CN207304400U - 一种驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种驱动电源，其包括有变压器、EMI滤波电路、整流电路、BOOST升压电路、PWM芯片、保护检测电路、启动控制电路、DC‑DC电路、负压产生电路和正压产生电路，保护检测电路中，PWM芯片的反馈端连接至第一稳压管的阴极，第一稳压管的阳极接地，光耦的发光管阳极通过第一电阻而连接至电源端，其发光管阴极连接至基准源的阴极，该光耦的阳极和阴极之间连接有第二电阻，基准源的阳极接地，其控制极通过第四电阻而连接至驱动电源的输出端，该控制极还通过第五电阻接地。其中，PWM芯片不会因负载的瞬时高压而进入保护模式，同时本实用新型不会长期处于上电状态，减少了对功率的消耗，且提高了整机的使用寿命。

Description

一种驱动电源

技术领域

本实用新型涉及驱动电源技术领域，尤其涉及一种用于为电子设备供电的驱动电源。

背景技术

现有的电子产品中，常常通过驱动电源而为电路供电，这些电路作为负载而连接至驱动电源。为避免负载电流过大所造成的威胁，驱动电源中常常通过PWM芯片而实现过载保护，随着负载电流的逐步增加，PWM芯片的反馈端电压也会逐步升高，当反馈端的电压上升至PWM芯片的门限电压时，PWM芯片将进入保护模式，从而使驱动电源处于保护打嗝状态或无输出。但是，在负载电流瞬时变化较大的场合，例如功放电源、打印机电源等产品，PWM芯片会由于对瞬时高压的错误判断而进入保护模式，从而使电子产品停止工作，这种情况为设计和研发工作造成了很大的技术难题。同时，现有技术中，也未曾披露能防止PWM芯片误保护的方法，因此，现有的驱动电源不适用于负载电流变化较大的电子产品。

此外，现有的驱动电源中，当开关管接通时，输出变压器充当电感，电能转化为磁能，此时输出回路无电流；相反，当开关管关断时，输出变压器释放能量，磁能转化为电能，输出回路中有电流。驱动电源在启动瞬间，需要从输入线上取电压，给PWM控制芯片供电，当启动事件完成，PWM控制芯片由辅助线圈绕组供电。通常情况下，驱动电源需要添加启动电路，目前广泛采用从输入端通过电阻限流直接给PWM控制芯片供电，这种电路结构存在如下缺点：启动电路由于不具备自关断功能而长期处于上电状态，电源已经启动后，限流电阻仍然有电流流过，消耗一定的功率，影响整机效率及使用寿命。

实际应用中，现有的电子产品中，通常只有一种输入电压，但是电路中各个模块所需电压却各不相同，这就导致了整个电路中同时存在数个电压，有的时候还需要负压，此时就需要将输入电压进行升压、降压、极性反转等处理，使其满足电路各个模块所需电压。而较为常见的升压方法是使用DC-DC升压电路，该DC-DC升压电路的特点是转换效率高，输出电流大；产生负压的方法是使用DC-DC反极性电路，其特点也是效率高，输出电流大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种驱动电源，以令驱动电源适用于负载电流变化较大的电子产品，同时提高电源的整机效率，且延长使用寿命，此外可提供正电压和负电压，并能够降低产品成本、减小干扰。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。

