本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù),尤其涉及一種電壓自適應(yīng)開關(guān)電源。
背景技術(shù):
APFC(有源功率因數(shù)校正)電路較復(fù)雜,控制方式多樣。按電路拓撲結(jié)構(gòu)可分為兩級模式和單級模式,按輸入電流的工作模式可分為CCM模式和DCM模式,按電流控制方式又分平均電流型、滯后電流型、峰值電流型等。
有源功率因數(shù)校正目的在于減小輸入電流諧波?,F(xiàn)有有源功率因數(shù)校正方式應(yīng)用電壓、電流反饋技術(shù),使輸入端電流波形跟蹤交流輸入正弦電壓波形,可以使輸入電流接近正弦,以提高功率因數(shù)。
開關(guān)電源采用有源功率因數(shù)校正芯片來提升功率因數(shù),但是現(xiàn)有的開關(guān)電源中,在提升功率因數(shù)的同時,交流輸入范圍變窄,輸出驅(qū)動能力較低。而且現(xiàn)有的開關(guān)電源僅能實現(xiàn)及監(jiān)控一路直流輸出,適用范圍較狹隘。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電壓自適應(yīng)開關(guān)電源,功率因數(shù)高,交流輸入電壓范圍寬,可自適應(yīng)調(diào)整輸出。
為解決上述問題,本發(fā)明提出一種電壓自適應(yīng)開關(guān)電源,包括:用以對交流輸入進行整流并輸出整流信號的初級整流電路;連接所述初級整流電路的有源功率因數(shù)校準電路;及連接所述有源功率因數(shù)校準電路的輸出端并進行直流轉(zhuǎn)換輸出的DC-DC電路;
其中,所述有源功率因數(shù)校準電路至少包括APFC芯片及輸入電壓自適應(yīng)調(diào)整電路;所述輸入電壓自適應(yīng)調(diào)整電路包括:
第一分壓電路,連接在所述初級整流電路的輸出端和地端之間,對整流信號進行分壓并在分壓輸出端輸出分壓信號;
第一開關(guān)管,其漏極通過電阻耦接所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端,其源極接地,其柵極連接所述第一分壓電路的分壓輸出端;
在交流輸入高時,整流信號高,則分壓信號控制所述第一開關(guān)管導(dǎo)通,使得所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端的輸入電壓因被分流而降低,從而所述APFC芯片的驅(qū)動輸出端輸出的PWM信號脈寬更窄;在交流輸入低時,整流信號低,則分壓信號控制所述第一開關(guān)管截止,使得所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端的輸入電壓不受分流影響,從而所述APFC芯片的驅(qū)動輸出端輸出的PWM信號脈寬更寬。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述有源功率因數(shù)校準電路還包括:驅(qū)動開關(guān)管,驅(qū)動開關(guān)管在PWM信號的控制下實現(xiàn)導(dǎo)通、關(guān)斷,其柵極通過電阻連接至所述APFC芯片的驅(qū)動輸出端,其漏極連接第一變壓器的原邊繞組的第二端并輸出輸出電壓,其源極通過耦接到地端。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述有源功率因數(shù)校準電路還包括:
輸入分壓電路,連接在所述初級整流電路的輸出端和地端之間,對整流信號進行分壓,分壓輸出端連接所述APFC芯片的乘法器輸入端;
第一變壓器,其原邊繞組的第一端連接所述初級整流電路的輸出端;其副邊繞組的第一端一方面通過電阻連接到所述APFC芯片的電感去磁偵測輸入端,用以實現(xiàn)電流過零檢測,另一方面通過濾波穩(wěn)壓電路耦接到所述APFC芯片的電源端,用以實現(xiàn)芯片正常工作時的供電;其副邊繞組的第二端接地,其原邊繞組的第二端與副邊繞組的第一端為同名端;
采樣電阻,連接在驅(qū)動開關(guān)管的源極與地端之間,采樣電阻與所述APFC芯片的PWM比較器的反相輸入端之間耦接,從而將驅(qū)動開關(guān)管流經(jīng)電流輸入至所述APFC芯片的PWM比較器的反相輸入端;
輸出分壓電路,連接在所述驅(qū)動開關(guān)管的漏極和地端之間,對輸出電壓進行分壓,分壓輸出端連接所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端,并在所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通、關(guān)斷影響下調(diào)整所述APFC芯片的驅(qū)動輸出端輸出的PWM信號脈寬;以及
