开关电源的次级电路和开关电源的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种开关电源的次级电路和开关电源。

背景技术：

在相关技术中，在开关电源上电时，经常出现电压过冲(电压飘高)的现象，当开关电源的输出端的电压越低时，这种现象尤为明显。虽然电压过冲的时间很短，例如只有1-2毫秒，但是电压过冲可能会损坏器件，特别是当开关电源对外供电时，可能会损坏外围的器件。而导致出现电压过冲的现象的主要原因是开关电源的次级反馈回路设计不合理。

技术实现要素：

本发明实施方式提供一种开关电源的次级电路和开关电源。

本发明实施方式的开关电源的次级电路，所述开关电源包括变压器和电源管理模块；所述次级电路包括整流电路、滤波电路和反馈电路；所述整流电路连接所述变压器的输出端和所述滤波电路，所述反馈电路连接所述滤波电路和所述电源管理模块；所述反馈电路用于给所述电源管理模块提供反馈信号以调节所述变压器的输出端的电压，所述反馈电路用于根据所述开关电源的上电状态调节所述反馈电路的电阻值。

本发明实施方式的开关电源包括本发明实施方式的开关电源的次级电路。

在本发明实施方式的开关电源的次级电路和开关电源中，反馈电路可根据开关电源的上电状态调节反馈电路的电阻值，可使得在上电时提高了开关电源的瞬态响应，而在上电后开关电源能够更加稳定地工作，避免了出现电压过冲的现象。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的开关电源的功能模块示意图。

图2是本发明实施方式的开关电源的次级电路的电路图。

图3是本发明另一个实施方式的开关电源的功能模块示意图。

主要元件及符号说明：

次级电路10、整流电路12、滤波电路14、LC滤波电路142、反馈电路16、反馈模块162、调节模块164、变压器20、电源管理模块30、开关器件40、交流电源50、整流模块60、储能器件70、开关电源100；

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2、第一电感L1、第一有极性电容CE1、第二有极性电容CE2、光电耦合器U1、稳压源U2、第一三极管Q1、第二三极管Q2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

请参阅图1，本发明实施方式的开关电源100的次级电路10可以应用于本发明实施方式的开关电源100。开关电源100包括变压器20和电源管理模块30。次级电路10包括整流电路12、滤波电路14和反馈电路16。整流电路12连接变压器20的输出端和滤波电路14。反馈电路16连接滤波电路14和电源管理模块30。反馈电路16用于给电源管理模块30提供反馈信号以调节变压器20的输出端的电压。反馈电路16用于根据开关电源100的上电状态调节反馈电路16的电阻值。

在本发明实施方式的开关电源100的次级电路10中，反馈电路16可根据开关电源100的上电状态调节反馈电路16的电阻值，可使得在上电时提高了开关电源100的瞬态响应，而在上电后开关电源100能够更加稳定地工作，避免了出现电压过冲的现象。

在某些实施方式中，整流电路12包括整流二极管。

具体地，整流二极管是一种能将交流电转变为直流电的半导体器件。当整流电路12包括整流二极管时，整流二极管的正极可作为整流电路12的输入端，整流二极管的负极可作为整流电路12的输出端。

请参阅图2，在某些实施方式中，整流电路12包括第一电阻R1、第一电容C1、第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2。第一电阻R1的一端、第一稳压二极管D1的正极和第二稳压二极管D2的正极连接变压器20的输出端。第一电阻R1的另一端连接第一电容C1的一端。第一稳压二极管D1的负极、第二稳压二极管D2的负极和第一电容C1的另一端连接滤波电路14。

具体地，在本发明实施方式中，第一电阻R1的一端、第一稳压二极管D1的正极和第二稳压二极管D2的正极作为整流电路12的输入端，第一稳压二极管D1的负极、第二稳压二极管D2的负极和第一电容C1的另一端作为整流电路12的输出端。整流电路12用于将变压器20的输出端的交流电转变为直流电，并输出给滤波电路14。

在本发明实施方式中，滤波电路14包括LC滤波电路142。

当整流电路12的输出端输出的直流电中存在一些交流干扰信号时，经过LC滤波电路142的滤波作用，交流干扰信号大部分可以被电感元件吸收变成磁感和热能，剩下的干扰信号则可以通过电容元件旁路到地。如此，可以抑制干扰信号的干扰，从而在滤波电路14的输出端输出纯净的直流电流。

在某些实施方式中，LC滤波电路142包括第一电感L1、第一有极性电容CE1和第二有极性电容CE2。第一电感L1的一端连接整流电路12的输出端、反馈电路16和第一有极性电容CE1的正极。第一电感L1的另一端连接反馈电路16和第二有极性电容CE2的正极。第一有极性电容CE1的负极接地。第二有极性电容CE2的负极接地。

具体地，在本发明实施方式中，第一电感L1的一端作为LC滤波电路142的输入端，第一电感L1的另一端作为LC滤波电路142的输出端。

其中，Vo为开关电源100的输出电压。

请继续参阅图2，在某些实施方式中，反馈电路16包括反馈模块162和与反馈模块162连接的调节模块164。反馈模块162连接滤波电路14和电源管理模块30。调节模块164用于调节反馈电路16的电阻值。

