电源转换电路和电源转换器的制作方法

本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种电源转换电路和电源转换器。

背景技术：

目前，传统的电源转换器如图1所示，其包括输入单元、变压器、输出电路、开关、控制单元、二极管及电容；控制单元控制开关单元的闭合与断开，通过变压器完成输入电路到输出电路的电源转换，在工作时，控制单元的工作电源由变压器上的辅助绕组通过二极管和电容的整流和滤波后提供，这种电源转换器需要额外的辅助绕组、二极管及电容提供控制单元所需的电源，电路复杂，且电路成本高。

因此，传统的技术方案中存在电路复杂，且电路成本高的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电源转换电路，旨在解决传统的技术方案中存在的电路复杂，且电路成本高的问题。

一种电源转换电路，连接于输入电路和输出电路之间，包括：

控制单元；

变压器，所述变压器包括相互耦合的原边线圈和副边线圈，所述原边线圈与输入电路连接，所述副边线圈与所述输出电路连接；

第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关串联于所述原边线圈和地之间；

一储能单元，所述连接于所述第一开关和所述第二开关的公共连接端和所述控制单元的电源引脚之间；

一启动单元，所述启动单元连接于所述储能单元和所述原边线圈之间，向所述储能单元充电，以提供所述控制单元的启动电源；及

所述控制单元控制所述第一开关和所述第二开关的导通和关闭，以控制所述储能单元的充放电给所述控制单元提供所需的所述工作电源，及控制所述变压器向所述输出电路输出稳定的输出电压。

此外，还提供了一种电源转换器，包括输入电路、输出电路，以及连接于所述输入电路和所述输出电路之间的上述的电源转换电路。

上述的电源转换电路，通过启动单元启动控制单元，并通过控制单元控制第一开关和第二开关的闭合和断开，可在变压器的原边线圈的充电时期和副边线圈的放电时期之间对储能单元充放电，原边线圈对储能单元充电，从而在储能单元放电时提供直流电压给控制单元，以为维持控制单元的工作电源，可以省去给控制单元供电的辅助绕组，降低了电路的复杂度，减少了电路成本。

附图说明

图1为传统的电源转换器电路结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的电源转换器的电路结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的电源转换器的电路结构示意图；

图4为图2所示的电源转换电路中启动单元的示例电路原理图；

图5为图2所示的电源转换电路第一工作阶段的回路示意图；

图6为图2所示的电源转换电路第二工作阶段的回路示意图；

图7为图2所示的电源转换电路第三工作阶段的回路示意图。

具体实施方式

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。

图2示出了本发明第一实施例提供的电源转换电路100的结构示意图，电源转换电路100连接于输入电路200和输出电路300之间，将输入电路200输入的电压进行转换后通过输出电路300输出。其中，电源转换电路100包括变压器T、控制单元10、启动单元20、第一开关30、第二开关40和储能单元C0。

变压器T包括相互耦合的原边线圈和副边线圈，原边线圈与输入电路200连接，副边线圈与输出电路300连接，输入电路200通过变压器T电压转换后经输出端电路输出，具体的，原边线圈的第一端与输入电路200连接，接入输入电压，原边线圈的第二端与地之间串联有第一开关30和第二开关40，通过第一开关30和第二开关40的闭合和断开，控制原边线圈向副边线圈提供电能。

控制单元10用于控制第一开关30和第二开关40的闭合和断开，第一开关30的控制端和第二开关40的控制端与控制单元10连接，接收控制单元10的控制信号。其中，控制单元10的启动电源由启动单元20提供，该启动电源在控制单元10的上电初期对储能单元C0进行充电，以提供控制单元10所需的电能，使控制单元10有足够的电能控制第一开关30的闭合和断开。具体的，如图2和图3所示，启动单元20连接于原边线圈的第一端或第二端，从输入电路200的输出端或者原边线圈的第二端获取电能，提供控制单元10控制第一开关30和第二开关40所需的电能。

