开关电源电路和供电系统的制作方法

本实用新型涉及开关电源领域，具体涉及一种开关电源电路和供电系统。

背景技术：

如图1所示，是现有技术中的一种开关电源电路的局部结构示意图。其结构包括控制电路、开关电路和提供电源的高频隔离变压器；控制电路和开关电路的电源输入端均与高频隔离变压器的电源输出端连接；控制电路的信号输出端与开关电路的信号输入端连接。开关电路包括有P沟道MOS开关管和有极性电容E；当开机信号输入控制电路的信号输入端时，控制电路的信号输出端输出信号使得开关电路的P沟道MOS开关管导通。有极性电容E的其中一端与开关电路的电压输出端连接，有极性电容E的另一端接地，从而提供开机缓冲，使得开机过程中整个开关电路里的电流不至于过大。

若出现开关电路的电压输出端对地短路的情况，则此时开关电路中流经P沟道MOS开关管的电流骤然增大，从而导致P沟道MOS开关管损坏；若出现开机浪涌的情况即开机的瞬间有极性电容E中没有电压，开关电路的电压输出端对地短路使得流经P沟道MOS开关管的电流骤然增大，同样会导致P沟道MOS开关管的损坏。

由此可见现有技术的开关电源电路在出现开机浪涌和电路短路的情况下，极容易造成开关电路中的元器件损坏。即现有技术的开关电源电路不具备开机耐冲能力和短路保护耐冲击能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种开关电源电路和供电系统，解决开关电源电路在出现开机浪涌和电路短路的情况下开关电路中的元器件管易损坏的问题，提高开关电源电路的开机耐冲击能力和短路保护耐冲击能力。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种开关电源电路，包括第一控制电路、第二控制电路、第一开关电路、第二开关电路和供电接地电容；其中，

所述第一开关电路具有开关控制端、电源输入端和电源输出端；所述第二开关电路具有开关控制端、电源输入端和电源输出端；所述第一控制电路具有用于接收开机信号的开机信号输入端、电源输入端和信号输出端；所述第二控制电路具有用于检测所述第二开关电路的电压信号的电压检测端、电源输入端和信号输出端；

所述第一开关电路的电源输出端与所述供电接地电容的第一端连接，所述供电接地电容的第二端接地；

所述第一开关电路的电源输入端与所述第二开关电路的电源输入端连接，所述第一开关电路的电源输出端与所述第二开关电路的电源输出端连接；

所述第一开关电路的开关控制端与所述第一控制电路的信号输出端连接，所述第二开关电路的开关控制端与所述第二控制电路的信号输出端连接；所述第二控制电路的电压检测端与所述第一开关电路的电源输出端连接。

进一步地，所述第一开关电路包括：第一开关管、第一限流电阻、第二限流电阻；

所述第一开关管的第一连接端与所述第一开关电路的开关控制端连接，所述第一开关管的第二连接端通过所述第一限流电阻与所述第一开关电路的电源输入端连接，所述第一开关管的第三连接端与所述第一开关电路的电源输出端连接，所述第二限流电阻的第一端与所述第一开关管的第一连接端连接，所述第二限流电阻的第二端与所述第一开关管的第三连接端连接。

进一步地，所述第二开关电路包括：第二开关管、第三限流电阻；

所述第二开关管的第一连接端与所述第二开关电路的开关控制端连接，所述第二开关管的第二连接端与所述第二开关电路的电源输入端连接，所述第二开关管的第三连接端与所述第二开关电路的电源输出端连接，所述第三限流电阻的第一端与所述第二开关管的第一连接端连接，所述第三限流电阻的第二端与所述第二开关管的第三连接端连接。

优选地，在所述第一开关电路中所述第一限流电阻为限流热敏电阻。

进一步地，所述第一控制电路包括：第三开关管和第四开关管；

所述第三开关管的第一连接端与所述第一控制电路的开机信号输入端连接，所述第三开关管的第二连接端接地，所述第三开关管的第三连接端与所述第四开关管的第一连接端连接，所述第四开关管的第二连接端与所述第一控制电路的电源输入端连接，所述第四开关管的第三连接端与所述第一控制电路的信号输出端连接。