第一補償電路,連接在所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端和誤差放大器的輸出端之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述APFC芯片的型號為L6562,所述APFC芯片的1腳為所述誤差放大器的反相輸入端,所述APFC芯片的2腳為所述誤差放大器的輸出端,所述APFC芯片的3腳為所述乘法器輸入端,所述APFC芯片的4腳為所述PWM比較器的反相輸入端,所述APFC芯片的5腳為所述電感去磁偵測輸入端,所述APFC芯片的6腳為接地端,所述APFC芯片的7腳為所述驅(qū)動輸出端,所述APFC芯片的8腳為所述電源端。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述第一補償電路包括:
第一電阻,其第一端連接所述APFC芯片的誤差放大器的輸出端;
第一電容,其第一端連接所述第一電阻的第一端,其第二端連接所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端;
第二電容,其第一端連接所述第一電阻的第二端,其第二端連接所述APFC芯片的誤差放大器的反相輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述驅(qū)動開關(guān)管的漏極與所述有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端之間正接一二極管;所述驅(qū)動開關(guān)管的漏極與所述初級整流電路的輸出端之間反接一二極管。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,在所述第一開關(guān)管的柵極和地端之間還連接有濾波整形電路,所述濾波整形電路包括:
濾波電容,連接在所述第一分壓電路的分壓輸出端和地端之間;
第二電阻,連接在所述第一開關(guān)管的柵極和地端之間;
第一二極管,其負極連接所述第一分壓電路的分壓輸出端,其正極連接所述第一開關(guān)管的柵極。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述DC-DC電路包括:
型號為UC3843的固定頻率電流模式控制器芯片;
啟動電路,連接所述有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端和所述固定頻率電流模式控制器芯片,用以控制所述固定頻率電流模式控制器芯片的啟動;
脈沖驅(qū)動開關(guān)管,其柵極耦接所述固定頻率電流模式控制器芯片的6腳,其源極耦接到地端,其漏極輸出脈沖電壓,在激勵脈沖的控制下導(dǎo)通、關(guān)斷;
第二變壓器,其原邊繞組的第一端連接所述有源功率因數(shù)校準電路的輸出電壓輸出端,其原邊繞組的第二端連接所述脈沖驅(qū)動開關(guān)管的漏極,其副邊側(cè)感應(yīng)耦合所述脈沖電壓,其第一副邊側(cè)連接第一電壓輸出電路,其第二副邊側(cè)連接第二電壓輸出電路,其第三副邊側(cè)將脈沖電壓整流濾波后回授給固定頻率電流模式控制器芯片的7腳,以提供固定頻率電流模式控制器芯片正常工作時的工作電源。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述啟動電路包括:晶閘管,三極管及第一電阻電路;
所述第一電阻電路的一端所述有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端,另一端一方面連接所述晶閘管的控制極,另一方面連接所述三極管的集電極;
所述晶閘管的輸入端耦接所述有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端,輸出端耦接所述固定頻率電流模式控制器芯片的7腳;
所述三極管的基極耦接所述固定頻率電流模式控制器芯片的8腳,發(fā)射極接地端;
其中,有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端輸出的直流電壓加載到第一電阻電路上,晶閘管的控制極獲得電壓而導(dǎo)通;有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端輸出的直流電壓,經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管加至固定頻率電流模式控制器芯片的7腳為其提供啟動電壓;固定頻率電流模式控制器芯片起振后,固定頻率電流模式控制器芯片的8腳提供的電壓使三極管飽和導(dǎo)通,使晶閘管控制極失去電壓而截止,固定頻率電流模式控制器芯片進入啟動后的正常工作狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述DC-DC電路還包括保護電路,用以,采樣有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端輸出的直流電壓和脈沖驅(qū)動開關(guān)管的工作電流,并將采樣信號輸入到固定頻率電流模式控制器芯片的3腳,在直流電壓過高或脈沖驅(qū)動開關(guān)管的工作電流過大時,導(dǎo)致固定頻率電流模式控制器芯片的3腳電位高于設(shè)定電壓時振蕩器停振,保護脈沖驅(qū)動開關(guān)管不至于過流而損壞。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述DC-DC電路還包括閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路,用以對第一電壓輸出電路或第一電壓輸出電路的輸出電壓采樣,并與基準電壓比較,誤差量經(jīng)光電耦合器送至固定頻率電流模式控制器芯片的2腳,輸出電壓偏高,則反饋到2腳的電壓升高,激勵脈沖的占空比減小,使輸出電壓下降以穩(wěn)壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述第二電壓輸出電路包括:整流電路和π型濾波電路;
