一种反激电路及电子设备的制作方法

1.本发明实施例涉及电子电力技术领域，特别涉及一种反激电路及电子设备。


背景技术：

2.反激式变压器开关电源，简称反激电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出的设备。反激电源具有运行稳定、电路简单等优点，目前广泛应用于电力电子相关变换电路中，反激电源可分为单管反激电源和双管反激电源等，其中，用于高压、较大功率的反激电源一般选择双反激电源。
3.在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前反激电源设计一般采用直接用电阻分流来做启动电路，而这类启动电路设计反激电源难以实现宽范围输入，在较宽范围下其电阻的损耗也必然很大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种反激电路及电子设备，能够实现宽范围输入。
5.本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
6.为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种反激电路，包括：反激供电模块，其输入端与供电母线连接，其输出端用于为负载供电，且包括开关单元和变压器；反激启动模块，包括：电源芯片，其控制端与所述开关单元连接，其电源输入端与所述变压器连接，且配置为在启动后调整所述开关单元的占空比，以使所述变压器为所述负载供电以及为所述电源芯片提供反激电源，供电电路，其输入端与供电母线连接，其输出端与所述电源芯片的电源输入端连接，且配置为在所述电源芯片的启动前导通，在启动后且所述变压器为所述电源芯片提供反激电源时断开，驱动电路，其输入端与供电母线连接，其第一输出端与所述供电电路的控制端连接，其第二输出端与所述电源芯片的电源输入端连接，逻辑控制电路，其输入端与所述电源芯片的电源输入端连接，其输出端与所述驱动电路的第一输出端和所述供电电路的控制端连接，且配置为在所述电源芯片的启动阶段断开，在所述变压器为所述电源芯片提供反激电源时导通。
7.在一些实施例中，所述反激启动模块还包括：过压保护电路，其与所述电源芯片的反馈端连接，且配置为在系统过压时输出电平信号以使所述电源芯片控制所述开关单元关断。
8.在一些实施例中，所述反激电路还包括：隔离驱动模块，其输入端与所述电源芯片的输出端连接，其输出端与所述开关单元连接。
9.在一些实施例中，所述变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和第三原边绕组，所述开关单元分别与所述第一原边绕组和所述第二原边绕组连接，所述第三原边绕组与所述电源芯片的电源输入端连接。
10.在一些实施例中，所述第一原边绕组的一端与所述供电母线连接，所述第一原边
绕组的另一端通过一组串联的开关管和二极管后与所述第二原边绕组的一端连接，所述第二原边绕组的另一端通过另一组串联的开关管和二极管后接地，所述第一原边绕组的一端与所述第二原边绕组的一端之间还连接有第一电容，所述第二原边绕组的一端与所述另一组串联的开关管和二极管的接地端之间还连接有第二电容。
11.在一些实施例中，所述第三原边绕组与所述电源芯片的电源输入端之间还串联有两个二极管，且所述两个二极管的连接处与地之间连接有第三电容，所述电源芯片的电源输入端与地之间还连接有第四电容。
12.在一些实施例中，所述供电电路包括：第一电阻组，其一端与所述供电母线连接，且其一端为所述供电电路的输入端；第一开关管，其栅极与所述驱动电路的第一输出端连接，其漏极与所述第一电阻组的另一端连接，其源极与所述电源芯片的电源输入端连接，且其源极为所述供电电路的输出端；第一瞬态二极管，其阴极与所述第一开关管的漏极连接，其阳极与所述第一开关管的源极连接。
13.在一些实施例中，所述驱动电路包括：第二电阻组，其一端与所述供电母线连接，且其一端为所述驱动电路的输入端，其另一端为所述驱动电路的第一输出端；第一稳压二极管，其阴极与所述第二电阻组的另一端连接；第一限幅二极管，其阳极与所述第一稳压二极管的阳极连接，其阴极与所述电源芯片的电源输入端连接，且其阴极为所述驱动电路的第二输出端；第二稳压二极管，其阴极与所述第一限幅二极管的阴极连接，其阳极接地。
