专利名称：一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关电源，特别是涉及一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源。
背景技术：
通常，中、大功率开关电源按照目前国标的要求均需要有功率因数校正(PFC)电路，以满足谐波电流测试要求。由于目前所采用的有源PFC电路工作时本身有一定的功耗，特别是在低负载状态下效率较低，整个电源在轻负载或待机状态下电源本身损耗较大，使得待机功耗大大超过国标要求。为了解决待机功耗问题，目前通用的做法是引进另外一个单独的待机辅助电源，当系统待机时关掉主电源，仅由待机辅助电源供电，因此，现有技术的中、大功率开关电源都是由主电源和待机电源构成。
图1是现有的由待机电源和主电源构成的电源系统结构示意方框图，电源系统中的电路包括有二路，第一路由继电器11′、EMI电路12′、整流电路13′、PFC电路14′、DC/DC主电源电路15′构成，该路用于输出主电源，即向后级电路提供工作时所需的电压，如向功放、主CPU、显示装置等提供电压；第二路由EMI电路22′、整流电路23′、电容C2′、DC/DC待机电源电路25′构成，该路用于输出待机电源，即向后级电路提供待机时所需的电压，如向电源管理CPU提供电压等。在正常工作时，主电源及待机电源均有电压输出，它们分别向各自的后级电路提供电压，当进入待机状态时，电源管理CPU就会送出一个控制信号给继电器11′，使继电器11′关断，主电源停止向后级电路供电，则PFC电路也不工作，此时，只有第二路的待机电源向后级电路供电，从而实现了低待机功耗。然而，由于引进了额外的待机辅助电源，即采用二路供电，使得整个电源的成本增加、系统繁杂，而且容易引起EMC、EMI等方面的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，通过待机时关断PFC电路，使得主电源仍能实现低待机功耗，极大地降低了产品成本，提高了系统可靠性，而且在电路功能上不产生任何负面影响，增加了产品的竞争力，具有很强的实用性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，它包括原有作为主电源部分的EMI电路、整流电路、PFC电路、DC/DC主电源电路，其中EMI电路的输入接至交流电，EMI电路的输出接至整流电路的输入，整流电路的输出接至PFC电路的输入，PFC电路的输出接至DC/DC主电源电路的输入；在DC/DC主电源电路的输出端设有二路电源输出，第一路为主电源输出，用于提供正常工作状态下后级电路所需的电压；第二路为辅助电源输出，用于实现在主电源关闭情况下输出待机电源；在第一路主电源的输出端设有关断器，关断器接受待机控制信号而切断主电源输出；DC/DC主电源电路的辅助电源输出接至电源管理CPU，电源管理CPU在待机指令的触发下产生待机控制信号，待机控制信号送给关断器以切断主电源输出，待机控制信号还通过控制电路送给PFC电路以关闭PFC电路工作，控制电路的输入接至电源管理CPU的输出，控制电路的输出接至PFC电路。
所述的关闭PFC电路工作由关断PFC控制IC的供电来实现。
所述的关闭PFC电路工作由PFC控制IC的保护功能使其进入保护状态来实现。
所述的关闭PFC电路工作由控制信号接至Enable引脚使PFC控制IC停止工作来实现。
本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，是系统在收到待机信号后，仅关断PFC电路，而仍然由主开关电源供电，无需引进额外的待机辅助电源。
本发明的一种电源系统中无待机电源的中、太功率开关电源，工作时，其后级电路所需电压仍由主电源提供，待机时，通过待机信号控制断开主供电的输出，只给后级系统提供待机电压，另外通过待机信号控制PFC电路，使得PFC电路在系统待机时停止工作，从而实现低待机功耗。这样，可以在不增加待机电源的情况下实现低待机功耗，使产品具有较大的竞争优势。