优选地，所述第一控制电路还包括第四限流电阻、第五限流电阻、第六限流电阻和第一电容；

所述第四限流电阻的第一端与所述第一控制电路的开机信号输入端连接，所述第四限流电阻的第二端与所述第五限流电阻的第一端连接，所述第五限流电阻的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第五限流电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第一电容的第一端与所述第三开关管的第一连接端连接，所述第一电容的第二端与所述第三开关管的第二连接端连接，所述第六限流电阻的第一端与所述第三开关管的第三连接端连接，所述第六限流电阻的第二端与所述第四开关管的第一连接端连接。

进一步地，所述第二控制电路包括：稳压二极管、第五开关管、第六开关管；

所述稳压二极管的负极与所述第二控制电路的电压检测端连接，所述稳压二级管的正极与所述第五开关管的第一连接端连接，所述第五开关管的第二连接端接地，所述第五开关管的第三连接端与所述第六开关管的第一连接端连接，所述第六开关管的第二连接端与所述第二控制电路的电源输入端连接，所述第六开关管的第三连接端与所述第二控制电路的信号输出端连接。

优选地，所述第二控制电路还包括第七限流电阻、第八限流电阻、第九限流电阻、第十限流电阻和第二电容；

所述第七限流电阻的第一端与所述稳压二极管的正极连接，所述第七限流电阻的第二端与所述第八限流电阻的第一端连接，所述第八限流电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接，所述第八限流电阻的第二端与所述第二电容的第二端连接，所述第二电容的第一端与所述第五开关管的第一连接端连接，所述第二电容的第二端与所述第五开关管的第二连接端连接，所述第九限流电阻的第一端与所述第五开关管的第三连接端连接，所述第九限流电阻的第二端与所述第六开关管的第一连接端连接，所述第十限流电阻的第一端与所述第六开关管的第三连接端连接，所述第十限流电阻的第二端与所述第二控制电路的信号输出端连接。

优选地，所述开关电源电路还包括续流二极管；则所述第一控制电路的信号输出端与所述续流二极管的正极连接，所述续流二极管的负极与所述第二控制电路的电源输入端连接。

本实用新型实施例还提供一种供电系统，包括：变压模块、开关电源电路和工作模块；其中，

所述变压模块具有第一电源输出端和第二电源输出端；所述工作模块具有电源输入端；

所述变压模块的第一电源输出端与所述第一开关电路的电源输入端连接，所述变压模块的第二电源输出端与所述第一控制电路的电源输入端连接，所述工作模块的电源输入端与所述第一开关电路的电源输出端连接。

相比于现有技术，本实用新型的一种开关电源电路和供电系统的有益效果在于：通过设置第二开关电路和第二控制电路，且第二控制电路的电压检测端连接第一开关电路的电源输出端；具体地，当开关电路的电源输出端的电压升高且超过一定限值时，第二控制电路控制第二开关电路导通起分担第一开关电路中由于浪涌而骤然产生的大电流，从而保护第一开关电路中的元器件不被损坏；当开关电路的电源输出端的电压降低至某一限值时，第二控制电路控制第二开关电路关闭起在短路情况下保护第二开关电路的元器件不会因短路过载而损坏。通过第一控制电路、第二控制电路、第一开关电路和第二开关电路之间的相互配合，解决开关电源电路在出现开机浪涌和电路短路的情况下开关电路中的元器件管易损坏的问题，提高开关电源电路的开机耐冲击能力和短路保护耐冲击能力，同时提高了供电系统稳定性。

附图说明

图1是现有技术中的一种开关电源电路的局部结构示意图；

图2是本实用新型提供的开关电源电路的一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提供的开关电源电路的另一个实施例的电路原理图；

图4是本实用新型提供的供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图2，是本实用新型提供的开关电源电路的一个实施例的结构示意图，该开关电源电路包括：第一控制电路30、第二控制电路40、第一开关电路10、第二开关电路20和供电接地电容；其中，