具体地，反馈模块162用于给电源管理模块30提供反馈信号以调节变压器20的输出端的电压。调节模块164用于根据开关电源100的上电状态调节反馈电路16的电阻值。

例如，调节模块164可以在开关电源100上电时或者说在开关电源100上电的过程中调节反馈电路16的电阻值使得反馈电路16的电阻值变小，从而提高开关电源100的瞬态响应。而在开关电源100上电后调节反馈电路16的电阻值使得反馈电路16的电阻值恢复为原来的电阻值，从而使得开关电源100更加稳定地工作。

在某些实施方式中，反馈模块162包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2、光电耦合器U1和稳压源U2。第二电阻R2的一端连接滤波电路14和调节模块164。第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端、调节模块164和光电耦合器U1的第一输入端A。第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端、光电耦合器U1的第二输入端K和稳压源U2的负极。第四电阻R4的另一端连接第二电容C2的一端。第五电阻R5的一端连接滤波电路14。第五电阻R5的另一端连接第二电容C2的另一端、第六电阻R6的一端和稳压源U2的参考端。第六电阻R6的另一端接地。光电耦合器U1的第一输出端C和第二输出端E连接电源管理模块30。稳压源U2的正极接地。

具体地，第二电阻R2用于限制流过光电耦合器U1的发光部分(发光二极管)的电流。为了使得电路更加稳定，第二电阻R2通常需要选取一个较大的电阻值，而为了提高开关电源100在上电时的瞬态响应，防止出现电压过冲的现象，第二电阻R2的电阻应该较小。因而，在本发明实施方式的开关电源100的次级电路10中，调节模块164可以根据开关电源100的上电状态调节反馈电路16的电阻值以使得开关电源100的次级电路10更加合理，同时解决上述问题。

其中，稳压源U2可采用可控精密稳压源，如TL431。

在某些实施方式中，调节模块164包括第七电阻R7、第八电阻R8、第一三极管Q1和第二三极管Q2。第七电阻R7的一端连接反馈模块162和第八电阻R8的一端。第七电阻R7的另一端连接第一三极管Q1的集电极。第八电阻R8的另一端连接第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的集电极。第一三极管Q1的发射极连接反馈模块162。第二三极管Q2的基极用于接收开关电源100的上电状态的控制信号。第二三极管Q2的发射极接地。

在一个例子中，开关电源100可以用于为MCU(微控制单元，Microcontroller Unit)等用电模块供电。第二三极管Q2的基极连接MCU。

下面结合图2来具体说明本发明示例中的反馈电路16的工作原理。

具体地，第二电阻R2、第三电阻R3、光电耦合器U1的发光部分和稳压源U2形成反馈回路。第二电阻R2用于限制流过光电耦合器U1的发光部分的电流。

当开关电源100上电时，MCU还未开始工作，第二三极管Q2的基极为低电平，第二三极管Q2不导通。第二三极管Q2的集电极为高电平，也即是第一三极管Q1的基极为高电平，第一三极管Q1导通，第二电阻R2与第七电阻R7及第八电阻R8并联，反馈回路上的电阻值变小，从而提高开关电源100在上电时的瞬态响应。

当开关电源100上电后，开关电源100正常供电，MCU开始工作，第二三极管Q2的基极为高电平，第二三极管Q2导通。第二三极管Q2的集电极变为低电平，也即是第一三极管Q1的基极为低电平，第一三极管Q1不导通。反馈回路上的电阻恢复为原来的阻值，即第二电阻R2的阻值，从而使得开关电源100在上电后能稳定工作。

在一个例子中，第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管。

可以理解，为了保证第一三极管Q1的正常工作，第一三极管Q1的集电极的电压应当大于第一三极管Q1的基极的电压，因而第八电阻R8的阻值大于第七电阻R7的阻值。

请再次参阅图1，本发明实施方式的开关电源100包括上述任一实施方式的次级电路10。

在本发明实施方式的开关电源100中，反馈电路16可根据开关电源100的上电状态调节反馈电路16的电阻值，可使得在上电时提高了开关电源100的瞬态响应，而在上电后开关电源100能够更加稳定地工作，避免了出现电压过冲的现象。

请参阅图3，在某些实施方式中，开关电源100还包括与变压器20的输入端连接的开关器件40。开关器件40连接电源管理模块30。电源管理模块30用于根据反馈信号调节开关器件40的占空比以调节变压器20的输出端的电压。

如此，可以使得变压器20的输出端输出的电压稳定。

具体地，开关器件40可以为开关MOS管，电源管理模块30可以为电源管理芯片。

在某些实施方式中，开关电源100还包括交流电源50、整流模块60和储能器件70。交流电源50、整流模块60、储能器件70、变压器20、整流电路12和滤波电路14依次连接。

具体地，整流模块60用于将交流电源50输出的交流电转变为直流电。储能器件70用于获取整流模块60输出的直流信号并储存电荷。

在某些实施方式中，整流模块60包括硅桥电路。

具体地，整流模块60可采用硅桥电路组成的全波整流电路。当整流模块60包括硅桥电路时，硅桥电路的两个输入端连接到交流电源50，硅桥电路的一个输出端连接储能器件70，硅桥电路的另一个输出端接地。

在某些实施方式中，储能器件70包括电容。

具体地，电容可以为有极性的高压电容，高压电容的正极连接整流模块60，高压电容的负极接地。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。