一种电源供应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电源供应器，该电源供应器包括驱动开关管，还包括：具有特定感量且在额定负载时工作在断续电流模式或临界模式的变压器；用于采样所述变压器的输出电压和输入电流，并在所述输出电压高于预设值时反馈采样电压，在所述输出电压不高于预设值时反馈采样电流的电压电流控制环路；用于根据采样电压或采样电流通过所述驱动开关管对所述变压器进行稳压调节，并在所述输出电压不高于预设值时，通过所述驱动开关管提升所述变压器的工作频率的PWM控制电路。实施本实用新型的技术方案，该电源供应器通过在大电流输出时提升变压器的工作频率，使变压器达到抗饱和的目的，因此该电源供应器可适用于容性负载和一些感性负载。
【专利说明】一种电源供应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种电源供应器。
【背景技术】
[0002]由于目前小型化低成本是电源供应器的发展趋势，一些特殊设备对电源的性能要求越来越高，例如，一些容性负载和一些感性负载，在启动和工作中需要一定时间的2-3倍额定电流甚至6倍以上的额定电流。传统的电源供应器已经无法满足六倍以上的额定电流输出，比如LLC谐振、QR(Quas1-Resonant,准谐振)及一些额定负载都要工作在CCM(Continuous Current Mode,连续电流模式)的架构,这些线路的拓扑在输出电流较大时，会出现强烈的降频，进而会出现变压器的饱和以及CCM模式的磁饱和。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电源供应器无法满足大电流输出缺陷，提供一种能满足大电流输出的电源供应器。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电源供应器，包括驱动开关管，包括:
[0005]具有特定感量且在额定负载时工作在断续电流模式或临界模式的变压器；
[0006]用于采样所述变压器的输出电压和输入电流，并在所述输出电压高于预设值时反馈采样电压，在所述输出电压不高于预设值时反馈采样电流的电压电流控制环路；
[0007]用于根据采样电压或采样电流通过所述驱动开关管对所述变压器进行稳压调节，并在所述输出电压不高于预设值时，通过所述驱动开关管提升所述变压器的工作频率的PWM控制电路。
[0008]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电源供应器还包括:
[0009]用于对所述变压器的第一次级绕组的输出电压进行整流的第一整流电路；及
[0010]用于对经所述第一整流电路整流后的电压进行稳压的第一稳压电路。
[0011]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电压电流控制环路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、三端可调分流基准源、光耦，其中，所述第一电阻和第二电阻串联在所述第一稳压电路的输出端和地之间，所述第一电阻和第二电阻的连接点连接所述三端可调分流基准源的参考极，所述三端可调分流基准源的阳极接地，三端可调分流基准源的阴极连接所述光耦的负输入端，所述光耦的正输入端通过所述第五电阻接所述第一整流电路的输出端；所述第三电阻的第一端连接所述驱动开关管的第二端，所述驱动开关管的第一端连接所述变压器的初级绕组的同名端，所述驱动开关管的控制端连接所述PWM控制电路的输出端，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第一端还通过所述第七电阻和第六电阻连接所述光耦的负输出端，所述光耦正输出端通过所述第四电阻连接高电平；所述第七电阻和第六电阻的连接点连接所述PWM控制电路的电流检测端。
[0012]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电压电流控制环路还包括稳压电容，所述稳压电容的一端所述第七电阻和第六电阻的连接点，所述稳压电容的另一端接地。
[0013]在本实用新型所述的电源供应器中，所述变压器还包括第二次级绕组；
[0014]所述电源供应器还包括:
[0015]用于对所述第二次级绕组的电压进行整流的第二整流电路；及
[0016]用于对经所述第二整流电路整流后的电压进行稳压的第二稳压电路，而且，所述第二稳压电路的输出端连接所述PWM控制电路的电源端。
[0017]在本实用新型所述的电源供应器中，所述第二稳压电路的输出端还通过所述第四电阻连接所述光耦正输出端。
