本法發(fā)明屬于電路控制領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)電源電路。

背景技術(shù)：

目前，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，作為電子設(shè)備心臟的電源電路得到巨大的重視，尤其是有著高效的節(jié)能性能的開關(guān)電源。開關(guān)電源通常由輸入整流濾波器、功率開關(guān)管、輸出整流濾波器和控制器4部分組成，其作用是將輸入交流電壓轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓。開關(guān)電源為滿足現(xiàn)代電子設(shè)備發(fā)展的要求，主要向智能化、高頻化、小型化發(fā)展，尤其是小功率開關(guān)電源的小型化。

開關(guān)電源在每一個(gè)用戶設(shè)備中都有單獨(dú)的直流整流電路，每一個(gè)器件的整流電路優(yōu)劣不等，對(duì)于大電路的影響也是不盡相同，特別是對(duì)于諧波的抑制。每一個(gè)器件之所以需要單獨(dú)的整流電路的原因在于器件內(nèi)部電路中對(duì)于直流的要求不一，導(dǎo)致需要單獨(dú)設(shè)計(jì)各自的整流電路，這也增加了開關(guān)電源的成本。鑒于此設(shè)計(jì)出一種低成本寬范圍輸出的一種多反饋開關(guān)電源電路尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種開關(guān)電源電路，目的是提高開關(guān)電源的直流輸出范圍、且具有安全保護(hù)功能和諧波抑制功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種開關(guān)電源電路，包括主電網(wǎng)、emi濾波器、整流橋，所述主電網(wǎng)輸出端連接emi濾波器輸入端，所述emi濾波器的輸出端連接整流橋的輸入端，其特征在于：還包括隔離dc/dc模塊、可調(diào)dc/dc模塊、mcu、第一采集模塊、第二采集模塊、控制電路，所述第一采集模塊采集隔離dc/dc模塊的輸出電壓數(shù)據(jù)，所述第二采集模塊采集可調(diào)dc/dc模塊輸出的電壓、電流數(shù)據(jù)；所述第一采集模塊的輸出端、第二采集模塊的輸出端均連接mcu的輸入端，所述mcu的輸出端經(jīng)控制電路分別控制隔離dc/dc模塊和可調(diào)dc/dc模塊的輸出電壓。

所述的mcu通過第一使能電路、第二使能電路分別連接隔離dc/dc模塊和可調(diào)dc/dc模塊。

優(yōu)選地，所述控制電路采用ncp1397b實(shí)現(xiàn)。

該開關(guān)電源電路還包括信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路輸入端連接主電網(wǎng)，其輸出端連接mcu的輸入端。

所述mcu的輸入端設(shè)置鉗位保護(hù)電路，其用于限制mcu輸入端口的電壓值。

所述emi濾波電路包括電容c140、c146、c142、共模電感l(wèi)15、電容c150、電容c151、電容c139，主電網(wǎng)輸出信號(hào)依次經(jīng)電容c140和電容c146串聯(lián)形成共模干擾抑制電路、差模抑制電容c142、共模電感l(wèi)15、差模抑制電容c142、電容c139和電容c151組成的共模干擾抑制電路后輸出。

所述功率因素校正模塊包括開關(guān)管q17、續(xù)流二極管vd2、控制芯片，所述控制芯片采用npc1654，整流橋的兩個(gè)輸出端并聯(lián)電容c144，電容c144一端連接q17的源極，電容c144的另一端通過電感連接q17的漏極，q17的柵極連接控制芯片的drv腳，q17的源極接地，q17的漏極與二極管vd2的陽極連接，二極管vd2的陰極分別連接電容c145的一端和二極管vd1的陰極，電容c145的另一端接地，二極管vd1的陽極連接在電容c144和電感l(wèi)14之間；在電容c145的兩端分別依次并聯(lián)電容c147、電容c143、電容c149、電容c141和電容c148；控制芯片的vcc端輸入+12v電源，控制芯片的bo腳和cs腳分別連接整流橋的兩個(gè)輸出端，控制芯片的fb腳依次經(jīng)電阻r140和電阻r137連接在二極管vd2的陽極。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是功率因素校正電路抑制諧波的通知提高效率，在隔離