一种驱动电源，其包括有一变压器，其输入端连接电网，用于将输入电压降压变换后从输出端输出；一EMI滤波电路，其输入端连接所述变压器的输出端，用于滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰以及该电源对外界电网的干扰；一整流电路，其输入端连接所述EMI滤波电路的输出端，用于将输入的交流电整流为脉动直流电后从输出端输出；一BOOST升压电路，其输入端连接所述整流电路的输出端，用于将输入电压升压变换后输出直流电压；一PWM芯片，其输入端连接所述整流电路的输出端，用于输出脉宽调制信号至BOOST升压电路的驱动端，以驱动BOOST升压电路输出持续的直流电压；一保护检测电路，其包括有一稳压管、一光耦及一基准源，所述PWM芯片的反馈端连接至稳压管的阴极，所述稳压管的阳极接地，所述光耦的光敏管集电极连接至反馈端，其光敏管发射极接地，该光耦的发光管阳极通过第一电阻而连接至电源端，其发光管阴极连接至基准源的阴极，该光耦的阳极和阴极之间连接有第二电阻，所述基准源的阳极接地，其控制极通过第四电阻而连接至驱动电源的输出端，该控制极还通过第五电阻接地；一启动控制电路，所述启动控制电路包括有一整流桥，所述整流桥的交流输入端并联于变压器的输出端，所述整流桥的直流输出端通过依次串联的第三电容、第六电阻及第四电容接地，第六电阻与第四电容的连接点还通过一第七电阻连接至一第一MOS管的漏极，第六电阻与第四电容的连接点还连接至第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接至一第二稳压管的阴极，第二稳压管的阳极接地，第一MOS管的源极还连接至一第一二极管的阳极，第一二极管的阴极通过一第五电容接地，第一二极管与第五电容的连接点为PWM电源端，所述PWM电源端用于为PWM芯片供电，该PWM电源端还连接至一第二二极管的阴极，该第二二极管的阳极通过变压器的副主绕组接地；一DC-DC电路，其输入端连接BOOST升压电路的输出端，用于将BOOST升压电路输出的电压进行直流转直流变换后，经其电压输出端输出直流电压，经其脉冲输出端输出方波信号；一负压产生电路，其连接于DC-DC电路的脉冲输出端，用于将DC-DC电路输出的方波信号通过电容自举而转换为负电压；一正压产生电路，其连接于DC-DC电路的脉冲输出端，用于将DC-DC电路输出的方波信号通过电容自举而进行升压转换。

优选地，所述基准源的阴极还通过依次连接的第二电容、第三电阻及第五电阻接地。

优选地，所述反馈端通过第一电容接地。

本实用新型的有益效果在于，PWM芯片不会因负载的瞬时高压而进入保护模式，同时，还通过其自身的电流检测端而进行过流保护及短路保护，提高了驱动电源的带负载能力，适用于如功放电源、打印机电源等负载电流变化较大的电子产品中。同时，本实用新型不会长期处于上电状态，减少了对功率的消耗，并且还提高了整机的使用寿命。此外，本实用新型能够为电路提供正电压和负电压，并能够降低产品成本、减小干扰。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图。

图2为保护检测电路的电路原理图。

图3为启动控制电路的原理图。

图4为负压产生电路和正压产生电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作更加详细的描述。

本实用新型公开一种驱动电源，结合图1至图4所示，其包括有：

一变压器1，其输入端连接电网，用于将输入电压降压变换后从输出端输出；

一EMI滤波电路2，其输入端连接所述变压器1的输出端，用于滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰以及该电源对外界电网的干扰；

一整流电路3，其输入端连接所述EMI滤波电路2的输出端，用于将输入的交流电整流为脉动直流电后从输出端输出；

一BOOST升压电路5，其输入端连接所述整流电路3的输出端，用于将输入电压升压变换后输出直流电压；

一PWM芯片U3，其输入端连接所述整流电路3的输出端，用于输出脉宽调制信号至BOOST升压电路5的驱动端，以驱动BOOST升压电路5输出持续的直流电压；

一保护检测电路6，其包括有一第一稳压管ZD1、一光耦U2及一基准源U1，所述PWM芯片U3的反馈端FB连接至第一稳压管ZD1的阴极，所述第一稳压管ZD1的阳极接地，所述光耦U2的光敏管集电极连接至反馈端FB，其光敏管发射极接地，该光耦U2的发光管阳极通过第一电阻R1而连接至电源端VDD，其发光管阴极连接至基准源U1的阴极，该光耦U2的阳极和阴极之间连接有第二电阻R2，所述基准源U1的阳极接地，其控制极通过第四电阻R4而连接至驱动电源的输出端Vout，该控制极还通过第五电阻R5接地；

