一种高效开关电源电路的制作方法

本实用新型属于电力电子领域，特别涉及一种高效开关电源电路。

背景技术：

随着社会的发展和科技的进步，特别是开关电源技术的发展，开关电源已经成了人们生活上和工作上必不可少的电气附件之一，且在目前的电表系统中，通常会用到rc电源或线性电源，但是这些电源方案的电压输入范围小、效率低、可靠性不高，而开关电源有电压输入范围广、效率高、可靠性高、安全等优势，因此适用于功耗比较大、电源要求高的产品上。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种高效开关电源电路，该开关电源电路功耗低、带载能力强，且可靠性高。

一种高效开关电源电路，包括防雷电路、emi电路、第一整流滤波电路、功率变换电路、pwm控制电路、反馈电路、第二整流滤波电路，其中，

所述防雷电路分别与外接电路、所述emi电路连接，用于防护雷电以及抑制电路中出现浪涌电压；

所述emi电路与所述第一整流滤波电路连接，用于抑制电磁干扰；

所述第一整流滤波电路分别与所述功率变换电路、pwm控制电路连接，用于将交流电整流为直流电；

所述功率变换电路与所述第二整流滤波电路连接，用于所述电路储能以及平衡所述电路中的功率；

所述第二整流滤波电路分别与输出端负载、所述反馈电路连接，用于实现所述电路稳定输出；

所述反馈电路还与所述pwm控制电路连接，用于将输出端负载的大小反馈至所述pwm控制电路；

所述pwm控制电路还与所述功率变换电路连接，用于所述第一整流滤波器整流后，控制所述电路中电能通断的频率。

进一步，所述防雷电路包括压敏电阻和功率电阻，所述压敏电阻与所述功率电阻并联连接，其中，

所述功率电阻的一端与外界电路的零线连接；

所述压敏电阻一端与外界电路的火线连接，另一端与外接电路的零线连接。

进一步，所述emi电路包括串联连接的第一电感与第一电容，其中，

第一电感的一端与功率电阻连接，另一端与所述第一电容连接；

所述第一电容的两端分别与第一整流滤波电路的第一输入端、第二输入端连接。

进一步，所述第一整流滤波电路为由第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管组成的全桥整流电路。

进一步，所述功率变换电路包括第二电容、第三电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第一变压器，其中，

所述第二电容的正极与第一整流滤波电路的第一输出端连接，负极与所述第三电容的正极连接；所述第三电容的负极与第一整流滤波电路的第二输出端连接；

第二电阻的第一端与所述第二电容的正极连接，第二端与所述第三电阻第一端连接；所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地；

所述第二电阻的第一端还与所述第一变压器初级绕组连接，所述第一变压器包括多个初级绕组及次级绕组；

所述第三电阻的第二端还与所述第三电容的正极连接。

进一步，所述pwm控制电路包括电源芯片8234t与第一控制电路，其中，

所述第一控制电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第五二极管、第六二极管、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容；

所述电源芯片8234t的两个sw管脚分别与所述第一变压器、第五二极管的正极连接，所述第五二极管的负极分别与所述第六电阻、第四电容连接，所述第六电阻与第四电容并联，且所述第六电阻与第四电容的一端均与所述第二电阻的一端连接；

所述电源芯片8234t的cs管脚分别与所述第七电阻、第八电阻的一端连接，所述第七电阻与第八电阻并联连接，且所述第七电阻与第八电阻的另一端均接地；

所述电源芯片8234t的gnd管脚接地；

电源芯片8234t的vdd管脚与所述第五电容、第十电阻的一端连接，所述第五电容的另一端接地，所述第十电阻的另一端分别与所述第七电容、第八电容、第十一电阻的一端连接，所述第七电容、第八电容的另一端接地，所述第十一电阻的另一端与第六二极管的负极连接，所述第六二极管的正极与所述第一变压器连接；

