CN219678329U - 开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供的开关电源电路，包括NTC电阻、氮化镓晶体管控制模块以及电解电容。NTC电阻与氮化镓晶体管控制模块并联后与电解电容串联，且NTC电阻与电解电容分别与直流电源信号的正极端和负极端电连接。其中，本申请实施例在不需要NTC电阻时，会使氮化镓晶体管打开，氮化镓晶体管的导通电阻很小，输出电流基于可以全部通过氮化镓晶体管控制模块的路径进入到后级电路，从而使NTC电阻处于近似短路状态，从而能够降低NTC电阻的功耗，解决开关电源电路因为解决浪涌现象而设置的NTC电阻造成的功耗以及温度高的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及紧急保护电路领域，具体涉及一种开关电源电路。
背景技术
在开关电源电路中，存在浪涌现象。具体地，浪涌现象为超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌现象是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。
现有技术通常是在开关电源电路中串入NTC电阻来抑制浪涌现象。但是通常不会考虑电源工作后将NTC电阻短路使用，而NTC电阻在工作时自身会产生较大的功率损耗和较高的温度，从而造成开关电源电路的功耗以及温度增加。
因此，如何提供一种开关电源电路，可以在解决浪涌现象的基础上不会造成开关电源电路的功耗以及温度增加是目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于解决如何提供一种开关电源电路，可以解决现有的开关电源电路为了解决浪涌现象会造成开关电源电路的功耗以及温度增加的技术问题。
本申请实施例提供一种开关电源电路，包括NTC电阻、氮化镓晶体管控制模块以及电解电容；其中，
所述NTC电阻与所述氮化镓晶体管控制模块并联后与所述电解电容串联，且所述NTC电阻与所述电解电容分别与直流电源信号的正极端和负极端电连接，所述氮化镓晶体管控制模块用于将所述NTC电阻短路，以降低所述NTC电阻的功耗。
在本申请所述的开关电源电路中，还包括整流桥电路模块，所述整流桥电路模块的交流电信号端与交流电电源信号输出端电连接，所述整流桥电路模块的直流电源信号正极端与所述电解电容的正极端电连接，所述整流桥电路模块的直流电源信号负极端与所述NTC电阻电连接，所述整流桥电路模块用于将所述交流电电源信号输出的交流电信号转换为直流电信号，并将所述直流电信号输出至所述NTC电阻和所述电解电容。
在本申请所述的开关电源电路中，所述氮化镓晶体管控制模块与所述直流电源信号的正极端电连接，所述氮化镓晶体管控制模块用于在所述直流电源信号的控制下将所述NTC电阻短路，以降低所述NTC电阻的功耗。
在本申请所述的开关电源电路中，所述氮化镓晶体管控制模块包括氮化镓晶体管、第一电阻以及第二电阻，所述氮化镓晶体管的源极和漏极分别与所述NTC电阻的两端电连接，所述氮化镓晶体管的栅极经所述第一电阻与所述整流桥电路模块的直流电源信号正极端电连接，所述氮化镓晶体管的栅极经所述第二电阻与所述氮化镓晶体管的源极电连接。
在本申请所述的开关电源电路中，所述第一电阻和所述整流桥电路模块的直流电源信号正极端之间设有稳压管。
在本申请所述的开关电源电路中，所述氮化镓晶体管控制模块还接入控制信号，所述氮化镓晶体管控制模块用于在所述控制信号的控制下将所述NTC电阻短路，以降低所述NTC电阻的功耗。
在本申请所述的开关电源电路中，所述氮化镓晶体管控制模块包括氮化镓晶体管、第一电阻以及第二电阻，所述氮化镓晶体管的源极和漏极分别与所述NTC电阻的两端连接，所述氮化镓晶体管的栅极接入所述控制信号，所述氮化镓晶体管的栅极经所述第二电阻与所述氮化镓晶体管的源极电连接。
在本申请所述的开关电源电路中，所述整流桥电路模块包括首尾依次连接的第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极电连接，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的负极电连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极电连接，所述第四二极管的正极与所述第一二极管的负极电连接。