一启动控制电路8，所述启动控制电路8包括有一整流桥DB1，所述整流桥DB1的交流输入端并联于变压器1的输出端，所述整流桥DB1的直流输出端通过依次串联的第三电容C80、第六电阻R80及第四电容C81接地，第六电阻R80与第四电容C81的连接点还通过一第七电阻R81连接至一第一MOS管Q80的漏极，第六电阻R80与第四电容C81的连接点还连接至第一MOS管Q80的栅极，第一MOS管Q80的源极连接至一第二稳压管DZ80的阴极，第二稳压管DZ80的阳极接地，第一MOS管Q80的源极还连接至一第一二极管D80的阳极，第一二极管D80的阴极通过一第五电容C82接地，第一二极管D80与第五电容C82的连接点为PWM电源端VDD，所述PWM电源端VDD用于为PWM芯片U3供电，该PWM电源端VDD还连接至一第二二极管D81的阴极，该第二二极管D81的阳极通过变压器1的副主绕组T80接地；

一DC-DC电路10，其输入端连接BOOST升压电路5的输出端，用于将BOOST升压电路5输出的电压进行直流转直流变换后，经其电压输出端AVDD输出直流电压，经其脉冲输出端P-OUT输出方波信号；

一负压产生电路20，其连接于DC-DC电路10的脉冲输出端P-OUT，用于将DC-DC电路10输出的方波信号通过电容自举而转换为负电压；

一正压产生电路30，其连接于DC-DC电路10的脉冲输出端P-OUT，用于将DC-DC电路10输出的方波信号通过电容自举而进行升压转换。

上述电路结构中，PWM芯片U3的反馈端FB与地之间通过第一稳压管ZD1连接，当负载电流增加时，PWM芯片的反馈端FB电压升高，且通过PWM芯片U3对其输出的脉宽信号进行调制，令驱动电源的输出端Vout的输出电压降低，其中，驱动电源输出电压的降低与负载电流的增加保持线性变化，当反馈端FB的电压上升到第一稳压管ZD1的钳位值时，第一稳压管ZD1因反向击穿而导通，此时，即使负载电流继续增加，反馈端FB的电压依然保持在第一稳压管ZD1的钳位值而不会达到PWM芯片U3的门限值，PWM芯片U3不会进入保护模式。同时，由于PWM芯片U3自身的电流检测端具有过流保护及短路保护的作用，所以，可通过该电流检测端而实现对驱动电源的过载保护。本实用新型的有益效果在于，PWM芯片U3不会因负载的瞬时高压而进入保护模式，且通过其自身的电流检测端而进行过流保护及短路保护，提高了驱动电源的带负载能力，适用于如功放电源、打印机电源等负载电流变化较大的电子产品中。

此外，当整流桥DB1的交流输入端接入交流电时，电流通过第三电容C80、第六电阻R80及第四电容C81向地流通，此时第三电容C80及第四电容C81充电且二者的电压从零开始上升，当第四电容C81的电压上升至第一MOS管Q80的开通阀值时，第一MOS管Q80导通，此时，电流通过第一整流管DB1、第三电容C80、第六电阻R80、第一二极管D80及第五电容C82接地，此时，第五电容C82充电且其充电电压上升至DZ2的钳位电压，使PWM电源端VDD产生电压而为PWM芯片供电。当第三电容C80及第四电容C81充满电后，流过第六电阻R80的电流为零，第四电容C81的电压不断减小，直至第一MOS管Q80关断，启动电路截止。此时，第五电容C82、辅助绕组T1及第二二极管D81形成回路，第五电容C82继续由辅助绕组T1提供充电电流，以令PWM电源端VDD能持续的为PWM芯片供电，电路启动完成。这种电路结构，其具有控制第一MOS管Q80自关断的作用，相比现有的启动控制电路而言，本实用新型不会长期处于上电状态，减少了对功率的消耗，同时，还提高了整机的使用寿命。

