CN2447848Y - 计算机用宽交流输入范围开关电源 - Google Patents

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Abstract

一种用于计算机的宽交流输入范围开关电源，包括：滤波电路，整流电路，主回路，控制电路，驱动电路，反馈电路等，其在整流电路与分压式直流滤波电路之间连接有脉宽控制电压补偿电路，脉宽控制电压补偿电路由驱动电路的驱动变压器的两个补偿控制线圈交替触发工作，以补偿交流输入电压的过多降低，使输入交流电压能达到120～260伏，特别适用作为计算机的电源部件，生产宽交流输入电压的计算机。

Description

计算机用宽交流输入范围开关电源
本实用新型涉及开关电源，特别是一种用于计算机的宽范围开关电源。
目前，计算机用开关电源的交流输入电压为176～256伏，而国内很多地区很多用户所在地电网电压波动很大，如盛夏期间不少地区由于集中使用空调造成电压下降；傍晚用电高峰，工地附近，工厂，农村，部队等普遍存在，有的电压低到130伏左右。电压不稳极易出现启动频繁、数据丢失、死机，整机无法正常工作，寿命降低。
为解决电压不稳，电压过低问题，计算机用户一般采取增添调压器、UPS等设备，有的甚至需要自备发电机，这样使用户的投入成本大大增加。
实用新型专利“宽范围大功率开关稳压电源”(ZL 98229858)，它的设计思想是在交流输入端进行采样，然后把电压分成两挡进行切换，分别处理，输出直流电压。这种方案的电源成本较高，其精度仍不能满足计算机用开关电源的要求。
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种交流输入范围宽的计算机用开关电源，以满***流电压波动范围较大地区的广大计算机用户的需求。
本实用新型的宽交流输入范围开关电源是在半桥式开关电源电路基础上的一种改进型产品，其能够满足计算机的使用要求。其包括：双向滤波电路，全桥整流电路，含直流滤波、半桥式开关和开关变压器的主回路，辅助电源，与驱动电路连接的控制电路，驱动电路，连接于主回路输出端的整流滤波和直流输出电路，连接于直流输出电路与控制电路之间的反馈电路和比较电路；
其特征在于：在全桥整流电路与分压式直流滤波电路之间连接有脉宽控制电压补偿电路，脉宽控制电压补偿电路由驱动电路的驱动变压器的两个补偿控制线圈交替触发工作，以补偿交流输入电压的过多降低。
本实用新型的附图说明如下：
图1为本开关电源的原理框图；
图2为其主回路的原理图；
图3为其脉宽控制电压补偿电路原理图；
图4为其驱动电路的原理图；
图5为其驱动控制电路原理图；
图1所示的开关电源原理框图如上文所述，此处不再赘述。
主回路在正常工作时基本原理图2，驱动回路经过脉冲变压器激励，在次级的两个线圈产生两个极性相反的脉冲电流，当Q1导通，Q2截止，电流从V+、Q1、T2再流经T1，向C6、C2充电，流经开关变压器的脉冲电流使T1产生电磁转换和磁电转换；当驱动转换后Q1截止，Q2导通后，C6开始放电，电流从C6、T1、T2、Q2流向地，开关变压器T1电磁转换耦合后，输出直流电压供计算机使用，驱动变压器T2初极连接驱动电路，次级为开关电路此处的电容C6取1μF/250V的电容，而常规电路取0.68μf/250V。
脉宽控制电压式补偿电路基本原理如图3所示。
脉宽控制电压式补偿电路包括：三极管(Q9、Q10、Q15、Q16)，驱动变压器T2副边的补偿控制线圈(n、n’)，连接于三极管Q9发射极与两滤波电容(C1、C2)的公共点G之间的二极管D21，跨接于三极管Q9基极与所述G点之间的二极管D15、电阻R20和线圈n串联支路，连接于三极管Q15基极与发射极之间的D19、电阻R20’和线圈n’串联支路，三极管Q15集电极接所述的G点，三极管Q9集电极接全桥输入B端，三极管Q15发射极通过二极管D20连接全桥输入B端；三极管Q10的集电极接三极管Q9基极，其发射极串联稳压管和电阻接地，其基极接分压电阻的分压端；三极管Q16集电极接三极管Q15基极，其发射极接地，其基极接分压电阻的另一分压端。
当输入电压高于170V时，在分压电阻分压下Q10、Q16导通，Q9、Q15截止，补偿电路不工作，整个电路工作在正常范围内。当输入电路电压低于170V时，Q10、Q16截止，Q9、Q15可以在驱动电路的驱动变压器T2两个补偿控制线圈作用下导通。送入驱动三极管的脉冲电流的宽度随着输入交流电压的降低，输出直流电压的降低，驱动电流的脉冲宽度再增加，最宽时可达20μs,T2为驱动变压器，n、n’为两个补偿控制线圈。
补偿电路启动后，交流正半周从全桥B流入，随着脉冲电流驱动，流过Q9脉冲电流向C2充电，电流流经Q9、D21、C2回到全桥A形成回路完成半周充电，使C2上的电压得到提升，当A为正半周时，电流经整流向C1充电，电流通过C1、Q15、D20流向B，使C1电压提升，提升的电压幅度由脉冲宽度决定，当提升电压后开关主回路效率增加，输出直流电压得到提高，稳定了电源工作，脉宽也适当减少，如果补偿电压过高或输入交流提升过快，那么Q10、Q16基极电压会立即提高，Q10、Q16导通，使Q9、Q15锁定，补偿电路停止工作。
本开关电源采用了如图4所示的传统驱动电路。主要由驱动变压器T2，三极管Q3、Q4，若干二极管、电阻及电容组成，三极管Q3、Q4的集电极分别连接驱动变压器T2原边的两端，三极管Q3、Q4的基极分别与图5所示驱动控制电路的两个输出端相接。
图5为其驱动控制电路原理图。采用常用TL494CN集成电路，它由锯齿波发生电路、线性比较电路、脉宽控制电路、基准电压等组成，脚5、6决定振荡频率，关系到电压调节范围最大宽度，我们在此点，电容选103，由于开关电源输入范围大，参数的设计是电路的关键，选择28K振荡频率比较合适，脚2点电压设4.65V，脚1点电压由采样电阻的电路组成，在4.65V，另外整个电路的在于电流4脚为死区控制电压，决定输出脉冲的宽度，当+12V或+5V降低时比较器输出电压降低，3脚电压降低输出脉宽增加。
基本工作原理如下，当交流电***插座后，辅助电源开始工作，将电压送入12脚，14脚输出基准5V电压，给电路参数分配作基准用，这时由于PS-ON电路没有工作，处于初始位置，脚4为高电平，当PS-ON接通后，由接通电路处理后，传送给4脚低电平，脉冲电路开始输出，产生两个极性相反的可调宽度的脉冲，由脚8、脚11输出至驱动电路的相应输入端。TL494CN集成电路的原理可参考有关电路手册。
本实用新型的优点如下：
本实用新型的计算机用宽范围电源技术构思新颖，其在全桥整流电路与分压式直流滤波电路之间连接有脉宽控制电压补偿电路，脉宽控制电压补偿电路由驱动电路的驱动变压器的两个补偿控制线圈交替触发工作，以补偿交流输入电压的过多降低，使开关电源的输入交流电压大大加宽，输入交流电压能达到120～260伏，保证了计算机在交流电压恶劣环境下能够正常使用。
本开关电源特别适用作为计算机的电源部件，生产宽交流输入电压范围的计算机。本开关电源也可用于其它的电子设备、电子仪器等。