使用时，在正常工作状态下，接入的交流电依次经EMI电路、整流电路、PFC电路、DC/DC主电源电路处理后成所需的直流电压输出，其中DC/DC主电源电路的输出端设有二路电源输出，第一路为主电源输出，用于提供正常工作状态下后级电路所需的电压，如向后级电路的功放、主CPU、显示装置等提供电压；第二路为辅助电源输出，用于实现在主电源关闭情况下输出待机电源，如向电源管理CPU提供电压等；上述二路均有电源输出，此时的关断器处于导通状态，PFC电路也在工作状态。当系统进入待机时，电源管理CPU在待机指令的触发下产生待机控制信号，该待机控制信号一方面送给关断器，使关断器转为断开状态，主电源的输出被切断；同时，待机控制信号还通过控制电路送给PFC电路，去关闭PFC电路，使PFC电路不工作，由整流电路输出的电量被直接输送给DC/DC主电源电路，再由DC/DC主电源电路的辅助电源输出端输出给相应的后级电路。此时，由于电量不经过功率因数校正，能量只被处理一次，在PFC电路损耗的能量几乎为0，从而使得待机功耗明显降低，实现了低待机功耗。
本发明的有益效果是，由于采用了原有作为主电源部分的EMI电路、整流电路、PFC电路、DC/DC主电源电路来为作为电源系统的基础，且在DC/DC主电源电路的输出端设有二路电源输出，第一路为主电源输出，用于提供正常工作状态下后级电路所需的电压，第二路为辅助电源输出，用于实现在主电源关闭情况下输出待机电源，在第一路主电源的输出端设有关断器，关断器接受待机控制信号而切断主电源输出；DC/DC主电源电路的辅助电源输出接至电源管理CPU，电源管理CPU在待机指令的触发下产生待机控制信号，待机控制信号送给关断器以切断主电源输出，待机控制信号还通过控制电路送给PFC电路以关闭PFC电路工作，这样，通过待机时关断PFC电路，使得主电源仍能实现低待机功耗，因此可以在电源系统中无待机电源情况下，电路功能上不产生任何负面影响，极大地降低了产品成本，提高了系统可靠性，而且在增加了产品的竞争力，具有很强的实用性。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源不局限于实施例。
图1是现有的由待机电源和主电源构成的电源系统结构示意方框图；图2是本发明的系统结构示意方框图；图3是现有的带boost型PFC的系统电路示意图；图4是实施例一本发明的电路示意图；图5是实施例二本发明的电路示意图；图6是实施例三本发明的电路示意图。
具体实施例方式
实施例一，参见图2至图4所示，本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，它包括原有作为主电源部分的EMI电路11、整流电路12、PFC电路13、DC/DC主电源电路14，其中EMI电路11的输入接至交流电，EMI电路11的输出接至整流电路12的输入，整流电路12的输出接至PFC电路13的输入，PFC电路13的输出接至DC/DC主电源电路14的输入；在DC/DC主电源电路14的输出端设有二路电源输出，第一路为主电源输出，用于提供正常工作状态下后级电路所需的电压；第二路为辅助电源输出，用于实现在主电源关闭情况下输出待机电源；在第一路主电源的输出端设有关断器15，关断器15接受待机控制信号而切断主电源输出；DC/DC主电源电路14的辅助电源输出接至电源管理CPU16，电源管理CPU16在待机指令的触发下产生待机控制信号，待机控制信号送给关断器15以切断主电源输出，待机控制信号还通过控制电路17送给PFC电路13以关闭PFC电路13工作，控制电路17的输入接至电源管理CPU16的输出，控制电路17的输出接至PFC电路13。
本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，是系统在收到待机信号后，仅关断PFC电路13，而仍然由主开关电源供电，无需引进额外的待机辅助电源。
本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，工作时，其后级电路所需电压仍由主电源提供，待机时，通过待机信号控制断开主供电的输出，只给后级系统提供待机电压，另外通过待机信号控制PFC电路13，使得PFC电路13在系统待机时停止工作，从而实现低待机功耗。这样，可以在不增加待机电源的情况下实现低待机功耗，使产品具有较大的竞争优势。