电源芯片的comp管脚与所述第六电容、第九电阻的一端连接，所述第六电容的另一端接地，所述第九电阻的另一端与反馈电路输出端连接。

进一步，所述反馈电路包括第一光耦、第一基准源芯片以及第一反馈电路，其中，所述第一反馈电路包括第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第十四电容、第十五电容、第十六电容；其中，

所述第一光耦连接在所述第十七电阻两端，所述第十七电阻的第一端还与所述第十六电阻的第一端连接，所述第十七电阻的第二端与所述第十八电阻的第一端连接；

所述第十六电阻的第二端分别与所述第二整流滤波电路、第十九电阻的第一端连接；

所述十九电阻的第一端还与所述第十四电容的第一端连接，所述第十四电容的第二端接地；

所述第十八电阻的第二端与第十五电容的第一端连接，所述第十五电容的第二端与第十九电阻的第二连接；

所述第十六电容的第一端与所述第十八电阻的第一端连接，第二端与所述第十五电容的第二端连接；

所述第一基准源芯片的第一端与所述第十六电容的第一端连接，第二端与所述十六电容的第二端连接，第三端接地；

所述第二十电阻的第一端与所述十六电容的第二端连接，第二端接地。

进一步，所述第二整流滤波电路包括单路、双路或多路输出。

进一步，所述第二整流滤波电路还包括由电阻与电容组成的一个或多个吸收回路。

进一步，所述第二整流滤波电路还包括模拟负载，所述模拟负载的两端连接在第二整流滤波电路的输出端。

本实用新型开关电源电路效率高、可靠性高，且电压输入范围广，其中，设置功率变换电路具有稳压以及储能作业，进一步设置反馈电路有效地控制整流后的电能通断的频率，增强了所述开关电源电路的带载能力。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例中的一种高效开关电源电路组成结构示意图；

图2示出了本法实施例中带双路输出的一种高效开关电源电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例中介绍了一种高效开关电源电路，包括防雷电路、emi电路、第一整流滤波电路、功率变换电路、pwm控制电路、反馈电路、第二整流滤波电路，其中，所述防雷电路分别与外接电路、所述emi电路连接，用于防护雷电以及抑制电路中出现浪涌电压；所述emi电路与所述第一整流滤波电路连接，用于抑制电磁干扰；所述第一整流滤波电路分别与所述功率变换电路、pwm控制电路连接，用于将交流电整流为直流电；所述功率变换电路与所述第二整流滤波电路连接，用于所述电路储能以及平衡所述电路中的功率；所述第二整流滤波电路分别与输出端负载、所述反馈电路连接，用于实现所述电路稳定输出；所述反馈电路还与所述pwm控制电路连接，用于将输出端负载的大小反馈至所述pwm控制电路；所述pwm控制电路还与所述功率变换电路连接，用于所述第一整流滤波器整流后，控制所述电路中电能通断的频率。因此，本实用新型的高效开关电源电路电源效率高、可靠性高，且电压输入范围广。

本实用新型实施例中所述第二整流滤波电路包括单路、双路或多路输出。其中，输出的电压大小、一路、两路或多路输出均由变压器决定，输出不同变压器的绕线也不同。本实用新型实施例中将以第二整流滤波电路为双路输出作为示例性说明。

如图2所示，所述防雷电路包括压敏电阻mov1和功率电阻rp1，所述压敏电阻mov1与所述功率电阻rp1并联连接，其中，所述功率电阻rp1的一端与外接电路的零线连接；所述压敏电阻mov1一端与外界电路的火线连接，另一端与外接电路的零线连接。在所述开关电源电路遭受雷击时，则所述压敏电阻mov1起到快速吸收能量的作用，且所述功率电阻rp1同时进行分压，从而所述开关电源电路被雷击，也防止了因为瞬时电压过高而导致所述开关电源电路损坏的情况发生。优选的，所述开关电源电路电源输入范围为：55～400vac。从而本申请开关电源输入范围较宽，可靠性高，适用范围广。