所述第一开关电路10具有开关控制端、电源输入端和电源输出端；所述第二开关20电路具有开关控制端、电源输入端和电源输出端；所述第一控制电路30具有用于接收开机信号的开机信号输入端、电源输入端和信号输出端；所述第二控制电路40具有用于检测所述第二开关电路的电压信号的电压检测端、电源输入端和信号输出端；

所述第一开关电路10的电源输出端与所述供电接地电容的第一端连接，所述供电接地电容的第二端接地；

所述第一开关电路10的电源输入端与所述第二开关电路20的电源输入端连接，所述第一开关电路10的电源输出端与所述第二开关电路20的电源输出端连接；

所述第一开关电路10的开关控制端与所述第一控制电路30的信号输出端连接，所述第二开关电路20的开关控制端与所述第二控制电路40的信号输出端连接；所述第二控制电路40的电压检测端与所述第一开关电路10的电源输出端连接。

需要说明的是，本实用新型提供的一种开关电源电路，通过设置第二开关电路和第二控制电路，且第二控制电路的电压检测端连接第一开关电路的电源输出端；具体地，当开关电路的电源输出端的电压升高且超过一定限值时，第二控制电路控制第二开关电路导通起分担第一开关电路中由于浪涌而骤然产生的大电流，从而保护第一开关电路中的元器件不被损坏；当开关电路的电源输出端的电压降低至某一限值时，第二控制电路控制第二开关电路关闭起在短路情况下保护第二开关电路的元器件不会因短路过载而损坏。通过第一控制电路、第二控制电路、第一开关电路和第二开关电路之间的相互配合，解决开关电源电路在出现开机浪涌和电路短路的情况下开关电路中的元器件管易损坏的问题，提高开关电源电路的开机耐冲击能力和短路保护耐冲击能力。

如图3所示，是本实用新型提供的开关电源电路的另一个实施例的电路原理图。

本实施例提供的开关电源电路在上述实施例的基础上，进一步优化了部分功能电路的结构，具体如下：

优选地，所述供电接地电容为有极性电容E301。

进一步地，所述第一开关电路10包括：第一开关管、第一限流电阻、第二限流电阻R301；

所述第一开关管的第一连接端与所述第一开关电路10的开关控制端连接，所述第一开关管的第二连接端通过所述第一限流电阻与所述第一开关电路10的电源输入端连接，所述第一开关管的第三连接端与所述第一开关电路10的电源输出端连接，所述第二限流电阻R301的第一端与所述第一开关管的第一连接端连接，所述第二限流电阻R301的第二端与所述第一开关管的第三连接端连接。

优选地，所述第一开关管为N沟道MOS管Q301；所述N沟道MOS管Q301的栅极为所述第一开关管的第一连接端，漏极为所述第一开关管的第二连接端，源极为所述第一开关管的第三连接端。

优选地，在所述第一开关电路10中所述第一限流电阻为限流热敏电阻NTC300。

进一步地，所述第二开关电路20包括：第二开关管、第三限流电阻R300；

所述第二开关管的第一连接端与所述第二开关电路20的开关控制端连接，所述第二开关管的第二连接端与所述第二开关电路20的电源输入端连接，所述第二开关管的第三连接端与所述第二开关电路20的电源输出端连接，所述第三限流电阻R300的第一端与所述第二开关管的第一连接端连接，所述第三限流电阻R300的第二端与所述第二开关管的第三连接端连接。

优选地，所述第二开关管为N沟道MOS管Q300；所述N沟道MOS管Q300的栅极为所述第二开关管的第一连接端，漏极为所述第二开关管的第二连接端，源极为所述第二开关管的第三连接端。

进一步地，所述第一控制电路30包括：第三开关管和第四开关管；

所述第三开关管的第一连接端与所述第一控制电路30的开机信号输入端连接，所述第三开关管的第二连接端接地，所述第三开关管的第三连接端与所述第四开关管的第一连接端连接，所述第四开关管的第二连接端与所述第一控制电路30的电源输入端连接，所述第四开关管的第三连接端与所述第一控制电路30的信号输出端连接。

