一种恒压恒流开关电源的制作方法

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种恒压恒流开关电源。

背景技术：

开关电源输出控制分为三种：恒压控制、恒流控制和恒压恒流控制，这三者的共同点是均需要用到控制芯片，目前恒压恒流控制多是用两个芯片分别进行恒压控制和恒流控制，这般设计使得次级pcb板规模较大，pcb布线复杂，使得电磁兼容、电磁干扰问题严重。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种恒压恒流开关电源，恒压控制和恒流控制集成于一个芯片，利于pcb布线，减轻电磁兼容和电磁干扰问题。

为达到上述目的，本实用新型公开了一种恒压恒流开关电源，包括依次连接的emi吸收电路、整流滤波电路、变压器、次级整流电路、恒压恒流控制电路和次级滤波输出电路，所述恒压恒流控制电路包括控制芯片u1，控制芯片u1包括引脚vcc、out、iref、isen、gnd和vsen；

所述vcc引脚与电容c1的一端、所述out引脚、所述次级整流电路的正极输出端以及所述次级滤波输出电路的正极输入端连接，电容c1的另一端接地；所述isen引脚与电阻r18的一端连接，电阻r18的另一端与恒流采样电阻rx1的一端、电容c7的一端以及所述gnd引脚接地，恒流采样电阻rx1的另一端与电阻r26的一端以及所述次级整流电路的负极输出端连接，电容c7的另一端与电阻r26的另一端以及所述iref引脚连接；所述vsen引脚与下偏电阻r19的一端以及上偏电阻rx2的一端连接，下偏电阻r19的另一端与所述次级滤波输出电路的负极输入端接地，上偏电阻rx2的另一端与所述次级整流电路的正极输出端连接。

优选地，所述控制芯片u1为ld系列芯片。

优选地，所述采样电阻rx1和上偏电阻rx2均为由若干电阻并联组成。

优选地，还包括第一环路响应模块和第二环路响应模块，第一环路响应模块的一端和第二环路响应模块的一端均连接所述out引脚，第一环路响应模块的另一端连接所述isen引脚，第二环路响应模块的另一端连接所述vsen引脚。

优选地，所述第一环路响应模块包括串联连接的电阻r8和电容c4；所述第一环路响应模块包括串联连接的电阻r10和电容c5。

优选地，还包括限流电阻r1和限流电阻r4，限流电阻r1的一端和限流电阻r4的一端均与所述次级整流电路的正极输出端连接，限流电阻r1另一端与所述vcc引脚连接，限流电阻r4的另一端与所述out引脚连接。

优选地，还包括设于所述emi吸收电路前端的浪涌抑制电路，该浪涌抑制电路中，热敏电阻ntc1的一端连接交流输入n极，热敏电阻ntc1的另一端与电阻rd1的一端以及emi吸收电路的n级输入端连接，电阻rd1的另一端与交流输入l极以及emi吸收电路的l级输入端连接。

优选地，还包括与所述变压器初级侧连接的变压控制电路，包括pn系列的控制芯片u2，该控制芯片u2包括引脚cs、gnd、vdd、comp、sw1和sw2；

所述vdd引脚与启动电阻rx3的一端、电容ec4的阳极以及二极管d4的阴极连接，启动电阻rx3的另一端与所述整流滤波电路的正极输出端、初级电源吸收模块的一端以及所述变压器初级绕组的正极端连接，初级电源吸收模块的另一端与变压器初级绕组的负极端、所述sw1引脚以及所述sw2引脚连接；所述电容ec4的阴极接地；所述二极管d4的阳极与所述变压器辅助绕组的正极端连接，变压器辅助绕组的负极端接地；所述cs引脚与采样电阻rx4的一端连接，采样电阻rx4的另一端与所述gnd引脚接地；

所述恒压恒流控制电路连接有光耦器ph的初级侧ph1，初级侧ph1的阳极与所述次级整流电路的正极输出端连接，初级侧ph1的阴极与所述out引脚连接；所述光耦器ph的次级侧ph2的集电极与所述comp引脚连接，次级侧ph2的发射极接地。

