超宽范围输入的开关电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超宽范围输入的开关电源，包括输入整流滤波电路、电源控制芯片U1、线电压检测电路、变压器、输出整流滤波电路和输出采样电路；所述整流滤波电路的输出端和所述电源控制芯片U1的输出端分别连接到所述变压器的初级端，所述变压器的次级端连接输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路的输出端连接所述电源输出电压采样电路，所述电源输出电压采样电路的输出端连接到所述电源控制芯片U1上，所述线电压检测电路设置在所述电源控制芯片U1与所述输入整流滤波电路之间。本实用新型专利技术适用于风力或太阳能发电电磁控制器的开关电源，其直流输入范围可达20~190V，输入电压范围比为9.5:1。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种开关电源电路，具体地说是一种超宽范围输入的开关电源。
技术介绍
随着开关电源的大量应用，对其要求也在不断地提高，要求其效率高、功率因数高、功率密度高、可靠性高等等。当要求开关电源能够适应大范围输入电压的变化或是更为恶劣的情况下仍然能够正常工作时，就必须对开关电源进行改进，目前，通过对利用TOPSswitch设计的开关电源进行改进，可以把输入电压扩展到交流80到265伏，但是对于输入电压小于80伏，甚至达到30多伏时，这方面的研究还比较少。宽范围的开关电源的设计一直是一个行业难题。对于输入电压范围较宽的电源，一般采用反激电路，AC/DC典型的能够做到85~265V，用TOP或前面加PFC电路均可实现，其它开关电源也有采用升压电路加反激电路来实现的。对于兼容DC和AC两种输入模式的开关电源，由于不宜采用PFC等电路，因此，实现超宽范围的输入一直没有很好地加以解决。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种超宽范围输入的开关电源，以解决兼容DC和AC两种输入模式的开关电源难以做到超宽范围输入模式的问题。本技术是这样实现的：一种超宽范围输入的开关电源，包括输入整流滤波电路、电源控制芯片U1、线电压检测电路、变压器、输出整流滤波电路和电源输出电压采样电路；所述整流滤波电路的输出端连接电源控制芯片U1，所述电源控制芯片U1的输出端连接所述变压器的初级端，所述变压器的次级端连接输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路的输出端连接所述电源输出电压采样电路，所述电源输出电压采样电路的输出端连接到所述电源控制芯片U1上，所述线电压检测电路设置在所述电源控制芯片U1与所述输入整流滤波电路之间。所述输入整流滤波电路包括：由电容C1、电容C2和电感L1组成的交流滤波电路，由电阻R2和电阻R3串联组成的流限调节电路，以及由二极管D1、TVS二极管D5、电阻R1和电容C3组成的吸收电路；还包括整流桥Q1和直流滤波电容CD1；所述交流滤波电路的输出端连接整流桥Q1，直流滤波电容CD1并联连接在整流桥Q1的输出端，所述流限调节电路并联连接在直流滤波电容CD1的两端，所述流限调节电路中电阻R2和电阻R3的中间节点连接到所述电源控制芯片U1的外部流限调节端3X，所述吸收电路连接在直流滤波电容CD1的一端与所述电源控制芯片U1的漏极端7D之间。所述线电压检测电路包括电阻R4、电阻R5和稳压管Z1，电阻R4与稳压管Z1组成串联支路，该串联支路并联在直流滤波电容CD1的两端，电阻R4与稳压管Z1的中间节点经电阻R5接所述电源控制芯片U1的线路检测端2L。所述电源输出电压采样电路包括电阻R6~R10、电容C7、三端可调分流基准源U2和光耦GO1，用于将输出采样信号通过光耦GO1输送到电源控制芯片U1的控制端1C，以实现电源的稳定输出。本技术的输入电压范围宽，从DC20V到AC135V的范围内都能正常工作。电路简单、成本低。本技术利用了TOP249Y芯片的优异功能，外围器件少，功能强大，很好地满足了特定场合对开关电源的使用需要，并且还具有欠压保护、线电压检测、外部流限调整和迟滞热关断自动故障恢复等保护功能。本技术特别适用于风力或太阳能发电电磁控制器的开关电源，其输出为3.3V/4A，用于电磁接触器吸合后的维持电压。输入直流电压范围为DC40~60V、交流范围AC45~135V，电源由正常输入电压降到20~40V时仍能维持正常工作。因此，本技术的直流输入范围可达20~190V，输入电压范围比为9.5﹕1。附图说明图1是本技术的电路原理图。具体实施方式如图1所示，本技术包括输入整流滤波电路、电源控制芯片U1、线电压检测电路、变压器、输出整流滤波电路和电源输出电压采样电路。