CN204068712U - 具有原边控制高精度恒流的pwm功率开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源；包括交流输入端、第一整流滤波电路、主控电路及直流输出端，主控电路的输入端与第一整流滤波电路相连，在主控电路的控制下，以使所形成的平滑的直流电压转变为负载所需求的精准恒流电压；且主控电路包括PWM主控芯片、变压器T1、第二整流滤波电路、电压采样电路及尖峰吸收电路；本实用新型能对变压器T1的储能、变压及输出电压具备可操作可控制功能，使得直流输出端输出的电压能满足负载供电需求，且形成周期过流保护，使得本实用新型使用寿命长，并且，本实用新型在全电压输入范围内，输出端恒压恒流精度均能保持在+/—5％以内，使得整机效率高，输出的电压及电流精准度高。

Description

具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体地讲，涉及一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源。

背景技术

开关电源，顾名思义，其是一种利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，其一般由脉冲宽度调制控制IC和MOS管等构件组成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用到几乎所有的电子设备中，其是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

然而，传统的开关电源，为了保证输出的电压、电流达到一定的精度，一般采用在输出端连接一个光耦，通过光耦将输出端电压反馈至输入端，输入端再根据反馈信号调节输出电压，这样的电路使得电路的结构较为复杂，且需要大量的元器件，进而，产生的功耗大，不利于环保，与此同时，其输出的电压及电流的精度并没有因接入光耦就能得到大大提高，换句话说，在最终实行时，其输出的电压及电流的精度不高，也使得电路的稳定性较差；

因此，基于现有技术的缺陷，设计出一款具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，以使得省去接入光耦等元器件就能使得相关输出的电压及电流精度高，并降低成本等，则是非常有必要，其必然具有推广意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足而提供的一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于，它包括：

交流输入端，用于输入交流电压；

第一整流滤波电路，与所述交流输入端相连接，对从交流输入端输入的交流电压进行整流滤波，以使形成平滑的直流电压；

主控电路，所述主控电路的输入端与所述第一整流滤波电路相连，在所述主控电路的控制下，以使所形成的平滑的直流电压转变为负载所需求的精准恒流电压；

直流输出端，与所述主控电路相连，用以输出所述精准恒流电压；

其中，所述主控电路包括PWM主控芯片及变压器T1；所述PWM主控芯片包括VDD引脚、GND1引脚、GND2引脚、COM引脚、CS引脚、DRAIN1引脚及DRAIN2引脚；所述变压器T1包括原边线圈L1及副边线圈L2；

所述VDD引脚通过一启动电阻R1连接至所述第一整流滤波电路的输出端；所述GND1引脚及GND2引脚接地；所述COM引脚通过串联连接的滤波电容C2及检测电阻R2与所述CS引脚相连，且滤波电容C2及检测电阻R2之间的节点接地；所述DRAIN1引脚与DRAIN2引脚相连接，且DRAIN1引脚与DRAIN2引脚之间的节点连接至所述原边线圈L1的第二端，原边线圈L1的第一端与所述第一整流滤波电路的输出端连接，副边线圈L2的第一端及第二端通过一第二整流滤波电路连接至所述直流输出端。

下面对以上技术方案作进一步阐述：

优选地，所述主控电路还包括一电压采样电路，所述PWM主控芯片还包括INV引脚，所述变压器T1还包括反馈线圈L3；

所述电压采样电路包括整流二极管D5、电阻R3及电阻R4，其中，所述电阻R3及电阻R4串联的连接于所述反馈线圈L3的第一端及第二端，且所述电阻R3与电阻R4之间的节点连接至所述INV引脚，所述电阻R3与反馈线圈L3的第一端之间的节点接地，所述电阻R4与反馈线圈L3的第二端之间的节点连接至所述整流二极管D5的正极，所述整流二极管D5的负极连接至所述VDD引脚。

优选地，所述主控电路还包括一尖峰吸收电路，所述尖峰吸收电路连接于所述原边线圈L1的第一端与第二端之间，用以吸收所述变压器T1的原边线圈L1产生的尖峰电压。

优选地，所述尖峰吸收电路包括电阻R5、电容C3及整流二极管D6，所述电阻R5及电容C3的一端连接至所述原边线圈L1的第一端，所述电阻R5及电容C3的另一端连接至所述整流二极管D6的负极，所述整流二极管D6的正极连接至所述原边线圈L1的第二端。

