一种隔离式开关电源供电电路和开关电源的制作方法

文档序号:16034382发布日期:2018-11-23 21:20阅读:177来源:国知局

本实用新型涉及供电技术领域,特别涉及一种隔离式开关电源供电电路和开关电源。



背景技术:

一般设计隔离式开关电源,会有一个或多个主绕组和一个辅助绕组。主绕组是给负载提供能量,辅助绕组是给电路的电源芯片供电。一般在设计电路时,如果单纯用辅助绕组给电源芯片供电,在负载发生变化时,供电电压会发生较大的变化,甚至很低,会使电源芯片供电不足,辅助供电电路工作不稳定。

因而现有技术还有待改进和提高。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的不足之处,本实用新型的目的在于提供一种隔离式开关电源供电电路和开关电源,利用电源供电电路中的补偿模块控制主供电模块输出补偿电流至电源芯片,保证了电源芯片在整个负载范围内工作稳定。

为了达到上述目的,本实用新型采取了以下技术方案:

一种隔离式开关电源供电电路,包括主供电模块、辅助供电模块和补偿模块,所述补偿模块与主供电模块和电源芯片连接,所述辅助供电模块与电源芯片连接;所述主供电模块用于为负载供电,所述辅助供电模块用于为电源芯片供电,所述补偿模块用于当电源芯片的供电电压小于预设电压时控制主供电模块输出补偿电流至电源芯片。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述补偿模块包括限流单元和开关单元,所述限流单元与主供电模块和开关单元连接,用于设置补偿电流的大小;所述开关单元还与电源芯片连接,用于当电源芯片的供电电压小于预设电压时切换为导通状态,使主供电模块输出补偿电流至电源芯片。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述辅助供电模块包括整流滤波单元和稳压单元,所述整流滤波单元通过稳压单元与电源芯片连接,所述整流滤波单元用于对辅助供电模块的输入电压进行整流滤波处理后输出至稳压单元,所述稳压单元用于对整流滤波单元的输出电压进行稳压处理后输出供电电压至电源芯片。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述限流单元包括第一电阻,所述第一电阻的一端连主供电模块,所述第一电阻的另一端连接所述开关单元。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述开关单元包括第二电阻、第一稳压二极管和第一三极管,所述第二电阻的一端连接第一电阻的一端,所述第二电阻另一端和第一三极管的基极均连接第一稳压二极管的负极,所述第一三极管的发射极和第一稳压二极管的正极均连接集成电路,所述第一三极管的集电极连接第一电阻的另一端。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述整流滤波单元包括辅助绕组、第一二极管和第一电容,所述第一二极管的正极连接辅助绕组的一端,所述第一二极管的负极连接第一电容的一端和稳压单元,所述第一电容的另一端连接辅助绕组的另一端和稳压单元。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述稳压单元包括第三电阻、第二稳压二极管和第二三极管,所述辅助供电模块还包括第二电容,所述第三电阻的一端连接第一电容的一端和第二三极管的集电极,所述第三电阻的另一端连接第二稳压二极管的负极和第二三极管的基极,所述第二稳压二极管的正极连接第一电容的另一端、第二电容的一端和电源芯片,所述第二三极管的发射极连接第二电容的另一端和电源芯片。

所述的隔离式开关电源供电电路中,所述主供电模块包括主绕组、第二二极管和第三电容,所述第二二极管的正极连接主绕组的一端,所述第二二极管的负极连接第三电容的一端和补偿模块,所述第三电容的另一端连接主绕组的另一端。

一种开关电源,包括如上所述的隔离式开关电源供电电路。

相较于现有技术,本实用新型提供的一种隔离式开关电源供电电路和开关电源,其中,所述隔离式开关电源供电电路包括主供电模块、辅助供电模块和补偿模块,所述补偿模块与主供电模块和电源芯片连接,所述辅助供电模块与电源芯片连接;所述主供电模块用于为负载供电,所述辅助供电模块用于为电源芯片供电,所述补偿模块用于当电源芯片的供电电压小于预设电压时控制主供电模块输出补偿电流至电源芯片,进而保证电源芯片在整个负载范围内保持稳定状态。