[0018]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电源供应器还包括:
[0019]用于对交流输入电压进行EMI滤波的至少一个共模电感；
[0020]用于对EMI滤波后的电压进行整流并为所述变压器提供直流电压的二极管整流桥。
[0021]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电源供应器还包括:
[0022]用于对EMI滤波后的电压进行整流的第三整流电路，而且，所述第三整流电路的输出端连接所述PWM控制电路的启动端。
[0023]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电源供应器还包括:
[0024]连接在所述第一稳压电路后的差模电感。
[0025]在本实用新型所述的电源供应器中，所述电源供应器还包括:
[0026]连接在所述共模电感前的保险丝。
[0027]实施本实用新型的技术方案，该电源供应器通过在大电流(例如，6倍额定电流)输出时提升变压器的工作频率，使变压器达到抗饱和的目的，因此该电源供应器可适用于容性负载和一些感性负载。而且，该电源供应器不需要使用高功率的元件和高成本的线路，因此成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0029]图1是本实用新型电源供应器实施例一的逻辑图；
[0030]图2是本实用新型电源供应器实施例二的电路图。
【具体实施方式】
[0031]图1本实用新型电源供应器实施例一的逻辑图，该电源供应器包括变压器T101、驱动开关管Q101、电压电流控制环路10和PWM控制电路20，其中，变压器TlOl具有特定感量，且所述特定感量使变压器TlOl在额定负载时工作在断续电流模式(DCM，Discontinuous Conduct1n Mode)或临界模式。电压电流控制环路10用于采样变压器TlOl的输出电压和输入电流，并在输出电压闻于预设值时反馈米样电压，在输出电压不闻于预设值时反馈采样电流。PWM控制电路20用于根据采样电压或采样电流通过驱动开关管QlOl对变压器TlOl进行稳压调节，并在输出电压不高于预设值时，通过驱动开关管QlOl提升变压器TlOl的工作频率。在该实施例的电源供应器中，变压器选用较低感量的变压器，而且，通过电压电流控制环路采样变压器的输出电压和输入电流，并在输出电压高于预设值时反馈采样电压，在输出电压不高于预设值时反馈采样电流，然后，PWM控制电路根据采样电压或采样电流通过对变压器进行稳压调节，并在输出电压不高于预设值(即，输出电流较大，例如为6倍额定电流)时，提升所述变压器的工作频率，从而降低变压器的感量，使变压器达到抗饱和的目的，而且，环路控制稳定。
[0032]图2是本实用新型电源供应器实施例二的电路图，该电源供应器主要包括二极管整流桥D104、变压器T101、驱动开关管、电压电流控制环路、PWM控制电路、第一整流电路、第一稳压电路、第二整流电路、第二稳压电路、第三整流电路。下面具体说明该电源供应器:
[0033]PWM控制电路包括电源管理芯片U101，驱动开关管为MOS管Q101。
[0034]交流电压接口 CNlOl的第一端通过保险丝F101、热敏电阻NTClOl连接共模电感LFlOl的第一输入端，交流电压接口 CNlOl的第二端连接共模电感LFlOl的第二输入端，共模电感LFlOl的两个输出端分别连接共模电感LF102的两个输入端，共模电感LF102的两个输出端连接二极管整流桥D104的两个输入端。电解电容C101、电容C112、C102并联在二极管整流桥D104的两个输出端之间。
[0035]在变压器的一次侧，变压器的初级绕组TlOl-A的异名端连接二极管整流桥D104的正输出端，电阻R106、R105和电容C103的第一端分别连接二极管整流桥D104的正输出端，变压器的初级绕组TlOl-A的同名端连接电容C105的第一端，电阻R106、R105的第二端分别连接电阻R108、R107的第一端，电容C103的第二端分别连接电阻R109、RllO的第一端，电阻R107、R108、R109、R110的第二端分别连接电容C105的第二端。