优选地，所述主控电路还包括一储能电容C4，所述储能电容C4的正极连接至所述VDD引脚，负极接地。

优选地，还包括一负载电阻R6，所述负载电阻R6连接于所述第二整流滤波电路与所述直流输出端之间。

优选地，所述第二整流滤波电路包括整流二极管D7及滤波电容C5；所述整流二极管D7的正极与所述副边线圈L2的第二端相连，负极与所述滤波电容C5的正极及直流输出端相连，所述的滤波电容C5的负极一方面连接至所述副边线圈L2的第一端，一方面接地，所述负载电阻R6连接于所述滤波电容C6的正极和负极之间。

优选地，所述PWM主控芯片为M5835芯片或M5836芯片或M5838芯片。

优选地，所述PWM主控芯片的封装形式为SOP-8或DIP-8。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所提供的一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，在整个的电路图中，设计有PWM主控芯片、电压采样电路及尖峰吸收电路等框架，使得本实用新型对变压器T1的储能、变压及输出电压具备可操作可控制功能，使得直流输出端输出的电压能满足负载供电需求，且形成周期过流保护，使得本实用新型使用寿命长，并且，本实用新型在全电压输入范围内，输出端恒压恒流精度均能保持在+/—5％以内，使得整机效率高，与此同时，本实用新型还增设有负载电阻R6，使得可有效防止空载振荡，且本实用新型省去了光耦等元器件，使得整个电路结构简单，且实用性强，进而，能大大降低成本，并节能环保。

附图说明

图1是本实用新型具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源的整体电路图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

其中，交流输入端10；第一整流滤波电路20；主控电路30；PWM主控芯片301；第一整流滤波电路302；电压采样电路303；尖峰吸收电路304；直流输出端40；

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例详细说明本实用新型的技术方案，以便更清楚、直观地理解本实用新型的发明实质。

图1是本实用新型具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源的整体电路图；

结合图1所示，本实用新型所提供的一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，主要应用于作为开关电源的主控驱动电路使用；

具体来说，本实用新型所提供的一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，它包括：

交流输入端10，用于输入交流电压；

第一整流滤波电路20，与所述交流输入端10相连接，对从交流输入端10输入的交流电压进行整流滤波，以使形成平滑的直流电压；

主控电路30，所述主控电路30的输入端与所述第一整流滤波电路20相连，在所述主控电路30的控制下，以使所形成的平滑的直流电压转变为负载所需求的精准恒流电压；

直流输出端40，与所述主控电路30相连，用以输出所述精准恒流电压；

其中，所述主控电路30包括PWM主控芯片301及变压器T1；所述PWM主控芯片301包括VDD引脚、GND1引脚、GND2引脚、COM引脚、CS引脚、DRAIN1引脚及DRAIN2引脚；所述变压器T1包括原边线圈L1及副边线圈L2；

所述VDD引脚通过一启动电阻R1连接至所述第一整流滤波电路20的输出端；所述GND1引脚及GND2引脚接地；所述COM引脚通过串联连接的滤波电容C2及检测电阻R2与所述CS引脚相连，且滤波电容C2及检测电阻R2之间的节点接地；所述DRAIN1引脚与DRAIN2引脚相连接，且DRAIN1引脚与DRAIN2引脚之间的节点连接至所述原边线圈L1的第二端，原边线圈L1的第一端与所述第一整流滤波电路20的输出端连接，副边线圈L2的第一端及第二端通过一第二整流滤波电路302连接至所述直流输出端40。

需要说明的是，本实施例中，所述主控电路30还包括一电压采样电路303，所述PWM主控芯片301还包括INV引脚，所述变压器T1还包括反馈线圈L3；

所述电压采样电路303包括整流二极管D5、电阻R3及电阻R4，其中，所述电阻R3及电阻R4串联的连接于所述反馈线圈L3的第一端及第二端，且所述电阻R3与电阻R4之间的节点连接至所述INV引脚，所述电阻R3与反馈线圈L3的第一端之间的节点接地，所述电阻R4与反馈线圈L3的第二端之间的节点连接至所述整流二极管D5的正极，所述整流二极管D5的负极连接至所述VDD引脚。

