一种开关电源变压器的制作方法

本发明属于开关电源领域，具体涉及一种开关电源变压器。

背景技术：

开关电源变压器是电力电子技术应用的一个重要领域，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。开关电源变压器的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。

uc3842是由unitrode公司开发的新型控制器件，是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。目前市场上基于uc3842芯片开发的开关电源变压器使用范围小、稳定性较差。

申请公布号为cn102158093a的专利文献，名称是一种开关电源，其包括输入电磁干扰滤波器、整流滤波电路、功率变换单元、pwm控制电路和输出整流滤波电路，功率变换单元包括功率管s1-4、电容器c1-3、电感器lk和二极管d1-2；功率管s1-4中的功率管s1、功率管s3串接为超前臂，且反向并联二极管d1-2、起外接吸收作用的电容器c1-3；功率管s2、功率管s4构成滞后臂；输出整流滤波电路包括场效应管sc、二极管da、二极管db、二极管dc和电容cc；场效应管sc并接二极管dc,再与电容cc串接构成倍频电路。此方案不能有效的减小尖峰电压，电路损耗大，而且抗电磁干扰能力差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出了一种开关电源变压器，以uc3842芯片为核心控制部件，其中，emi滤波电路进行低通滤波，并且与前级保护电路组成抗串模、抗共模干扰电路，用于抑制正态噪声和共态噪声干扰，对电磁干扰有很强的衰减作用；输出滤波电路采用整流二极管并联的方式，元器件少、结构简单、并且能够有效的减小尖峰电压，降低电路损耗。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：

一种开关电源变压器，包括依次电连接的前级保护电路、emi滤波电路、桥式整流电路、反激变换电路以及输出滤波电路，还包括反馈电路、钳位电路、启动电路、调整控制模块以及与调整控制模块配合连接的保护电路、振荡电路、稳压电路，所述反馈电路同时与输出滤波电路的输出端、调整控制模块连接，调整控制模块与反激变换电路的输入端连接；所述钳位电路同时与反激变换电路、启动电路连接，启动电路同时与调整控制模块、保护电路连接，所述稳压电路同时与反激变换电路连接；所述调整控制模块包括uc382芯片及其外围电路。

具体地，所述前级保护电路包括热敏电阻rt、压敏电阻rv以及第一电容器c1，其中：压敏电阻rv的两端分别与交流输入电源vi的火线端和零线端连接，热敏电阻rt的一端与交流输入电源vi的火线端连接，另一端与第一电容器c1的一端连接，第一电容器c1另一端与交流输入电源vi的零线端连接。

进一步地，所述emi滤波电路包括第一电感器l1、第二电容器c2、第三电容器c3以及第四电容器c4，第一电感器l1的两个输入端分别与第一电容器c1的两端连接，第三电容器c3与第四电容器c4串联后第二电容器c2并联。

进一步地，所述桥式整流电路由四支整流二极管d1～d4连接而成，具有两个交流输入端和两个直流输出端；桥式整流电路的一个交流输入端同时与第一传感器l1的一个输出端、第二电容器c2的一端、第三电容器c3的一端连接，另一个交流输入端同时与第一传感器l1的另一个输出端、第二电容器c2的另一端、第四电容器c4的一端连接；桥式整流电路的正极直流输出端与反激变换电路4连接，桥式整流电路的接地极直流输出端与第三电容器c3和第四电容器c4的连接端连接，并通过导线接地。

进一步地，所述钳位电路包括第二电阻器r2、第五电容器c5、第五二极管d5；启动电路包括功率开关管s1、第三电阻器r3、第六二极管d6，反激变换电路包括变压器、第七二极管d7、第五电阻器r5，其中：所述变压器包括初级绕组n1、反馈绕组n2以及次级绕组n3；桥式整流电路的正极直流输出端通过第一电阻器r1与uc3842芯片的电源输入端vcc连接，桥式整流电路的正极直流输出端同时与第二电阻器r2的一端、第五电容器c5的一端、初级绕组n1的一个输入端连接，第五二极管d5的负极同时与第二电阻器r2的另一端、第五电容器c5的另一端连接，第五二极管d5的正极同时与初级绕组n1的另一个输入端、功率开关管s1的漏极d连接，功率开关管s1的源极s通过第四电阻器r4接地，功率开关管s1的栅极g与第六二极管d6的正极连接，第六二极管d6的负极与uc3842芯片的输出端out连接，第三电阻器r3并联在第六二极管d6的两端；反馈绕组n2的一个输入端与第七二极管d7的正极连接，第七二极管d7的负极与第五电阻器r5的一端连接，第五电阻器r5的另一端与uc3842芯片的电源输入端vcc连接，反馈绕组n2的另一个输入端接地。