优选地，所述第三开关管为NPN型三极管Q304；所述第四开关管为PNP型三极管Q302；所述NPN型三极管Q304的基极为所述第三开关管的第一连接端，所述NPN型三极管Q304的发射极为所述第三开关管的第二连接端，所述NPN型三极管Q304的集电极为所述第三开关管的第三连接端；所述PNP型三极管Q302的基极为所述第四开关管的第一连接端，所述PNP型三极管Q302的发射极为所述第四开关管的第二连接端，所述PNP型三极管Q302的集电极为所述第四开关管的第三连接端。

优选地，所述第一控制电路30还包括第四限流电阻R306、第五限流电阻R308、第六限流电阻R304和第一电容C300；

所述第四限流电阻R306的第一端与所述第一控制电路30的开机信号输入端连接，所述第四限流电阻R306的第二端与所述第五限流电阻R308的第一端连接，所述第五限流电阻R308的第一端与所述第一电容C300的第一端连接，所述第五限流电阻R308的第二端与所述第一电容C300的第二端连接，所述第一电容C300的第一端与所述第三开关管的第一连接端连接，所述第一电容C300的第二端与所述第三开关管的第二连接端连接，所述第六限流电阻R304的第一端与所述第三开关管的第三连接端连接，所述第六限流电阻R304的第二端与所述第四开关管的第一连接端连接。

进一步地，所述第二控制电路40包括：稳压二极管ZD304、第五开关管、第六开关管；

所述稳压二极管ZD304的负极与所述第二控制电路40的电压检测端连接，所述稳压二级管ZD304的正极与所述第五开关管的第一连接端连接，所述第五开关管的第二连接端接地，所述第五开关管的第三连接端与所述第六开关管的第一连接端连接，所述第六开关管的第二连接端与所述第二控制电路40的电源输入端连接，所述第六开关管的第三连接端与所述第二控制电路40的信号输出端连接。

优选地，所述第五开关管为NPN型三极管Q305；所述第六开关管为PNP型三极管Q303；所述NPN型三极管Q305的基极为所述第五开关管的第一连接端，所述NPN型三极管Q305的发射极为所述第五开关管的第二连接端，所述NPN型三极管Q305的集电极为所述第五开关管的第三连接端；所述PNP型三极管Q303的基极为所述第六开关管的第一连接端，所述PNP型三极管Q303的发射极为所述第六开关管的第二连接端，所述PNP型三极管Q303的集电极为所述第六开关管的第三连接端。

优选地，所述第二控制电路还包括第七限流电阻R307、第八限流电阻R309、第九限流电阻R305、第十限流电阻R303和第二电容C301；

所述第七限流电阻R307的第一端与所述稳压二极管ZD304的正极连接，所述第七限流电阻R307的第二端与所述第八限流电阻R309的第一端连接，所述第八限流电阻R309的第一端与所述第二电容C301的第一端连接，所述第八限流电阻R309的第二端与所述第二电容C301的第二端连接，所述第二电容C301的第一端与所述第五开关管的第一连接端连接，所述第二电容C301的第二端与所述第五开关管的第二连接端连接，所述第九限流电阻R305的第一端与所述第五开关管的第三连接端连接，所述第九限流电阻R305的第二端与所述第六开关管的第一连接端连接，所述第十限流电阻R303的第一端与所述第六开关管的第三连接端连接，所述第十限流电阻R303的第二端与所述第二控制电路40的信号输出端连接。

优选地，所述开关电源电路还包括续流二极管D303和限流电阻R302；则所述第一控制电路30的信号输出端与所述续流二极管D303的正极连接，所述续流二极管D303的负极与所述第二控制电路40的电源输入端连接；则所述第一控制电路30的信号输出端与所述限流电阻R302的第一端连接，限流电阻R302的第二端与所述第一开关电路10的开关控制端连接。