在本申请所述的开关电源电路中，所述交流电电源信号输出端与所述整流桥电路模块之间设有保险丝。
本申请实施例还提供一种氮化稼动态测试设备，所述氮化镓晶体管控制模块包括氮化镓晶体管，所述氮化镓晶体管的栅极接入控制信号，所述氮化镓晶体管的源极和漏极分别与所述NTC电阻的两端电连接，且所述氮化镓晶体管的源极还与所述电解电容的正极电连接。
在本申请实施例提供的开关电源电路中，包括NTC电阻、氮化镓晶体管控制模块以及电解电容。NTC电阻与氮化镓晶体管控制模块并联后与电解电容串联，且NTC电阻与电解电容分别与直流电源信号的正极端和负极端电连接。其中，本申请实施例在不需要NTC电阻时，会使氮化镓晶体管打开，氮化镓晶体管的导通电阻很小，输出电流基于可以全部通过氮化镓晶体管控制模块的路径进入到后级电路，从而使NTC电阻处于近似短路状态，从而能够降低NTC电阻的功耗，解决开关电源电路因为解决浪涌现象而设置的NTC电阻造成的功耗以及温度高的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的开关电源电路的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的开关电源电路的第一电路示意图。
图3为本申请实施例提供的开关电源电路的第二电路示意图。
图4为本申请实施例提供的开关电源电路的第三电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的开关电源电路的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的开关电源电路10包括NTC电阻101、氮化镓晶体管控制模块102以及电解电容E-cap。其中，NTC电阻101与氮化镓晶体管控制模块102并联后与电解电容E-cap串联，且NTC电阻101与电解电容E-cap分别与直流电源信号的正极端和负极端电连接。
其中，氮化镓晶体管控制模块102用于将NTC电阻101短路，以降低NTC电阻101的功耗。需要说明的是，当不需要NTC电阻101时，可以使氮化镓晶体管GaN打开，而氮化镓晶体管GaN的导通电阻很小，一般在几百mΩ，或者更小，输出电流基于可以全部通过氮化镓晶体管控制模块102的路径进入到后级电路，从而使NTC电阻101处于近似短路状态，从而能够降低NTC电阻101的功耗，解决开关电源电路因为了解决浪涌现象而设置的NTC电阻101造成的功耗以及温度高的技术问题。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的开关电源电路的第一电路示意图。如图2所示，本申请实施例提供的开关电源电路10还包括整流桥电路模块103。整流桥电路模块103的交流电信号端与交流电电源信号输出端电连接，整流桥电路模块103的直流电源信号正极端与电解电容的正极端电连接，整流桥电路模块103的直流电源信号负极端与NTC电阻101电连接。
其中，整流桥电路模块103用于将交流电电源信号输出的交流电信号转换为直流电信号，并将直流电信号输出至NTC电阻101和电解电容E-cap。需要说明的是，在现有的工厂内，使用的电源一般为交流电，而为了满足后续工作器件的要求，通常会需要设置整流桥电路模块103将交流电信号转变为稳定的直流电信号。
其中，氮化镓晶体管控制模块102与直流电源信号的正极端电连接。氮化镓晶体管控制模块102用于在直流电源信号的控制下将NTC电阻101短路，以降低NTC电阻的功耗。
具体地，氮化镓晶体管控制模块102包括氮化镓晶体管GaN、第一电阻R1以及第二电阻R2，氮化镓晶体管GaN的源极S和漏极D分别与NTC电阻的两端电连接，氮化镓晶体管GaN的栅极G经第一电阻R1与整流桥电路模块103的直流电源信号正极端电连接，氮化镓晶体管GaN的栅极G经第二电阻R2与氮化镓晶体管GaN的源极S电连接。
其中，第一电阻R1和整流桥电路模块103的直流电源信号正极端之间设有稳压管ZD。