进一步地，所述保护电路包括第六电阻器r6以及第六电容器c6，其中：第六电阻器r6的一端与功率开关管s1的源极s连接，第六电阻器r6的另一端同时与第六电容器c6的一端、uc3842芯片的电流传感端cs连接，第六电容器c6的另一端接地。

进一步地，所述振荡电路包括第七电阻器r7、第七电容器c7、第八电容器c8，其中：第七电阻器r7的一端、第七电容器c7的一端同时与uc3842芯片的基准电压输出端vref连接，第七电阻器r7的另一端与第八电容器c8的一端、uc3842芯片的定时端rt/ct连接，第七电容器c7的另一端、第八电容器c8的另一端同时接地。

再进一步地，所述稳压电路包括稳压二极管d8、第九电容器c9，其中：稳压二极管d8的负极、第九电容器c9的一端同时与uc3842芯片的电源输入端vcc、第五电阻器r5、第一电阻器r1连接，稳压二极管d8的正极、第九电容器c9的另一端同时接地。

再进一步地，所述输出滤波电路包括第九二极管d9、第十二极管d10、第八电阻器r8、第十电容器c10、第二电感器l2以及自动恢复开关rf，其中：第九二极管d9与第十二极管d10的正极均与次级绕组n3的一个输出端连接，第九二极管d9与第十二极管d10的负极均与第二电感器l2的输入端连接，第二电感器l2的输出端与自动恢复开关rf连接，第二电感器l2的输入端和输出端分别通过第十一电容器c11、第十二电容器c12接地；第十电容器c10的一端与第九二极管d9正极连接，第十电容器c10的另一端与第八电阻器r8的一端连接，第八电阻器r8的另一端与第九二极管d9负极连接。

更进一步地，所述反馈电路包括精密稳压管u1、线性光耦u2、第九电阻器r9、第十电阻器r10、第十三电容器c13，其中：第九电阻器r9的一端、第十电阻器r10的一端同时与第二电感器l2的输入端连接，第十电阻器r10的另一端与线性光耦u2的阳极连接，第九电阻器r9的另一端同时第十三电容器c13的一端、精密稳压管u1的参考极连接，第十三电容器c13的另一端同时与精密稳压管u1的阴极、线性光耦u2的阴极连接，精密稳压管u1的阳极与参考极之间连接有第十一电阻器r11，且第十一电阻器r11接地；线性光耦u2的集电极通过第十二电阻器r12与uc3842芯片的补偿端comp连接，线性光耦u2的发射极与uc3842芯片的反馈端vth连接，uc3842芯片的补偿端comp与反馈端vth之间连接有第十四电容器c14，uc3842芯片的补偿端comp与基准电压输出端vref之间连接有第十三电阻器r13。

优选地，所述精密稳压管u1的型号为tl431，线性光耦u2的型号为pc817。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计合理，使用方便，以uc3842芯片为核心控制部件，其中，emi滤波电路进行低通滤波，并且与前级保护电路组成抗串模、抗共模干扰电路，用于抑制正态噪声和共态噪声干扰，对电磁干扰有很强的衰减作用；输出滤波电路采用整流二极管并联的方式，元器件少、结构简单、并且能够有效的减小尖峰电压，降低电路损耗。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方案作详细说明。

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明中uc3842芯片的引脚图。

图3为本发明的整体电路图。

图中：1-前级保护电路，2-emi滤波电路，3-桥式整流电路，4-反激变换电路，5-输出滤波电路，6-反馈电路，7-钳位电路，8-启动电路，9-调整控制模块，91-保护电路，92-振荡电路，93-稳压电路。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种开关电源变压器，包括依次电连接的前级保护电路1、emi滤波电路2、桥式整流电路3、反激变换电路4以及输出滤波电路5，还包括反馈电路6、钳位电路7、启动电路8、调整控制模块9以及与调整控制模块9配合连接的保护电路91、振荡电路92、稳压电路93，所述调整控制模块9包括uc382芯片及其外围电路。