所述整流電路連接在所述第二變壓器的第二副邊側(cè)的一端和π型濾波電路之間,用以進行整流;
所述π型濾波電路的第一端連接所述整流電路,第二端連接所述第二變壓器的第二副邊側(cè)的另一端,用以進行濾波后輸出。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路包括:
穩(wěn)壓器,提供基準電壓,且基準電壓輸出端連接光電耦合器的二極管的負極;
分壓電路,連接在所述整流電路輸出端和所述穩(wěn)壓器的基準電壓輸出端之間,且分壓輸出端連接所述光電耦合器的二極管的正極;
所述光電耦合器,其三極管的集電極連接所述固定頻率電流模式控制器芯片的8腳,其三極管的發(fā)射極耦接所述固定頻率電流模式控制器芯片的2腳;
其中,在光電耦合器的二極管的正極與負極之間的誤差量大于一定值時,光電耦合器的二極管導(dǎo)通,光電耦合器的三極管相應(yīng)導(dǎo)通,從而固定頻率電流模式控制器芯片的2腳的電壓升高,從而固定頻率電流模式控制器芯片的激勵脈沖的占空比減小,使輸出電壓下降。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述DC-DC電路還包括用以確定芯片振蕩頻率的振蕩電路,包括:
第三電阻,連接在所述固定頻率電流模式控制器芯片的4腳和8腳之間;
第三電容,連接在所述固定頻率電流模式控制器芯片的4腳和地端之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述DC-DC電路還包括用于改善增益和頻率特性的補償電路,包括:
第四電阻和第五電容,并聯(lián)在所述固定頻率電流模式控制器芯片的1腳和2腳之間。
采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下有益效果:
采用APFC芯片,提升功率因數(shù),并通過設(shè)置輸入電壓自適應(yīng)調(diào)整電路,根據(jù)輸入的交流電調(diào)整反饋回路輸入到APFC芯片的電流,從而調(diào)整APFC芯片輸出的驅(qū)動脈沖的脈寬,實現(xiàn)輸出根據(jù)不同輸入的自適應(yīng)調(diào)整,使得交流輸入電壓范圍更寬;
固定頻率電流模式控制器芯片UC3843輸出信號脈寬由閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路控制自動調(diào)整,經(jīng)高頻整流濾波,最后輸出符合設(shè)計要求的直流電壓。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的電壓自適應(yīng)開關(guān)電源的初級整流電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明實施例的電壓自適應(yīng)開關(guān)電源的源功率因數(shù)校準電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明實施例的電壓自適應(yīng)開關(guān)電源的DC-DC電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
參看圖1-3,電壓自適應(yīng)開關(guān)電源,包括:用以對交流輸入進行整流并輸出整流信號的初級整流電路;連接初級整流電路的有源功率因數(shù)校準電路;及連接有源功率因數(shù)校準電路的輸出端并進行直流轉(zhuǎn)換輸出的DC-DC電路。
參看圖1,在一個實施例中,初級整流電路可以但不限于包括,電容C201、電阻R208、互耦電感CL200、電容C202、互耦電感CL201、電容C200、電容C203,如圖1連接構(gòu)成兩級共軛抗干擾電路。交流輸入電VINPUT經(jīng)過兩級共軛抗干擾電路進行抗干擾處理后,再經(jīng)整流橋KBP407整流后變換為脈動直流,整流信號VBUS作為Boost電路的輸入電壓。電容C206連接在整流橋KBP407輸出端和地端之間,用以濾除電感電流中的高頻信號,降低Boost電路的輸入信號的電流的諧波含量。