且作为较佳方案，所述主控电路30还包括一尖峰吸收电路304，所述尖峰吸收电路304连接于所述原边线圈L1的第一端与第二端之间，用以吸收所述变压器T1的原边线圈L1产生的尖峰电压。

其中，所述尖峰吸收电路304包括电阻R5、电容C3及整流二极管D6，所述电阻R5及电容C3的一端连接至所述原边线圈L1的第一端，所述电阻R5及电容C3的另一端连接至所述整流二极管D6的负极，所述整流二极管D6的正极连接至所述原边线圈L1的第二端。

进一步的，所述主控电路30还包括一储能电容C4，所述储能电容C4的正极连接至所述VDD引脚，负极接地。

且本实用新型还包括一负载电阻R6，所述负载电阻R6连接于所述第二整流滤波电路302与所述直流输出端40之间。

进而，对应图1可知，所述第二整流滤波电路302包括整流二极管D7及滤波电容C5；所述整流二极管D7的正极与所述副边线圈L2的第二端相连，负极与所述滤波电容C5的正极及直流输出端40相连，所述的滤波电容C5的负极一方面连接至所述副边线圈L2的第一端，一方面接地，所述负载电阻R6连接于所述滤波电容C6的正极和负极之间。

且上述所述的本实用新型所提供的一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，所应用到的所述PWM主控芯片301为M5835芯片或M5836芯片或M5838芯片；并且，本实施例中，所述PWM主控芯片301的封装形式为SOT-23-6。

为便于更加透彻的理解本实用新型的具体工作原理过程，以下将结合图1作进一步说明；

首先，交流输入端10接入电源，即交流电输入后，经过第一整流滤波电路20的所述整流桥进行整流，即通过相关的整流二极管D1、D2、D3及D4的作用进行整流，再通过所述滤波电容C1进行滤波，以使得输入的交流电转化为平滑的直流电；

该平滑的直流电一方面经过启动电阻R1后通过VDD引脚给所述PWM主控芯片301供电，PWM主控芯片301则通过自身内部电路的控制，以使得所述DRAIN1引脚与DRAIN2引脚导通，此处，DRAIN1引脚与DRAIN2引脚的连接处相当于一MOS管的漏极，进而，给一驱动信号至变压器T1，来控制变压器T1的工作，该平滑的直流电另一方面直接传导至所述变压器T1的原边线圈L1进行变压及储能；另一方面，因在PWM主控芯片301的内部，相关DRAIN1引脚与DRAIN2引脚与CS引脚之间是导通的，进而，当相关储能过高时，相应的电流也会变高，所述检测电阻R2就会检测到一过高的电流信号，并将该电流信号反馈到所述CS引脚，此时，所述PWM主控芯片301则再次给一控制指令至所述DRAIN1引脚与DRAIN2引脚，相应的，该DRAIN1引脚与DRAIN2引脚关断，此时，流经原边线圈L1的电流则流经至尖峰吸收电路304的电阻R5、电容C3及整流二极管D6，一方面电容C3储备能量，另一方面电阻R5消耗能量，即使得不停的循环吸收及消耗，以致不会使得变压器T1的能量储备过高；

与此同时，在变压器T1储能变压的同时，所述反馈线圈L3也同时工作，以使得所述电压采样电路303能同时对原边线圈L1输出的电压进行采样，并通过其自身的电阻R3及电阻R4的分流分压来平衡调节，其一方面将所采样的电压信号传输到VDD引脚，并通过储能电容C4进行储能，另一方面，其将所采样的电压信号传输至INV引脚，以使PWM主控芯片301经运算后由DRAIN1引脚及DRAIN2引脚共同输出控制信号来控制调整输出波形的占空比，进而实现对直流输出端40电流的调整，保持其恒流输出。

如此，通过上述所描述的本实用新型的工作原理过程可知，本实用新型对变压器T1的储能、变压及输出电压等具备可操作可控制功能，使得直流输出端40输出的电压能满足负载供电需求，且形成周期过流保护，使得本实用新型使用寿命长，并且，实验证明，本实用新型在全电压输入范围内，输出端恒压恒流精度均能保持在+/—5％以内，使得整机效率高。