前级保护电路1包括热敏电阻rt、压敏电阻rv以及第一电容器c1，其中：压敏电阻rv的两端分别与交流输入电源vi的火线端和零线端连接，热敏电阻rt的一端与交流输入电源vi的火线端连接，另一端与第一电容器c1的一端连接，第一电容器c1另一端与交流输入电源vi的零线端连接；热敏电阻rt选用型号为ntc10d-9，压敏电阻rv选用型号为myg14k471。

emi滤波电路2包括第一电感器l1、第二电容器c2、第三电容器c3以及第四电容器c4，第一电感器l1的两个输入端分别与第一电容器c1的两端连接，第三电容器c3与第四电容器c4串联后第二电容器c2并联。

桥式整流电路3由四支整流二极管d1～d4连接而成，具有两个交流输入端和两个直流输出端；桥式整流电路的一个交流输入端同时与第一传感器l1的一个输出端、第二电容器c2的一端、第三电容器c3的一端连接，另一个交流输入端同时与第一传感器l1的另一个输出端、第二电容器c2的另一端、第四电容器c4的一端连接；桥式整流电路的正极直流输出端与反激变换电路4连接，桥式整流电路的接地极直流输出端与第三电容器c3和第四电容器c4的连接端连接，并通过导线接地。

钳位电路7包括第二电阻器r2、第五电容器c5、第五二极管d5；启动电路8包括功率开关管s1、第三电阻器r3、第六二极管d6，反激变换电路4包括变压器、第七二极管d7、第五电阻器r5，其中：所述变压器包括初级绕组n1、反馈绕组n2以及次级绕组n3；桥式整流电路3的正极直流输出端通过第一电阻器r1与uc3842芯片的电源输入端vcc连接，桥式整流电路的正极直流输出端同时与第二电阻器r2的一端、第五电容器c5的一端、初级绕组n1的一个输入端连接，第五二极管d5的负极同时与第二电阻器r2的另一端、第五电容器c5的另一端连接，第五二极管d5的正极同时与初级绕组n1的另一个输入端、功率开关管s1的漏极d连接，功率开关管s1的源极s通过第四电阻器r4接地，功率开关管s1的栅极g与第六二极管d6的正极连接，第六二极管d6的负极与uc3842芯片的输出端out连接，第三电阻器r3并联在第六二极管d6的两端；反馈绕组n2的一个输入端与第七二极管d7的正极连接，第七二极管d7的负极与第五电阻器r5的一端连接，第五电阻器r5的另一端与uc3842芯片的电源输入端vcc连接，反馈绕组n2的另一个输入端接地。

保护电路91包括第六电阻器r6以及第六电容器c6，其中：第六电阻器r6的一端与功率开关管s1的源极s连接，第六电阻器r6的另一端同时与第六电容器c6的一端、uc3842芯片的电流传感端cs连接，第六电容器c6的另一端接地。

振荡电路92包括第七电阻器r7、第七电容器c7、第八电容器c8，其中：第七电阻器r7的一端、第七电容器c7的一端同时与uc3842芯片的基准电压输出端vref连接，第七电阻器r7的另一端与第八电容器c8的一端、uc3842芯片的定时端rt/ct连接，第七电容器c7的另一端、第八电容器c8的另一端同时接地。

稳压电路93包括稳压二极管d8、第九电容器c9，其中：稳压二极管d8的负极、第九电容器c9的一端同时与uc3842芯片的电源输入端vcc、第五电阻器r5、第一电阻器r1连接，稳压二极管d8的正极、第九电容器c9的另一端同时接地。

输出滤波电路5包括第九二极管d9、第十二极管d10、第八电阻器r8、第十电容器c10、第二电感器l2以及自动恢复开关rf，其中：第九二极管d9与第十二极管d10的正极均与次级绕组n3的一个输出端连接，第九二极管d9与第十二极管d10的负极均与第二电感器l2的输入端连接，第二电感器l2的输出端与自动恢复开关rf连接，第二电感器l2的输入端和输出端分别通过第十一电容器c11、第十二电容器c12接地；第十电容器c10的一端与第九二极管d9正极连接，第十电容器c10的另一端与第八电阻器r8的一端连接，第八电阻器r8的另一端与第九二极管d9负极连接。

