开关电源的制作方法

本发明涉及电源，特别涉及一种开关电源。

背景技术：

开关电源具有体积小，效率高和电流大的优点，因此被广泛应用于手机充电器和笔记本电脑适配器等场合。现有技术中一种开关电源的电路原理图如图1所示。驱动模块112通过功率开关管108连接到变压器的原边线圈103。驱动模块112控制功率开关管108在每个开关周期内导通，将变压器的原边线圈103的能量传递到副边线圈105输出。驱动模块112通过控制功率开关管108的开关周期或开关频率从而在变压器的副边线圈105得到稳定的输出电压。

在环保意识日益受到重视的绿色时代，有效利用有限的能源已经成为人们的共识。欧美国家对于电器产品的效率定义了明确的规范，从2001年7月起美国就规定政府机构不得购买效率达不到标准的电器产品。由此可见，提升开关电源转换器的整体效率成为基本要求，这也是电源设计工程师必须面临的挑战。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种开关电源，损耗低，效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供的开关电源，其包括第一电阻、一变压器、一功率开关管、一驱动模块、一关断比较器、一功率管温度检测模块及一温度电流转换模块；

所述功率开关管为三极管；

所述功率开关管的集电极或发射极其中一极接所述变压器的原边线圈，另一极接所述第一电阻上端；

所述第一电阻下端接地；

所述关断比较器的一个输入端接所述第一电阻上端，另一个输入端接关断参考电压，用于输出反馈信号到所述驱动模块的输入端；

所述功率管温度检测模块用于检测所述功率开关管的温度；

所述温度电流转换模块，用于根据所述功率开关管的温度输出相应的基级驱动电流信号给所述驱动模块的控制端；

所述驱动模块，根据不同的基级驱动电流信号输出相应的驱动电流到所述功率开关管的基极，驱动所述功率开关管。

较佳的，所述功率开关管为npn型三极管，其集电极接所述变压器的原边线圈，其发射极接所述第一电阻上端。

较佳的，所述功率管温度检测模块包括热敏电阻和零温度恒流源；

所述热敏电阻一端接零温度恒流源，另一端接地。

较佳的，所述温度电流转换模块包括第一比较器、第二比较器、第一开关管、第二开关管、第三开关管；

第一比较器、第二比较器的正输入端分别与功率管温度检测模块输出信号相连接；

第一比较器的负输入端接第一参考电压；

第二比较器的负输入端接第二参考电压；

第一比较器的输出及第二比较器的输出通过或非门进行或非运算后与第三开关管控制端相连接；

第一比较器的输出经反相器反相后，同第二比较器的输出通过与门进行相与运算后与第二开关管控制端相连接；

第一比较器的输出直接与第一开关的控制端相连接；

第一开关、第二开关及第三开关的输出端均与驱动模块的控制端相连接。

较佳的，所述功率开关管为pnp型三极管；

第一开关管、第二开关管、第三开关管均为n沟道增强型mosfet。

较佳的，所述开关电源还包括一rs触发器、第二电阻、第三电阻及辅助线圈；

所述辅助线圈同所述变压器的次级线圈共磁芯并且极性相同；

所述辅助线圈的一端接第二电阻一端，另一端接地；

第二电阻另一端接第三电阻一端；

第三电阻另一端接地；

第二电阻同第三电阻的连接端接所述rs触发器的s端；

所述关断比较器的输出端接所述rs触发器的r端；

所述rs触发器的输出端q接所述驱动模块的输入。

本发明的开关电源，通过电流转换模块根据功率开关管温度提供不同的基级驱动电流信号给驱动模块，从而驱动模块输出不同的驱动电流给功率管，优化功率开关管的基极电流的值，降低了开关电源的损耗，提升了开关电源效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种开关电源的电路原理图；

图2是本发明的开关电源一实施例的电路原理图；

图3为本发明的开关电源一实施例功率管温度检测模块的电路原理图；

图4为本发明的开关电源一实施例电流转换模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图2所示，开关电源包括第一电阻209、一变压器、一功率开关管208、一驱动模块212、一关断比较器214、一功率管温度检测模块216及一温度电流转换模块217；

所述功率开关管208为三极管；

所述功率开关管208的集电极或发射极其中一极接所述变压器的原边线圈203，另一极接所述第一电阻209上端；

所述第一电阻209下端接地；

所述关断比较器214的一个输入端接所述第一电阻209上端，另一个输入端接关断参考电压vrefs，用于输出反馈信号到所述驱动模块212的输入端；

所述功率管温度检测模块216用于检测所述功率开关管208的温度；

所述温度电流转换模块217，用于根据所述功率开关管208的温度输出相应的基级驱动电流信号给所述驱动模块212的控制端；

所述驱动模块212，根据不同的基级驱动电流信号输出相应的驱动电流到所述功率开关管208的基极，驱动所述功率开关管208。

较佳的，所述功率开关管208为npn型三极管，其集电极接所述变压器的原边线圈203一端，其发射极接所述第一电阻209上端。

实施例一的开关电源，驱动模块212通过功率开关管208连接到变压器的原边线圈203，控制功率开关管208在每个开关周期内导通，将变压器的原边线圈203的能量传递到副边线圈205输出；温度电流转换模块217根据功率开关管208温度提供不同的基级驱动电流信号给驱动模块212，从而驱动模块212输出不同的驱动电流给功率管208。