dc/dc模塊中工作頻率處于諧振頻率提高效率。在輸出側(cè)的可調(diào)節(jié)dc/dc電

路中達(dá)到了寬范圍輸出的要求?？筛鶕?jù)用戶不同的需求得到具體的電壓電

流值。采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性低，易實(shí)現(xiàn)，成本得到有效的控制。

附圖說明

本說明書包括以下附圖，所示內(nèi)容分別是：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2是emi濾波器的原理圖；

圖3是功率因數(shù)校正模塊的電路原理圖；

圖4為第一使能電路原理圖；

圖5為第二使能電路電路圖；

圖6控制電路原理圖；

圖7信號(hào)調(diào)理電路原理圖；

圖8是第一采集模塊電壓采集電路圖；

圖9是第二采集單元電壓采集電路圖；

圖10是第二采集單元電流采集電路圖；

圖11是mcu芯片圖；

圖中標(biāo)記為：1、主電網(wǎng)；2、emi濾波器；3、整流橋；4、功率因數(shù)校正模塊；5、隔離dc/dc模塊；6、可調(diào)dc/dc模塊；7、mcu；8、第一采集模塊；9、第二采集模塊；10、控制電路；11、第一使能電路；12、第二使能電路；13、信號(hào)調(diào)理電路。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實(shí)施。

如圖1所示，一種開關(guān)電源，包括主電網(wǎng)1、emi濾波器2、整流橋3、隔離dc/dc模塊5、可調(diào)dc/dc模塊6、mcu7、第一采集模塊8、第二采集模塊9、控制電路10，主電網(wǎng)1輸出端連接emi濾波器2輸入端，emi濾波器2的輸出端連接整流橋3的輸入端，整流橋3的輸出端連接功率因素校正模塊，功率因素校正模塊輸出端連接隔離dc/dc模塊5，隔離dc/dc模塊5輸出端經(jīng)可調(diào)dc/dc輸出連接負(fù)載。第一采集模塊8采集隔離dc/dc模塊5的輸出電壓數(shù)據(jù)，第二采集模塊9采集可調(diào)dc/dc模塊6輸出的電壓、電流數(shù)據(jù)；第一采集模塊8的輸出端、第二采集模塊9的輸出端均連接mcu7的輸入端，mcu7的輸出端經(jīng)控制電路10分別控制隔離dc/dc模塊5和可調(diào)dc/dc模塊6的輸出電壓。mcu7模塊經(jīng)第一使能電路11、第二使能電路12分別連接隔離dc/dc模塊5和可調(diào)dc/dc模塊6。mcu7采用ncp1397b實(shí)現(xiàn)。

主電網(wǎng)1的輸出經(jīng)emi濾波器2濾波后輸出到整流橋3，經(jīng)整流橋3后輸出至功率因素校正模塊用于將功率因素提高到95％以上，功率因素調(diào)校正模塊的輸出端依次經(jīng)過隔離dc/dc模塊5和可調(diào)dc/dc模塊6后輸出到負(fù)載，同時(shí)mcu7根據(jù)第一采集模塊8、第二采集模塊9分別連接可調(diào)dc/dc和隔離dc/dc模塊5的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)分析處理后分別通過使能電路和控制電路10來調(diào)節(jié)dc/dc模塊的工作。mcu7通過采集的數(shù)據(jù)分析后發(fā)出控制信號(hào)對(duì)隔離dc/dc模塊5和可調(diào)dc/dc模塊6的控制以達(dá)到輸出端的功率對(duì)應(yīng)負(fù)載需求。信號(hào)調(diào)理電路13用于采集主電網(wǎng)1的電壓數(shù)據(jù)，判斷主電網(wǎng)1是否正常輸出，在主電網(wǎng)1正常輸出時(shí)可以控制可調(diào)dc/dc芯片的工作狀態(tài)處于不進(jìn)行電壓變換或禁止工作，以降低功耗，通過隔離dc/dc輸出既能滿足負(fù)載。

