专利名称：万能充充电器的供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于充电器电路技术领域，特别是涉及一种万能充充电器的供电装置。
背景技术：
目前采用的万能充充电器的供电装置是由RCC电路组成，如附图1所示，该电路的输出电压波动范围大，转换效率低，系统可靠性差，外围元器件多，电路成本高。原理分析二极管IN4007和高压电容C1组成交流整流滤波电路，R1为启动电阻，Q1导通后，R3、C2和变压器反馈绕组形成的正反馈回路，产生自激振荡，ZD1、D2、C3组成的稳压环路使其反馈绕组的感应电压稳定在设定值内，继而恒定输出绕组的电压；R5为初级电流峰值限制电阻，该电阻决定了最大的初级电流峰值电流，进而影响了输出的最大电流。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、性能稳定、成本低廉的万能充充电器的供电装置。
本实用新型的目的是采用以下技术解决方案实现的它包括依次连接的整流滤波电路、转换器和输出电路，所述整流滤波电路与启动电路相连接，其特征在于所述整流滤波电路、转换器和启动电路分别与反激式开关电源集成电路相连接。
本实用新型与背景技术相比，由于采用了反激式开关电源集成电路，从而使得输出信号稳定、提高了可靠性和工作效率，它是目前较为理想的万能充充电器的供电装置之一
图1为现有技术中万能充充电器供电照装置的电路图 图2为本实用新型的电路方框图 图3为本实用新型的电路原理图 图4为本实用新型的反激式开关电源集成电路方框图 图5为本实用新型反激式开关电源集成电路的UVLO电路、OVP电路和钳位电路原理图 图6为本实用新型反激式开关电源集成电路的基准电路和内部供电电源产生电路的原理图 图7为本实用新型反激式开关电源集成电路的启动控制电路的原理图 图8为本实用新型反激式开关电源集成电路的过压保护电路和钳位电路的原理图 图9为本实用新型反激式开关电源集成电路的OTP电路和OVP的保护处理电路原理图 图10为本实用新型反激式开关电源集成电路的振荡器电路原理图 图11为本实用新型反激式开关电源集成电路的占空比选择和小占空比产生电路原理图 图12为本实用新型反激式开关电源集成电路的消隐电路原理图 图中1、整流滤波电路，2、转换器，3、输出电路，4、反激式开关电源集成电路，5、启动电路，6、振荡器，7、小占空比产生电路，8、占空比选择电路，9、消隐电路，10、保护电路，11、UVLO(欠压锁定)。
具体实施方式
在图2和图3中本发明包括依次连接的整流滤波电路1、转换器2和输出电路3，整流滤波电路1与启动电路5相连接，所述整流滤波电路1、转换器2和启动电路5分别与反激式开关电源集成电路4相连接，所述整流滤波电路1由二极管D5和电容C5构成；所述转换器2采用双绕组的反激变换器，功率管选用的型号为13001，启动电路5由电阻R6、电容C6串联构成，反激式开关电源集成电路4的FB脚与转换器2中的次级线圈相接，SW脚与功率管13001的发射极相接，功率管13001的集电极与主线圈相接，VCC脚与电容C6的正极相接，GND脚接地。
85V～220V交流输入先经过D5、C5组成的整流滤波电路1，波形由交流转化为纹波比较大的直流电压，由于上电时电容C6的电压为0V，所以SW脚的输出管为关断状态，电源通过电阻R6对电容C6充电，当电容C6充电到反激式开关电源集成电路4的启动电压时，反激式开关电源集成电路4开始正常工作，其内部的振荡器开始启动，SW输出大占空比开关信号去控制输出功率管13001，使得功率管13001也跟着开启和关断，当功率管13001开启时，功率管13001集电极的电压为低电压，这样通过变压器感应到输出和FB脚的电压均为负电压，当13001关断时，由于电感的电流不能突变，所以功率管13001主线圈上会产生反冲电压，变压器的输出线圈和辅助线圈会耦合出正电压，这时输出的整流二极管D7导通，电容C6和电容C8充电，功率管13001在一次开启时，输出线圈和辅助线圈上的耦合电压为负电压，电容C6和电容C8上的电压可以维持反激式开关电源集成电路4的工作电流和输出负载的工作电流，如此循环，系统可以持续的工作下去；输出端的电压控制是由反激式开关电源集成电路4内部的过压保护电压控制，当输出负载减小时，VCC的电压上升到过压点，反激式开关电源集成电路4内部会将SW关断，这时功率管13001不会导通，直到VCC电压放电到过压点以下，SW才会开启，这样反激式开关电源集成电路4就会进入间断工作模式(几个周期工作，几个周期不工作)，工作频率会降低，输出电压可以维持在一个恒定值。