附图说明

图1为本实用新型提供的隔离式开关电源供电电路的结构框图。

图2为本实用新型提供的隔离式开关电源供电电路的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供的隔离式开关电源供电电路和开关电源,利用电源供电电路中的补偿模块控制主供电模块输出补偿电流至电源芯片,保证了电源芯片在整个负载范围内保持稳定状态。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

请参阅图1,本实用新型提供的隔离式开关电源供电电路,包括主供电模块130、辅助供电模块120和补偿模块110,所述补偿模块110与主供电模块130和电源芯片140连接,所述辅助供电模块120与电源芯片140连接;所述主供电模块130用于为负载供电,所述辅助供电模块120用于为电源芯片140供电,所述补偿模块110用于当电源芯片140的供电电压小于预设电压时控制主供电模块130输出补偿电流至电源芯片140。

当负载稳定工作时,使得所述供电电压稳定,此时所述补偿模块110保持关闭状态,所述主供电模块130和辅助供电模块120分别正常为负载和电源芯片140供电;当负载轻载工作时,使得所述供电电压小于预设电压,此时所述补偿模块110导通,控制主供电模块130输出补偿电流至电源芯片140,使得所述供电电压稳定,进而保证所述辅助供电模块120在整个负载范围内保持稳定状态为电源芯片140正常供电。

具体地,请一并参阅图2,所述补偿模块110包括限流单元111和开关单元112,所述限流单元111与主供电模块130和开关单元112连接,用于设置补偿电流的大小;所述开关单元112还与电源芯片140连接,用于当电源芯片140的供电电压小于预设电压时切换导通状态,使主供电模块130输出补偿电流至电源芯片140。

当负载轻载工作,供电电压小于预设电压时,则所述开关单元112导通,控制主供电模块130输出补偿电流至电源芯片140,与主控制模块连接的限流单元111则设置补偿电流的大小,保证所述供电电压依然保持稳定。

进一步地,所述辅助供电模块120包括整流滤波单元121和稳压单元122,所述整流滤波单元121通过稳压单元122与电源芯片140连接,所述整流滤波单元121用于对辅助供电模块120的输入电压进行整流滤波处理后输出至稳压单元122,所述稳压单元122用于对整流滤波单元121的输出电压进行稳压处理后输出供电电压至电源芯片140,所述辅助供电模块120在整个负载内都为电源芯片140供电,通过整流滤波单元121将输入电压进行滤波处理后输出至稳压单元122进行稳压处理,从而提高了输入电压的稳定性。

具体实施时,请参阅图2,所述限流单元111包括第一电阻R1,所述第一电阻R1的一端连主供电模块130,所述第一电阻R1的另一端连接所述开关单元112,通过第一电阻R1设置输出至开关单元112补偿电流的大小,使得供电电压正常,即电源芯片工作稳定。

进一步地,所述开关单元112包括第二电阻R2、第一稳压二极管ZD1和第一三极管S1,所述第二电阻R2的一端连接第一电阻R1的一端,所述第二电阻R2另一端和第一三极管S1的基极均连接第一稳压二极管ZD1的负极,所述第一三极管S1的发射极和第一稳压二极管ZD1的正极均连接电源芯片140,所述第一三极管S1的集电极连接第一电阻R1的另一端;当负载轻载工作,供电电压下降,即VE处的电压下降为第一稳压二极管ZD1的稳压值与所述第一三极管S1发射结的导通压降之间的差值时,此时所述第一三极管S1导通,控制所述主供电模块130VB处输出补偿电流,使VE处的电压依然保持稳定,即保证了电源芯片工作稳定。本实施例中,所述第一三极管S1的发射结的导通压降为0.7V,即当VE处的电压下降为第一稳压二极管ZD1的稳压值减去0.7V时,所述第一三极管S1导通。

