一種開關(guān)電源電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種開關(guān)電源電路，包括輸入整流濾波電路、主功率電路、控制電路、啟動(dòng)電路、以及輸出整流濾波電路；主功率電路包括主變壓器和與主變壓器的初級(jí)端連接的主功率開關(guān)管，輸入整流濾波電路的輸出端分別連接到主變壓器的初級(jí)端和啟動(dòng)電路的輸入端，啟動(dòng)電路的輸出端連接到控制電路，控制電路的輸出端連接主功率開關(guān)管，輸出整流濾波電路連接變壓器的次級(jí)端，其特征在于：電源電路還包括連接主變壓器的負(fù)載檢測(cè)電路，以及連接負(fù)載檢測(cè)電路的輸出端輔助供電電路；輔助供電電路的輸出端連接控制電路的輸入端用于根據(jù)負(fù)載檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果切換控制電路、主功率電路的供電，輔助供電電路包括輔助供電繞組。
【專利說(shuō)明】-種開關(guān)電源電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電源電路領(lǐng)域，具體的，涉及一種開關(guān)電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 本實(shí)用新型涉及的開關(guān)電源裝置領(lǐng)域，其中一種是把交流電壓（輸入電壓）轉(zhuǎn)換 為直流電壓（輸出電壓）的電力裝置，即常說(shuō)的AC/DC開關(guān)電源。目前各大國(guó)行業(yè)內(nèi)已規(guī) 定了相關(guān)的待機(jī)功耗標(biāo)準(zhǔn)并強(qiáng)制要求執(zhí)行，因此如何降低待機(jī)功耗成為整個(gè)行業(yè)必須面對(duì) 的重大問(wèn)題。
[0003] AC/DC的功耗分為兩類，一種是與開關(guān)工作無(wú)關(guān)的損耗，另一種是與開關(guān)工作有關(guān) 的損耗。與開關(guān)工作無(wú)關(guān)的損耗主要指無(wú)功電流造成的損耗和啟動(dòng)損耗，由于這種損耗非 常小，并且在良好的布線下幾乎可以忽略不計(jì)。因此行業(yè)內(nèi)降低損耗的重點(diǎn)在于降低與開 關(guān)工作有關(guān)的損耗。
[0004] 因此，亟需一種能夠最大限度降低與開關(guān)工作有關(guān)的損耗的開關(guān)電源電路。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)中能耗過(guò)高的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了相應(yīng)的解決方案，本實(shí)用新 型主要提供一種超低待機(jī)功耗的開關(guān)電源電路，包括輸入整流濾波電路、主功率電路、控制 電路、啟動(dòng)電路、以及輸出整流濾波電路；所述主功率電路包括主變壓器和與所述主變壓 器的初級(jí)端連接的主功率開關(guān)管，所述輸入整流濾波電路的輸出端分別連接到所述主變壓 器的初級(jí)端和所述啟動(dòng)電路的輸入端，所述啟動(dòng)電路的輸出端連接到所述控制電路，所述 控制電路的輸出端連接所述主功率開關(guān)管，所述輸出整流濾波電路連接所述變壓器的次級(jí) 端，所述電源電路還包括連接所述主變壓器的負(fù)載檢測(cè)電路，以及連接所述負(fù)載檢測(cè)電路 的輸出端輔助供電電路；所述輔助供電電路的輸出端連接所述控制電路的輸入端用于根據(jù) 所述負(fù)載檢測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果切換所述控制電路、主功率電路的供電，所述輔助供電電路 包括輔助供電繞組。
[0006] 作為一種優(yōu)選方案，負(fù)載檢測(cè)電路包括比較器和纏繞在所述變壓器初級(jí)端的負(fù)載 檢測(cè)繞組。
[0007] 作為一種優(yōu)選方案，所述開關(guān)電源電路還包括串接在所述啟動(dòng)電路的回路中的常 開開關(guān)（S1)，所述常開開關(guān)（S1)在閉合時(shí)導(dǎo)通所述啟動(dòng)電路。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案，所述負(fù)載檢測(cè)電路還包括第二電容（C2)、第三肖特基二極管 (D3)、第六肖特基二極管（D6)和第五電容（C5);所述第二電容（C2)的兩端分別連接所述 第三肖特基二極管（D3)的負(fù)極和所述負(fù)載檢測(cè)繞組，所述第三肖特基二極管（D3)的負(fù)極 連接所述第六肖特基二極管（D6)的正極；所述第五電容（C5)兩端分別連接所述第三肖特 基二極管（D3)的正極和所述第六肖特基二極管（D6)的負(fù)極，所述第六肖特基二極管（D6) 的負(fù)極連接到所述比較器的電壓輸入端；所述負(fù)載檢測(cè)繞組可與所述初級(jí)繞組同相或反 相。