实施例一的开关电源，为反激式开关电源，其工作损耗主要表现为：bipolar(双极型)功率开关管208的损耗(导通损耗、驱动损耗及开关交叠损耗)、驱动模块212的损耗、变压器副边线圈205输出整流损耗、反馈电路损耗等。功率开关管208的放大倍数β随温度的升高而增大，温度每上升l℃，β值约增大0.5～1％，其结果是在相同的基极电流ib情况下，集电极电流ic及发射极电流ie随温度上升而增大，最大ic的值由关断比较器214的关断参考电压vrefs和第一电阻209决定，在一定的ic下，通过电流转换模块217根据功率开关管208温度提供不同的基级驱动电流信号给驱动模块212，从而驱动模块212输出不同的驱动电流给功率管208，优化功率开关管208的基极电流ib的值，降低了开关电源的损耗，提升了开关电源效率。

实施例二

基于实施例一的开关电源，如图3所示，所述功率管温度检测模块216包括带有一定温度系数的热敏电阻r1和零温度恒流源i1；

所述热敏电阻r1一端接零温度恒流源i1，另一端接地。

实施例二的开关电源，在工作时，如果功率开关管208的温度发生变化(比如上升)，则热敏电阻r1上的温度随之发生变化。由于热敏电阻r1具有温度系数，所以功率管温度检测模块216输出电压vt随之发生变化(如果热敏电阻r1是正温度系数电阻，则vt上升)，vt的值的变化就反应了功率开关管208的温度变化。

实施例三

基于实施例一的开关电源，如图4所示，所述温度电流转换模块217包括第一比较器401、第二比较器402、第一开关管406、第二开关管407、第三开关管408；

第一比较器401、第二比较器402的正输入端分别与功率管温度检测模块216输出信号vt相连接；

第一比较器401的负输入端接第一参考电压vref1；

第二比较器402的负输入端接第二参考电压vref2；

第一比较器401的输出及第二比较器402的输出通过或非门405进行或非运算后与第三开关管408控制端相连接；

第一比较器401的输出经反相器403反相后，同第二比较器402的输出通过与门404进行相与运算后与第二开关管407控制端相连接；

第一比较器401的输出直接与第一开关406的控制端相连接；

第一开关406、第二开关407及第三开关408的输出端均与驱动模块212的控制端相连接。

较佳的，所述功率开关管208为pnp型三极管,第一开关管406、第二开关管407、第三开关管408均为n沟道增强型mosfet。

可以将所述电流转换模块217的驱动电压分为3级或者更多。

实施例三的开关电源，第一参考电压vref1、第二参考电压vref2是温度电流转换模块217芯片根据系统要求预设的两个参考电压，ib1、ib2和ib3为预设的三个开关管基级驱动电流信号。当vt低于vref1和vref2时，或非门405控制第三开关管408接通，基级电流信号ib3通过第三开关管408输出到驱动模块212的控制端；当vt高于vref1且低于vref2时，与门404控制第二开关管408接通，基级电流信号ib2通过第二开关管407输出到驱动模块212的控制端；当vt高于vref1和vref2时，基级电流信号ib1通过第一开关管406输出到驱动模块212的控制端。

实施例三的开关电源，驱动功率开关管208的基级驱动电流随着功率开关管208温度的变化而变化。在温度较低时，驱动模块212输出较大的基级电流；在温度较高时，驱动模块212输出较小的基级电流，由此可以显著的降低系统损耗，提高系统效率。

实施例四

基于实施例一的开关电源，如图2所示，所述控制单元218还包括一rs触发器213、第二电阻210、第三电阻211及辅助线圈204；

所述辅助线圈204同所述变压器的次级线圈205共磁芯并且极性相同；

所述辅助线圈204的一端接第二电阻210一端，另一端接地；

第二电阻210另一端接第三电阻211一端；

第三电阻211另一端接地；

第二电阻210同第三电阻211的连接端接所述rs触发器213的s端；

所述关断比较器214的输出端接所述rs触发器213的r端；

所述rs触发器213的输出端q接所述驱动模块212的输入。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本实施例任何形式上限制。任何熟悉本领域的人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明做出许多可能的变动和修饰，或者修改为等同变化的等效实施例，因此，凡是未脱离本发明的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明保护的范围内。