14.在一些实施例中，所述逻辑控制电路包括：第二开关管，其集电极为所述逻辑控制电路的输出端，其发射极接地；第三稳压二极管，其阳极与所述第二开关管的基极连接；第四稳压二极管，其阴极与所述电源芯片的输入端连接；第三电阻，其一端与所述第四稳压二极管的阳极连接；第二限幅二极管，其阳极与所述第三电容的非接地端连接，其阴极与所述第三电阻的另一端连接；第四电阻，其一端与所述第三电阻的另一端连接，其另一端与所述第四稳压二极管的阴极连接；第五电阻，其一端与所述第四电阻的另一端连接，其另一端接地；第六电阻，其一端与所述第三稳压二极管的阳极连接，其另一端接地。
15.为解决上述技术问题，第二电子设备，包括：如第一方面所述的反激电路。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种可实现实现宽范围输入的反激电路及电子设备，该反激电路包括反激供电模块和反激启动模块，反激启动模块则包括电源芯片、供电电路、驱动电路、逻辑控制电路，所述逻辑控制电路能够根据电源芯片电源输入端处的电压状态确定所述电源芯片是否在启动阶段，且在启动阶段时断开，驱动电路为所述供电电路提供驱动，以使供电电路导通，供电母线通过供电电路为所述电源芯片提供启动能量使得电源芯片启动，且在电源芯片启动完毕后，逻辑控制电路检测到电源芯片导通，以使供电电路断开，反激供电模块中的变压器为所述电源芯片提供反激电源，该反激电路应用于电子设备中时，易于小型化和贴片化。
附图说明
17.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
18.图1是本发明实施例一提供的一种反激电路的结构示意图；
19.图2是本发明实施例一提供的另一种反激电路的结构示意图；
20.图3是本发明实施例一提供的一种反激电路的电气连接结构示意图；
21.图4是本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
23.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
24.需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
25.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
27.具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
28.实施例一
29.本发明实施例提供了一种反激电路，请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种反激电路的结构，所述反激电路100包括：反激供电模块110和反激启动模块120。其中，所述反激启动模块120，包括：电源芯片121、供电电路122、驱动电路123和逻辑控制电路124。
30.所述反激供电模块110，其输入端与供电母线v_bus+连接，其输出端用于为负载300供电，且包括开关单元111和变压器112，所述反激供电模块110能够通过所述变压器112为负载300和所述反激启动模块120供电，且当所述反激供电模块110为所述反激启动模块120提供反激电源时，所述反激启动模块120中的电源芯片121能够输出脉冲信号，实现对所述开关单元111中开关器件的占空比、频率、周期等的脉冲宽度调制。
31.所述电源芯片121，其控制端与所述开关单元111连接，其电源输入端vcc与所述变压器112连接，且配置为在启动后调整所述开关单元111的占空比，以使所述变压器112为所述负载300供电以及为所述电源芯片121提供反激电源。
32.所述供电电路122，其输入端与供电母线v_bus+连接，其输出端与所述电源芯片121的电源输入端vcc连接，且配置为在所述电源芯片121的启动前导通，在启动后且所述变
压器112为所述电源芯片121提供电源时断开，所述供电电路122能够为所述电源芯片121提供启动能量。
33.所述驱动电路123，其输入端与供电母线v_bus+连接，其第一输出端与所述供电电路122的控制端连接，其第二输出端与所述电源芯片121的电源输入端vcc连接，所述驱动电路123用于为所述供电电路122提供相关驱动。
34.所述逻辑控制电路124，其输入端与所述电源芯片121的电源输入端vcc连接，其输出端与所述驱动电路123的第一输出端和所述供电电路122的控制端连接，且配置为在所述电源芯片121的启动阶段断开，在所述变压器112为所述电源芯片121提供电源时导通，所述逻辑控制电路124用于为所述供电电路122的驱动提供相应的逻辑控制。