[0036]在变压器TlOl的二次侧，变压器的第一次级绕组TlOl-C的同名端分别连接二极管D201、D202的正极，二极管D201、D202的负极分别接电解电容C201、C202的正极及电感L201的第一端，电感L201的第二端连接电解电容C203的正极和差模电感LF201的第一输入端，电解电容C201、C202、C203的负极及差模电感LF201的第二输入端分别接地，差模电感LF201的两个输出端为该电源供应器的输出端。其中，二极管D201、D202组成第一整流电路，用于对变压器的第一次级绕组TlOl-C的输出电压进行整流。电解电容C201、C202、C203及电感L201组成第一稳压电路，用于对经第一整流电路整流后的电压进行稳压。另夕卜，变压器的第二次级绕组TlOl-B的同名端连接二极管D102的正极，二极管D102的负极通过电阻R127连接电源管理芯片UlOl的电源端(VCC)，电解电容C104和电容C107并联在电源管理芯片UlOl的电源端(VCC)和地之间。其中，二极管D102和电阻R127构成第二整流电路，用于对变压器的第二次级绕组TlOl-B的电压进行整流。电解电容C104和电容C107构成第二稳压电路，用于对经第二整流电路整流后的电压进行稳压。
[0037]在电压电流控制环路中，电阻R205、R207、R206串联在第一稳压电路的输出端和地之间，在此需说明的是，电阻R205和电阻R207可由一个电阻替代。电阻R207和电阻R206的连接点连接三端可调分流基准源U3的参考极，三端可调分流基准源U3的阳极接地，三端可调分流基准源U3的阴极连接光耦的发光器U201-A的负输入端，光耦的发光器U201-A的正输入端通过电阻R204接第一整流电路的输出端。电阻RlOl的第一端连接MOS管QlOl的源极，MOS管QlOl的漏极连接变压器的初级绕组TlOl-A的同名端，MOS管QlOl的栅极通过电阻R118(电阻R118可省去)连接电源管理芯片UlOl的输出端(OUT)，电阻RlOl的第二端接地，电阻RlOl的第一端还通过电阻R126和电阻R129连接光耦的受光器U201-B的负输出端，光I禹的受光器U201-B的正输出端通过电阻R123接第二稳压电路的输出端。电阻R126和电阻R129的连接点连接电源管理芯片UlOl的电流检测端(CS)。另外，稳压电容Clll的一端接电阻R126和电阻R129的连接点，稳压电容Clll的另一端接地。
[0038]另外，共模电感LF102的第一输出端连接二极管Dl的正极，二极管Dl的负极通过电阻Rlll连接电源管理芯片UlOl的启动端(HW)，共模电感LF102的第二输出端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极通过电阻R112连接电源管理芯片UlOl的启动端(HW)。二极管Dl、D2和电阻Rl 11、R112构成第三整流电路，用于对EMI滤波后的电压进行整流，且为电源管理芯片UlOl提供启动电压。
[0039]下面说明该电源供应器的工作原理:交流输入电压经保险丝F101、热敏电阻NTC101、两个共模电感LF101、LF102后送入二极管整流桥D104进行整流，整流后的电压通过电解电容C101、电容C112、C102稳压后为变压器的原边绕组TlOl-A提供直流电压。经耦合后，变压器的第一次级绕组TlOl-C的输出电压经二极管D201、D202整流及经电解电容C201、C202、C203和电感L201稳压后，送入差模电感LF201滤除差模干扰，然后输出给负载。同时，变压器的第二次级绕组TlOl-B的输出电压经二极管D102、电阻R127整流及经电解电容C104、电容C107稳压后为电源管理芯片UlOl供电。
[0040]另外，在该电源供应器工作时，电阻R205、R207、R206通过对变压器的输出电压进行分压来对输出电压进行采样，电阻RlOl采样变压器的输入电流，而且，采样电压和采样电流都反馈在电源管理芯片UlOl的电流检测端(CS)，使输出在大电流状态和轻/空载状态之间切换时，反馈速度快且环路稳定。
[0041]当工作在轻/空载状态时，采样电压较大，三端可调分流基准源U3因其参考极电压大于基准电压而导通，进而光耦U201导通，此时，电源管理芯片UlOl通过检测其电流检测端(CS)的电压(空载时电压略小于0.85V，轻载CS脚的电压略大于IV)便可判断当前的状态，同时，若其检测其电流检测端(CS)的电压高于设定值，则通过其输出端(OUT)将向MOS管QlOl输出的PWM信号的占空比调低；相反，若其检测其电流检测端(CS)的电压低于设定值，则通过其输出端(OUT)将向MOS管QlOl输出的PWM信号的占空比调高。通过以上实时采样和调整，使该电源供应器达到恒压输出的目的。
[0042]当工作在大的输出电流(例如，6倍额定电流)状态时，采样电压瞬间降低，三端可调分流基准源U3因其参考极电压不大于基准电压而截止，进而光耦U201截止，此时，电源管理芯片UlOl通过检测其电流检测端(CS)的电压(约0.2V-0.3V)便可判断当前的状态。同时，其检测其电流检测端(CS)的电压低于设定值，则通过其输出端(OUT)将向MOS管QlOl输出的PWM信号的占空比和频率调高(例如，最高2倍频)，以在变压器中储存更多的能量，使输出电压提升到三端可调分流基准源U3的动作电压。然后再通过三端可调分流基准源U3和光耦U201将采样的输出电压反馈到电源管理芯片UlOl，同样经过上述实时采样和调整，使该电源供应器达到恒压输出的目的。
