专利名称：开关电源电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关电源电路。
背景技术：
开关电源电路具有损耗小、变换效率高、线性变化小、工作稳 定等特点，因此被广泛应用于液晶电视、阴极射线管电视等显示设 备及其它消费性电子产品。
请参阅图1，是一种现有技术开关电源电路的示意图。该开关
电路10包括一第 一整流滤波电路11、 一变压器12、 一第二整流滤 波电路13和一开关控制电路14。
该第一整流滤波电路11包括一全桥整流电^各111、 一滤波电容 112、两个输入端113、 114和一输出端115。该两个输入端113、 114 用来接收外部交流电压。该全桥整流电路111用来将外部交流电压 转换为直流电压。该滤波电容112的一端接地，另一端连接到该输 出端115。
该变压器12包括一初叙绕组121和一次级绕组123。该初级绕 组121包括一 a端和一 b端，其a端连接到该第 一整流滤波电路11 的输出端115， b端通过该开关控制电^各14接地。该次级绕组123 包括一 c端和一 d端。
该第二整流滤波电路13包括一储能电感131、一储能电容132、 一第一整流二极管133、 一第二整流二极管134和一直流电压输出 端135。该储能电感131的一端连接到该第一整流二极管133的阴 极，另 一端连接到该直流电压输出端135。该储能电容132—端接 地，另 一端连接到该直流电压输出端135。该第一整流二极管133 的阳极连接到该次级绕组123的c端，阴极连接到该储能电感131
4的一端。该第二整流二极管134的阳极连接到该次级绕组123的d 端，阴极连接到该储能电感131的一端。该次级绕组123的d端接 地。
该开关控制电路14包括一脉宽调变芯片141、 一晶体管142和 一电阻143。该脉宽调变芯片141包括一控制端144,该控制端144 用来将一脉沖信号提供给该晶体管142的栅极。该晶体管142是一 N沟道增强型金属氧化物半导体场效应晶体管，其栅极连接到该脉 宽调变芯片141的控制端144，源才及通过该电阻143#~地，漏才及连 接到该初级绕组121的b端。
该开关电源电路10的工作原理如下
外部交流电压输入到该第 一 整流滤波电^各11的两个入端 113、 114，通过该第 一 整流滤波电路11整流、滤波后转换为 一 直流 电压，并提供给该变压器12的初级绕组121。该脉宽调变芯片141 的控制端144输出脉冲信号以控制该晶体管142的导通或截止，从 而控制该变压器12的工作状态。
当该晶体管142导通，该滤波电容112、该变压器的12初级绕 组121、该晶体管142与该电阻143构成一回路，该第一初级绕组 121有导通电流II流过，产生一 a端电压高于b端电压的感应电动 势，该次级绕组123产生一c端电压高于d端电压的感应电动势， 从而使该第一整流二极管133导通，使该第二整流二极管134截止。 该次级绕组123、该第一整流二极管133、该储能电感131与该储能 电容132构成 一 回i^各，该^賭能电感131有电流12流过。该能电感 131和该储能电容132开始储能，该次级绕组123输出直流电压。
当该晶体管142由导通变为截止时，该第 一初级绕组121的电 流II通过损耗而逐渐变小，由于电感本身的特性，该第一初级绕组 121的电动势反向，转变为b端电压高于a端电压，使该第一次级 绕组123产生一 d端电压高于c端电压的感应电动势，从而使该第 一整流二极管133截止，使该第二整流二极管134导通。该储能电 感131通过该第二整流二极管134和该储能电容132为该直流电压输出端135提供电压，该储能电容132为该直流电压输出端135提 供电压。
该开关电源电路IO是采用该第 一整流二极管133和该第二整流 二极管134实现整流。但是，该第一整流二极管133和该第二整流 二极管134的导通内阻较大，造成导通损耗较大，从而影响该开关 电源'电路10的效率，不能满足目前对该开关电源电路10的高效率 的需求。
发明内容
为了解决现有技术开关电源电路中的整流二极管的导通损耗较 大而影响开关电源电路的效率的问题，有必要提供一种效率较高的 开关电源电路。
一种开关电源电路，其包括一第一整流滤波电路、 一第一变压 器、 一开关控制电路和一第二整流滤波电路。该第二整流滤波电路 包括一第一晶体管、 一第二晶体管和一控制电路。外部交流电压通 过该第 一 整流滤波电路整流、滤波后转换为直流电压并提供给该第 一变压器，该第 一 变压器通过该开关控制电路的控制输出直流电压 到该第二整流滤波电路，该第二整流滤波电路通过该控制电路控制 该第 一 晶体管和该第二晶体管的导通与截止，从而对该第 一 变压器 输出的直流电压进行整流。