如图4所示，启动单元20用于对储能单元C0充电，并将储能单元C0的放电电压作为启动电源。其中，启动单元20包括比较器U1、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3、限流电阻R1、整流电路21和第三开关K。具体的，限流电阻R1的第一端连接原边线圈的第一端，限流电阻R1的第二端连接第三开关K的输入端，第三开关K的输出端通过整流电路21连接储能单元C0的第一端，储能单元C0的第二端接地，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联在储能单元C0的两端，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3公共连接端连接比较器U1的反相输入端，比较器U1的同相输入端接一参考电压，比较器U1的输出端连接第三开关K的控制端。在本实施例中，整流电路21由四个整流二极管D1、D2、D3、D4组成对原边线圈输出的交流电进行整流，以对储能单元C0进行充电。其中，第三开关K为常开开关，启动单元20启动前，第三开关K断开，储能单元C0两端的电压为零，比较器U1的反向输出端的输入低电平，比较器U1的输出端输出高电平，第三开关K闭合，输入电路200通过限流电阻R1和整流二极管D1给储能单元C0充电，储能单元C0的第一端的电压上升，当储能单元C0的第一端的电压经过第一分压电阻R2和第二分压电阻R3分压后的电压值超过VREF时，开关K0断开，原边线圈停止给储能单元C0充电，储能单元C0放电并向控制单元10提供启动电源，启动过程结束。在其他实施例中，启动线路的输入端连接输入电路200的输出端，直接从输入电路200取电。

在其中一实施例中，整流电路还连接于第一开关和所述第二开关的公共连接端和储能单元之间，通过整流电路的单向导通特性，为防止储能单元的放电电流流向第一开关和所述第二开关。在其他实施例中，电源转换电路100额外设置有保护电路，该保护电路连接于第一开关30和第二开关40的公共连接端和储能单元C0之间，防止储能单元C0放电时反向导通，防止储能单元的放电电流流向第一开关和所述第二开关，在该实施例中，保护电路为二极管D0，二极管D0的阳极连接第一开关30和第二开关40的公共连接端，二极管D0的阴极连接储能单元C0的第一端，储能单元C0充电时，二极管D0正向导通，原边线圈通过第一开关30和二极管D0对储能单元C0进行充电，储能单元C0放电时，二极管D0反向截止，防止储能单元C0的放电电流逆流。在其他实施例中，保护电路可以为MOS管或NPN三极管构成的二极管电路。

储能单元C0连接于第一开关30和第二开关40的公共连接端和地之间，储能单元C0在充电完成后对控制单元10的电源端进行放电，提供控制单元10的工作电源。其中，储能单元C0为电容，通过电容的充放电作用，来提供控制单元所需的电源。控制单元10启动完成后，通过控制第一开关30和第二开关40的闭合和断开来控制对储能单元C0的充电和储能单元C0的放电，维持控制单元10的工作电源，同时，控制单元10通过控制第一开关30和第二开关40的闭合和断开，控制原边线圈对副边线圈的电能输出，完成电源转换。

如图5至图7所示，具体的，控制单元10启动以后，电路工作分为以下3个阶段：

第一阶段：控制单元10控制第一开关30和第二开关40都处于闭合状态，变压器T的原边线圈的第二端经过第一开关30和第二开关40接地，输入电路200对变压器T原边线圈储能，当变压器T的原边线圈上的电流上升到预设电流值时，控制单元10控制第二开关40断开。

第二阶段：控制单元10控制第一开关30闭合，第二开关40断开，变压器T的原边线圈的第二端经过第一开关30和保护电路给储能单元C0充电，当储能单元C0两端电压上升到预设电压值时，控制单元10控制第一开关30断开。

第三阶段：控制单元10控制第一开关30断开，第二开关40断开，变压器T的副边线圈感应原边线圈的电能后向输出电路300提供电能。当副边线圈反馈的电压上升到预设电压值时，控制单元10控制第一开关30和第二开关40闭合，电路重新进入第一阶段，如此循环往复，变压器T的副边线圈向输出电路300输出稳定的电压。

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。