為了mcu7輸出端電壓的安全，這里在mcu7輸入端設(shè)置鉗位保護(hù)電路用于限制mcu7輸入端口的電壓值。鉗位保護(hù)電路由兩個(gè)陽極陰極依次串聯(lián)的二極管組成，二極管d1的陽極接-5v電源，二極管d1的陰極連接二極管d2的陽極，二極管d2的陰極接+5v電源，在二極管d1的陰極和二極管d2的陽極間連接在mcu7的輸出端，用以保護(hù)保護(hù)io口不被電壓過大而損壞。

如圖2是emi濾波器2的原理圖，emi濾波器2的輸入端與主電網(wǎng)1的輸出端連接，emi濾波器2的輸出端與整流橋3的輸出端連接。emi濾波器2用于濾除高頻干擾，emi濾波電路包括電容c140、c146、c142、共模電感l(wèi)15、電容c150、電容c151、電容c139，主電網(wǎng)1輸出信號(hào)依次經(jīng)電容c140和電容c146串聯(lián)形成共模干擾抑制電路、差模抑制電容c142、共模電感l(wèi)15、差模抑制電容c142、電容c139和電容c151組成的共模干擾抑制電路后輸出。同時(shí)在電容c139和電容c151之間接地。在c139一端引出輸出端，c139的另一端連接c151的一端，c151的另一端引出輸出端子，兩個(gè)輸出端子分別連接在整流橋3的兩個(gè)輸入端上。整流橋3為肖特基二極管構(gòu)成橋式整流電路。將輸出的整流半波輸出給功率因素校正模塊，用以改善抑制諧波。

如圖3所示為功率因素校正模塊的電路圖，功率因素校正模塊包括開關(guān)管q17、續(xù)流二極管vd2、控制芯片，所述控制芯片采用npc1654，整流橋3的兩個(gè)輸出端并聯(lián)電容c144，電容c144一端連接q17的源極，電容c144的另一端通過電感連接q17的漏極，q17的柵極連接控制芯片的drv腳，q17的源極接地，q17的漏極與二極管vd2的陽極連接，二極管vd2的陰極分別連接電容c145的一端和二極管vd1的陰極，電容c145的另一端接地，二極管vd1的陽極連接在電容c144和電感l(wèi)14之間，vd1保護(hù)電感在瞬時(shí)的反向電壓有消耗回路，而不去損傷硬件；在電容c145的兩端分別依次并聯(lián)電容c147、電容c143、電容c149、電容c141和電容c148，由電容c148兩端引出功率因素校正模塊的輸出端；控制芯片的vcc端輸入+12v電源，控制芯片的bo腳和cs腳分別連接整流橋3的兩個(gè)輸出端，控制芯片的fb腳依次經(jīng)電阻r140和電阻r137連接在二極管vd2的陽極?？刂菩酒膅nd腳接地，控制芯片的vm腳通過電阻接地?？刂菩酒膙con腳依次經(jīng)電阻r144和電容c155接地，電容c158并接在電阻r144和電容c155組成的串聯(lián)電路兩端。

如圖4所示為第一使能電路11原理圖，該電路由光耦hcpl-817-500ae和晶體管q16組成，晶體管源極接地，柵極通過電阻r115連接電源+15v，電源+15v經(jīng)電阻r107連接光耦的一個(gè)輸入端，光耦的另一個(gè)輸入端連接晶體管q16的漏極，柵極經(jīng)過電阻r115后經(jīng)電容c114接地，光耦輸出端連接隔離dc/dc模塊5。如圖5所示，為第二使能模塊的一種電路實(shí)現(xiàn)方式，mcu7輸出端連接在q5的漏極，q5的源極接地且源極通過電容c47連接漏極，+15v電源經(jīng)電阻r35接q5的漏極，柵極連接可調(diào)dc/dc模塊6，柵極經(jīng)電阻r36連接+15v電源。