Claims (2)

1、一种用于计算机的宽交流输入范围开关电源，其包括：双向滤波电路，全桥整流电路，含直流滤波、半桥开关和开关变压器的主回路，辅助电源，与驱动电路连接的控制电路，驱动电路，连接于主回路输出端的整流滤波和直流输出电路，连接于直流输出电路与控制电路之间的反馈电路和比较电路；
其特征在于：在全桥整流电路与分压式直流滤波电路之间连接有脉宽控制电压补偿电路，脉宽控制电压补偿电路由驱动电路的驱动变压器的两个补偿控制线圈交替触发工作。
2、根据权利要求1所述的宽交流输入范围开关电源，其特征在于所述脉宽控制电压补偿电路包括：三极管(Q9、Q10、Q15、Q16)，驱动变压器(T2)副边的补偿控制线圈(n、n’)，连接于三极管(Q9)发射极与两滤波电容(C1、C2)的公共点(G)之间的二极管(D21)，跨接于三极管(Q9)基极与所述G点之间的二极管(D15)、电阻(R20)和线圈(n)串联支路，连接于三极管(Q15)基极与发射极之间的(D19)、电阻(R20，)和线圈(n’)串联支路，三极管(Q15)集电极接所述的G点，三极管(Q9)集电极接全桥输入B端，三极管(Q15)发射极通过二极管(D20)连接全桥输入B端；三极管(Q10)的集电极接三极管(Q9)基极，其发射极串联稳压管和电阻接地，其基极接分压电阻的分压端；三极管(Q16)集电极接三极管(Q15)基极，其发射极接地，其基极接分压电阻的另一分压端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100454216C (zh) * 2002-01-30 2009-01-21 佛姆费克托公司 受测试集成电路的预测性自适应电源
CN101382832A (zh) * 2008-06-25 2009-03-11 邹伟明 一种带电源开关的笔记本电脑电源适配器

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