CN107579657A - 一种无y无共模高能效电源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无Y无共模高能效电源电路,包括输入整流电路、EMI滤波电路、电压转换电路和次级整流滤波电路,为无Y无共模高能效电源电路,且变压器的辅助绕组由两层绕组组合而成,减小了层间电容,对EMI的抑制有很大的帮助,且在变压器的磁芯沿线设置一圈自粘铜箔,可有效地抑制空间辐射,再者,将整个电路的PCB板设置成双面板的结构,通过铜箔接地的方式,抑制PCB关键点的辐射,对EMI的抑制也有很大的帮助,且这样的结构体积小,结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及电源电路技术领域,尤其涉及一种无Y电容且无共模高能效电源电路。
背景技术
目前市场上的开关电源需求在不断增大,电源供应商所提供的电源也是各有不同,造成电源市场竞争加大,要想取得竞争优势,就需要产品有新奇的亮点。
在现有电路中,开关电源的EMI电路中都会设置有Y电容,但是Y 电容的存在使输入和输出线间产生漏电流。具有Y 电容的金属壳会让使用者有触电的危险,因此很多地方开始使用无Y的方案,无Y方案会给EMI设计带来困难,导致电源电路能效低。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处,本发明提供一种无Y无共模高能效电源电路,采用一个无Y电容的差模电路来控制EMC电路,且结构简单,满足高级能效的要求。
为了达到上述目的,本发明一种无Y无共模高能效电源电路,包括:
输入整流电路:与市电连接,用于市电的整流作用;
EMI滤波电路:与输入整流电路连接,用于对高频信号进行滤波,包括第一电感(L1)、电容(EC1)、电容(EC2)和电阻(R1),第一电感(L1)分别与电阻(R1)、电容(EC1)和电容(EC2)连接,电阻(R1)与第一电感(L1)并联,电容(EC1)一端与第一电感(L1)和输入整流电路连接,另一端接地,电容(EC2)一端与第一电感(L1)的输出端连接,另一端接地;
电压转换电路:与EMI滤波电路电连接,用于电压值的转换;
次级整流滤波电路:与电压转换电路连接,用于电源电路的输出端的电压整流和滤波。
其中,所述电压转换电路包括变压器(T1)、原边驱动芯片(U1)、分压电路以及浪涌吸收电路,分压电路与EMI滤波电路、浪涌吸收电路和原边驱动芯片(U1)电连接,浪涌吸收电路和原边驱动芯片(U1)与变压器(T1)连接。
其中,所述变压器(T1)包括原边绕组、辅助绕组和副边绕组,辅助绕组由两个绕组叠加而成,原边绕组和副边绕组上分别设置有一个绕组,所述原边绕组与EMI滤波电路和浪涌吸收电路连接,所述辅助绕组与分压电路和原边驱动芯片连接,所述副边绕组与次级整流滤波电路连接。
其中,所述变压器(T1)的磁芯沿线方向包裹一圈自粘铜箔,在自粘铜箔上方还缠绕一圈胶纸。
其中,所述分压电路包括串联的电阻(R7)和电阻(R8),且分压电路的一端连接EMI滤波电路原边绕组的一端以及浪涌吸收电路,另一端连接副边绕组的一端,以及原边驱动芯片(U1)的VCC端。
其中,所述浪涌吸收电路包括电容(C2)与电阻(R13)串联后与电阻(R11)并联,再与二极管(D1)的阴极连接,二极管(D1)的阳极与原边绕组的一端连接,且浪涌吸收电路还与原边驱动芯片(U1)连接。
其中,所述原边驱动芯片(U1)反馈端连接采样电阻(R3)、采样电阻(R2)和电容(C3),所述原边驱动芯片(U1)的CS端与电阻(R5)和电阻(R6)并列后接地。
其中,所述次级整流滤波电路上设置有尖峰吸收电路和滤波电路,尖峰吸收电路包括一电阻(R4)与电容(C4)串联后与二级管(D5)并列,所述滤波电路包括并联的电容(EC4)、电容(EC5)和电阻(R14)。
其中,所述自粘铜箔接地。
其中,所述高效电源电路采用双面PCB板布局。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明公开一种无Y无共模高能效电源电路,包括输入整流电路、EMI滤波电路、电压转换电路和次级整流滤波电路,为无Y无共模高能效电源电路,且变压器的辅助绕组由两层绕组组合而成,减小了层间电容,对EMI的抑制有很大的帮助,且在变压器的磁芯沿线设置一圈自粘铜箔,可有效地抑制空间辐射,再者,将整个电路的PCB板设置成双面板的结构,通过铜箔接地的方式,抑制PCB关键点的辐射,对EMI的抑制也有很大的帮助,且这样的结构体积小,结构简单。