使用时，在正常工作状态下，接入的交流电依次经EMI电路11、整流电路12、PFC电路13、DC/DC主电源电路14处理后成所需的直流电压输出，其中DC/DC主电源电路14的输出端设有二路电源输出，第一路为主电源输出，用于提供正常工作状态下后级电路所需的电压，如向后级电路的功放、主CPU、显示装置等提供电压；第二路为辅助电源输出，用于实现在主电源关闭情况下输出待机电源，如向电源管理CPU16提供电压等；上述二路均有电源输出，此时的关断器15处于导通状态，PFC电路13也在工作状态。当系统进入待机时，电源管理CPU16在待机指令的触发下产生待机控制信号，该待机控制信号一方面送给关断器15，使关断器15转为断开状态，主电源的输出被切断；同时，待机控制信号还通过控制电路17送给PFC电路13，去关闭PFC电路13，使PFC电路13不工作，由整流电路12输出的电量被直接输送给DC/DC主电源电路14，再由DC/DC主电源电路14的辅助电源输出端输出给相应的后级电路。此时，由于电量不经过功率因数校正，能量只被处理一次，在PFC电路13损耗的能量几乎为0，从而使得待机功耗明显降低，实现了低待机功耗。
参见图3所示，目前普遍应用的有源PFC电路13大部分都是采用boost拓扑结构，其电路结构中PFC电路13由电感L1、二极管D1、电容C1、MOS管Q1、PFC控制芯片IC1构成，电感L1的一端与整流电路的输出正极相连接，电感L1的另一端与MOS管Q1的漏极相连接，MOS管Q1的源极接至整流电路的输出负极，MOS管Q1的栅极与PFC控制芯片IC1的输出端相连接，二极管D1的正极连接在电感L1另一端与MOS管Q1漏极的连接处，二极管D1的负极与电容C1的正极相连接，电容C1的负极与整流电路的输出负极相连接，电容C1的正、负极作为PFC电路13的正、负极输出端与后级电路相连接。
图4是本发明的加入关断PFC控制电路的电路示意图，即在PFC电路13与电源管理CPU16之间加了控制电路17，本实施例关闭PFC电路13工作是由关断PFC控制IC的供电来实现的。
控制电路17由三极管Q2、光耦芯片IC2、电阻R1、R2、R3构成，光耦芯片IC2的二极管的正极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接至电源管理CPU16的Stand_by引脚上，光耦芯片IC2的二极管的负极接地，光耦芯片IC2的三极管的集电极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接至三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极接至PFC控制芯片IC1的VCC端，电阻R2的一端接于三极管Q2的发射极，电阻R2的另一端接至光耦芯片IC2的三极管的集电极，三极管Q2的发射极接至18V电位。当系统进入待机时，电源管理CPU16的Stand_by引脚输出低电平，光耦截止，三极管Q2也处于截止状态，PFC控制芯片IC1的VCC供电引脚与18V断开，因此PFC控制芯片IC1停止工作，MOS管Q1被关断；在正常工作状态时，电源管理CPU16的Stand_by引脚输出高电平，光耦饱和导通，三极管Q2也饱和导通，PFC控制芯片IC1的供电VCC引脚上获得18V电源，则PFC控制芯片IC1正常工作，PFC电路13处于正常工作状态。由于在待机状态，MOS管Q1保持关断状态，电量不经过功率因数校正，通过电感L1和二极管D1直接输送到后级，此时，电源系统的能量只被处理一次，在PFC级损耗的能量几乎为0，从而使得待机功耗明显降低，这种方式既可以保证PFC控制IC在待机时停止工作，又可使其消耗的电能非常低。
实施例二，参见图5所示，本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，与实施例一的不同之处在于，其关闭PFC电路工作是由PFC控制IC的保护功能使其进入保护状态来实现的。
控制电路17由二极管D2、光耦芯片IC2、电阻R3、R4、R5、R6构成，电阻R6的一端接5V电位，电阻R6的另一端分别与二极管D2的正极、光耦芯片IC2的三极管的集电极相连接，二极管D2的负极接至PFC控制芯片IC1的FeedBack引脚，电阻R4的一端接PFC控制芯片IC1的FeedBack引脚，电阻R4的另一端接电容C1的正极，电阻R5的一端接PFC控制芯片IC1的FeedBack引脚，电阻R5的另一端接地。正常工作时，PFC控制芯片IC1的FeedBack引脚上电压为3.2V，当进入待机状态时，电源管理CPU16的Stand_by引脚输出低电平，光耦截止，PFC控制芯片IC1的FeedBack引脚电压上升，则PFC控制芯片IC1认为是输出过压，进入保护状态，使PFC电路13停止工作。
