基于氮化镓功率芯片的电源的制作方法

本技术涉及电源电路，具体涉及基于氮化镓功率芯片的电源。

背景技术：

1、目前市场上的64w恒压恒流适配器电源体积都比较大，基本都是在150*50*40的体积，不仅占用了较大空间，胶壳比较大，还增加了成本。而造成外壳大的原因是内部开关材料用的传统硅材料mos，硅材料mos内部存在较大寄生电容，开关损耗大，开关频率低，发热较为严重，若想要通过ccc认证或者国外的安规认证则需要在mos上加上一个较大的散热片，用散热片辅助散热，以达到安规认证的要求；有的电源是直接在壳子上面开小孔或者是在胶壳里面灌胶，用环境温度以辅助散热。另外，传统电源损耗效率较高，到输出端的效率往往只有85％，最高达到88％，效率做的非常极限，若想往上提效率非常困难；如果是恒流恒压电源，所占用的空间会更大，因为电路较为复杂，通常是431加上358或者是两个操作放大器，加上周边的电阻电容，所占用的pcb面积也会大一点。由此，市面上的小家电电源适配器功率段在60w左右的体积非常大、且功能单一，效率也较低。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是：提供基于氮化镓功率芯片的电源，减小占用体积，提高效率又丰富功能。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

3、基于氮化镓功率芯片的电源，包括依序连接的ac输入、emi滤波电路、氮化镓功率开关、开关变压器、输出整流滤波电路和dc输出；还包括pwm控制电路、电压检测反馈电路和充电模块；所述pwm控制电路分别与所述emi滤波电路、氮化镓功率开关以及电压检测反馈电路连接；所述电压检测反馈电路还连接所述输出整流滤波电路；所述充电模块连接所述输出整流滤波电路的输出端。

4、在一些实施例中，所述电压检测反馈电路包括反馈电路和电压电流检测采样电路；所述反馈电路的一端连接所述pwm控制电路，另一端连接所述电压电流检测采样电路的一端；所述电压电流检测采样电路的另一端连接所述输出整流滤波电路。

5、在一些实施例中，所述氮化镓功率开关包括氮化镓芯片q1、电容c2、二极管d5、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r15、电阻r16和电阻r17；

6、所述氮化镓芯片q1的漏极连接所述开关变压器中主绕组t1a一次侧的同名端，源极连接所述电阻r8，栅极分别连接所述电阻r15、电阻r16和电阻r17的一端；所述电容c2的两端分别连接所述氮化镓芯片q1的漏极和源极；所述电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8并联连接且一端接地；所述电阻r17的另一端连接至所述电阻r5和电阻r6之间；所述电阻r15的另一端连接所述二极管d5的阳极；所述电阻r16的另一端连接所述二极管d5的阴极。

7、在一些实施例中，所述emi滤波电路包括压敏电阻rv、热敏电阻ntc1、励磁线圈lf1、电容cx1、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、二极管d3、二极管d4、整流桥bd1和整流桥bd2；

8、ac输入的火线与零线之间依序连接有所述压敏电阻rv、电容cx1、串联的电阻r19和电阻r20、串联的电阻r18和电阻r21、二极管d3和励磁线圈lf1的同名端；

9、所述热敏电阻ntc1的两端分别连接所述压敏电阻rv和所述电容cx1；所述励磁线圈lf1的异名端分别连接所述整流桥bd1和整流桥bd2。

10、在一些实施例中，所述pwm控制电路包括控制芯片u1、二极管d1、二极管d2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、极性电容ec1、极性电容ec2、极性电容ec3、极性电容ec4、极性电容ec5、电容c1、电容c3、可调电阻ntc2和电感l1；

11、串联的极性电容ec1、极性电容ec2、极性电容ec3和极性电容ec4的负极接地，正极端连接所述emi滤波电路中整流桥bd1和整流桥bd2的正极；所述极性电容ec1的负极经由所述可调电阻ntc2连接至控制芯片u1管脚otp；所述极性电容ec4的正极还分别连接所述电阻r1、电阻r2、电容c1的一端和开关变压器主绕组t1a一次侧的异名端；所述电阻r1、电阻r2和电容c1的另一端相连接以后再分别与所述电阻r3和电阻r4的一端连接；所述电阻r3和电阻r4的另一端连接所述二极管d1的阴极；所述二极管d1的阳极连接所述开关变压器主绕组t1a一次侧的同名端；所述电容c1的两端分别连接所述极性电容ec3和极性电容ec4的正极；