反馈电路6包括精密稳压管u1、线性光耦u2、第九电阻器r9、第十电阻器r10、第十三电容器c13，其中：第九电阻器r9的一端、第十电阻器r10的一端同时与第二电感器l2的输入端连接，第十电阻器r10的另一端与线性光耦u2的阳极连接，第九电阻器r9的另一端同时第十三电容器c13的一端、精密稳压管u1的参考极连接，第十三电容器c13的另一端同时与精密稳压管u1的阴极、线性光耦u2的阴极连接，精密稳压管u1的阳极与参考极之间连接有第十一电阻器r11，且第十一电阻器r11接地；线性光耦u2的集电极通过第十二电阻器r12与uc3842芯片的补偿端comp连接，线性光耦u2的发射极与uc3842芯片的反馈端vth连接，uc3842芯片的补偿端comp与反馈端vth之间连接有第十四电容器c14，uc3842芯片的补偿端comp与基准电压输出端vref之间连接有第十三电阻器r13。

本发明的工作工程如下：

交流输入电源vi经过前级保护电路后，由emi滤波电路进行低通滤波，并且emi滤波电路与前级保护电路组成抗串模、抗共模干扰电路，用于抑制正态噪声和共态噪声干扰，对电磁干扰有很强的衰减作用；滤波后的交流电压经过d1～d4桥式整流，并由连接在桥式整流电路的正极直流输出端的两个并联的电容器c15、c16进行再次滤波后变成310v的脉动直流电压，此电压经过第一电阻器r1降压后给第九电容器c9充电，当第九电容器c9的电压达到uc3842芯片的启动电压门槛值时，uc3842芯片开始工作并提供驱动脉冲，由6号引脚输出推动功率开关管s1工作。uc3842芯片的启动后，第一电阻器r1的工作结束，由反馈绕组n2产生电压给uc3842芯片供电，由于输入电压超过了uc3842芯片的工作电压，采用稳压二极管d8限定了uc3842芯片的输入电压，避免uc3842芯片被损坏的情况。

由于输入电压的不稳定会导致电路出现短路、过压、欠压等不利于电路工作的现象发生，因此，电路必须具有一定的保护功能。如果输出端短路而产生过流，功率开关管s1的漏极电流将大幅度上升，第四电阻器r4两端的电压上升，uc3842芯片的3号引脚(电流传感端cs)的电压也上升。当3号引脚(电流传感端cs)的电压超过正常值0.3v达到1v时，uc3842芯片内部的pwm比较器通过2号引脚(反馈端vth)输出高电平，使pwm锁存器复位，关闭输出。这时，uc3842芯片的6号引脚(电源输出端out)无输出，功率开关管s1截止，从而保护了电路。如果供电电压发生过压，在265v以上时，uc3842芯片无法调节占空比，变压器的初级绕组n1的电压大大提高，uc3842芯片的7号引脚(电源输入端vcc)的供电电压也急剧上升，其2号引脚(反馈端vth)的电压也上升，关闭输出。如果电网的电压低于85v，uc3842芯片的1号引脚(补偿端comp)的电压也下降，当下降lv以下时，2pwm比较器输出高电平，使pwm锁存器复位，关闭输出。如果人为意外地将输出端短路，这时输出电流将成倍增大，使得自动恢复开关rf内部的热量激增，它立即断开电路，起到过压保护作用。一旦故障排除，自动自动恢复开关rf在5s之内快速恢复阻抗。此电路具有短路过流、过压、欠压三重保护。

反馈电路的精密稳压源u1选用型号为tl431，线性光耦u2选用型号为pc817。利用tl43l可调式精密稳压器构成误差电压放大器，再通过线性光耦pc817对输出进行精确的调整。第九电阻器r9、第十一电阻器r11是精密稳压源u1的外接控制电阻，它们决定输出电压的高低，和tl431一并组成外部误差放大器。当输出电压升高时，第五电阻器r5两端的电压也随之升高；精密稳压源tl431的基准电压为2.5v，当设定电压大于uc3842芯片的8号引脚的基准电压时，精密稳压源tl431内的误差放大器的输出电压升高，致使uc3842芯片内的驱动三极管的输出电压降低，直至输出电压趋于稳定；反之，输出电压下降引起设置电压下降，当输出电压低于设置电压时，误差放大器的输出电压下降，片内的驱动三极管的输出电压升高，最终使得uc3842芯片1号引脚的补偿输入电流随之变化，促使uc3842芯片内部的pwm比较器进行调节，改变占空比，达到稳压的目的。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。