[0009] 作為一種優(yōu)選方案，所述啟動(dòng)電路包括與所述常開開關(guān)（S1)串接的第一電阻 (R1)，所述常開開關(guān)（S1)連接所述控制電路的接電源端，所述啟動(dòng)電路還包括p-mos管和 第三電容（C3)，所述輔助供電電路包括N-mos管，所述P-mos管的漏極連接所述開關(guān)（S1)， 所述P-mos管的柵極連接所述N-mos管的漏極，所述P-mos管的源極連接到所述第三電容 (C3)的一端，所述第三電容（C3)的另一端接地，所述N-mos管的源極接地，所述N-mos管的 柵極連接到所述比較器的輸出端。
[0010] 作為一種優(yōu)選方案，所述主功率電路包括主變壓器和主功率開關(guān)管，所述主功率 開關(guān)管的集電極連接所述主變壓器的初級(jí)繞組，所述控制電路的反饋端（FB)連接到所述 控制電路的第四電阻（R4)的一端，第四電阻（R4)的另一端接地。
[0011] 作為一種優(yōu)選方案，所述輔助供電電路還包括第七電阻（R7)，所述輔助供電繞組 (Na)的兩端并聯(lián)接入相互串聯(lián)的第七電阻（R7)和用于指示電路是否工作的發(fā)光二極管 (D5)。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案，所述P-mos管的柵極和源極之間接有第二電阻（R2)。
[0013] 作為一種優(yōu)選方案，所述輔助供電電路還包括第二肖特基二極管（D2)，所述第二 肖特基二極管正極連接輔助供電繞組，負(fù)極連接所述第三電容（C3)。
[0014] 作為一種優(yōu)選方案，如上所述的開關(guān)電源電路應(yīng)用于恒壓、小型充電器。
[0015] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型至少具有以下有益效果：用于小型恒壓充電器，具有負(fù) 載檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)負(fù)載的情況，在沒有負(fù)載或者不需要對(duì)負(fù)載供電時(shí)，切換所述控制電路、 主功率電路的供電，實(shí)現(xiàn)了待機(jī)零功耗。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的原理圖；
[0017] 圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 參考圖1，本實(shí)用新型提供一種開關(guān)電源電路，包括EMI電路20、輸入整流濾波電 路30a、輸出整流濾波電路30b、啟動(dòng)電路40、控制電路50、主功率電路、輔助供電電路80和 負(fù)載檢測(cè)電路90。主功率電路包括主變壓器72和主功率開關(guān)管74。輸入整流濾波電路 30a的輸出端分別連接到主變壓器72的初級(jí)端和啟動(dòng)電路40的輸入端，啟動(dòng)電路40的輸 出端連接到控制電路50的輸入端，控制電路50的輸出端連接主功率開關(guān)管74,輸出整流 濾波電路30b連接主變壓器72的次級(jí)端，負(fù)載檢測(cè)電路90包括比較器92和纏繞在主變壓 器72上的負(fù)載檢測(cè)繞組N。，本實(shí)施例中，比較器92為芯片F(xiàn)S8809。輔助供電電路80的輸 入端連接所述負(fù)載檢測(cè)電路90的輸出端，輔助供電電路80的輸出端連接控制電路50的輸 入端，輔助供電電路包括輔助供電繞組N a。交流輸入通過(guò)EMI電路20后，再經(jīng)過(guò)輸入整流 濾波電路30,得到直流電壓，此直流信號(hào)通過(guò)啟動(dòng)電路40,使控制電路50初始啟動(dòng)，控制主 功率電路的主功率開關(guān)管導(dǎo)通，主電路通過(guò)主變壓器72進(jìn)行能量傳遞，在主變壓器72副邊 得到方波信號(hào)，再通過(guò)輸出整流濾波電路30輸出濾波整流信號(hào)得到直流電壓。當(dāng)負(fù)載存在 時(shí)，負(fù)載檢測(cè)電路90中檢測(cè)到負(fù)載電流，使負(fù)載檢測(cè)電路90中的比較器92輸出高電平，輔 助供電電路80中的N-mos管導(dǎo)通，N-mos管導(dǎo)通后使得啟動(dòng)電路40中的P-mos管的柵極 為低電平，從而使得P-mos管導(dǎo)通，從而輔助供電電路80正常工作，向控制電路50供電，從 而整個(gè)電路正常啟動(dòng)。通過(guò)檢測(cè)原邊電流和原邊電壓分別通過(guò)電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)，經(jīng)過(guò) 控制電路調(diào)節(jié)主功率開關(guān)管的占空比，使得輸出電壓穩(wěn)定。
