CN110445405A - 一种开关电源 - Google Patents

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雷云波
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Abstract

本发明公开了一种开关电源，其包括：电容滤波电路，其输入端连接至交流电源；整流电路，其输入端连接至所述电容滤波电路的输出端；功率因数校正电路，其输入端连接至所述整流电路的输出端，且该功率因数校正电路的输出端连接至负载。与现有技术相比，本发明的开关电源在交流输入源和整流电路之间增加了电容滤波电路，可有效降低电磁干扰，且因电容滤波电路设置于交流输入源和整流电路之间，该电容滤波电路中的电容仅作为一种线性负载，在输出全负载状态下，可减少输入电流的畸变，进而降低谐波。

Description

一种开关电源
技术领域
本发明涉及电源技术领域，更具体地涉及一种开关电源。
背景技术
随着电子技术和信息技术的发展，如开关电源等具有体积小、重量轻、功耗小以及效率高等特点的电子产品被广泛应用。然而在开关电源应用中，电源本身会产生极大的电磁干扰，此电磁干扰也会传输到电网，给电网带来危害。因此，为了降低电磁干扰，开关电源通常会在整流桥和功率因数校正电路之间加带电容的电容滤波电路，降低电磁干扰，这个方法虽然实现了抑制电磁干扰的功能；但当开关电源开始工作，输入电压会对电容滤波电路中的滤波电容进行充电，该滤波电容储能，当输入电压过零时，因滤波电容储有能量，输入电压小于电滤波容电压，滤波电容会释放能量，此时输入电流为零，将会使得输入电流缺失一部分，产生谐波，且滤波电容容量越大，负载越小，滤波电容放电时间就越长，输入电流为零时间越长，谐波也就越大。
鉴于此，有必要提供一种既能降低电源的电磁干扰，又能在全负载输出下降低谐波的开关电源以解决上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能降低电源的电磁干扰，又能在全负载输出下降低谐波的开关电源。
为解决上述技术问题，本发明提供一种开关电源，其包括：
电容滤波电路，其输入端连接至交流电源；
整流电路，其输入端连接至所述电容滤波电路的输出端；
功率因数校正电路，其输入端连接至所述整流电路的输出端，且该功率因数校正电路的输出端连接至负载。
其进一步技术方案为：所述电容滤波电路包括有第一电感、第一电容及第二电容，其中，所述第一电感的两端分别与所述第一电容及第二电容的一端连接，该第一电容的另一端连接第二电容的另一端，且所述第一电容的两端作为所述电容滤波电路的输入端，连接至交流电源，所述第二电容的两端作为该电容滤波电路的输出端，连接至所述整流电路。
其进一步技术方案为：所述功率因数校正电路包括有功率因数校正芯片、第二电感、第一二极管、第一晶体管及电解电容，其中，所述第二电感的一端连接所述整流电路的输出正，其另一端连接第一二极管的正极及第一晶体管的漏极，所述第一二极管的负极连接所述电解电容的正极，该电解电容的负极及第一晶体管的源极连接至所述整流电路的输出负，且该电解电容的两端作为所述功率因数校正电路的输出端，连接负载，所述第一晶体管的栅极连接至功率因数校正芯片的输出引脚。
其进一步技术方案为：所述功率因数校正电路包括有功率因数校正芯片、第三电容、第一电阻、第二二极管、第二晶体管及第一变压器，其中，所述第一变压器初级绕组的同名端与第三电容及第一电阻的一端连接，并连接至所述整流电路的输出正，其次级绕组连接负载，且该第一变压器初级绕组的异名端连接第二二极管的正极及第二晶体管的漏极，该第二二极管的负极连接第三电容及第一电阻的另一端，该第二晶体管的的源极连接至所述整流电路的输出负，其栅极连接至功率因数校正芯片的输出引脚。
其进一步技术方案为：所述开关电源还包括有一第四电容，其与所述功率因数校正电路并联，连接至所述整流电路的输出端。
其进一步技术方案为：所述整流电路为桥式整流电路。
与现有技术相比，本发明的开关电源在交流输入源和整流电路之间增加了电容滤波电路，可有效降低电磁干扰，且因电容滤波电路设置于交流输入源和整流电路之间，该电容滤波电路中的电容仅作为一种线性负载，在输出全负载状态下，可减少输入电流的畸变，进而降低谐波。
附图说明
图1是本发明开关电源的电路框图示意图。
图2是本发明开关电源第一实施例的具体电路示意图。
图3是本发明开关电源第二实施例的具体电路示意图。
图4是本发明开关电源第三实施例的具体电路示意图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
参照图1及图2，图1为本发明开关电源10的电路框图示意图，图2为开关电源10第一实施例的具体电路示意图。在附图所示的实施例中，所述开关电源10包括有依次连接的电容滤波电路101、整流电路102以及功率因数校正电路103，具体地，所述电容滤波电路101的输入端连接至交流电源，所述整流电路102的输入端连接至所述电容滤波电路101的输出端，优选地，本实施例中，所述整流电路102为桥式整流电路，即本实施例中，所述整流电路102采用整流桥实现；所述功率因数校正电路103输入端连接至所述整流电路102的输出端，且该功率因数校正电路103的输出端连接至负载。基于上述设计，本发明的开关电源10在交流输入源和桥式整流电路102之间增加了电容滤波电路101，可有效降低电磁干扰，且因电容滤波电路101设置于交流输入源和桥式整流电路102之间，该电容滤波电路101中的电容仅作为一种线性负载，在输出全负载状态下，可减少输入电流的畸变，进而降低谐波。
在某些实施例中，所述电容滤波电路101包括有第一电感L1、第一电容C1及第二电容C2，其中，所述第一电感L1的两端分别与所述第一电容C1及第二电容C2的一端连接，该第一电容C1的另一端连接第二电容C2的另一端，且所述第一电容C1的两端作为所述电容滤波电路101的输入端，连接至交流电源，所述第二电容C2的两端作为该电容滤波电路101的输出端，连接至所述整流电路102。