參看圖2,有源功率因數(shù)校準電路至少包括APFC芯片U200及輸入電壓自適應(yīng)調(diào)整電路。APFC芯片U200優(yōu)選為型號為L6562,但不限于此,其他與APFC芯片U200內(nèi)部電路相同的電路結(jié)構(gòu)都可以用來替換該APFC芯片U200,當然也可以做一定的改動,本實施例的APFC芯片U200采用L6562芯片,可以集成該APFC芯片U200的優(yōu)點,并簡化電路結(jié)構(gòu),具體APFC芯片U200內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)可以參看其數(shù)據(jù)手冊,具體不做闡述。
其中,輸入電壓自適應(yīng)調(diào)整電路包括:第一分壓電路和第一開關(guān)管Q200。
第一分壓電路連接在初級整流電路的輸出端和地端之間,對初級整流電路輸出的整流信號進行分壓,在分壓輸出端輸出分壓信號。第一分壓電路包括但不限于串聯(lián)的電阻R202、電阻R203、電阻R204、電阻R212,其中,電阻R204和電阻R212的串接點作為該第一分壓電路的分壓輸出端,耦接到第一開關(guān)管Q200的柵極。
第一開關(guān)管Q200(MOS管)的漏極通過電阻R218和R232耦接APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端INV,第一開關(guān)管Q200源極接地,第一開關(guān)管Q200的柵極連接第一分壓電路的分壓輸出端。
在交流輸入高時,整流信號高,則分壓信號控制第一開關(guān)管Q200導(dǎo)通,使得APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端的輸入電壓因被分流而降低,從而APFC芯片U200的驅(qū)動輸出端輸出的PWM信號脈寬更窄;在交流輸入低時,整流信號低,則分壓信號控制第一開關(guān)管Q200截止,使得APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端的輸入電壓不受分流影響,從而APFC芯片U200的驅(qū)動輸出端輸出的PWM信號脈寬更寬。
當初級整流電路的輸入交流電較大,例如為220V時,第一分壓電路驅(qū)動第一開關(guān)管Q200導(dǎo)通,從而APFC芯片U200內(nèi)部的誤差放大器反相輸入端收到的電流減小時,通過乘法器、比較器處理后,比較器輸出控制觸發(fā)器輸出的信號脈寬變小,從而驅(qū)動輸出端PWM信號脈寬較窄,反之,當初級整流電路的輸入交流電較小,例如為110V時,則更寬。通過上述電路可以基于電網(wǎng)電壓不同的自動調(diào)整作用,使電路在較大輸入變化范圍內(nèi)都能在輸出端上建立穩(wěn)定的直流電壓,此直流電壓再經(jīng)DC-DC電路后輸出所需的電壓。
較佳的,在第一開關(guān)管Q200的柵極和地端之間還連接有濾波整形電路,濾波整形電路包括:電容C205、C208,連接在第一分壓電路的分壓輸出端和地端之間;第二電阻R208,連接在第一開關(guān)管Q200的柵極和地端之間;第一二極管D207,第一二極管D207的負極連接第一分壓電路的分壓輸出端,第一二極管D207的正極連接第一開關(guān)管Q200的柵極。
有源功率因數(shù)校準電路還包括:驅(qū)動開關(guān)管Q203。驅(qū)動開關(guān)管Q203在PWM信號的控制下實現(xiàn)導(dǎo)通、關(guān)斷,驅(qū)動開關(guān)管Q203的輸出作為有源功率因數(shù)校準電路的輸出。驅(qū)動開關(guān)管Q203的柵極通過電阻R215連接至APFC芯片U200的驅(qū)動輸出端,驅(qū)動開關(guān)管Q203的漏極連接第一變壓器CL202的原邊繞組的第二端并輸出輸出電壓,驅(qū)動開關(guān)管Q203的源極通過電阻R220耦接到地端。
在一個實施例中,有源功率因數(shù)校準電路還包括:輸入分壓電路,第一變壓器CL202,采樣電阻R220,輸出分壓電路和第一補償電路。當然這些電路可以根據(jù)需要進行取舍,在一個實施例中可以不同時具有全部的這些電路結(jié)構(gòu)。
輸入分壓電路連接在初級整流電路的輸出端和地端之間,對整流信號進行分壓,分壓輸出端連接APFC芯片U200的乘法器輸入端MULT。APFC芯片U200內(nèi)部的乘法器對該分壓信號進行相應(yīng)的處理。在圖2中,輸入分壓電路包括串聯(lián)的電阻R200、電阻R210、電阻R209、電阻R210,其中電阻R209和電阻R210的串接點為分壓輸出端,連接到APFC芯片U200的乘法器輸入端MULT。可選的,在電阻R210兩端還可串接一電容C204,用來進行濾波。
第一變壓器CL202(異名耦合的兩個電感)的原邊繞組的第一端連接初級整流電路的輸出端;第一變壓器CL202的副邊繞組的第一端一方面通過電阻R213連接到APFC芯片U200的電感去磁偵測輸入端ZCD,用以實現(xiàn)電流過零檢測,不正常時斷開,對電流起保護作用。第一變壓器CL202的副邊繞組的第一端另一方面通過濾波穩(wěn)壓電路耦接到APFC芯片U200的電源端VCC,用以實現(xiàn)芯片正常工作時的供電;第一變壓器CL202的副邊繞組的第二端接地端。第一變壓器CL202的原邊繞組的第二端與副邊繞組的第一端為同名端。