更进一步地,所述整流滤波单元121包括辅助绕组N2、第一二极管D1和第一电容C1,所述第一二极管D1的正极连接辅助绕组N2的一端,所述第一二极管D1的负极连接第一电容C1的一端和稳压单元122,所述第一电容C1的另一端连接辅助绕组N2的另一端和稳压单元122,通过辅助绕组N2、第一二极管D1和第一电容C1组成的整流滤波单元121对输入的电压进行滤波处理后输出至稳压单元122,保证输出平滑的直流电压至稳压单元122。

更进一步地,所述稳压单元122包括第三电阻R3、第二稳压二极管ZD2和第二三极管S2,所述辅助供电模块120还包括第二电容C2,所述第三电阻R3的一端连接第一电容C1的一端和第二三极管S2的集电极,所述第三电阻R3的另一端连接第二稳压二极管ZD2的负极和第二三极管S2的基极,所述第二稳压二极管ZD2的正极连接第一电容C1的另一端、第二电容C2的一端和电源芯片140,所述第二三极管S2的发射极连接第二电容C2的另一端和电源芯片140;优选地,本实施例中所述第二稳压二极管ZD2的稳压值比第一稳压二极管ZD1的稳压值大0.7V。

当负载稳定工作时,所述供电电压稳定,即VE处的电压稳定,此时VE处的电压为第二稳压二极管ZD2的稳压值与第二三极管S2发射结的导通压降之间的差值,第二三极管S2导通,第一三极管S1不导通,所述辅助供电模块120正常为电源芯片140供电;本实施例中第二三极管S2发射结的导通压降为0.7V。当负载轻载工作时,此时第二三极管S2的集电极电压下降,即VA处的电压下降,则所述VE处的电压也下降,当所述VE处的电压为第一稳压二极管ZD1的稳压值与所述第一三极管S1发射结的导通压降之间的差值时,所述第一三极管S1导通,控制所述主供电模块130VB处输出补偿电流,使VE处的电压依然保持稳定,即保证在整个负载范围内电源芯片140正常供电;并且所述稳压单元122和第三电容C3对输入至电源芯片140的供电电压进行了稳压处理,进而提高了供电电压的稳定性。

所述主供电模块130包括主绕组N1、第二二极管D2和第三电容C3,所述第二二极管D2的正极连接主绕组N1的一端,所述第二二极管D2的负极连接第三电容C3的一端和补偿模块110,所述第三电容C3的另一端连接主绕组N1的另一端,使得所述主供电模块130输出至负载的电压更加平滑稳定。

为了更好的理解本实用新型,以下结合图1和图2对本实用新型的隔离式开关电源供电电路的工作原理进行详细说明:

当负载稳定工作时,所述供电电压稳定,即VE处的电压稳定,此时VE处的电压为第二稳压二极管ZD2的稳压值与第二三极管S2发射结的导通压降之间的差值,即VE的电压为第二稳压二极管ZD2的稳压值减去0.7V,第二三极管S2导通,第一三极管S1不导通,所述辅助供电模块120正常为电源芯片140供电;当负载轻载工作时,此时第二三极管S2的集电极电压下降,即VA处的电压下降,则所述VE处的电压也下降,当所述VE处的电压为第一稳压二极管ZD1的稳压值与所述第一三极管S1发射结的导通压降之间的差值时,所述第一三极管S1导通,控制所述主供电模块130的VB处输出补偿电流至电源芯片140,使VE处的电压依然保持稳定,因此保证在整个负载范围内电源芯片140正常供电。

本实用新型好还相应提供了一种开关电源,所述开关电源包括如上所述的隔离式开关电源供电电路,由于上文已对该隔离式开关电源供电电路进行了详细的描述,此处不再赘述。

综上所述,本实用新型提供的隔离式开关电源供电电路,包括主供电模块、辅助供电模块和补偿模块,所述补偿模块与主供电模块和电源芯片连接,所述辅助供电模块与电源芯片连接;所述主供电模块用于为负载供电,所述辅助供电模块用于为电源芯片供电,所述补偿模块用于当电源芯片的供电电压小于预设电压时控制主供电模块输出补偿电流至电源芯片,进而保证电源芯片在整个负载范围内保持稳定状态。

可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

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