35.在本发明实施例中，逻辑控制电路124能够根据电源芯片121的电源输入端vcc处以及第三电容c3的非接地端的电压v_1处的电压状态确定所述电源芯片121是否在启动阶段，且在启动阶段时断开，此时驱动电路123为所述供电电路122提供驱动，以使供电电路122导通，供电母线v_bus+通过供电电路122为所述电源芯片121提供启动能量使得电源芯片121启动，且在电源芯片121启动完毕后，逻辑控制电路检测124到电源芯片121已经启动，以使供电电路122断开，反激供电模块110中的变压器112为所述电源芯片121提供电源，该反激电路应用于电子设备中时，易于小型化和贴片化。
36.在一些实施例中，请参见图2，其示出了本发明实施例提供的另一种反激电路的结构，所述反激启动模块120还包括：过压保护电路125，其与所述电源芯片121的反馈端comp连接，且配置为在系统过压时输出电平信号以使所述电源芯片121控制所述开关单元111关断。且有，所述过压保护电路125的输入端与所述供电母线v_bus+连接。例如，将所述过压保护电路125的系统过压保护点设置为为1100v，则在超过1100v时候，过压保护电路125输出低电平，电源芯片121的反馈端comp被过压保护拉低，电源芯片121控制所述开关单元111断开连接，从而实现过压保护，且损耗较小，需要说明的是，所述电平信号可以是高电平信号也可以是低电平信号，具体地，可根据实际电路设计进行设置，不需要拘泥于本发明实施例的限定。
37.在一些实施例中，请继续参见图2，所述反激启动模块120还包括：隔离驱动模块126，其输入端与所述电源芯片121的输出端连接，其输出端与所述开关单元111连接。
38.在本发明实施例中，所述反激电路可以是各类反激电路，在一些实施例中，请参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种反激电路的电气连接结构，且图3所示示例中的反激电路为双反激电路，所述变压器112包括第一原边绕组t1、第二原边绕组t2和第三原边绕组t3，所述开关单元111分别与所述第一原边绕组t1和所述第二原边绕组t2连接，所述第三原边绕组t3与所述电源芯片121的电源输入端连接。且有，所述变压器112的副边绕组t4则通过一个二极管和电容c5整流滤波后，与负载rs连接。
39.在一些实施例中，请继续参见图3，所述第一原边绕组t1的一端与所述供电母线v_bus+连接，所述第一原边绕组t1的另一端通过一组串联的开关管和二极管后与所述第二原边绕组t2的一端连接，所述第二原边绕组t2的另一端通过另一组串联的开关管和二极管后接地；所述第一原边绕组t1的一端与所述第二原边绕组t2的一端之间还连接有第一电容c1，所述第二原边绕组t2的一端与所述另一组串联的开关管和二极管的接地端之间还连接有第二电容c2。
40.在一些实施例中，请继续参见图3，所述第三原边绕组t3与所述电源芯片121的电源输入端vcc之间还串联有两个二极管，且所述两个二极管的连接处与地之间连接有第三电容c3，所述电源芯片121的电源输入端vcc与地之间还连接有第四电容c4。
41.在一些实施例中，请继续参见图3，所述供电电路122包括：第一电阻组r1，其一端与所述供电母线v_bus+连接，且其一端为所述供电电路122的输入端；第一开关管q1，其基极与所述驱动电路123的第一输出端连接，其集电极与所述第一电阻组r1的另一端连接，其发射极与所述电源芯片121的电源输入端连接，且其发射极为所述供电电路122的输出端；第一瞬态二极管tvs1，其阴极与所述第一开关管q1的集电极连接，其阳极与所述第一开关管q1的发射极连接。其中，所述第一电阻组r1包括至少一个电阻。
42.在一些实施例中，请继续参见图3，所述驱动电路123包括：第二电阻组r2，其一端与所述供电母线v_bus+连接，且其一端为所述驱动电路123的输入端，其另一端为所述驱动电路123的第一输出端；第一稳压二极管zd1，其阴极与所述第二电阻组r2的另一端连接；第一限幅二极管d1，其阳极与所述第一稳压二极管zd1的阳极连接，其阴极与所述电源芯片121的电源输入端连接，且其阴极为所述驱动电路123的第二输出端；第二稳压二极管zd2，其阴极与所述第一限幅二极管d1的阴极连接，其阳极接地。
43.在一些实施例中，请继续参见图3，所述逻辑控制电路124包括：第二开关管q2，其集电极为所述逻辑控制电路124的输出端，其发射极接地；第三稳压二极管zd3，其阳极与所述第二开关管q2的基极连接；第四稳压二极管zd4，其阴极与所述电源芯片的输入端连接；第三电阻r3，其一端与所述第四稳压二极管zd4的阳极连接；第二限幅二极管d2，其阳极与所述第三电容c3的非接地端连接，其阴极与所述第三电阻r3的另一端连接；第四电阻r4，其一端与所述第三电阻r3的另一端连接，其另一端与所述第四稳压二极管zd4的阴极连接；第五电阻r5，其一端与所述第四电阻r4的另一端连接，其另一端接地；第六电阻r6，其一端与所述第三稳压二极管zd3的阳极连接，其另一端接地。