如附图4所示，本发明所述反激式开关电源集成电路4包括振荡器6、小占空比产生电路7、占空比选择电路8和消隐电路9，所述振荡器6与小占空比产生电路7相连接，振荡器6与小占空比产生电路7分别与占空比选择电路8相连接，占空比选择电路8与消隐电路9相连接，UVLO(欠压锁定)11是整个反激式开关电源集成电路的启动电路，控制反激式开关电源集成电路的启动与关断，保护电路10与输出驱动管M0连接，消隐电路9也控制输出驱动管M0，二极管D8直接连接FB引脚和VCC引脚，与反激式开关电源集成电路外围的电容(即附图3中的C6)构成整流滤波电路。
当电源电压VCC上升到UVLO电路的开启电压时，电路开始工作，振荡器、小占空比产生电路、占空比选择电路、消隐电路启动，此时SW端口跳变，后备电源启动，对FB充电，随着FB电压的上升，当超过VCC电压时，二极管D8导通，后备电源对VCC提供工作电流。振荡器提供一个占空比为12％振荡频率为40KHz方波，随着VCC电压继续上升，当上升到钳位电路的钳位电压点时，反激式开关电源集成电路会切换到小占空比(4％)状态下工作，这时输出电压将会下降，但是不会马上切换到大占空比状态，直到VCC电压低于过压点时，才会回到大占空比状态，这时工作频率会上升，可以避免反激式开关电源集成电路4的工作频率低于20KHz；当反激式开关电源集成电路4的输出负载增加时，电感反激时的能量不足以提供系统输出的能量，VCC电压会下降，当电压下降到反激式开关电源集成电路的欠压点时，反激式开关电源集成电路将会全部关断，等待重启，这时系统进入打嗝模式。如果反激式开关电源集成电路的工作温度过高时，反激式开关电源集成电路的过温保护会将输出SW关断，这时VCC电压会持续下降，一直下降到欠压点电压，反激式开关电源集成电路关断，等待重启，反激式开关电源集成电路也会进入打嗝模式。
所述的UVLO电路如附图5所示，包括基准电路①，内部供电电源产生电路②，启动电路③和④。
所述的基准电路①如附图6所示，由启动电路1-1，主体电路1-2，负反馈放大器1-3组成，启动电路1-1由启动电流源(P80、P81、P82)，偏置电压管(N43、N53)和启动管N10组成，主体电路1-2由三极管(Q2、Q3、R9、R10、R11、R12)组成，负反馈放大器1-3由差分对管(P76、P77)、负载管(N37、N38)、二级放大(P78、N39)和电流源组成。基准电路是一个生成与温度无关的电压的电路，由一个正温度系数电压和一个负温度系数电压相加产生，负温度系数为三极管Q2电压VBE，正温度系数为Q2和Q3二个三极管的压差和电阻分压系数的乘积，基值大小约为1.25V。
所述内部供电电源产生电路②为反激式开关电源集成电路内部提供一个相对稳定的工作电源，如附图6所示由放大器2-2和驱动 管和分压电阻2-1组成，放大器2-2是一个折叠式共源共栅放大器，由P31、P32、N19、N20、N31、N30、N65、N66和电流源组成，R22、R23为分压电阻，N5、N11、N12为输出驱动管。原理是将上述基准电路所产生的基准电压通过一个接成负反馈的放大器放大后得到内部供电电压，其值为
Vref电压为基准电压1.25V，内部供电电源电压大约为4.5V。
所述的启动电路③和④由采样电阻③和启动控制电路④组成，如附图7所示，采样电阻③为R18、R19、R20、R21、R28、R29，启动控制电路④由比较器(P6、P7、N7、N8、N9、电流源)和反馈开关(N40、N41)组成，其迟滞宽度的大小、启动电压的大小、关断的大小都取决于采样VCC电压的分压电阻的大小，可以通过调整分压电阻来对这些电压点进行调节。
所述的保护电路如附图5、附图8和附图9所示，由过温保护电路，过压保护电路⑤和钳位电路⑥组成，过压保护电路⑤和钳位电路⑥由比较器和采样电阻③组成，比较器的二个输入端电压分别为基准电压和采样电阻③的分压；过温保护电路由基准电压和负温度系数的电压相比较，如附图9所示，I42即为过温保护比较电路，当芯片的温度过高时，比较器翻转，触发器工作，芯片全部关断，等待重启。