当PS－ON开机信号高电平输入至所述第一控制电路30的开机信号输入端时，使得NPN型三极管Q304导通，从而使得PNP型三极管Q302也导通，将从所述第一控制电路30的电源输入端输入的电源信号提供至所述第一控制电路30的信号输出端；由于在所述第一开关电路10的开关控制端接收到高电平信号，使得N沟道MOS管Q301导通，将从所述第一开关电路10的电源输入端输入的电源信号输送至所述第一开关电路10的电源输出端，由于所述第一开关电路10中的N沟道MOS管Q301与限流热敏电阻NTC300串联，在开机的时候流过N沟道MOS管Q301的冲击电流不会过大。

开机信号输入所述第一控制电路30和所述第一开关电路10正常工作时，当所述第二控制开关40的电压检测端检测到所述第一开关电路10的电源输出端的输出电压升高至某个电压时，若限值为20V时，所述第二控制电路40中的稳压二极管ZD304导通，使得NPN型三极管Q305导通，从而使得PNP型三极管Q303也导通，将从所述第二控制电路40的电源输入端输入的电源信号提供至所述第二控制电路40的信号输出端；由于在所述第二开关电路20的开关控制端接收到高电平信号，使得N沟道MOS管Q300导通，且N沟道MOS管Q300的导通电阻远小于N沟道MOS管Q301和限流热敏电阻NTC300的串联电阻，对所述第一开关电路10进行过压保护；当所述第一开关电路的电源输出端正常工作时的电流基本都流过N沟道MOS管Q300，N沟道MOS管Q301上不流过电流，使得在开机浪涌时所述第一开关电路10的N沟道MOS管Q301受到保护，提高了开关电源电路的开机耐冲击能力。

当电路正常工作时，所述第一开关电路10的电源输出端发生短路即所述第一开关电路10的电源输出端接地，当所述第二控制开关40的电压检测端检测到所述第一开关电路10的电源输出端的输出电压下降至某个电压时，若限值为20V时，所述第二控制电路40中的NPN型三极管Q305被关断，从而使得PNP型三极管Q303也被关断，所述第二开关电路20的开关控制端接收到低电平使得N沟道MOS管Q300被关断，不会有大电流流过N沟道MOS管Q300；此时过流的短路电流流过所述第一开关电路10的N沟道MOS管Q301和限流热敏电阻NTC300，由于限流热敏电阻NTC300有限流的作用，过流的短路电流不会太大，使得在电路短路时所述第二开关电路20的N沟道MOS管Q300受到保护，提高了开关电源电路的短路保护耐冲击能力。

如图4所述，本实用新型实施例还提供一种供电系统，包括：变压模块401、开关电源电路402和工作模块403；其中，

所述变压模块401具有第一电源输出端和第二电源输出端；所述工作模块具403有电源输入端；

所述变压模块401的第一电源输出端与所述第一开关电路10的电源输入端连接，所述变压模块401的第二电源输出端与所述第一控制电路30的电源输入端连接，所述工作模块403的电源输入端与所述第一开关电路10的电源输出端连接。

如图3所示，优选地，所述变压模块401为TV电源用于交流－直流变换的高频变压器；所述工作模块为背光板等电子器件。

综上所述，本实用新型的一种开关电源电路和供电系统的有益效果在于：通过设置第二开关电路和第二控制电路，且第二控制电路的电压检测端连接第一开关电路的电源输出端；具体地，当开关电路的电源输出端的电压升高且超过一定限值时，第二控制电路控制第二开关电路导通起分担第一开关电路中由于浪涌而骤然产生的大电流，从而保护第一开关电路中的元器件不被损坏；当开关电路的电源输出端的电压降低至某一限值时，第二控制电路控制第二开关电路关闭起在短路情况下保护第二开关电路的元器件不会因短路过载而损坏。通过第一控制电路、第二控制电路、第一开关电路和第二开关电路之间的相互配合，解决开关电源电路在出现开机浪涌和电路短路的情况下开关电路中的元器件管易损坏的问题，提高开关电源电路的开机耐冲击能力和短路保护耐冲击能力，同时提高了供电系统稳定性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。