可選的,濾波穩(wěn)壓電路包括電容C231、電阻R234、二極管D212、穩(wěn)壓二極管U202、電容C212、電容C207。電容C231、電阻R234、二極管D212依次串接在第一變壓器CL202的副邊繞組的第一端與APFC芯片U200的電源端VCC之間,二極管D212正接。穩(wěn)壓二極管U202反接在二極管D212的正極和地端之間,進行穩(wěn)壓。電容C212、電容C207并聯(lián)在二極管D212的負極和地端之間,進行濾波。
采樣電阻R220連接在驅(qū)動開關(guān)管Q203的源極與地端之間,采樣電阻R220與APFC芯片U200的PWM比較器的反相輸入端CS之間耦接,從而將驅(qū)動開關(guān)管Q203流經(jīng)電流輸入至APFC芯片U200的PWM比較器的反相輸入端CS。在圖2中,電阻R233連接在驅(qū)動開關(guān)管Q203的源極和APFC芯片U200的PWM比較器的反相輸入端CS之間,在APFC芯片U200的PWM比較器的反相輸入端CS與地端之間還連接有濾波電容C209。采樣電阻R220將驅(qū)動開關(guān)管Q203的工作電流反饋給APFC芯片U200進行處理。
輸出分壓電路連接在驅(qū)動開關(guān)管Q203的漏極和地端之間,對輸出電壓V1進行分壓,分壓輸出端連接APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端INV,并在第一開關(guān)管Q200的導(dǎo)通、關(guān)斷影響下,APFC芯片U200的驅(qū)動輸出端輸出的PWM信號脈寬發(fā)生變化。由于第一開關(guān)管Q200導(dǎo)通時,電流會分流到電阻R218和R232中,因而輸入到APFC芯片U200內(nèi)的電流相應(yīng)減小,控制驅(qū)動信號脈寬變窄。在圖2中,輸出分壓電路包括串接在驅(qū)動開關(guān)管Q203的漏極和地端之間的電阻R205、電阻R206、電阻R207、電阻R217、電阻R221,電阻R217和電阻R221的串接點作為分壓輸出端連接到APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端INV。
第一補償電路連接在APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端和誤差放大器的輸出端之間??蛇x的,參看圖2,第一補償電路包括:第一電阻R219,第一電阻R219的第一端連接APFC芯片U200的誤差放大器的輸出端COMP;第一電容C209,第一電容C209的第一端連接第一電阻R219的第一端,第一電容C209的第二端連接APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端INV;第二電容C211,第二電容C211的第一端連接第一電阻R219的第二端,第二電容C211的第二端連接APFC芯片U200的誤差放大器的反相輸入端INV。
優(yōu)選的,APFC芯片U200的型號為L6562,APFC芯片U200的1腳為所述誤差放大器的反相輸入端INV,所述APFC芯片U200的2腳為所述誤差放大器的輸出端COMP,所述APFC芯片U200的3腳為所述乘法器輸入端MULT,所述APFC芯片的4腳為所述PWM比較器的反相輸入端CS,所述APFC芯片U200的5腳為所述電感去磁偵測輸入端ZCD,所述APFC芯片U200的6腳為接地端GND,接地,所述APFC芯片U200的7腳為所述驅(qū)動輸出端GD,所述APFC芯片U200的8腳為所述電源端VCC。
在一個實施例中,參看圖2,驅(qū)動開關(guān)管Q203的漏極與有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端之間正接一二極管D203;所述驅(qū)動開關(guān)管Q203的漏極與所述初級整流電路的輸出端之間反接一二極管D201。
參看圖3,在一個實施例中,DC-DC電路包括:固定頻率電流模式控制器芯片U204,啟動電路,脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204,第二變壓器T200。
固定頻率電流模式控制器芯片U204的型號為UC3843,芯片U204的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)可以參看其數(shù)據(jù)手冊,在此不再闡述。
啟動電路連接有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端和固定頻率電流模式控制器芯片U204之間,圖參看圖2和圖3,啟動電路和有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端共接電壓V1。啟動電路用以控制固定頻率電流模式控制器芯片U204的啟動。