[0043]关于输出至MOS管QlOl的PWM信号的频率调整，可通过电源管理芯片UlOl内部的振荡器调整。当然，也可以在电源管理芯片UlOl的外部增加频率调整电路。
[0044]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种电源供应器，包括驱动开关管，其特征在于，包括: 具有特定感量且在额定负载时工作在断续电流模式或临界模式的变压器； 用于采样所述变压器的输出电压和输入电流，并在所述输出电压高于预设值时反馈采样电压，在所述输出电压不高于预设值时反馈采样电流的电压电流控制环路； 用于根据采样电压或采样电流通过所述驱动开关管对所述变压器进行稳压调节，并在所述输出电压不高于预设值时，通过所述驱动开关管提升所述变压器的工作频率的PWM控制电路。
2.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器还包括: 用于对所述变压器的第一次级绕组的输出电压进行整流的第一整流电路；及 用于对经所述第一整流电路整流后的电压进行稳压的第一稳压电路。
3.根据权利要求2所述的电源供应器，其特征在于，所述电压电流控制环路包括第一电阻、第二电阻(R206)、第三电阻(RlOl)、第四电阻(R123)、第五电阻(R204)、第六电阻(R129)、第七电阻(R126)、三端可调分流基准源(U3)、光耦(U201)，其中，所述第一电阻和第二电阻(R206)串联在所述第一稳压电路的输出端和地之间，所述第一电阻和第二电阻(R206)的连接点连接所述三端可调分流基准源(U3)的参考极，所述三端可调分流基准源(U3)的阳极接地，三端可调分流基准源(U3)的阴极连接所述光耦(U201)的负输入端，所述光耦(U201)的正输入端通过所述第五电阻(R204)接所述第一整流电路的输出端；所述第三电阻(RlOl)的第一端连接所述驱动开关管的第二端，所述驱动开关管的第一端连接所述变压器的初级绕组的同名端，所述驱动开关管的控制端连接所述PWM控制电路的输出端，所述第三电阻(RlOl)的第二端接地，所述第三电阻(RlOl)的第一端还通过所述第七电阻(R126)和第六电阻(R129)连接所述光耦(U201)的负输出端，所述光耦(U201)正输出端通过所述第四电阻(R123)连接高电平；所述第七电阻(R126)和第六电阻(R129)的连接点连接所述PWM控制电路的电流检测端(CS)。
4.根据权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，所述电压电流控制环路还包括稳压电容(Clll)，所述稳压电容(Clll)的一端所述第七电阻(R126)和第六电阻(R129)的连接点，所述稳压电容(Clll)的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述变压器还包括第二次级绕组； 所述电源供应器还包括: 用于对所述第二次级绕组的电压进行整流的第二整流电路；及用于对经所述第二整流电路整流后的电压进行稳压的第二稳压电路，而且，所述第二稳压电路的输出端连接所述PWM控制电路的电源端。
6.根据权利要求5所述的电源供应器，其特征在于，所述第二稳压电路的输出端还通过所述第四电阻(R123)连接所述光耦(U201)正输出端。
7.根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器还包括: 用于对交流输入电压进行EMI滤波的至少一个共模电感； 用于对EMI滤波后的电压进行整流并为所述变压器提供直流电压的二极管整流桥。
8.根据权利要求7所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器还包括: 用于对EMI滤波后的电压进行整流的第三整流电路，而且，所述第三整流电路的输出端连接所述PWM控制电路的启动端。
9.根据权利要求2所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器还包括:连接在所述第一稳压电路后的差模电感。
10.根据权利要求7所述的电源供应器，其特征在于，所述电源供应器还包括:连接在所述共模电感前的保险丝。
【文档编号】H02M3/335GK204013234SQ201420370159
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】王合球 申请人:深圳欧陆通电子有限公司