一种开关电源电路，其包括一第 一变压器和一整流滤波电路。 该整流滤波电路包括 一 第 一 晶体管、 一 第二晶体管和 一 控制电路。 该控制电路用来控制该第一晶体管和该第二晶体管的导通与截止， 从而对该第 一 变压器提供给该整流滤波电路的直流电压进行整流。
相较于现有技术，该开关电源电路是采用控制该第 一晶体管和 该第二晶体管的导通与关闭实现整流。该第一晶体管和该第二晶体 管的导通内阻较小，使得导通损耗较小，对该开关电源电路的效率 的影响较小，因而该开关电源电路的效率较高。
图1是一种现有技术开关电源电路的示意图。
图2是本发明开关电源电路一较佳实施方式的示意图。
具体实施例方式
请参阅图2,是本发明开关电源电路一较佳实施方式的示意图。 该开关电源电3各20包括一第一整流滤波电路21、一第一变压器22、 一第二整流滤波电路23和一开关控制电路24。
该第一整流滤波电路21包括一全桥整流电路211、 一第一滤波 电容212、两个输入端213、214和一输出端215。该两个输入端213、 214用来接受外部交流电压。该全桥整流电路211用来将外部交流 电压转换为直流电压。该第一滤波电容212的一端接地，另一端连 接到该输出端215。
该第一变压器22包括一第一初级绕组221和一第一次级绕组 223。该第 一初级绕组221包括一 a端和一 b端，其a端连^l妻到该第 一整流滤波电^各21的输出端215,b端通过该开关控制电路24接地。 该第 一次级绕组223包括一 c端和一 d端。
该第二整流滤波电路23包括一储能电感231、 一第一晶体管 232、一第一保护电阻233、一第二晶体管234、一第二保护电阻235、 一控制电路26、 一第三保护电阻236、 一第三晶体管237、 一储能 电容238、 一第四保护电阻239和一直流电压输出端29。该储能电 感231包括一第一端2311和一第二端2313，该第一端2311连接到 该第一次级绕组223的c端，该第二端2313连接到该控制电路26。 该第一次级绕组223的c端依序通过该储能电感231、该控制电路 26、该第三晶体管237的集电极、发射极连接到该直流电压输出端 29，也通过该第 一晶体管232的源极、漏极接地。该第一次级绕组 223的d端通过该第二晶体管234的漏极、源极接地。该储能电容 238与该第四保护电阻239并联在该直流电压输出端29与地之间。
该第一晶体管232和该第二晶体管234都是N沟道增强型金属氧化物半导体场效应晶体管。该第三晶体管237是一 NPN型双极晶 体管，其基极通过该第三保护电阻236连接到该储能电感231的第 二端2313。
该控制电路26包括一第二变压器261、 一第一电阻262、 一第 二滤波电容263、 一第二电阻264、 一第四晶体管265和一第五晶体 管266。该第二变压器261包括一第二初级绕组267和一第二次级 绕组268。该第二初级绕组267包括一 e端和一 f端，其e端连接到 该储能电感231的第二端2313, f端连接到该第三晶体管237的集 电极。该第二次级绕组268包括一 g端和一 h端，其g端连接到该 第一电阻262， h端连接到该第三晶体管237的发射极。该第二电阻 264与该第二滤波电容263并联在该g端与该h端之间。
该第四晶体管265是一 PNP型双极晶体管，其基极通过该第一 电阻262连接到该第二次级绕组268的g端，发射极连接到该第二 次级绕组268的h端，集电极通过该第二保护电阻连接到该第二晶 体管234的栅极。该第五晶体管266是一 NPN型双极晶体管，其基 极通过该第 一电阻262连接到该第二次级绕组268的g端，发射极 通过该第一保护电阻233连接到该第一晶体管232的栅极，集电极 连接到该第二次级绕组268的h端。
该控制电路26包括一第 一采样端(未标示)、 一第二采样端(未 标示)、 一第三采样端(未标示)、 一第一控制输出端(未标示)和一第 二控制输出端(未标示)。该第二初级绕组267的e端是该控制电路 26的第一采样端。该第二初级绕组267的f端是该控制电路26的 第二采样端。该第二次级绕组268的h端是该控制电路26的第三采 样端。该第四晶体管265的集电极是该控制电路26的第一控制输出 端。该第五晶体管266的发射极是该控制电路26的第二控制输出端。