其中，需要说明的是，当交流电电源信号输入的时候，输入电压会经过整流桥电路模块103以及NTC电阻101给电解电容E-cap充电，由于NTC电阻101的阻值通常在3Ω或者更大，充电电流会因为NTC电阻101的阻值原因而被限制在很小的值，不会在插电瞬间产生很大的电火花，从而解决现有开关电源电路的浪涌现象。另外，当输入端完全接入电网或者插座后，电解电容E-cap的电压被充电到超过稳压管ZD的稳压值时，第一电阻R1和第二电阻R2会起到分压作用，当第二电阻R2的电压达到氮化镓晶体管GaN的开启电压时，氮化镓晶体管GaN导通，从而将NTC电阻101短路，输入电流不再流经NTC电阻101，而是通过氮化镓晶体管GaN给电容E-cap和后面的电路供电，电路完成启动，从而NTC电阻101不会产生特别高的功耗，NTC电阻101带来的温度和效率问题完全就得到解决。
其中，整流桥电路模块103包括首尾依次连接的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4，第一二极管D1的负极与第二二极管D2的正极电连接，第二二极管D3的负极与第三二极管D4的负极电连接，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极电连接，第四二极管D4的正极与第一二极管D1的负极电连接。
其中，需要说明的是，整流桥电路模块103还可以采用其他整流电路。本申请实施例在此不作具体限定。
其中，交流电电源信号输出端与整流桥电路模块103之间设有保险丝Fuse。需要说明的是，通过设置保险丝Fuse，可以在后续出现异常情况时，及时断开电路，避免电路损坏。
其中，需要说明的是，本申请实施例提供的开关电源电路10的元器件参数由本申请实施例提供的开关电源电路10的具体需求所确定。具体地，稳压管ZD的稳压值的一般为输入电压峰值电压的90％。例如输入的电压为交流90V/50Hz，稳压管ZD的稳压值为另外，第一电阻R1与第二电阻R2串联设置需要限定稳压二极管ZD的电流在稳定电流范围内，同时第二电阻R2的电压需要使得氮化镓晶体管GaN完全饱和导通。因此第二电阻R2的阻值需根据氮化镓晶体管GaN的阈值电压来确定。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的开关电源电路的第二电路示意图。图3所示的开关电源电路10与图2所示的开关电源电路10的区别在于：氮化镓晶体管控制模块102还接入控制信号scan，氮化镓晶体管控制模块102用于在控制信号scan的控制下将NTC电阻101短路，以降低NTC电阻101的功耗。
具体地，氮化镓晶体管控制模块102包括氮化镓晶体管GaN、第一电阻R1以及第二电阻R2，氮化镓晶体管GaN的源极S和漏极D分别与NTC电阻101的两端连接，氮化镓晶体管GaN的栅极G接入控制信号scan，氮化镓晶体管GaN的栅极G经第二电阻R2与氮化镓晶体管GaN的源极S电连接。
其中，需要说明的是，为了更好的达到降低NTC电阻101的功耗的效果，可以不采用自控制的方法，而是提供一控制信号scan，在不需要NTC电阻101的时候，就使氮化镓晶体管GaN导通，从而将NTC电阻101短路，输入电流不再流经NTC电阻101，而是通过氮化镓晶体管GaN给电容E-cap和后面的电路供电，电路完成启动，从而NTC电阻101不会产生特别高的功耗，NTC电阻101带来的温度和效率问题完全就得到解决。
其中，需要说明的是，控制信号scan可由其他电路控制方式提供，比如MCU或者其它控制电路的电压信号。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的开关电源电路的第三电路示意图。图4所示的开关电源电路10与图2所示的开关电源电路10的区别在于：氮化镓晶体管控制模块102包括氮化镓晶体管GaN，氮化镓晶体管GaN的栅极G接入控制信号scan，氮化镓晶体管GaN的源极S和漏极D分别与NTC电阻101的两端电连接，且氮化镓晶体管GaN的源极S还与电解电容E-cap的正极电连接。
其中，需要说明的是，本申请实施例提供的开关电源电路10还可以用于接入直流电压源，而不是接入交流电压源。
在本申请实施例提供的开关电源电路中，包括NTC电阻、氮化镓晶体管控制模块以及电解电容。NTC电阻与氮化镓晶体管控制模块并联后与电解电容串联，且NTC电阻与电解电容分别与直流电源信号的正极端和负极端电连接。其中，本申请实施例在不需要NTC电阻时，会使氮化镓晶体管打开，氮化镓晶体管的导通电阻很小，输出电流基于可以全部通过氮化镓晶体管控制模块的路径进入到后级电路，从而使NTC电阻处于近似短路状态，从而能够降低NTC电阻的功耗，解决开关电源电路因为解决浪涌现象而设置的NTC电阻造成的功耗以及温度高的技术问题。