进一步地，当驱动电源的输出端电压Vout有较小波动时，由于第四电阻R4及第五电阻R5的分压作用，基准源U1控制端的电压也随之变化，且基准源U1的导通率发生变化，从而改变了光耦U2的导通角，由于光耦U2的光敏管集电极连接反馈端FB，其发射极接地，使反馈端FB的电压随着光耦U2的导通角而发生改变，以令PWM芯片U3根据反馈端FB的电压变化而对其输出的脉宽信号进行调制，从而进一步调整驱动电源的输出端Vout的电压，抑制输出电压的波动。

如图1所示，基准源U1的阴极还通过依次连接的第二电容C2、第三电阻R3及第五电阻R5接地，从而滤除基准源U1阴极的杂波干扰。反馈端FB通过第一电容C1接地，以滤除反馈端FB的杂波干扰。

本实施例中，第一稳压管ZD1选用钳位值是3V-5V的稳压管，但是，这只是本实用新型的一个较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，在本实用新型的其它实施例中，还可以选用其它钳位值的稳压管。例如，可以选择一个钳位值更大的稳压管，以实现对光耦U2的保护，其保护原理为：当出现异常情况时，如控制IC失效或者PCB布线之间铜铂短路，尤其是高压电路与光耦U2的光敏管短路时，第一稳压管ZD1可将高电压旁路接地，保护光耦U2不会被高电压烧坏，保护安规器件，使产品更加安全。

本实施例中，负压产生电路20包括有第六电容C20及第三二极管D20，该第六电容C20的一端连接DC-DC电路10的脉冲输出端P-OUT，另一端连接第三二极管D20的阳极，该第三二极管D20的阴极接地，所述第三二极管D20的阳极还连接第四二极管D21的阴极，该第四二极管D21的阳极还通过第八电阻R20而连接至第二稳压管DZ20的阳极，该第二稳压管DZ20的阴极接地，该第二稳压管DZ20的阳极为负压输出端VGL。

本实施例中，DC-DC电路10的脉冲输出端P-OUT输出的方波信号为0V至11V的方波，当该方波信号呈高电平状态时，该脉冲输出端P-OUT、第六电容C20及第三二极管D20与地组成回路，第六电容C20充电至11V；当该方波信号呈低电平状态时，由于第六电容C20不能突变而保持11V的电压差，使第六电容C20与第三二极管D20的连接点因第六电容C20自举而产生-11V的电压，从而产生由地向第二稳压管DZ20、第八电阻R20及第四二极管D21的电流，进一步地，使第二稳压管DZ20的阳极作为负压输出端VGL而产生负电压。

作为优选方式，正压产生电路30包括有第七电容C30及第五二极管D30，该第七电容C30的一端连接DC-DC电路10的脉冲输出端P-OUT，另一端连接第五二极管D30的阴极，该第五二极管D30的阳极连接至DC-DC电路10的电压输出端AVDD，所述第五二极管D30的阴极还连接第六二极管D31的阳极，该第六二极管D31的阴极还通过第九电阻R30而连接至第三稳压管DZ30的阴极，该第三稳压管DZ30的阳极接地，该第三稳压管DZ30的阴极为正压输出端VGH。

本实施例中，DC-DC电路10的电压输出端AVDD输出直流电压为11V，其脉冲输出端P-OUT输出的方波信号为0V至11V的方波，当该方波信号呈低电平状态时，电压输出端AVDD、第五二极管D30、第七电容C30及脉冲输出端P-OUT组成回路，第七电容C30充电以令该第七电容C30与第五二极管D30的连接点产生11V电压；当该方波信号呈高电平状态时，由于第七电容C30不能突变而保持11V的电压差，使第七电容C30与第五二极管D30的连接点的电压升至22V，该电压经第六二极管D31、第九电阻R30而传输至第三稳压管DZ30的阴极，经第三稳压管DZ30的钳位作用而令正压输出端VGH输出高于脉冲输出端P-OUT的正电压，从而实现了正向电压的升压输出。