该开关控制电路24包括一脉宽调变芯片241、一第六晶体管242 和一第三电阻243。该脉宽调变芯片241包括一控制端244,该控制 端244用来将一脉冲信号提供给该第六晶体管242的栅极。该第六 晶体管242是一 N沟道增强型金属氧化物半导体场效应晶体管，其栅极连接到该脉宽调变芯片241的控制端244，源极通过该第三电 阻243接地，漏极连接到该第一初级绕组221的b端。
该第二变压器261的初次级绕组267、 268的匝数比可以为1: 100。该第一电阻262的阻值可以为1000欧姆。该第二电阻264的 阻值可以为1000欧姆。该第四保护电阻239的阻值可以为IO欧姆。 该第二滤波电容263的容值可以为1纳法拉。
该开关电源电^各20的工作原理如下
外部交流电压输入到该第 一 整流滤波电路21的两个输入端 213、 214,通过该第 一整流滤波电3各21整流、滤波后转换为一直流 电压，并提供给该第一变压器22的第一初级绕组221。该脉宽调变 芯片241的控制端244输出脉沖信号以控制该第六晶体管242的导 通或截止，从而控制该第一变压器22的工作状态。
当该第六晶体管242导通时，该第一滤波电容212、该第一变 压器22的第一初级绕组221、该第六晶体管242与该第三电阻243 构成 一 回3各，该第 一 初级绕组221有导通电流11流过，产生一 a端 电压高于b端电压的感应电动势，该第一次级绕组223产生一c端 电压高于d端电压的感应电动势，使该第三晶体管237导通。该第 一次级绕组223、该储能电感231、该第二初级绕组267、该第三晶 体管237、该储能电容238与该第二晶体管234构成一回路，该储 能电感231有电流12流过，该第二初级绕组267有电流13流过。 该储能电感231和该储能电容238开始储能，该第二初级绕组267 产生一e端电压高于f端电压的电动势，因而该第二次级绕组268 的h端电压高于g端电压的感应电动势，该第四晶体管265导通， 该第五晶体管266截止，该第 一次级绕组223的c端的电压依序通 过该储能电感231、该第二初级绕组267、该第三晶体管237的集电 极和发射极、第四晶体管265的发射极和集电极输出到该第二晶体 管234的栅极，使该第二晶体管234导通，该第一次级绕组223输 出直力t电压。
当该第六晶体管242由导通变为截止时，流过该第一初级绕组221的电流II通过损耗而逐渐变小。由于电感本身的特性，该第一 初级绕组221的电动势反向，转变为b端电压高于a端电压，使该 第一次级绕组223产生一d端电压高于c端电压的感应电动势。此 时由于该第三晶体管237和该第二晶体管234仍处在导通状态，该 第一次级绕组223、该储能电感231、该第二初级绕组267、该第三 晶体管237、该储能电容238与该第二晶体管234构成一回路，流 过该储能电感231的电流12逐渐变小，流过该第二初级绕组267的 电流I3逐渐变小。由于电感本身的特性，该第二初级绕组267的电 动势反向，转变为f端电压高于e端电压，因此该第二次级绕组268 产生一g端电压高于h端的感应电动势，使该第四晶体管265截止， 使该第五晶体管266导通，从而使该第二晶体管234截止。当流过 该储能电感231的电流12减小到零并开始反向流动时，该第三晶体 管237截止，该储能电容238的电压通过该第五晶体管266的集电 极、发射极输出到该第一晶体管232的栅极，使该第一晶体管232 导通，从而该储能电感231通过该第一晶体管232和该第六电阻239 为该直流电压输出端29提供电压，该储能电容238为该直流电压输 出端29提供电压。
相较于现有技术，该开关电源电路20是采用控制该第 一晶体管 232和该第二晶体管234的开启与关闭实现整流。该第一晶体管232 和该第二晶体管234的导通内阻较小，使得导通损耗较小，对该开 关电源电路20的效率的影响较小，因而该开关电源电路20的效率 较高。
本发明的开关电源电路20也可以具其它多种变更设计，如较 佳实施方式的第三晶体管237和第四晶体管265也可以为N沟道金 属氧化物半导体场效应晶体管，第五晶体管266也可以为P沟道金 属氧化物半导体场效应晶体管。较佳实施方式的脉宽调变芯片241 也可以由 一 可以产生脉冲信号的力永冲产生电^各代替，该脉冲产生电 路连接到该第六晶体管242的栅才及。
权利要求
1.一种开关电源电路，其包括一第一整流滤波电路、一第一变压器、一开关控制电路和一第二整流滤波电路，其特征在于该第二整流滤波电路包括一第一晶体管、一第二晶体管和一控制电路，外部交流电压通过该第一整流滤波电路整流、滤波后转换为直流电压并提供给该第一变压器，该第一变压器通过该开关控制电路的控制输出直流电压到该第二整流滤波电路，该第二整流滤波电路通过该控制电路控制该第一晶体管和该第二晶体管的导通与截止，从而对该第一变压器输出的直流电压进行整流。