如圖6所示，為控制電路10，其用于控制隔離dc/dc模塊5和可調(diào)dc/dc模塊6，其包括芯片hef40106b和運(yùn)放，mcu7輸出信號(hào)依次經(jīng)過芯片hef40106b、電阻r42、電阻r41后與運(yùn)放的同相輸入端連接，同相輸入端通過電容c50接地。反相輸入端與輸出端連接，同時(shí)反相輸入端經(jīng)電容c49接在電阻r41和r42之間。運(yùn)放的輸出端經(jīng)電阻連接可調(diào)dc/dc模塊6或隔離dc/dc模塊5。圖7信號(hào)調(diào)理電路13原理圖，其用于檢測(cè)主電網(wǎng)1的交流電進(jìn)行采集后輸入到mcu7中，其兩個(gè)輸入端分別連接主電網(wǎng)1的n線和l線，分別經(jīng)過電阻后連接在運(yùn)放op2a的同相輸入端和反相輸入端，反相輸入端經(jīng)電阻r156接輸出端，電阻r156兩端并聯(lián)電容c156，運(yùn)放op2a輸出端經(jīng)電阻r161連接運(yùn)放op3a的反相輸入端，其同相輸入端接地，運(yùn)放op3a的輸出端經(jīng)電容c160接運(yùn)放反相輸入端、經(jīng)電阻連接光耦hcnr201的輸出端，其輸出端經(jīng)運(yùn)放op4a后輸入到mcu7的ad輸入端。

如圖8為第一采集模塊8用于采集電壓的電路圖，采集的信號(hào)經(jīng)典組r93后連接電阻r95和電阻r98的一端，r98另一端接地，電阻r95的另一端連接mcu7。電阻r98并聯(lián)電容c109。同時(shí)為了防止電壓過大設(shè)置鉗位保護(hù)電路。圖9和圖10是第二采集單元的電流和電壓采集電路的一種實(shí)現(xiàn)方式，分別用來采集可調(diào)dc/dc模塊6的電壓和電流數(shù)據(jù)。

如圖11為本發(fā)明中，mcu7的芯片原理圖，芯片為ncp1397b芯片，其用于控制dc/dc模塊，其css腳經(jīng)電阻r8、電容c107接地，rt腳經(jīng)電阻r88連接電容c107后接地，rt腳經(jīng)電阻r91接地，ctimer腳經(jīng)電阻r92接地，r92兩端并聯(lián)電容c106。該芯片具備過流保護(hù)功能，由r79、r83、r87、c108、d21、d22、r99構(gòu)成電流源，通過檢測(cè)諧振電容電壓，利用r102將電流轉(zhuǎn)化為電壓輸出給濾波電容c112之后傳輸給fault口。當(dāng)fault口電壓達(dá)到1.04v的閾值的時(shí)候css內(nèi)部接地開關(guān)打開有c107開始放電，當(dāng)c107電壓下降，工作頻率上升，rt放出電流增大，是電路輸出電壓上升，電流下降，達(dá)到保護(hù)開關(guān)管的目的。于此同時(shí)ctimer給c106充電，當(dāng)c106充滿還處于fault高電壓情況的時(shí)候，即過電流，芯片進(jìn)入過電流保護(hù)模式，這時(shí)c106，并且不在充電，c107通過r92放電，到達(dá)1v的時(shí)候開啟芯片，再次監(jiān)測(cè)fault端口電壓，如果還處于高電壓，則繼續(xù)c107的充放電，周期性的去監(jiān)測(cè)狀態(tài)，類似一種掃描周期。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述。顯然，本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制。只要是采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)；或未經(jīng)改進(jìn)，將本發(fā)明的上述構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。