输入整流滤波电路包括：由电容C1、电容C2和电感L1组成的交流滤波电路，由电阻R2和电阻R3串联组成的外部流限调节电路，以及由二极管D1、TVS二极管D5、电阻R1和电容C3组成的吸收电路；还包括整流桥Q1和直流滤波电容CD1。所述交流滤波电路的输出端连接整流桥Q1，直流滤波电容CD1并联连接在整流桥Q1的输出端，热敏电阻RT1串联在整流桥Q1的一个输出端上，所述流限调节电路并联连接在直流滤波电容CD1的两端，流限调节电路中电阻R2和电阻R3的中间节点连接到所述电源控制芯片U1的外部流限调节端3X，流限调节电路用于调节电源的过流点。所述吸收电路连接在直流滤波电容CD1的一端与所述电源控制芯片U1的漏极7D之间，用于吸收开关管关断时产生的尖峰，防止MOS管被高电压击穿。所述线电压检测电路包括电阻R4、电阻R5和稳压管Z1，电阻R4与稳压管Z1组成串联支路，该串联支路并联在直流滤波电容CD1的两端，电阻R4与稳压管Z1的中间节点经电阻R5接所述电源控制芯片U1的线路检测端2L。电源控制芯片U1选用TOP249Y芯片。其控制端1C接光耦GO1的输出端，其外部流限调节端3X连接在电阻R2与电阻R3之间的串联节点上，其源极4S与开关频率选择端5F共接到整流桥Q1的一个输出端。TOP249Y芯片的典型的过压OV与欠压UV的电压比为：Iov÷Iuv=225÷50=4.5而本技术输入的电压比是：Uin（max)÷Uin(min)=190÷20=9.5可见，本技术的电源输入范围已经超出TOP249Y芯片的过压与欠压的典型设定范围，并且其AC输入电压最高为135V，因此，采用了实现欠压的线电压检测，欠压值设定为DC19V，线电压检测电路的前馈电压功能使占空比随输入电压升高而降低，防止变压器因高压大占空比而饱和。变压器T1的初级并联连接在吸收电路的两端，变压器T1的次级分为两组，第一组连接输出整流滤波电路；第二组经二极管D3和电容C4整流滤波后，提供辅助电源，再经过光耦GO1的输出端，连接到电源控制芯片U1的控制端1C。电容C6连接在电源控制芯片U1的控制端1C和源极4S之间，是为了瞬时提供电源控制芯片U1的栅极驱动电流。在电容C6的两端并联连接有由电阻R11与电容CD4组成的串联支路，电容C6和电容CD4可用于设定自动重启动定时，并可用于环路补偿。变压器T1是本技术的核心器件之一，变压器的设计决定着电源设计的成败。由于本电源的输出电压很低，变比相差很大，因此减小漏感是变压器绕制的的难点，因为漏感过大会引起吸收保护器件过热，甚至烧毁功率器件。本技术采用了初级-次级-初级-次级-初级隔层包绕的方式，最终将变压器漏感控制在了8uH以下。所述输出整流滤波电路是由二极管D2、电容CD2、电感L2、电容CD3和二极管D4组成π形滤波器。由于接触器的瞬时吸合电压为40~100V，加设二极管D4的作用是防止高压损坏电源。所述电源输出电压采样电路包括电阻R6~R10、电容C7、三端可调分流基准源U2和光耦GO1，电源输出电压采样电路的输入端连接在电感L2的两端，光耦GO1的输出端连接到电源控制芯片U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽范围输入的开关电源，其特征是，包括输入整流滤波电路、电源控制芯片U1、线电压检测电路、变压器、输出整流滤波电路和电源输出电压采样电路；所述整流滤波电路的输出端和所述电源控制芯片U1的输出端分别连接到所述变压器的初级端，所述变压器的次级端连接输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路的输出端连接所述电源输出电压采样电路，所述电源输出电压采样电路的输出端连接到所述电源控制芯片 U1 上，所述线电压检测电路设置在所述电源控制芯片 U1 与所述输入整流滤波电路之间。

【技术特征摘要】
1.一种超宽范围输入的开关电源，其特征是，包括输入整流滤波电路、电源控制芯片U1、线电压检测电路、变压器、输出整流滤波电路和电源输出电压采样电路；
所述整流滤波电路的输出端和所述电源控制芯片U1的输出端分别连接到所述变压器的初级端，所述变压器的次级端连接输出整流滤波电路，所述输出整流滤波电路的输出端连接所述电源输出电压采样电路，所述电源输出电压采样电路的输出端连接到所述电源控制芯片U1上，所述线电压检测电路设置在所述电源控制芯片U1与所述输入整流滤波电路之间。
2.根据权利要求1所述的超宽范围输入的开关电源，其特征是，所述输入整流滤波电路包括：由电容C1、电容C2和电感L1组成的交流滤波电路，由电阻R2和电阻R3串联组成的流限调节电路，以及由二极管D1、TVS二极管D5、电阻R1和电容C3组成的吸收电路；还包括整流桥Q1和直流滤波电容CD1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王占立，
申请(专利权)人：河北佳讯飞扬科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13