实施例三，参见图6所示，本发明的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，与实施例一的不同之处在于，其关闭PFC电路工作是由控制信号接至Enable引脚使PFC控制IC停止工作来实现的。
控制电路17由三极管Q3、光耦芯片IC2、电阻R3、R7、R8、R9、R10构成，电阻R7的一端接5V电位，电阻R7的另一端接三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极接至PFC控制芯片IC1的Enable引脚，电阻R8的一端接PFC控制芯片IC1的Enable引脚，电阻R8的另一端接地，电阻R9的一端接三极管Q3的基极，电阻R9的另一端接光耦芯片IC2的三极管的集电极，电阻R10的一端接三极管Q3的发射极，电阻R10的另一端接光耦芯片IC2的三极管的集电极。正常工作状态下，PFC控制芯片IC1的Enable引脚上的电压为5V，PFC控制芯片IC1正常工作，PFC电路13也正常工作；待机状态时，PFC控制芯片IC1的Enable引脚电压为0V，PFC控制芯片IC1停止工作，PFC电路13也停止工作。
权利要求
1.一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，它包括原有作为主电源部分的EMI电路、整流电路、PFC电路、DC/DC主电源电路，其中EMI电路的输入接至交流电，EMI电路的输出接至整流电路的输入，整流电路的输出接至PFC电路的输入，PFC电路的输出接至DC/DC主电源电路的输入；其特征在于在DC/DC主电源电路的输出端设有二路电源输出，第一路为主电源输出，用于提供正常工作状态下后级电路所需的电压；第二路为辅助电源输出，用于实现在主电源关闭情况下输出待机电源；在第一路主电源的输出端设有关断器，关断器接受待机控制信号而切断主电源输出；DC/DC主电源电路的辅助电源输出接至电源管理CPU，电源管理CPU在待机指令的触发下产生待机控制信号，待机控制信号送给关断器以切断主电源输出，待机控制信号还通过控制电路送给PFC电路以关闭PFC电路工作，控制电路的输入接至电源管理CPU的输出，控制电路的输出接至PFC电路。
2.根据权利要求1所述的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，其特征在于所述的关闭PFC电路工作由关断PFC控制IC的供电来实现。
3.根据权利要求1所述的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，其特征在于所述的关闭PFC电路工作由PFC控制IC的保护功能使其进入保护状态来实现。
4.根据权利要求1所述的一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，其特征在于所述的关闭PFC电路工作由控制信号接至Enable引脚使PFC控制IC停止工作来实现。
全文摘要
本发明公开了一种电源系统中无待机电源的中、大功率开关电源，它是以原有作为主电源部分的EMI电路、整流电路、PFC电路、DC/DC主电源电路为基础，没有设辅助电源部分，且在DC/DC主电源电路设有主电源和辅助电源的二路输出，在主电源输出端设有关断器，关断器接受待机控制信号而切断主电源输出，在辅助电源输出端接有电源管理CPU，电源管理CPU在待机指令的触发下产生待机控制信号，待机控制信号送给关断器以切断主电源输出，待机控制信号还通过控制电路送给PFC电路以关闭PFC电路工作。本发明通过待机时关断PFC电路，使得主电源仍能实现低待机功耗，由于不设辅助电源，极大地降低了产品成本，提高了系统可靠性。
文档编号H02M3/02GK1925298SQ20051004462
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者林耀亮, 刘亮华, 刘杰良 申请人:厦门华侨电子企业有限公司