12、所述emi滤波电路中二极管d4的阴极依序连接所述电阻r10和电阻r11之后再连接至所述控制芯片u1的管脚hv；

13、所述开关变压器中复位绕组t1b的同名端分别连接所述电阻r12的一端和所述二极管d2的阳极；所述二极管d2的阴极经由所述电阻r9连接至vcc端；所述电阻r12的另一端连接控制芯片u1的管脚zcd；所述复位绕组t1b的异名端分五路，一路连接所述极性电容ec5的负极，一路经由所述电容c3连接至控制芯片u1的管脚fb，一路经由所述电阻r13连接至控制芯片u1的管脚zcd，一路连接接地端；所述极性电容ec5的正极连接vcc端；

14、所述控制芯片u1的管脚cs连接至所述氮化镓功率开关中的所述电阻r17。

15、在一些实施例中，所述输出整流滤波电路包括同步整流控制器芯片u4、电阻r22、电阻r27、电阻r28、电阻r35、电容c6、电容ec7、mos管q2、极性电容ec6、极性电容ec7和励磁线圈lf2；

16、所述开关变压器中主绕组t1a二次侧的同名端分别连接所述极性电容ec6和极性电容ec7的正极、电阻r35的一端以及vin端；所述极性电容ec6、极性电容ec7的负极和电阻r35的另一端相连接之后再分别连接信号地和mos管q2的源极；所述主绕组t1a二次侧的异名端分三路，一路先后经由电阻r22和电容c6连接至mos管q2的源极，一路经由电阻r27连接至同步整流控制器芯片u4的管脚vsen，一路连接mos管q2的漏极；所述mos管q2的栅极连接至同步整流控制器芯片u4的管脚drv；所述同步整流控制器芯片u4的管脚hv连接vin端，管脚rest经由电阻r28分别连接信号地和电容c7的一端，电容c7的另一端连接至管脚vdd；所述励磁线圈lf2的同名端连接vin端，异名端连接dc输出。

17、在一些实施例中，所述反馈电路包括电阻r23、电阻r24、电阻r25和光耦u2；所述电压电流检测采样电路包括采样芯片u3；

18、所述光耦u2中发光二极管的阳极分两路，一路经由电阻r23连接vin端，一路经由电阻r25连接所述采样芯片u3的管脚vctrl；电阻r24的一端连接电阻r23，另一端连接所述采样芯片u3的管脚vcc。

19、在一些实施例中，所述电压电流检测采样电路还包括电阻r26、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r36、电阻r37、电阻r38、电容c8和电容c9；

20、所述反馈电路的电阻r25分两路，一路依序经由电阻r29、电容c8和电阻r30连接至信号地，一路先后经由电阻r34和电容c9连接至所述采样芯片u3的管脚vctrl；所述电阻r31的一端分别连接至所述采样芯片u3的管脚vctrl和经由电阻r32和电阻r33连接至信号地；电阻r31的另一端连接vin端；所述采样芯片u3的管脚vsense连接至电阻r30，管脚ictrl经由电阻r26连接至信号地；所述电阻r36、电阻r37、电阻r38的一端连接信号地，另一端分别连接信号地和所述输出整流滤波电路中的励磁线圈lf2的同名端。

21、在一些实施例中，所述充电模块为dc-dc快充电路。

22、在一些实施例中，所述dc-dc快充电路支持pps/pd/qc/afc/fcp/scp/pe/sfcp充电协议。

23、本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用gan氮化镓作为开关mos器件，无反向恢复电荷和极低栅极电荷(适合高频下工作)，可以提升电源效率，有效提升90％以上，而且还能减少散热；同时，在输出端设置充电模块，丰富了电源功能，提高了电源的实用性；另外，电源内采用高集成ic替代了传统431和两个操作放大器，能够明显减少电路面积，降低成本，实现电源小型化。