所述emi电路包括第一电感lp1、第一电容cp1、cy1及cy2其中，所述第一电感lp1的一端与所述功率电阻rp1连接，另一端与所述第一电容cp1连接；所述第一电容cp1的两端分别与第一整流滤波电路的第一输入端、第二输入端连接。图2中，所述压敏电阻mov1与所述第一电容cp1的一端还共同接地，以保证所述开关电源的安全。利用lc电路的滤波作用，实现对特定频率信号进行了滤波。进一步，所述cy1、cy2为y电容，通常设置在火线与地线之间以及零线与地线之间并接的电容，且位置可调节。本申请中，如图2中，cy1设置在保护接地线pgnd与普通接地线gnd1之间，cy2设置在电机接地线mgnd与普通接地线gnd1之间，负责滤除所述开关电源电路中的共模干扰。

所述第一整流滤波电路为由第一二极管dp1、第二二极管dp2、第三二极管dp3、第四二极管dp4组成的全桥整流电路，实现交流电的正、负半周直接进行全波整流。

所述功率变换电路包括第二电容cp2、第三电容cp3、第二电阻rp2、第三电阻rp3、第四电阻rp4、第五电阻rp5以及第一变压器tp1，其中，所述第二电容cp2与所述第三电容cp3形成第一支路：所述第二电容cp2的正极与第一整流滤波电路的第一输出端连接，其负极与所述第三电容cp3正极连接；所述第三电容cp3的负极与第一整流滤波电路的第二输出端连接；优选的，所述第二电容cp2与所述第三电容cp3均为高压电容，从而具有储能作用。所述第二电阻rp2、第三电阻rp3、第四电阻rp4以及第五电阻rp5依次串联连接形成第二支路，电阻rp2～rp5具有平衡所述开关电源电路电压的作用；其中，所述第二电阻rp2的第一端与所述第二电容cp2的正极连接，其第二端与所述第三电阻rp3第一端连接；所述第三电阻rp3的第二端与所述第四电阻rp4的第一端连接，所述第四电阻rp4的第二端与所述第五电阻rp5的第一端连接，所述第五电阻rp5的第二端接地；

所述第一变压器tp1包括n1、n2、n3、n4及n5五个绕组，其中，所述n5、n1、n2为所述第一变压器tp1的初级绕组，所述n3、n4为所述第一变压器tp1的次级绕组；所述第二电阻rp2的第一端还与所述第一变压器tp1的初级绕组n5连接。所述第三电阻rp3的第二端还与所述第三电容cp3的正极连接。所述第一变压器tp1采用多个初次级绕组，保证所述第一变压器tp1次级绕组端电压稳定性。

所述pwm控制电路包括电源芯片8234t与第一控制电路，其中，所述第一控制电路包括第六电阻rp6、第七电阻rp7、第八电阻rp8、第九电阻rp9、第十电阻rp10、第十一电阻rp11、第五二极管dp5、第六二极管dp6、第四电容cp4、第五电容cp5、第六电容cp6、第七电容cp7、第八电容cp8；所述电源芯片8234t的两个sw管脚分别与所述第一变压器tp1的初级绕组n1及第五二极管dp5的正极连接，所述第五二极管dp5的负极分别与所述第六电组rp6及第四电容cp4的一端连接，所述第六电组rp6与第四电容cp4并联，且所述第六电阻rp6与第四电容cp4的另一端均与所述第一变压器tp1的初级绕组n5连接；所述电源芯片8234t的cs管脚分别与所述第七电阻rp7、第八电阻rp8的一端连接，所述第七电阻rp7与第八电阻rp8的另一端均接地；所述电源芯片8234t的gnd管脚接地；电源芯片8234t的vdd管脚与所述第五电容cp5、第十电阻rp10的一端连接，所述第五电容cp5的另一端接地，所述第十电阻rp10的另一端分别与所述第八电容cp8、第七电容cp7、第十一电阻rp11的第一端连接，所述第八电容cp8、第七电容cp7、第十一电阻rp11并联，所述第八电容cp8、第七电容cp7的第二端接地，所述第十一电阻rp11的第二端与第六二极管dp6的负极连接，所述第六二极管dp6的正极与所述第一变压器tp1的初级绕组n2的一端连接，所述初级初级绕组n2的另一端与所述第八电容cp8、第七电容cp7的第二端连接。电源芯片8234t的comp管脚与所述第六电容cp6、第九电阻rp9的一端连接，所述第六电容cp6的另一端接地，所述第九电阻rp9的另一端与反馈电路输出端连接。