优选地，所述启动电阻rx3由若干电阻器串联形成；所述采样电阻rx4由若干电阻器并联形成。

优选地，所述电源吸收模块中，电容c3的一端与电阻r6的一端以及电阻r7的一端连接所述变压器初级绕组的正极端，电容c3的另一端与电阻r6的另一端以及电阻r7的另一端连接电阻r13的一端，电阻r13的另一端连接二极管d3的阴极，二极管d3的阳极连接所述变压器初级绕组的负极端。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型将开关电源次级侧的恒压恒流控制集成在一个控制芯片u1上完成，利于pcb布线，减轻了电磁兼容和电磁干扰问题，进而提升了开关电源的可靠性。另外，还可以减轻次级在pcb上的规模，进而得到更优化的开关电源结构分布。

2、第一环路响应模块和第二环路响应模块的设置，可以改善电源的动态调节能力。

3、变压控制电路的设置，通过光耦器与次级进行动态响应，使得变压器输出更稳定，安全可靠；电源吸收模块的设置，可以吸收控制芯片u2的高速开关和变压器漏感引起的控制芯片u2主电路两端的峰值，同时具有改善电磁兼容性的效果。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为变压控制电路的示意图。

图3为恒压恒流控制电路的示意图。

主要部件符号说明：

1：浪涌抑制电路，2：emi吸收电路，3：整流滤波电路，4：变压器，5：次级整流电路，6：恒压恒流控制电路，61：第一环路响应模块62：第二环路响应模块，7：次级滤波输出电路，8：变压控制电路，81：电源吸收模块。

具体实施方式

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。

如图1～3所示，本实用新型公开了一种恒压恒流开关电源，包括依次连接的浪涌抑制电路1、emi吸收电路2、整流滤波电路3、变压器4、次级整流电路5、恒压恒流控制电路6和次级滤波输出电路7，以及与变压器4初级侧连接的变压控制电路8。

浪涌抑制电路1吸收交流电输入的浪涌，起到第一层保护作用。具体地，热敏电阻ntc1的一端连接交流输入n极，热敏电阻ntc1的另一端与电阻rd1的一端以及emi吸收电路2的n级输入端连接，电阻rd1的另一端与交流输入l极以及emi吸收电路2的l级输入端连接。

emi吸收电路2通过电容和滤波器配合，将通过的差模信号和共模信号吸收，使其被衰减到一定程度，使得整个电路的抗电磁干扰性能得到提升。整流滤波电路3通过整流桥和电容配合将交流电整流形成平滑的直流电。这两个电路是常用电路，本文不再赘述。

变压控制电路8中包括pn系列的控制芯片u2，本案中选用pn8149芯片，该控制芯片u2包括引脚cs、gnd、vdd、comp、sw1和sw2。

具体地，vdd引脚与启动电阻rx3的一端、电容ec4的阳极以及二极管d4的阴极连接，启动电阻rx3的另一端与整流滤波电路3的正极输出端、初级电源吸收模块81的一端以及变压器4初级绕组的正极端连接，初级电源吸收模块81的另一端与变压器4初级绕组的负极端、sw1引脚以及sw2引脚连接。电容ec4的阴极接地。二极管d4的阳极与变压器4辅助绕组的正极端连接，变压器4辅助绕组的负极端接地。cs引脚与采样电阻rx4的一端连接，采样电阻rx4的另一端与gnd引脚接地。其中，启动电阻rx3由电阻r14和电阻r17串联形成；采样电阻rx4由电阻r20、电阻r21和电阻r22并联形成。

电源吸收模块81中，电容c3的一端与电阻r6的一端以及电阻r7的一端连接变压器4初级绕组的正极端，电容c3的另一端与电阻r6的另一端以及电阻r7的另一端连接电阻r13的一端，电阻r13的另一端连接二极管d3的阴极，二极管d3的阳极连接变压器4初级绕组的负极端。

本开关电源中设有一个光耦器ph，其初级侧ph1设置在恒压恒流控制电路6中，具体地，见下文；其次级侧ph2设置在变压控制电路8中，具体地，次级侧ph2的集电极与所述comp引脚连接，次级侧ph2的发射极接地。