2. 如权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于该第二整 流滤波电路进一步包括一直流电压输出端、 一储能电感和一储能电 容，该控制电路包括一第一采样端、 一第二采样端、 一第三采样端、 一第 一 控制输出端和 一 第二控制输出端，该第 一 变压器包括 一 第一 次级绕组，该第一次级绕组包括一第一端和一第二端，该第一端依 序通过该储能电感、该控制电路的第 一采样端和第二采样端连接到 该直流电压输出端，该第一端也依序通过该第一晶体管的源才及、漏 极接地，该第二端依序通过该第二晶体管的漏极、源极接地，该第 三采样端连接到该直流电压输出端，该第 一 控制输出端连接到该第 二晶体管的栅极，该第二控制输出端连接到该第 一 晶体管的栅极。
3. 如权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于该第二整 流滤波电路进一 步包括一第三晶体管，该第三晶体管的栅极连接到 该控制电路的第 一 采样端，该控制电路的第二采样端通过该第三晶 体管的集电极、发射极连接到该控制电路的第三采样端。
4. 如权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于该控制电 路包括一第二变压器、 一第一电阻、 一第四晶体管和一第五晶体管， 该第二变压器包括 一 第二初级绕组和 一 第二次级绕组，该第二初级 绕组包括一作为该控制电路的第 一采样端的第三端和一作为该控制 电路的第二采样端的第四端，该第二次级绕组包括 一 第五端和 一 作为该控制电路的第三采样端的第六端；该第四晶体管的基极通过该 第一电阻连接到该第五端，发射极连接到该第六端，集电极为该控 制电路的第一控制输出端；该第五晶体管的基极通过该第一电阻连 接到该第五端，集电极连接到该第六端，发射极为该控制电路的第 二控制输出端。
5. 如权利要求4所述的开关电源电路，其特征在于该第一晶 体管和该第二晶体管都是N沟道增强型金属氧化物半导体场效应晶 体管，该第三晶体管和该第五晶体管都是NPN型双极晶体管或N 沟道场效应晶体管，该第四晶体管是PNP型双极晶体管或P沟道场 效应晶体管。
6. 如权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于该控制电 路进一 步包括一 滤波电容和 一 第二电阻，该第 一 滤波电容和该第二 电阻都连接在该第二次级绕组的第五端与第六端之间。
7. 如权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于该第二整 流滤波电路还包括一储能电容和 一保护电阻，该第 一储能电容与该 保护电阻并联在该直流电压输出端与地之间。
8. 如权利要求7所述的开关电源电路，其特征在于该第一变 压器进一步包括一第 一初级绕组，该第 一初级绕组包括一第七端和 一第八端，该第七端连接到该第一整流滤波电3各，该第八端连接到 该开关控制电路。
9. 如权利要求8所述的开关电源电路，其特征在于该开关控 制电路包括一脉宽调变芯片和一第六晶体管，该脉宽调变芯片包括 一控制端，该第六晶体管的栅极连接到该控制端，源极接地，漏极 连接到该第 一初级绕组的第八端。
10. —种开关电源电路，其包括一变压器和一整流滤波电路，其 特征在于该整流滤波电路包括一第一晶体管、 一第二晶体管和一 控制电路，该控制电路用来控制该第一晶体管和该第二晶体管的导 通与截止，从而对该变压器提供给该整流滤波电路的直流电压进行 整流。
全文摘要
本发明涉及一种开关电源电路。该开关电源电路包括一第一整流滤波电路、一第一变压器、一开关控制电路和一第二整流滤波电路。该第二整流滤波电路包括一第一晶体管、一第二晶体管和一控制电路。外部交流电压通过该第一整流滤波电路整流、滤波后转换为直流电压并提供给该第一变压器，该第一变压器通过该开关控制电路的控制输出直流电压到该第二整流滤波电路，该第二整流滤波电路通过该控制电路控制该第一晶体管和该第二晶体管的导通与截止，从而对该第一变压器输出的直流电压进行整流。
文档编号H02M3/335GK101599699SQ200810067670
公开日2009年12月9日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者通 周, 赵立军 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司