所述反馈电路包括第一光耦up2、第一基准源芯片up3以及第一反馈电路，其中，所述第一反馈电路包括第十六电阻rp16、第十七电阻rp17、第十八电阻rp18、第十九电阻rp19、第二十电阻rp20、第十四电容cp14、第十五电容cp15、第十六电容cp16。其中，所述第一光耦up2连接在所述第十七电阻rp17两端，所述第十七电阻rp17的第一端还与所述第十六电阻rp16的第一端连接，所述第十七电阻rp17的第二端与所述第十八电阻rp18的第一端连接；所述第十六电阻rp16的第二端分别与所述第二整流滤波电路第二输出电路、第十九电阻rp19的第一端连接；所述十九电阻rp19的第一端还与所述第十四电容cp14的第一端连接，所述第十四电容cp14的第二端接地；所述第十八电阻rp18的第一端与第十五电容cp15的第一端连接，所述第十五电容cp15的第二端与第十九电阻rp19的第一端连接；所述第十六电容cp16的第一端与所述第十八电阻rp18的第一端连接，第二端与所述第十五电容cp15的第二端连接；所述第一基准源芯片up3的第一端与所述第十六电容cp16的第一端连接，第二端与所述十六电容cp16的第二端连接，第三端接地；所述第二十电阻rp20的第一端与所述十六电容cp16的第二端连接，第二端接地。当后端vcc2的负载变化时，驱动第一光耦up2的电压相应的变化，因此第一光耦up2的导通率也变化，第一光耦up2后端反馈给电源芯片8234t，所述电源芯片8234t内部的开关做出相应的动作，调整相应的开关频率；负载越大，开关频率越大；负载越小，开关频率越小，从而实现开关电源电路的恒压恒流。

所述第二整流滤波电路包括第一输出端电路与第二输出端电路，其中，第一输出端电路包括第七二极管dp7、第十二电阻rp12、第九电容cp9、第十电容cp10、第十七电容cp17、第十三电阻rp13，其中，第七二极管的正极连接次级绕组n4，第七二极管的负极与第一输出端vcc1连接，所述第十二电阻rp12与第九电容cp9串联形成吸收回路，且所述吸收回路并联在所述第七二极管dp7两端。所述第十电容cp10、第十七电容cp17、第十三电阻rp13均为一端接地，另一端与第一输出端vcc1连接。第二输出端电路包括第八二极管dp8、第十四电阻rp14、第十一电容cp11、第十二电容cp12、第二电感lp2、第十三电容cp13、第十八电容cp18、第十五电阻rp15，其中，第八二极管的正极与次级绕组n3连接，第八二极管的负极与第二输出端vcc2连接，所述第十四电阻rp12与第十一电容cp9串联形成吸收回路，且所述吸收回路并联在所述第八二极管dp8两端。所述第十二电容cp12一端接地，另一端连接第二电感lp2，所述第二电感lp2一端与第二输出端vcc2连接。所述第十三电容cp13、第十八电容cp18、第十五电阻rp15均为一端接地，另一端与第二输出端vcc2连接。所述第二输出端电路是作为反馈路，电压的变化必须相对稳定，从而引入的cp12和lp2起到滤波作用，防止瞬间的干扰。进一步，在输出端电路中设置吸收回路，则还有助于隔离输入回路和输出回路，避免所述开关电源电路被瞬态高电压冲击，实现所述开关电源的过流过载保护。

图2中，gnd1、gnd2为参考地，即普通接地；pgnd为保护接地，一般用于机壳，作为危险电流的泄放通道，mgnd电机接地。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。