[0019] 參考圖1-圖2,控制電路50和主功率開關(guān)管74集成于一個(gè)原邊反饋恒流恒壓芯 片，該原邊反饋恒流恒壓芯片還包括電流環(huán)路76和電壓環(huán)路（圖中未顯示），本實(shí)施例中， 該原邊反饋恒流恒壓芯片為FS6136芯片。圖1所示EMI電路和輸入整流濾波電路為開關(guān)電 源電路的常見組成部分，在此不做具體說(shuō)明。啟動(dòng)電路40包括常開開關(guān)S1、第一電阻R1、第 二電阻R2、第三電容C3以及P-mos管Q1。輔助供電電路80包括輔助供電繞組N a、二極管 D2、N-mos管Q2。輸出整流濾波電路30b包括第四肖特基二極管D4、第四電容C4。負(fù)載檢 測(cè)電路90包括負(fù)載檢測(cè)繞組N。、負(fù)載R7和由第二電容C2、第三肖特基二極管D3、第六肖特 基二極管D6、第五電容C5組成整流濾波模塊。第二電容C2的兩端分別連接第三肖特基二 極管D3的負(fù)極和負(fù)載檢測(cè)繞組N。，第三肖特基二極管D3的負(fù)極連接第六肖特基二極管D6 的正極；第五電容C5兩端分別連接第三肖特基二極管D3的正極和第六肖特基二極管D6的 負(fù)極，第六肖特基二極管D6的負(fù)極連接到比較器92的電壓輸入端。第一電阻R1與所述常 開開關(guān)S1串接，常開開關(guān)S1連接控制電路50的接電源端，P-mos管Q1的柵極連接N-mos 管Q2的漏極，P-mos管Q1的源極連接到第三電容C3的一端，第三電容C3的另一端接地， N-mos管Q2的源極接地，且N-mos管Q2的柵極連接所述比較器92的輸出端
[0020] 本實(shí)用新型的一實(shí)施例的工作過(guò)程為，當(dāng)常開開關(guān)S1按下時(shí)，由于常開開關(guān)Sis 置在啟動(dòng)電路上，啟動(dòng)電路開始工作，電流經(jīng)過(guò)第一電阻R1、通過(guò)P溝道型mos管的寄生二 極管給第三電容C3充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到原邊反饋恒流恒壓芯片的啟動(dòng)電壓時(shí)，控制電路 啟動(dòng)，芯片內(nèi)的主功率開關(guān)管導(dǎo)通，主電路中產(chǎn)生電流。在負(fù)載R7存在的情況下，次級(jí)繞組 Ns輸出電流通過(guò)輸出整流濾波電路30b給負(fù)載R7,同時(shí)負(fù)載檢測(cè)繞組N。開始工作，有負(fù)載 檢測(cè)電流輸出，第二電容C2和肖特基二極管D6使負(fù)載檢測(cè)繞組Nc的纏繞方向可與初級(jí)繞 組&同相或反相。從負(fù)載檢測(cè)繞組Nc可檢測(cè)到帶有負(fù)載特性的方波，經(jīng)整流后與高精度 電壓檢測(cè)1C進(jìn)行比較后，電壓檢測(cè)1C輸出高電平，使N-mos管Q2打開，從而使P-mos管柵 極電壓為負(fù)，Q1導(dǎo)通，充電器正常工作，R2使得Q1關(guān)斷時(shí)其內(nèi)部的寄生電容能恢復(fù)到零。 在本實(shí)施例中，第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5和原邊反饋恒流恒壓芯片組成主控 制電路。R3、R4組成分壓電路，將R4端的電壓信號(hào)輸入到芯片的FB端，通過(guò)其內(nèi)部恒壓模 塊進(jìn)行電壓模式控制；通過(guò)R5將輸入電流轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，輸入到芯片的CS端，進(jìn)行電流 模式控制；通過(guò)這兩種控制模式來(lái)調(diào)節(jié)開關(guān)管的占空比，維持輸出電壓穩(wěn)定。本實(shí)施例中。 高精度電壓檢測(cè)1C電壓檢測(cè)的檢測(cè)點(diǎn)是2. 63V，即當(dāng)檢測(cè)到的電壓大于2. 63V時(shí)電壓檢測(cè) 1C輸出高電平。當(dāng)卸下負(fù)載時(shí)，檢測(cè)到的電壓小于2. 63V，N-mos管Q2關(guān)閉，P-mos管Q1關(guān) 閉，整機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，可以節(jié)省電能。檢測(cè)點(diǎn)可根據(jù)需要設(shè)置，每隔0.01V為一個(gè)電壓檢測(cè)點(diǎn)， 可通過(guò)檢測(cè)待機(jī)時(shí)的電壓確定檢測(cè)點(diǎn)。本實(shí)施例中，還由R7、D5構(gòu)成負(fù)載指示電路，當(dāng)有負(fù) 載時(shí)D5才亮，無(wú)負(fù)載時(shí)D5滅。本實(shí)用新型提供的超低待機(jī)功耗的AC/DC電源電路在一次 斷電后再接入負(fù)載不會(huì)自動(dòng)導(dǎo)通，需要按下常開開關(guān)S1。