44.本发明实施例提供的反激电路100在工作时，以第一电阻组r1＝150k，第二电阻组r2＝2200k，第一瞬态二极管tvs1为600v的tvs管,第一开关管q1选择耐压800v的mos管，第二稳压二极管zd2为18v的稳压管为例，具体过程如下：
45.在启动过程中，所述逻辑控制电路124实时检测所述第三电容c3的非接地端的电压v_1、以及电源芯片121的电源输入端vcc的电压v_start小于第一预设电压阈值时，例如，小于12v的第一预设电压阈值时，确定为正常启动的阶段/状态，此时所述第三电容c3的非接地端的电压v_1置高电平，第三稳压二极管zd3反向导通，所述第二开关管q2基极接收到高电平导通，从而拉低第一开关管q1的基极电平，第一开关管q1关闭，在最小电压下启动电流i_start＝(vbus-vzd2)/r1＝(180-18)/150＝1.08ma，其中，vbus表示母线电压，vzd2表示第二稳压二极管zd2的导通电压，电源芯片在启动电流下充电。
46.在所述逻辑控制电路124检测到所述第三电容c3的非接地端的电压v_1大于等于第二预设电压阈值时，例如，大于等于15v的第二预设电压阈值时，确定为过压导通的阶段/状态，此时电源芯片121的电源输入端vcc的电压v_start置高电平，第四稳压二极管zd4和第三稳压二极管zd3反向导通，所述第二开关管q2基极接收到高电平导通，从而拉低第一开关管q1的基极电平，第一开关管q1关闭，通过第一开关管q1的电流为零，此时靠反激电源自供电，系统正常启动和运行，供电电路122中第一电阻组r1损耗为i^2*r1＝0.175w,功耗很
小。
47.其中，在供电母线的电压v_bus+在1000v时候，其瞬间启动电流为i_start＝(vbus-vzd2)/r1＝(1000-18)/150＝6.55ma,电源芯片121能够很快启动，致使第二开关管q2开通，第一开关管q1关闭，其短时损耗可以很快散发出去，功率不大。
48.在反激电源启动后，第一开关管q1关闭，电流从第一瞬态二极管tvs1走，可以计算启动电流为i_start_2＝(vbus-vzd2-vtvs1)/r1＝(1000-18-600)/150＝2.55ma,其r1损耗为i^2*r1＝0.975w,功耗很小,而第一瞬态二极管tvs1的功耗在1.5w,其总损耗在2.5w左右，损耗很小,适合贴片化，同时也增加了输入电压范围。
49.需要说明的是，所述的第一预设电压阈值和第二预设电压阈值的数值设置，所述反激电路100中的电容、电阻、二极管、开关管的数量、型号和参数选择等，可根据实际需要进行设计，不需要拘泥于本发明实施例的限定。
50.实施例二
51.本发明实施例提供了一种电子设备，请参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构，所述电子设备10包括如实施例一所述的反激电路100。
52.所述电子设备10可以是任何带有负载的装置、模组、设备，和/或，可以是带有电池等蓄电模块的装置、模组、设备，其采用本发明实施例提供的反激电路100，能够实现宽范围的反激电源的输入，具有过压保护的功能，启动过程中对启动电阻功耗不大，启动后可为电源芯片提供稳定的反激电源，且电路整体结构简单，易于小型化和贴片化。
53.所述反激电路100的结构、连接方式及实施方式，请参见实施例一和附图1至附图3所示，此处不再详述。
54.本发明实施例中提供了一种可实现实现宽范围输入的反激电路及电子设备，该反激电路包括反激供电模块和反激启动模块，反激启动模块则包括电源芯片、供电电路、驱动电路、逻辑控制电路，所述逻辑控制电路能够根据电源芯片电源输入端处的电压状态确定所述电源芯片是否在启动阶段，且在启动阶段时断开，驱动电路为所述供电电路提供驱动，以使供电电路导通，供电母线通过供电电路为所述电源芯片提供启动能量使得电源芯片启动，且在电源芯片启动完毕后，逻辑控制电路检测到电源芯片导通，以使供电电路断开，反激供电模块中的变压器为所述电源芯片提供反激电源，该反激电路应用于电子设备中时，易于小型化和贴片化。
55.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
56.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。