输入端，次级整流滤 波模块400的回路端与负载800的输出端共接于变压器T1的次级线圈L2的第二端，电压 反馈模块500的输入端与稳压模块600的整流输出端共接于变压器T1的辅助线圈L3的第 一端，过流保护模块700的过流检测端连接开关驱动模块200的输出端，电压反馈模块500 的输出端、稳压模块600的稳压控制端及过流保护模块700的输入端共接于开关驱动模块 200的受控端，初级整流滤波模块100的回路端、稳压模块600的输入端、过流保护模块700 的输出端以及变压器T1的辅助线圈L3的第二端共接于交流电源AC的零线N。
[0015] 另外，上述开关电源电路还包括一熔断器F1，熔断器F1的第一端连接交流电源AC 的零线N，熔断器F1的第二端与初级整流滤波模块100的回路端、稳压模块600的输入端、 过流保护模块700的输出端以及变压器T1的辅助线圈L3的第二端相连接。熔断器FI用 于对整个开关电源电路实现过流保护。
[0016] 图2示出了本实用新型实施例提供的开关电源电路的示例电路结构，为了便于说 明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
[0017] 初级整流滤波模块100包括第一二极管D1和第一电容C1，第一二极管D1的阳极 为初级整流滤波模块100的输入端，第一二极管D1的阴极与第一电容C1的第一端的共接 点为初级整流滤波模块100的输出端，第一电容C1的第二端为初级整流滤波模块100的回 路端。其中，第一二极管D1和第一电容C1构成整流滤波电路对交流电源AC输出的交流电 进行整流滤波处理后输出直流电。
[0018] 开关驱动模块200包括第一电阻R1和第一 NPN型三极管Q1，第一电阻R1的第一 端为开关驱动模块200的导通电压端，第一电阻R1的第二端与第一 NPN型三极管Q1的基 极的共接点为开关驱动模块200的受控端，第一 NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为 开关驱动模块200的输入端和输出端。其中，第一 NPN型三极管Q1的导通或关断可控制变 压器T1的次级输出电压。
[0019] 尖峰吸收模块300包括：
[0020] 第二二极管D2、第二电容C2及第二电阻R2 ;
[0021] 第二二极管D2的阳极为尖峰吸收模块300的输入端，第二电容C2的第一端与第 二电阻R2的第一端共接于第二二极管D2的阴极，第二电容C2的第二端与第二电阻R2的 第二端的共接点为尖峰吸收模块300的输出端。其中，第二二极管D2、第二电容C2及第二 电阻R2构成尖峰电压吸收电路，其用于对第一 NPN型三极管Q1在进行开关动作的过程中 所产生的电压尖峰进行吸收。
[0022] 次级整流滤波模块400包括第三二极管D3和第三电容C3,第三二极管D3的阳极 为次级整流滤波模块400的输入端，第三二极管D3的阴极与第三电容C3的第一端的共接 点为次级整流滤波模块400的输出端，第三电容C3的第二端为次级整流滤波模块400的回 路端。其中，第三二极管D3和第三电容C3构成整流滤波电路对变压器T1的次级线圈L2 所输出的直流电进行整流滤波处理后为负载供电。
[0023] 电压反馈模块500包括第三电阻R3和第四电容C4,第四电容C4的第一端为电压 反馈模块500的输入端，第四电容C4的第二端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的 第二端为电压反馈模块500的输出端。其中，第三电阻R3和第四电容C4构成反馈电路将 变压器T1的辅助线圈L3的第一端的电压反馈至第一 NPN型三极管Q1。
[0024] 稳压模块600包括：
[0025] 第五电容C5、第四二极管D4及稳压二极管ZD ;
[0026] 第五电容C5的正极为稳压模块600的输入端，第四二极管D4的阳极与稳压二极 管ZD的阳极共接于第五电容C5的负极，第四二极管D4的阴极和稳压二极管ZD的阴极分 别为稳压模块600的整流输出端和稳压控制端。其中，第四二极管D4对经过第五电容C5 的半波交流电进行整流处理，稳压二极管ZD在第五电容C5的负极的电压降低至稳压二极 管ZD的稳压值（如9V+0. 5?0. 7V)时，稳压二极管ZD导通，进而使第一 NPN型三极管Q1 的基极短路至地。