參看圖3,啟動電路可以包括:晶閘管S200,三極管Q201及第一電阻電路。第一電阻電路的一端有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端,另一端一方面連接晶閘管S200的控制極,另一方面連接所述三極管Q201的集電極。在圖3中,第一電阻電路包括串聯(lián)的電阻R222和R223,將輸出電壓V1傳輸?shù)饺龢O管Q201的集電極上,同時還傳輸?shù)骄чl管S200的控制極上。晶閘管S200的輸入端通過電阻R225耦接有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端,晶閘管S200的輸出端通過正接的二極管D206和電阻R241耦接固定頻率電流模式控制器芯片U204的7腳(電源腳)。三極管Q201的基極通過串接的電阻R235和R236耦接固定頻率電流模式控制器芯片U204的8腳,受控于該8腳的信號,三極管Q201的發(fā)射極接地端。
其中,有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端輸出的直流電壓加載到第一電阻電路上,晶閘管S200的控制極獲得電壓而導(dǎo)通;有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端輸出的直流電壓,經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管S200加至固定頻率電流模式控制器芯片U204的7腳為其提供啟動電壓;固定頻率電流模式控制器芯片U204起振后,固定頻率電流模式控制器芯片U204的8腳提供的電壓使三極管Q201飽和導(dǎo)通,使晶閘管S200控制極失去電壓而截止,固定頻率電流模式控制器芯片U204進入啟動后的正常工作狀態(tài)。
脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的柵極耦接固定頻率電流模式控制器芯片U204的6腳,脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的源極耦接到地端,脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的漏極輸出脈沖電壓,在激勵脈沖的控制下導(dǎo)通、關(guān)斷。在圖3中,固定頻率電流模式控制器芯片U204的6腳和脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204之間還連接一電阻R224和反接的二極管D204。脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的漏極還通過二極管D208和電阻R229連接有源功率因數(shù)校準電路的輸出電壓輸出端,在電阻R229的兩端還連接一電容C215,進行濾波,二極管D208的正極朝向脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的漏極。
第二變壓器T200的原邊繞組的第一端連接有源功率因數(shù)校準電路的輸出電壓輸出端,第二變壓器T200的原邊繞組的第二端連接脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的漏極,第二變壓器T200的副邊側(cè)感應(yīng)耦合原邊繞組的脈沖電壓,第二變壓器T200的第一副邊側(cè)連接第一電壓輸出電路,第二變壓器T200的第二副邊側(cè)連接第二電壓輸出電路,第二變壓器T200的第三副邊側(cè)將脈沖電壓整流濾波后回授給固定頻率電流模式控制器芯片U204的7腳,以提供固定頻率電流模式控制器芯片U204正常工作狀態(tài)時的工作電源。第一電壓輸出電路和第二電壓輸出電路的輸出電壓優(yōu)選為不同,以適用于不同負載。
較佳的,DC-DC電路還可以包括保護電路,用以,采樣有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端輸出的直流電壓和脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的工作電流,并將采樣信號輸入到固定頻率電流模式控制器芯片U204的3腳,在直流電壓過高或脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的工作電流過大時,導(dǎo)致固定頻率電流模式控制器芯片U204的3腳電位高于設(shè)定電壓時振蕩器停振,保護脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204不至于過流而損壞。
在圖3中,保護電路包括電阻R226、電阻R227、電阻R242、電阻R243、電阻R244。電阻R226和電阻R227串聯(lián)在有源功率因數(shù)校準電路的直流電壓輸出端和固定頻率電流模式控制器芯片U204的3腳之間,采樣輸入信號的電流。電阻R244連接在脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的源極和地端之間,電阻R243連接在脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的源極和柵極之間,電阻R242連接在脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的源極和固定頻率電流模式控制器芯片U204的3腳之間,采樣脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的工作電流。在輸入信號的電流或者脈沖驅(qū)動開關(guān)管Q204的工作電流過大時,控制固定頻率電流模式控制器芯片U204內(nèi)的振蕩器停振,起到保護作用。