上述电路结构中，DC-DC电路10可以是升压电路、降压电路及极性反转电路中的任意一种，但是，本实施例优选DC-DC电路10为升压电路。本实施例中，负压产生电路20利用电容两端电压不能突变的自举原理而将DC-DC电路10输出的方波信号进行极性反转处理，从而产生负电压而提供给后续电路。同时，正压产生电路30也通过电容自举原理而将DC-DC电路10输出的方波信号进行升压转换，从而为后续电路提供较高的电压。本实用新型相比现有技术而言，只需一个DC-DC电路配合简单的电容自举电路就能够实现升压转换和负压输出，无需再增加DC-DC升压模块和DC-DC反极转换模块，所以其适用于为电流需求较小的电路提供正电压和负电压，同时也能够降低产品成本、减小干扰。

以上所述只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种驱动电源，其特征在于，包括有：

一变压器，其输入端连接电网，用于将输入电压降压变换后从输出端输出；

一EMI滤波电路，其输入端连接所述变压器的输出端，用于滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰以及该电源对外界电网的干扰；

一整流电路，其输入端连接所述EMI滤波电路的输出端，用于将输入的交流电整流为脉动直流电后从输出端输出；

一BOOST升压电路，其输入端连接所述整流电路的输出端，用于将输入电压升压变换后输出直流电压；

一PWM芯片，其输入端连接所述整流电路的输出端，用于输出脉宽调制信号至BOOST升压电路的驱动端，以驱动BOOST升压电路输出持续的直流电压；

一保护检测电路，其包括有一第一稳压管、一光耦及一基准源，所述PWM芯片的反馈端连接至第一稳压管的阴极，所述第一稳压管的阳极接地，所述光耦的光敏管集电极连接至反馈端，其光敏管发射极接地，该光耦的发光管阳极通过第一电阻而连接至电源端，其发光管阴极连接至基准源的阴极，该光耦的阳极和阴极之间连接有第二电阻，所述基准源的阳极接地，其控制极通过第四电阻而连接至驱动电源的输出端，该控制极还通过第五电阻接地；

一启动控制电路，所述启动控制电路包括有一整流桥，所述整流桥的交流输入端并联于变压器的输出端，所述整流桥的直流输出端通过依次串联的第三电容、第六电阻及第四电容接地，第六电阻与第四电容的连接点还通过一第七电阻连接至一第一MOS管的漏极，第六电阻与第四电容的连接点还连接至第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接至一第二稳压管的阴极，第二稳压管的阳极接地，第一MOS管的源极还连接至一第一二极管的阳极，第一二极管的阴极通过一第五电容接地，第一二极管与第五电容的连接点为PWM电源端，所述PWM电源端用于为PWM芯片供电，该PWM电源端还连接至一第二二极管的阴极，该第二二极管的阳极通过变压器的副主绕组接地；

一DC-DC电路，其输入端连接BOOST升压电路的输出端，用于将BOOST升压电路输出的电压进行直流转直流变换后，经其电压输出端输出直流电压，经其脉冲输出端输出方波信号；

一负压产生电路，其连接于DC-DC电路的脉冲输出端，用于将DC-DC电路输出的方波信号通过电容自举而转换为负电压；

一正压产生电路，其连接于DC-DC电路的脉冲输出端，用于将DC-DC电路输出的方波信号通过电容自举而进行升压转换。

2.如权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，所述基准源的阴极还通过依次连接的第二电容、第三电阻及第五电阻接地。

3.如权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，所述反馈端通过第一电容接地。