[0021] 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做 出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍 應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種開關(guān)電源電路，包括輸入整流濾波電路、主功率電路、控制電路、啟動(dòng)電路、以及 輸出整流濾波電路；所述主功率電路包括主變壓器和與所述主變壓器的初級(jí)端連接的主功 率開關(guān)管，所述輸入整流濾波電路的輸出端分別連接到所述主變壓器的初級(jí)端和所述啟動(dòng) 電路的輸入端，所述啟動(dòng)電路的輸出端連接到所述控制電路，所述控制電路的輸出端連接 所述主功率開關(guān)管，所述輸出整流濾波電路連接所述變壓器的次級(jí)端，其特征在于：所述電 源電路還包括連接所述主變壓器的負(fù)載檢測(cè)電路，以及連接所述負(fù)載檢測(cè)電路的輸出端輔 助供電電路；所述輔助供電電路的輸出端連接所述控制電路的輸入端用于根據(jù)所述負(fù)載檢 測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果切換所述控制電路、主功率電路的供電，所述輔助供電電路包括輔助供 電繞組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，負(fù)載檢測(cè)電路包括比較器和纏 繞在所述變壓器初級(jí)端的負(fù)載檢測(cè)繞組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述開關(guān)電源電路還包括串接 在所述啟動(dòng)電路的回路中的常開開關(guān)（S1)，所述常開開關(guān)（S1)在閉合時(shí)導(dǎo)通所述啟動(dòng)電 路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述負(fù)載檢測(cè)電路還包括第二 電容（C2)、第三肖特基二極管（D3)、第六肖特基二極管（D6)和第五電容（C5);所述第二電 容（C2)的兩端分別連接所述第三肖特基二極管（D3)的負(fù)極和所述負(fù)載檢測(cè)繞組，所述第 三肖特基二極管（D3)的負(fù)極連接所述第六肖特基二極管（D6)的正極；所述第五電容（C5) 兩端分別連接所述第三肖特基二極管（D3)的正極和所述第六肖特基二極管（D6)的負(fù)極， 所述第六肖特基二極管（D6)的負(fù)極連接到所述比較器的電壓輸入端；所述負(fù)載檢測(cè)繞組 可與所述初級(jí)繞組同相或反相。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述啟動(dòng)電路包括與所述常開 開關(guān)（S1)串接的第一電阻（R1)，所述常開開關(guān)（S1)連接所述控制電路的接電源端，所述啟 動(dòng)電路還包括P-mos管和第三電容（C3)，所述輔助供電電路包括N-mos管，所述P-mos管的 漏極連接所述開關(guān)（S1)，所述P-mos管的柵極連接所述N-mos管的漏極，所述P-mos管的源 極連接到所述第三電容（C3)的一端，所述第三電容（C3)的另一端接地，所述N-mos管的源 極接地，所述N-mos管的柵極連接到所述比較器的輸出端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述主功率電路包括主變壓器 和主功率開關(guān)管，所述主功率開關(guān)管的集電極連接所述主變壓器的初級(jí)繞組，所述控制電 路的反饋端（FB)連接到所述控制電路的第四電阻（R4)的一端，第四電阻（R4)的另一端接 地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述輔助供電電路還包括第七 電阻（R7)，所述輔助供電繞組（Na)的兩端并聯(lián)接入相互串聯(lián)的第七電阻（R7)和用于指示 電路是否工作的發(fā)光二極管（D5)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述P-mos管的柵極和源極之間 接有第二電阻（R2)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，所述輔助供電電路還包括第二 肖特基二極管（D2)，所述第二肖特基二極管正極連接輔助供電繞組，負(fù)極連接所述第三電 容（C3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9的任意一項(xiàng)所述的開關(guān)電源電路，應(yīng)用于恒壓、小型充電器。
【文檔編號(hào)】H02M7/217GK203883685SQ201420255591
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】王言豪 申請(qǐng)人:深圳市新芯矽創(chuàng)電子科技有限公司