需要强调的是，具体实施时，本实用新型还增设有负载电阻R6，使得可有效防止空载振荡，且本实用新型省去了光耦等元器件，使得整个电路结构简单，且实用性强，进而，能大大降低成本，并节能环保。

从而，本实用新型具有空载功耗低，整机效率高、使用寿命长等优点，且本实用新型省去接入光耦等元器件就能使得相关输出的电压及电流精度高，从而，本实用新型必然具有推广意义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于，它包括：

交流输入端，用于输入交流电压；

第一整流滤波电路，与所述交流输入端相连接，对从交流输入端输入的交流电压进行整流滤波，以使形成平滑的直流电压；

主控电路，所述主控电路的输入端与所述第一整流滤波电路相连，在所述主控电路的控制下，以使所形成的平滑的直流电压转变为负载所需求的精准恒流电压；

直流输出端，与所述主控电路相连，用以输出所述精准恒流电压；

其中，所述主控电路包括PWM主控芯片及变压器T1；所述PWM主控芯片包括VDD引脚、GND1引脚、GND2引脚、COM引脚、CS引脚、DRAIN1引脚及DRAIN2引脚；所述变压器T1包括原边线圈L1及副边线圈L2；

所述VDD引脚通过一启动电阻R1连接至所述第一整流滤波电路的输出端；所述GND1引脚及GND2引脚接地；所述COM引脚通过串联连接的滤波电容C2及检测电阻R2与所述CS引脚相连，且滤波电容C2及检测电阻R2之间的节点接地；所述DRAIN1引脚与DRAIN2引脚相连接，且DRAIN1引脚与DRAIN2引脚之间的节点连接至所述原边线圈L1的第二端，原边线圈L1的第一端与所述第一整流滤波电路的输出端连接，副边线圈L2的第一端及第二端通过一第二整流滤波电路连接至所述直流输出端。

2.根据权利要求1所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述主控电路还包括一电压采样电路，所述PWM主控芯片还包括INV引脚，所述变压器T1还包括反馈线圈L3；

所述电压采样电路包括整流二极管D5、电阻R3及电阻R4，其中，所述电阻R3及电阻R4串联的连接于所述反馈线圈L3的第一端及第二端，且所述电阻R3与电阻R4之间的节点连接至所述INV引脚，所述电阻R3与反馈线圈L3的第一端之间的节点接地，所述电阻R4与反馈线圈L3的第二端之间的节点连接至所述整流二极管D5的正极，所述整流二极管D5的负极连接至所述VDD引脚。

3.根据权利要求1所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述主控电路还包括一尖峰吸收电路，所述尖峰吸收电路连接于所述原边线圈L1的第一端与第二端之间，用以吸收所述变压器T1的原边线圈L1产生的尖峰电压。

4.根据权利要求3所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述尖峰吸收电路包括电阻R5、电容C3及整流二极管D6，所述电阻R5及电容C3的一端连接至所述原边线圈L1的第一端，所述电阻R5及电容C3的另一端连接至所述整流二极管D6的负极，所述整流二极管D6的正极连接至所述原边线圈L1的第二端。

5.根据权利要求1所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述主控电路还包括一储能电容C4，所述储能电容C4的正极连接至所述VDD引脚，负极接地。

6.根据权利要求1所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述主控电路还包括一负载电阻R6，所述负载电阻R6连接于所述第二整流滤波电路与所述直流输出端之间。

7.根据权利要求6所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述第二整流滤波电路包括整流二极管D7及滤波电容C5；所述整流二极管D7的正极与所述副边线圈L2的第二端相连，负极与所述滤波电容C5的正极及直流输出端相连，所述的滤波电容C5的负极一方面连接至所述副边线圈L2的第一端，一方面接地，所述负载电阻R6连接于所述滤波电容C6的正极和负极之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述PWM主控芯片为M5835芯片或M5836芯片或M5838芯片。

9.根据权利要求8所述的具有原边控制高精度恒流的PWM功率开关电源，其特征在于：所述PWM主控芯片的封装形式为SOP-8或DIP-8。