以上对本申请实施例所提供的一种开关电源电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种开关电源电路，其特征在于，包括NTC电阻、氮化镓晶体管控制模块以及电解电容；其中，
所述NTC电阻与所述氮化镓晶体管控制模块并联后与所述电解电容串联，且所述NTC电阻与所述电解电容分别与直流电源信号的正极端和负极端电连接，所述氮化镓晶体管控制模块用于将所述NTC电阻短路，以降低所述NTC电阻的功耗。
2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，还包括整流桥电路模块，所述整流桥电路模块的交流电信号端与交流电电源信号输出端电连接，所述整流桥电路模块的直流电源信号正极端与所述电解电容的正极端电连接，所述整流桥电路模块的直流电源信号负极端与所述NTC电阻电连接，所述整流桥电路模块用于将所述交流电电源信号输出的交流电信号转换为直流电信号，并将所述直流电信号输出至所述NTC电阻和所述电解电容。
3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述氮化镓晶体管控制模块与所述直流电源信号的正极端电连接，所述氮化镓晶体管控制模块用于在所述直流电源信号的控制下将所述NTC电阻短路，以降低所述NTC电阻的功耗。
4.根据权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述氮化镓晶体管控制模块包括氮化镓晶体管、第一电阻以及第二电阻，所述氮化镓晶体管的源极和漏极分别与所述NTC电阻的两端电连接，所述氮化镓晶体管的栅极经所述第一电阻与所述整流桥电路模块的直流电源信号正极端电连接，所述氮化镓晶体管的栅极经所述第二电阻与所述氮化镓晶体管的源极电连接。
5.根据权利要求4所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一电阻和所述整流桥电路模块的直流电源信号正极端之间设有稳压管。
6.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述氮化镓晶体管控制模块还接入控制信号，所述氮化镓晶体管控制模块用于在所述控制信号的控制下将所述NTC电阻短路，以降低所述NTC电阻的功耗。
7.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，所述氮化镓晶体管控制模块包括氮化镓晶体管、第一电阻以及第二电阻，所述氮化镓晶体管的源极和漏极分别与所述NTC电阻的两端连接，所述氮化镓晶体管的栅极接入所述控制信号，所述氮化镓晶体管的栅极经所述第二电阻与所述氮化镓晶体管的源极电连接。
8.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述整流桥电路模块包括首尾依次连接的第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极电连接，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的负极电连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极电连接，所述第四二极管的正极与所述第一二极管的负极电连接。
9.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述交流电电源信号输出端与所述整流桥电路模块之间设有保险丝。
10.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述氮化镓晶体管控制模块包括氮化镓晶体管，所述氮化镓晶体管的栅极接入控制信号，所述氮化镓晶体管的源极和漏极分别与所述NTC电阻的两端电连接，且所述氮化镓晶体管的源极还与所述电解电容的正极电连接。
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