变压控制电路8的工作原理：

经整流滤波电路3输出的直流电经电阻r14和电阻r17到控制芯片u2的vdd引脚，为其提供启动电流。电阻r6、电阻r7、电阻r13、二极管d3和电容c3组成的电源吸收模块81，具有吸收控制芯片u2的高速开关和变压器4漏感引起的控制芯片u2主电路两端的峰值，同时具有改善电磁兼容性的效果。电阻r20、电阻r21和电阻r22给电流检查引脚cs提供采样电流。反馈引脚comp通过光耦器ph与次级进行动态响应。sw1引脚和sw2引脚是控制芯片u2内部集成mos的漏极，通过控制控制芯片u2内的高速开关，通过变压器4将能量耦合到初级。sw1引脚、sw2引脚与变压器4构成开关电源初级侧的核心。

次级整流电路5中，使用肖特基二极管对变压器4降压的直流电进行二次过滤，使得直流输出更稳定，可靠性更好。另外，通过与电容和电感配合，可以改善肖特基二极管两端的峰值，提高电路的电磁兼容性。次级滤波输出电路7主要是设置有滤波器，作为最后一道闸门，可以改善开关电源的电磁兼容问题。

恒压恒流控制电路6包括ld系列控制芯片u1，本案中，选用ld8105。控制芯片u1包括引脚vcc、out、iref、isen、gnd和vsen，具体如下：

vcc引脚与电容c1的一端以及限流电阻r1的一端连接，电容c1的另一端接地；限流电阻r1的另一端与光耦器ph的初级侧ph1的阳极、次级整流电路5的正极输出端以及次级滤波输出电路7的正极输入端连接。初级侧ph1的阴极与限流电阻r4的一端连接，限流电阻r4的另一端与out引脚、第一环路响应模块61的一端以及第二环路响应模块62的一端连接。第一环路响应模块61的另一端与isen引脚以及电阻r18的一端连接，电阻r18的另一端与恒流采样电阻rx1的一端、电容c7的一端以及gnd引脚接地，恒流采样电阻rx1的另一端与电阻r26的一端以及次级整流电路5的负极输出端连接，电容c7的另一端与电阻r26的另一端以及iref引脚连接；vsen引脚与第二环路响应模块62的另一端、下偏电阻r19的一端以及上偏电阻rx2的一端连接，下偏电阻r19的另一端与次级滤波输出电路7的负极输入端接地，上偏电阻rx2的另一端与次级整流电路5的正极输出端连接。

恒压恒流控制电路6中，采样电阻rx1由电阻r23、电阻r24和电阻r25并联组成。上偏电阻rx2由电阻r11和电阻r12并联组成。第一环路响应模块61由电阻r8和电容c4串联组成。第一环路响应模块61由电阻r10和电容c5串联组成。

恒压恒流控制电路6的工作原理：

vcc引脚是控制芯片u1的供电电源端，通过限流电阻取电。vsen引脚是电压感应引脚，是为了设定out引脚的输出电压，间接用于控制输出电压，由电阻r13和电阻r14并联构成上拉电阻，电阻r19构成下拉电阻，通过这三个电阻可以设定out引脚的输出电压。out引脚是控制芯片u1的设定电压输出引脚，例如设定输出电压为12v，则out引脚输出12v，通过与光耦ph形成反馈网络，进而稳定开关电源的输出电压。iref引脚和isen引脚同时控制开关电源的恒流值，iref引脚为内部参考电压，控制芯片u1设定为100mv，isen引脚为取样输入引脚，其采样经过电阻r23、电阻r24和电阻r25三个并联电阻上的压降和iref引脚在控制芯片u1内部进行对比，从而确定恒流值。可以通过改变电阻r23、电阻r24和电阻r25的取值来设定恒流值。另外，第一环路响应模块61、第二环路响应模块62，以及电容c7和r26组成的环路响应，改变这三组rc的取值，可以改善开关电源的动态调节。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。