[0027] 过流保护模块700包括：
[0028] 第四电阻R4、第五二极管D5及第二NPN型三极管Q2 ;
[0029] 第四电阻R4的第一端与第五二极管D5的阳极的共接点为过流保护模块700的过 流检测端，第五二极管D5的阴极连接第二NPN型三极管Q2的栅极，第二NPN型三极管Q2 的集电极为过流保护模块700的输入端，第二NPN型三极管Q2的发射极与第四电阻R4的 第二端的共接点为过流保护模块700的输出端。
[0030] 以下结合工作原理对图2所示的开关电源电路作进一步说明：
[0031] 交流电源AC输出交流电（如220V交流电）经过第一二极管D1整流和第一电容 C1滤波后得到直流电（如300V直流电）加载在变压器T1的初级线圈L1的第一端，同时， 该直流电经过第一电阻R1加载在第一 NPN型三极管Q1的基极，从而使第一 NPN型三极管 Q1微导通，此时变压器T1的初级线圈L1开始有电流通过，且变压器T1的辅助线圈L3的第 一端会相应地形成正电压，该正电压经过第四电容C4和第三电阻R3反馈至第一 NPN型三 极管Q1的基极，则第一 NPN型三极管Q1会进一步导通，乃至进入饱和导通状态；在此过程 中，变压器T1的次级线圈L2的输出电压也会随之升高，则变压器T1的辅助线圈L3上所产 生的电压也随之升高，所以第四二极管D4无法导通，进而使第五电容C5的负极上的电压逐 渐降低，当该电压降低至稳压二极管ZD的稳压值（如9V)时，稳压二极管ZD会导通，从而 将第一 ΝΡΝ型三极管Q1的基极短路至地，以关断第一 ΝΡΝ型三极管Q1，则变压器Τ1的输出 电压就会随之降低。从上述内容可知，稳压二极管ZD的稳压值决定了开关电源电路的输出 电压，所以，在实际应用过程中，如果需要改变输出电压，只要更换具有相应稳压值的稳压 二极管ZD即可，稳压值越小，开关电源电路的输出电压越低，反之，则开关电源电路的输出 电压越高。
[0032] 通过上述对第一 ΝΡΝ型三极管Q1的通断控制，则可以达到动态控制输出电压的目 的，实现开关电源电路的作用，且输出允许开路或短路。
[0033] 另外，在上述工作过程中，当第一 ΝΡΝ型三极管Q1的导通电流过大时，第四电阻R4 上会产生一电压，该电压通过第五二极管D5驱动第二ΝΡΝ型三极管Q2导通，进而使第一 ΝΡΝ型三极管Q1的基极电压下降，则第一 ΝΡΝ型三极管Q1的导通电流就会相应减小，从而 达到对第一 ΝΡΝ型三极管Q1实现过流保护的目的。
[0034] 基于上述开关电源电路，本实用新型实施例还提供了 一种包括上述开关电源电路 的电子设备。
[0035] 本实用新型实施例通过采用包括初级整流滤波模块100、开关驱动模块200、尖峰 吸收模块300、变压器Τ1、次级整流滤波模块400、电压反馈模块500、稳压模块600以及过 流保护模块700的开关电源电路，其不需要采用集成开关芯片，电路结构简单，且成本低； 由开关驱动模块200根据电压反馈模块500所输出的反馈电压和稳压模块600的稳压控制 实现相应的开关动作，以对变压器Τ1的次级输出电压实现动态控制，并且在开关驱动模块 200的工作电流过大时，由过流保护模块700对开关驱动模块200进行电流控制，以对开关 驱动模块200实现过流保护。
[0036] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路包括： 初级整流滤波模块、开关驱动模块、尖峰吸收模块、变压器、次级整流滤波模块、电压反 馈模块、稳压模块以及过流保护模块； 所述初级整流滤波模块的输入端连接交流电源的火线，所述初级整流滤波模块的输出 端、所述开关驱动模块的导通电压端及所述尖峰吸收模块的输出端均连接所述变压器的初 级线圈的第一端，所述开关驱动模块的输入端与所述尖峰吸收模块的输入端共接于所述变 压器的初级线圈的第二端，所述变压器的次级线圈的第一端连接所述次级整流滤波模块的 输入端，所述次级整流滤波模块的输出端连接负载的输入端，所述次级整流滤波模块的回 路端与所述负载的输出端共接于所述变压器的次级线圈的第二端，所述电压反馈模块的输 入端与所述稳压模块的整流输出端共接于所述变压器的辅助线圈的第一端，所述过流保护 模块的过流检测端连接所述开关驱动模块的输出端，所述电压反馈模块的输出端、所述稳 压模块的稳压控制端及所述过流保护模块的输入端共接于所述开关驱动模块的受控端，所 述初级整流滤波模块的回路端、所述稳压模块的输入端、所述过流保护模块的输出端以及 所述变压器的辅助线圈的第二端共接于所述交流电源的零线。
2. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路还包括熔断器， 所述熔断器的第一端连接所述交流电源的零线，所述熔断器的第二端与所述初级整流滤波 模块的回路端、所述稳压模块的输入端、所述过流保护模块的输出端以及所述变压器的辅 助线圈的第二端相连接。
3. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述初级整流滤波模块包括第 一二极管和第一电容，所述第一二极管的阳极为所述初级整流滤波模块的输入端，所述第 一二极管的阴极与所述第一电容的第一端的共接点为所述初级整流滤波模块的输出端，所 述第一电容的第二端为所述初级整流滤波模块的回路端。
4. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关驱动模块包括第一电阻 和第一 NPN型三极管，所述第一电阻的第一端为所述开关驱动模块的导通电压端，所述第 一电阻的第二端与所述第一 NPN型三极管的基极的共接点为所述开关驱动模块的受控端， 所述第一 NPN型三极管的集电极和发射极分别为所述开关驱动模块的输入端和输出端。
5. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述尖峰吸收模块包括： 第二二极管、第二电容及第二电阻； 所述第二二极管的阳极为所述尖峰吸收模块的输入端，所述第二电容的第一端与所述 第二电阻的第一端共接于所述第二二极管的阴极，所述第二电容的第二端与所述第二电阻 的第二端的共接点为所述尖峰吸收模块的输出端。
6. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述次级整流滤波模块包括第 三二极管和第三电容，所述第三二极管的阳极为所述次级整流滤波模块的输入端，所述第 三二极管的阴极与所述第三电容的第一端的共接点为所述次级整流滤波模块的输出端，所 述第三电容的第二端为所述次级整流滤波模块的回路端。
7. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述电压反馈模块包括第三电阻 和第四电容，所述第四电容的第一端为所述电压反馈模块的输入端，所述第四电容的第二 端连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端为所述电压反馈模块的输出端。
8. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述稳压模块包括： 第五电容、第四二极管及稳压二极管； 所述第五电容的正极为所述稳压模块的输入端，所述第四二极管的阳极与所述稳压二 极管的阳极共接于所述第五电容的负极，所述第四二极管的阴极和所述稳压二极管的阴极 分别为所述稳压模块的整流输出端和稳压控制端。
9. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述过流保护模块包括： 第四电阻、第五二极管及第二NPN型三极管； 所述第四电阻的第一端与所述第五二极管的阳极的共接点为所述过流保护模块的过 流检测端，所述第五二极管的阴极连接所述第二NPN型三极管的栅极，所述第二NPN型三极 管的集电极为所述过流保护模块的输入端，所述第二NPN型三极管的发射极与所述第四电 阻的第二端的共接点为所述过流保护模块的输出端。
10. -种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-9任一项所述的开关 电源电路。
【文档编号】H02M1/32GK203911761SQ201420275479
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】张保强 申请人:美的集团股份有限公司