附图说明
图1为本发明实施例的总结构框图;
图2为本发明实施例的电压转换电路结构框图;
图3为本发明实施例的次级整流滤波电路框图;
图4为本发明实施例的输入整流电路和EMI滤波电路原理图;
图5为本发明实施例的电压转换电路原理图;
图6为本发明实施例的原边驱动芯片连接原理图;
图7为本发明实施例的次级整流滤波电路原理图;
图8为本发明实施例的整体电路原理图。
主要元件符号说明:
1、输入整流电路 2、EMI滤波电路
3、电压转换电路 4、次级整流滤波电路
31、分压电路 32、浪涌吸收电路
41、尖峰吸收电路 42、滤波电路。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述。
参阅图1-图3,本发明公开一种无Y无共模高能效电源电路,包括输入整流电路1、EMI滤波电路2、电压转换电路3和次级整流滤波电路4,以5V2A的电源电路为列,请参阅图4和图8,输入整流电路1的输入端连接于市电上,其输出端依次通过EMI滤波电路2、电压转换电路3连接至次级整流滤波电路4,在本实施例中,EMI滤波电路2与输入整流电路1连接,用于对高频信号进行滤波,EMI滤波电路2包括第一电感L1、电容EC1、电容EC2和电阻R1,第一电感L1分别与电阻R1、电容EC1和电容EC2连接,电阻R1与第一电感L1并联,电容EC1一端与第一电感L1和输入整流电路1连接,另一端接地,电容EC2一端与第一电感L1的输出端连接,另一端接地;输入整流电路1的火线端L上连接一个熔断器F1,在火线端L与零线端N之间连接一个整流桥进行整流,整流桥连接EMI滤波电路2的电容EC1、第一电感L1和电阻R1。
请参阅图5、图6和图8,在本实施例中,电压转换电路3包括包括变压器T1、原边驱动芯片U1、分压电路31以及浪涌吸收电路32,分压电路31与EMI滤波电路2、浪涌吸收电路32和原边驱动芯片U1电连接,浪涌吸收电路32和原边驱动芯片U1与变压器T1连接。在本实施例中,分压电路31包括串联的电阻R7和电阻R8,电阻R7的一端连接EMI滤波电路2余浪涌吸收电路的电容C2、电阻R11以及原边绕组,另一端连接电阻R8,电阻R8一端连接原边驱动芯片U1的VCC端,电容EC3和电阻R9,电容EC3接地,电阻R9还与二极管D6的阴极连接,二极管D6的阳极连接辅助绕组或者采样电阻R3。在本实施例中,浪涌吸收电路32包括电容C2与电阻R13串联后与电阻R11并联,再与二极管D1的阴极连接,二极管D1的阳极与原边绕组的一端连接,且浪涌吸收电路32还与原边驱动芯片U1连接,在本实施例中,原边驱动芯片U1的反馈端FB连接采样电阻R3、采样电阻R2和电容C3,原边驱动芯片U1的CS端与电阻R5和电阻R6并列后接地,采样电阻R3的另一端连接二极管D6,而采样电阻R2和电容C3的另一端接地。
在本实施例中,变压器T1包括原边绕组、辅助绕组和副边绕组,在本实施例中,原边绕组的引脚为1号和2号,辅助绕组为6号和7号,副边绕组的引脚为9号和8号,辅助绕组由两个绕组叠加而成,原边绕组和副边绕组上分别设置有一个绕组,原边绕组与EMI滤波电路和浪涌吸收电路连接,辅助绕组与分压电路和原边驱动芯片连接,副边绕组2与次级整流滤波4电路连接。在本实施例中,辅助绕组采用两个绕组叠加的方式,减小了整个变压器的层间电容,对EMI的抑制有很大的帮助,在本实施例中,变压器的磁芯沿线设置一圈自粘铜箔,可以有效抑制空间辐射,且在本实施例中,变压器T1在制作的时候,先自粘铜箔,在缠绕胶纸,这样很好地让铜箔与磁芯接触,变压器的绕制工艺简单,成本低。
请参阅图7和图8,在本实施例中,次级整流滤波电路4上设置有尖峰吸收电路41和滤波电路42,尖峰吸收电路41包括一电阻R4与电容C4串联后与二级管D5并列,所述滤波电路包括并联的电容EC4、电容EC5和电阻R14。
在本实施例中,整个电源电路印刷在双面PCB板上,这样可以减小整个电源电路的体积,同时将变压器T1以及各个元件芯片上的自粘铜箔接地,可以有效抑制PCB板上关键连接点的辐射,比如,当产品中的芯片的背面加了铜箔,铜箔接地,即可形成屏蔽罩,有效保证电子元器件之间的功能,且采用双面板结构,可以有效地减小各点电流回路,对EMI的抑制也有很大的帮助。
本发明的有益效果是:
