开关电源器的制作方法

本实用新型的实施例涉及一种开关电源器。

背景技术：

在当代经济和科技高速发展的时代，电源起到了关键性的作用。电源设备是电力电子技术的一个重要应用领域。目前，随着电源技术的蓬勃发展，开关电源器朝高频化、集成化的方向前进。与线性稳压器相比，虽然开关电源器设计比较复杂，某些指标可能比不线性稳压器，且噪声较大，但是高频开关稳压电源由于具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定等突出优点而备受青睐，得到了广泛的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种多端反激式开关电源器，可提供两路输出电压，并且可以随着输入电压的变化而调节PWM输出保证输出电压稳定。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种开关电源器，包括EMI滤波电路、输入整流滤波电路、控制电路、变换器、输出滤波电路、采样电路、以及显示电路，其中，EMI滤波电路接入电网，用于滤除电网噪声和自身噪声的干扰；输入整流滤波电路与EMI滤波电路耦合，用于将交流电转换为直流电；控制电路分别与输入滤波电路和变换器耦合，其包括UC3842芯片、芯片启动及供电电路、时钟振荡电路、MOS管驱动电路以及电流取样电阻；变换器分别与输入滤波电路、变换器、输出滤波电路耦合，其包括MOS管、MOS管缓冲吸收电路、高频变压器、以及变压器原边缓冲吸收回路；采样电路与输出滤波电路耦合，用于采集输出滤波电路输出的电压值和电流值；显示电路与采样电路耦合，用于显示采样电路电路采集到的电压值和电流值。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

EMI滤波电路包括热熔器F1，以及由电容C1和电感L1组成的第一级EMI滤波，以及由电容C2、电容C3和电容C4组成的第二级EMI滤波。

输入整流滤波电路包括桥式整流电路和电容式滤波电路；所述输出滤波电路为电容式滤波电路。

芯片启动及供电电路包括启动电路和反馈绕组；启动电路包括启动电阻R1和电容C8，启动电阻R1一端耦合输入整流滤波电路、另一端耦合电容C8，电容C8另一端耦合UC3842芯片第7脚；反馈绕组包括二极管VD1、二极管VD2、电阻R6和电容C9。

时钟振荡电路包括电阻R8、电容C11、电容C12和UC3842芯片内部的振荡器，电阻R8一端耦合UC3842芯片第8脚、另一端耦合电容C12，电容C11耦合UC3842芯片第8脚。

MOS管驱动电路包括电阻R7、电阻R10；电阻R7一端耦合UC3842芯片第6脚、另一端耦合MOS管栅极，用于加速MOS管关断；电阻R10一端耦合MOS管栅极、另一端接地，用于限制峰值驱动电流。

MOS管缓冲吸收电路耦合在MOS管源极与漏极之间，其包括电容C14，与电容C14串联的二极管VD3，以及与电容C14串联、且与二极管VD3并联的电阻R12。

变压器原边缓冲吸收回路耦合在变压器原边，其包括二极管VD4，与二极管VD4串联的电阻R14，与二极管VD4串联、且与电阻R14并联的电容C15。

采样电路包括电压采样电路和电流采样电路；电压采样电路包括LM358集成运放芯片、第三电位器和两个偏置电阻，芯片的第5脚耦合第三电位器的中心触头端，第6脚接地，第7脚与显示电路耦合，第三电位器的另两端分别耦合偏置电阻；电流采样电路包括LM358集成运放芯片、和三个相互并联的分流电阻，芯片第3脚与负载以及三个分流电阻耦合，第2脚接地，第1脚与显示电路耦合。

显示电路包括相互耦合的单片机和显示器，其中，单片机的型号为STC89C51，其还于采样电路耦合，显示器的型号为1602字符型液晶。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：揭示了一种开关电源器，其包括EMI滤波电路、输入整流滤波电路、控制电路、变换器、输出滤波电路、采样电路、以及显示电路。EMI滤波电路滤除了电网噪声和自身噪声的干扰，使得本开关电源器具有宽输入电压范围，能保证电网电压在规定范围内波动时，开关电源器能稳定输出电压。输入整流滤波电路进一步提高输入电压的稳定性；输出滤波电路提供高精度输出电压。控制电路和变换器通过PWM信号调节，提供良好的电压调整率，电压调整率反映了电源输入电压发生改变时，输出电压维持稳定的能力，电压调整率越小，电源稳定输出电压的能力越强。采样电路和显示电路提供了输出电压和电流的采集及显示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是本实施例的EMI滤波电路、输入整流滤波电路、控制电路、变换器、输出滤波电路的电路图。

图2是本实施例的采样电路的电路图。

图3是本实施例的显示电路的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

本实施例的开关电源器包括EMI滤波电路、输入整流滤波电路、控制电路、变换器、输出滤波电路、采样电路、以及显示电路。开关电源器输入交流电压为220V，通过EMI滤波电路滤除来自电网噪声和自身噪声的干扰，进行桥式整流滤波电路后，电压变成约为310V的直流电，经过变换器的电压转换与输出滤波器的滤波后，可以输出多路直流电压，采样电路采集直流输出电压值和电流值，并通过显示电路实时显示。在输入电压有波动时，为了确保电压输出稳定，需要进行电压反馈调节，本实施例的开关电源器将反馈信号送入控制电路，经过取样、比较等环节，控制电路调节PWM脉冲波的输出宽度，从而控制变换器中的开关管的占空比，达到稳定电压的目的。