DC-DC電路還可以包括閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路,用以對第一電壓輸出電路或第一電壓輸出電路的輸出電壓采樣,并與基準電壓比較,誤差量經(jīng)光電耦合器U205送至固定頻率電流模式控制器芯片U204的2腳,輸出電壓偏高,則反饋到2腳的電壓升高,激勵脈沖的占空比減小,使輸出電壓下降,達到穩(wěn)壓效果。
可選的,第一電壓輸出電路為5V輸出,脈沖電壓感應(yīng)耦合到變壓器T200的第一副邊側(cè)上,并經(jīng)二極管D209整流,及電感L200和電容C220濾波,最后通過7805三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出,輸出端還連接濾波電容C222,連接關(guān)系參看圖3。
可選的,第二電壓輸出電路包括:整流電路和π型濾波電路。整流電路連接在第二變壓器T200的第二副邊側(cè)的一端和π型濾波電路之間,用以進行整流;π型濾波電路的第一端連接整流電路,第二端連接第二變壓器T200的第二副邊側(cè)的另一端,用以進行濾波后輸出。在圖3中,整流電路包括正極連接第二副邊側(cè)的二極管D210,當然還可以包括串聯(lián)在一起且并聯(lián)在二極管D210兩端的濾波電容C216和電阻R230。二極管D210的負極輸出整流后的電壓。π型濾波電路包括并聯(lián)在二極管負極和地端的電容C217、電容C218、電容C219,還包括一端連接二極管負極的電感L201,及并聯(lián)連接在電感L201另一端和地端的電容C221和電阻R231,電感L201該另一端輸出最后的輸出電壓。
優(yōu)選的,閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路包括:穩(wěn)壓器U203,分壓電路和光電耦合器U205。穩(wěn)壓器U203提供基準電壓,且基準電壓輸出端連接光電耦合器U205的二極管的負極。分壓電路連接在第二電壓輸出電路的整流電路輸出端和穩(wěn)壓器U203的基準電壓輸出端之間,且分壓輸出端連接光電耦合器U205的二極管的正極;光電耦合器U205的三極管的集電極連接固定頻率電流模式控制器芯片U204的8腳,光電耦合器U205的三極管的發(fā)射極通過電阻R238耦接固定頻率電流模式控制器芯片U204的2腳,光電耦合器U205的三極管的發(fā)射極通過電阻R239連接到地端。在圖3中,閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路還包括:串聯(lián)在第二電壓輸出電路的輸出端和地端之間的電阻R248、電阻R249、電阻R250。電阻R249和電阻R250的串接點連接穩(wěn)壓器的控制端,并在該串接點和穩(wěn)壓器的負極之間連接有串聯(lián)的電阻R247和電容C229,在電阻R248的兩端還并聯(lián)有濾波電容C230。分壓電路包括串聯(lián)在第二電壓輸出電路的整流電路輸出端和穩(wěn)壓器U203的負極(基準電壓輸出端)之間的電阻R245和電阻R246。
其中,在光電耦合器U205的二極管的正極與負極之間的誤差量大于一定值時,光電耦合器U205的二極管導(dǎo)通,光電耦合器U205的三極管相應(yīng)導(dǎo)通,從而固定頻率電流模式控制器芯片U204的2腳的電壓升高,從而固定頻率電流模式控制器芯片U204的激勵脈沖的占空比減小,使輸出電壓下降。電阻R246兩端的電壓為誤差量,在誤差量到達一定值時控制光電耦合器U205的二極管導(dǎo)通,從而光電耦合器U205的三極管也導(dǎo)通。
固定頻率電流模式控制器芯片U204輸出信號脈寬由閉環(huán)反饋調(diào)整穩(wěn)壓電路控制自動調(diào)整,經(jīng)高頻整流濾波,最后輸出符合設(shè)計要求的直流電壓。
DC-DC電路還可以包括用以確定芯片振蕩頻率的振蕩電路,包括:第三電阻R211和第三電容C226。第三電阻R211連接在固定頻率電流模式控制器芯片U204的4腳和8腳之間;第三電容C226連接在固定頻率電流模式控制器芯片U204的4腳和地端之間。
DC-DC電路還可以包括用于改善增益和頻率特性的補償電路,包括:第四電阻R237和第五電容C210,并聯(lián)在固定頻率電流模式控制器芯片U204的1腳和2腳之間。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定權(quán)利要求,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動和修改,因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。