1)本变压器有4个绕组,但分别3个绕组层,这样减小了层间电容。对EMI的抑制有很大的帮助;
2)在变压器完成后,在磁芯沿线包方向一圈自粘铜箔,可以有效的抑制空间辐射,特别注意的是,先自粘铜箔,在缠胶纸,这样可以很好的让铜箔与磁芯接触,效果更好,这样变压器的绕制工艺简单,成本低;
3)采用双面板结构,减小了产品体积,这样就可以,通过铜箔接地的方式,来抑制PCB关键点的辐射,形成铜箔屏蔽罩;
4)由于是双面板,可以有效的减小各各点的电流回路,对EMI也有很大的帮助;
5)使产品的结构简单,无Y单差模,且能满足六级能效要求,能效大于要求的79%。实测80.51%,输出线长1.5米。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,包括:
输入整流电路:与市电连接,用于市电的整流作用;
EMI滤波电路:与输入整流电路连接,用于对高频信号进行滤波,包括第一电感(L1)、电容(EC1)、电容(EC2)和电阻(R1),第一电感(L1)分别与电阻(R1)、电容(EC1)和电容(EC2)连接,电阻(R1)与第一电感(L1)并联,电容(EC1)一端与第一电感(L1)和输入整流电路连接,另一端接地,电容(EC2)一端与第一电感(L1)的输出端连接,另一端接地;
电压转换电路:与EMI滤波电路电连接,用于电压值的转换;
次级整流滤波电路:与电压转换电路连接,用于电源电路的输出端的电压整流和滤波。
2.根据权利要求1所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述电压转换电路包括变压器(T1)、原边驱动芯片(U1)、分压电路以及浪涌吸收电路,分压电路与EMI滤波电路、浪涌吸收电路和原边驱动芯片(U1)电连接,浪涌吸收电路和原边驱动芯片(U1)与变压器(T1)连接。
3.根据权利要求2所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述变压器(T1)包括原边绕组、辅助绕组和副边绕组,辅助绕组由两个绕组叠加而成,原边绕组和副边绕组上分别设置有一个绕组,所述原边绕组与EMI滤波电路和浪涌吸收电路连接,所述辅助绕组与分压电路和原边驱动芯片连接,所述副边绕组与次级整流滤波电路连接。
4.根据权利要求3所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述变压器(T1)的磁芯沿线方向包裹一圈自粘铜箔,在自粘铜箔上方还缠绕一圈胶纸。
5.根据权利要求3所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述分压电路包括串联的电阻(R7)和电阻(R8),且分压电路的一端连接EMI滤波电路原边绕组的一端以及浪涌吸收电路,另一端连接副边绕组的一端,以及原边驱动芯片(U1)的VCC端。
6.根据权利要求3所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述浪涌吸收电路包括电容(C2)与电阻(R13)串联后与电阻(R11)并联,再与二极管(D1)的阴极连接,二极管(D1)的阳极与原边绕组的一端连接,且浪涌吸收电路还与原边驱动芯片(U1)连接。
7.根据权利要求2所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述原边驱动芯片(U1)反馈端连接采样电阻(R3)、采样电阻(R2)和电容(C3),所述原边驱动芯片(U1)的CS端与电阻(R5)和电阻(R6)并列后接地。
8.根据权利要求2所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述次级整流滤波电路上设置有尖峰吸收电路和滤波电路,尖峰吸收电路包括一电阻(R4)与电容(C4)串联后与二级管(D5)并列,所述滤波电路包括并联的电容(EC4)、电容(EC5)和电阻(R14)。
9.根据权利要求4所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述自粘铜箔接地。
10.根据权利要求9所述的无Y无共模高能效电源电路,其特征在于,所述高效电源电路采用双面PCB板布局。
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