见图1：

EMI滤波电路包括热熔器F1，以及由电容C1和电感L1组成的第一级EMI滤波，以及由电容C2、电容C3和电容C4组成的第二级EMI滤波。在电容C3和电容C4之间应该接地。

输入整流滤波电路包括桥式整流电路和电容式滤波电路。电容式滤波电路包括电容C5和电容C6，电容C5容量为3300μF/400V，电容C6容量为250μF。

控制电路包括UC3842芯片U1、芯片启动及供电电路、时钟振荡电路、MOS管驱动电路以及电流取样电阻。

UC3842芯片U1供电分为两个阶段：启动阶段与正常工作阶段；芯片启动及供电电路包括启动电路和反馈绕组，启动电路主要用来启动UC3842芯片U1，反馈绕组提供工作电压，并在系统工作异常时停止电路。启动电路包括启动电阻R1和电容C8，启动电阻R1一端耦合输入整流滤波电路、另一端耦合电容C8，电容C8另一端耦合UC3842芯片第7脚；启动时，电容C8上的电压必须通过电阻R1充电到16V，启动后工作电压范围为13V～16V，UC3842芯片U1的工作电流小于1毫安。反馈绕组包括二极管VD1、二极管VD2、电阻R6和电容C9；在启动后的正常工作阶段，UC3842芯片U1由反馈绕组、输入整流滤波电路组成的辅助电源供电。

时钟振荡电路用来设定UC3842芯片U1的工作频率，图1中，电阻R6、电容C11、电容C12和UC3842芯片U1内部的振荡器共同构成了时钟振荡电路，电阻R8一端耦合UC3842芯片第8脚、另一端耦合电容C12，电容C11耦合U1第8脚。U1的第8脚输出的5V基准电压通过定时电阻R6对定时电容C12充电，充电到最大值后通过内部的电流源放电，这样就形成了锯齿波。振荡器在锯齿波上升的过程中输出低电平，在电容放电过程中输出高电平，这就形成了芯片的时钟信号。在室温下，每个振荡周期锯齿波从1.1V上升到2.8V，然后再下降到1.1V。所以改变R6与C12的值就可以改变振荡周期。

MOS管驱动电路主要功能是U1用于驱动MOS管Q1的导通与关闭；其包括电阻R7、电阻R10；电阻R7一端耦合UC3842芯片第6脚、另一端耦合MOS管栅极，用于加速MOS管关断；电阻R10一端耦合MOS管栅极、另一端接地，用于限制峰值驱动电流。UC3842芯片U1的第6脚为图腾柱式输出电压，其PWM输出直接驱动MOS管Q1。

电流取样电阻R11主要用来采集流过MOS管的电流，并起限流作用。在正常工作的情况下，电流取样电阻R11两端的峰值电压，由芯片内部误差放大器的输出电压Vc控制，R11取值比较小，可以减少功率损耗。

变换器包括MOS管Q1、MOS管缓冲吸收电路、高频变压器L2、以及变压器原边缓冲吸收回路。

MOS管Q1栅极耦合U1的第6脚，源极耦合高频变压器L2，漏极接地。

MOS管缓冲吸收电路耦合在MOS管Q1源极与漏极之间，其包括电容C14，与电容C14串联的二极管VD3，以及与电容C14串联、且与二极管VD3并联的电阻R12。当MOS管关断时，形成的尖峰电压脉冲能量转移到电容C14中储存，然后电容储能通过电阻消耗或返回电源，起到了缓冲吸收电压尖峰的作用。

变压器原边缓冲吸收回路耦合在变压器原边，其包括二极管VD4，与二极管VD4串联的电阻R14，与二极管VD4串联、且与电阻R14并联的电容C15。由于缓冲二极管VD4正向恢复电压VFM是关断尖峰电压Vcep的组成部分，因此VDs应选用VFM小的快速二极管，同时要选用反向恢复时间短且最好的具有软恢复特性的二极管，以减少损耗和可能出现的振荡

输出滤波电路为电容式滤波电路，其包括相互并联的电容C16和电容C17。

见图2，采样电路有电压采样电路和电流采样电路。

电压采集电路主要包括第一双运放U2B(LM358集成运放芯片)、第一偏置电阻R16、第一电位器RT1、以及第二偏置电阻R17。其中的第一偏置电阻R16、第一电位器RT1、以及第二偏置电阻R17依次串联，并且耦合在输出滤波电路输出端和地之间，第一双运放U2B的第5脚与第一电位器RT1的中心触头端耦合，第6脚接地，第7脚与显示电路耦合。电压采集电路用于实时采集开关降压电路输出电压值，并送入显示电路。

电流采集电路主要包括第二双运放U2A(LM358集成运放芯片)，以及三个分流电阻R18、R19、R20。第二双运放U2A的第3脚通过一电阻R21后与输出滤波电路的输出端耦合，第2脚接地，第1脚与显示电路耦合。三个分流电阻的型号均为0.22欧姆和3瓦，相互之间并联，在电路中起到分流作用，避免电流过大烧坏第二双运放。

见图3，显示电路包括单片机U3和显示器U4。单片机的型号为STC89C51，其第4脚与第一双运放U2B输出端耦合，其第5脚与第二双运放U2A输出端耦合。显示器的型号为1602字符型液晶，与单片机U3的P0口耦合，用于实时显示采样电路采集到的电压值和电流值。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。