所述的振荡器是由电容充放电电路⑦和迟滞比较器⑧组成，如附图10所示在电容充放电电路⑦中，A、B二点电压分别为二个翻转点电压，P19、N63、N67确定放电电流的大小，P20确定充电流的大小，N61为充电电容。如果迟滞比较器⑧的初始输出为高，那么A点(图中的二个A点是连接到一起的导线，以下类同)，接入迟滞比较器⑧中，充放电电容的电压比A点电压高，control点电压为低，这时电容处于放电状态，放电电流为I放电，当电容电压放电到比A点电压要小时，迟滞比较器⑧输出为低，这时B点接到迟滞比较器⑧的负输入端，这时control点电压为高，电容处于充电状态，充电电流为I充电，当电容电压比B点电压要高时，迟滞比较器⑧输出为高，电容放电，如此循环，振荡器持续振荡下去；反之，当迟滞比较器⑧初始为低时一样。振荡频率为
其值约为40kHz，占空比为
其值约为12％。
所述的小占空比产生电路如附图11所示，由延时电路10-1产生，其延时大小取决于P22、P25、N68、N69、N70、N73的大小，由反向器对电容充电的时间得到，占空比为其值约为4％。
所述的占空比选择电路如附图11所示，由触发器⑨和选择开关电路10-2组成，I11、I17、I21、I22组成的触发器⑨，N71、N72、P26、P27组成选择开关电路10-2。当外围电路的负载电流很小时，芯片内部处于间断工作模式，工作频率会低到20KHz以下，这时会出现消叫，为了解决这一现象，有二种占空比可供选择，当负载电流减小时，输出电压会增加，当电源电压增加到钳位电压时，反激式开关电源集成电路选择小占空比工作模式，这样输出电压会降下来，从而保证了系统的恒压输出。
所述的消隐电路，如附图12所示，是由一个比较大的延时的触发器组成，这一电路的目的是由反激式开关电源集成电路最后输出管的面积很大，所以它的前级驱动输出要比较大的反向器。当这个反向器处于转换过程中时，电路的电流会很大，所以要做一个电路让这个反向器的P管和N管不同时开启，电路所利用的原理就是反向器的延时，其延时大小取决于P28、P30、P33、N74、N76、N77的大小。
权利要求1.万能充充电器的供电装置，包括依次连接的整流滤波电路、转换器和输出电路，所述整流滤波电路与启动电路相连接，其特征在于所述整流滤波电路、转换器和启动电路分别与反激式开关电源集成电路相连接，所述整流滤波电路、转换器和启动电路分别与反激式开关电源集成电路相连接，所述整流滤波电路由二极管D5和电容C5构成，所述转换器采用双绕组的反激变换器，功率管选用的型号为13001，启动电路由电阻R6、电容C6串联构成，反激式开关电源集成电路的FB脚与转换器中的次级线圈相接，SW脚与功率管13001的发射极相接，功率管13001的集电极与主线圈相接，VCC脚与电容C6的正极相接，GND脚接地。
2.根据权利要求书1所述的万能充充电器的供电装置，其特征在于，所述反激式开关电源集成电路包括振荡器、小占空比产生电路、占空比选择电路和消隐电路，所述振荡器与小占空比产生电路相连接，振荡器与小占空比产生电路分别与占空比选择电路相连接，占空比选择电路与消隐电路相连接，UVLO欠压锁定是整个反激式开关电源集成电路的启动电路，控制反激式开关电源集成电路的启动与关断。
3.根据权利要求书1所述的万能充充电器的供电装置，其特征在于，所述的UVLO电路包括基准电路(①)，内部供电电源产生电路(②)，启动电路(③)和(④)，所述的基准电路(①)，由启动电路(1-1)，主体电路(1-2)，负反馈放大器(1-3)组成，启动电路(1-1)由启动电流源(P80、P81、P82)，偏置电压管(N43、N53)和启动管N10组成，主体电路(1-2)由三极管(Q2、Q3、R9、R10、R11、R12)组成，负反馈放大器(1-3)由差分对管(P76、P77)、负载管(N37、N38)、二级放大(P78、N39)和电流源组成。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、性能稳定、成本低廉的万能充充电器的供电装置，它包括依次连接的整流滤波电路、转换器和输出电路，所述整流滤波电路与启动电路相连接，其特征在于所述整流滤波电路、转换器和启动电路分别与反激式开关电源集成电路相连接，由于采用了反激式开关电源集成电路，从而使得输出信号稳定、提高了可靠性和工作效率，它是目前较为理想的万能充充电器的供电装置之一。
文档编号H02J7/00GK201562981SQ20092011962
公开日2010年8月25日 申请日期2009年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者田剑彪 申请人:田剑彪