在本实施例中，所述功率因数校正电路103包括有功率因数校正芯片(未示出)、第二电感L2、第一二极管D1、第一晶体管Q1及电解电容E1，其中，所述第二电感L2的一端连接所述整流电路102的输出正V+，其另一端连接第一二极管D1的正极及第一晶体管Q1的漏极，所述第一二极管D1的负极连接所述电解电容E1的正极，该电解电容E1的负极及第一晶体管Q1的源极连接至所述整流电路102的输出负V-，且该电解电容E1的两端作为所述功率因数校正电路103的输出端，连接负载，所述第一晶体管Q1的栅极连接至功率因数校正芯片的输出引脚。优选地，本实施例中，所述第一晶体管Q1为mos管，所述功率因数校正芯片内部集成有PWM发生器，所述第一晶体管Q1的栅极与PWM发生器连接，用于根据来自PWM发生器的脉冲信号调整第一晶体管Q1的开关状态及其开关的时间，以控制所述功率因数校正电路103的工作。
参照图3，图3为本发明开关电源10第二实施例的具体电路示意图。本实施例与第一实施例的不同之处在于所述开关电源10还包括有一第四电容C4，其与所述功率因数校正电路103并联，连接至所述整流电路102的输出端。具体地，所述第四电容C4的一端连接所述整流电路102的输出正V+及所述功率因数校正电路103中第二电感L2的一端，该第四电容C4的另一端连接所述整流电路102的输出负V-及所述功率因数校正电路103中第一晶体管Q1的源极和电解电容E1的负极。优选地，本实施例中，所述第四电容C4为小容量电容，其电容容量远小于电容滤波电路101中电容的电容容量。基于该设计，在整流电路102和功率因数校正电路103之间增加了第四电容C4，其可对来自整流电路102的电流进行滤波，且因第四电容C4容量小，与背景技术中提及的方案相比，其对输入电流的影响很小，不会产生很大的谐波。
参照图4，图4为本发明开关电源10第三实施例的具体电路示意图。本实施例与第二实施例的不同之处在于所述功率因数校正电路103的具体电路结构不同，在本实施例中，所述功率因数校正电路103包括有功率因数校正芯片(未示出)、第三电容C3、第一电阻R1、第二二极管D2、第二晶体管Q2及第一变压器T1，其中，所述第一变压器T1初级绕组的同名端与第三电容C3及第一电阻R1的一端连接，并连接至所述整流电路102的输出正V+，其次级绕组连接负载，且该第一变压器T1初级绕组的异名端连接第二二极管D2的正极及第二晶体管Q2的漏极，该第二二极管D2的负极连接第三电容C3及第一电阻R1的另一端，该第二晶体管Q2的的源极连接至所述整流电路102的输出负V-，其栅极连接至功率因数校正芯片的输出引脚。优选地，本实施例中，所述第二晶体管Q2也为mos管，所述功率因数校正芯片内部同样集成有PWM发生器，所述第二晶体管Q2的栅极与PWM发生器连接，用于根据来自PWM发生器的脉冲信号调整第二晶体管Q2的开关状态及其开关的时间，以控制所述功率因数校正电路103的工作。
综上所述，本发明的开关电源在交流输入源和整流电路之间增加了电容滤波电路，可有效降低电磁干扰，且因电容滤波电路设置于交流输入源和整流电路之间，该电容滤波电路中的电容仅作为一种线性负载，在输出全负载状态下，可减少输入电流的畸变，进而降低谐波。
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括：
电容滤波电路，其输入端连接至交流电源；
整流电路，其输入端连接至所述电容滤波电路的输出端；
功率因数校正电路，其输入端连接至所述整流电路的输出端，且该功率因数校正电路的输出端连接至负载。
2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于：所述电容滤波电路包括有第一电感、第一电容及第二电容，其中，所述第一电感的两端分别与所述第一电容及第二电容的一端连接，该第一电容的另一端连接第二电容的另一端，且所述第一电容的两端作为所述电容滤波电路的输入端，连接至交流电源，所述第二电容的两端作为该电容滤波电路的输出端，连接至所述整流电路。
3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于：所述功率因数校正电路包括有功率因数校正芯片、第二电感、第一二极管、第一晶体管及电解电容，其中，所述第二电感的一端连接所述整流电路的输出正，其另一端连接第一二极管的正极及第一晶体管的漏极，所述第一二极管的负极连接所述电解电容的正极，该电解电容的负极及第一晶体管的源极连接至所述整流电路的输出负，且该电解电容的两端作为所述功率因数校正电路的输出端，连接负载，所述第一晶体管的栅极连接至功率因数校正芯片的输出引脚。
4.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于：所述功率因数校正电路包括有功率因数校正芯片、第三电容、第一电阻、第二二极管、第二晶体管及第一变压器，其中，所述第一变压器初级绕组的同名端与第三电容及第一电阻的一端连接，并连接至所述整流电路的输出正，其次级绕组连接负载，且该第一变压器初级绕组的异名端连接第二二极管的正极及第二晶体管的漏极，该第二二极管的负极连接第三电容及第一电阻的另一端，该第二晶体管的的源极连接至所述整流电路的输出负，其栅极连接至功率因数校正芯片的输出引脚。
5.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于：所述开关电源还包括有一第四电容，其与所述功率因数校正电路并联，连接至所述整流电路的输出端。
6.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于：所述整流电路为桥式整流电路。
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