电压自适应开关电源制造技术

本发明专利技术提出一种电压自适应开关电源，包括：用以对交流输入进行整流并输出整流信号的初级整流电路；连接所述初级整流电路的有源功率因数校准电路；及连接所述有源功率因数校准电路的输出端并进行直流转换输出的DC‑DC电路；其中，所述有源功率因数校准电路至少包括APFC芯片及输入电压自适应调整电路。采用APFC芯片提升功率因数，并通过设置输入电压自适应调整电路，根据输入的交流电调整反馈回路输入到APFC芯片的电流，从而调整APFC芯片输出的驱动脉冲的脉宽，实现输出根据不同输入的自适应调整，使得交流输入电压范围更宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源技术，尤其涉及一种电压自适应开关电源。
技术介绍
APFC(有源功率因数校正)电路较复杂，控制方式多样。按电路拓扑结构可分为两级模式和单级模式，按输入电流的工作模式可分为CCM模式和DCM模式，按电流控制方式又分平均电流型、滞后电流型、峰值电流型等。有源功率因数校正目的在于减小输入电流谐波。现有有源功率因数校正方式应用电压、电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使输入电流接近正弦，以提高功率因数。开关电源采用有源功率因数校正芯片来提升功率因数，但是现有的开关电源中，在提升功率因数的同时，交流输入范围变窄，输出驱动能力较低。而且现有的开关电源仅能实现及监控一路直流输出，适用范围较狭隘。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电压自适应开关电源，功率因数高，交流输入电压范围宽，可自适应调整输出。为解决上述问题，本专利技术提出一种电压自适应开关电源，包括：用以对交流输入进行整流并输出整流信号的初级整流电路；连接所述初级整流电路的有源功率因数校准电路；及连接所述有源功率因数校准电路的输出端并进行直流转换输出的DC-DC电路；其中，所述有源功率因数校准电路至少包括APFC芯片及输入电压自适应调整电路；所述输入电压自适应调整电路包括：第一分压电路，连接在所述初级整流电路的输出端和地端之间，对整流信号进行分压并在分压输出端输出分压信号；第一开关管，其漏极通过电阻耦接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端，其源极接地，其栅极连接所述第一分压电路的分压输出端；在交流输入高时，整流信号高，则分压信号控制所述第一开关管导通，使得所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端的输入电压因被分流而降低，从而所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽更窄；在交流输入低时，整流信号低，则分压信号控制所述第一开关管截止，使得所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端的输入电压不受分流影响，从而所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽更宽。根据本专利技术的一个实施例，所述有源功率因数校准电路还包括：驱动开关管，驱动开关管在PWM信号的控制下实现导通、关断，其栅极通过电阻连接至所述APFC芯片的驱动输出端，其漏极连接第一变压器的原边绕组的第二端并输出输出电压，其源极通过耦接到地端。根据本专利技术的一个实施例，所述有源功率因数校准电路还包括：输入分压电路，连接在所述初级整流电路的输出端和地端之间，对整流信号进行分压，分压输出端连接所述APFC芯片的乘法器输入端；第一变压器，其原边绕组的第一端连接所述初级整流电路的输出端；其副边绕组的第一端一方面通过电阻连接到所述APFC芯片的电感去磁侦测输入端，用以实现电流过零检测，另一方面通过滤波稳压电路耦接到所述APFC芯片的电源端，用以实现芯片正常工作时的供电；其副边绕组的第二端接地，其原边绕组的第二端与副边绕组的第一端为同名端；采样电阻，连接在驱动开关管的源极与地端之间，采样电阻与所述APFC芯片的PWM比较器的反相输入端之间耦接，从而将驱动开关管流经电流输入至所述APFC芯片的PWM比较器的反相输入端；输出分压电路，连接在所述驱动开关管的漏极和地端之间，对输出电压进行分压，分压输出端连接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端，并在所述第一开关管的导通、关断影响下调整所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽；以及第一补偿电路，连接在所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端和误差放大器的输出端之间。根据本专利技术的一个实施例，所述APFC芯片的型号为L6562，所述APFC芯片的1脚为所述误差放大器的反相输入端，所述APFC芯片的2脚为所述误差放大器的输出端，所述APFC芯片的3脚为所述乘法器输入端，所述APFC芯片的4脚为所述PWM比较器的反相输入端，所述APFC芯片的5脚为所述电感去磁侦测输入端，所述APFC芯片的6脚为接地端，所述APFC芯片的7脚为所述驱动输出端，所述APFC芯片的8脚为所述电源端。根据本专利技术的一个实施例，所述第一补偿电路包括：第一电阻，其第一端连接所述APFC芯片的误差放大器的输出端；第一电容，其第一端连接所述第一电阻的第一端，其第二端连接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端；第二电容，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端连接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端。根据本专利技术的一个实施例，所述驱动开关管的漏极与所述有源功率因数校准电路的直流电压输出端之间正接一二极管；所述驱动开关管的漏极与所述初级整流电路的输出端之间反接一二极管。根据本专利技术的一个实施例，在所述第一开关管的栅极和地端之间还连接有滤波整形电路，所述滤波整形电路包括：滤波电容，连接在所述第一分压电路的分压输出端和地端之间；第二电阻，连接在所述第一开关管的栅极和地端之间；第一二极管，其负极连接所述第一分压电路的分压输出端，其正极连接所述第一开关管的栅极。根据本专利技术的一个实施例，所述DC-DC电路包括：型号为UC3843的固定频率电流模式控制器芯片；启动电路，连接所述有源功率因数校准电路的直流电压输出端和所述固定频率电流模式控制器芯片，用以控制所述固定频率电流模式控制器芯片的启动；脉冲驱动开关管，其栅极耦接所述固定频率电流模式控制器芯片的6脚，其源极耦接到地端，其漏极输出脉冲电压，在激励脉冲的控制下导通、关断；第二变压器，其原边绕组的第一端连接所述有源功率因数校准电路的输出电压输出端，其原边绕组的第二端连接所述脉冲驱动开关管的漏极，其副边侧感应耦合所述脉冲电压，其第一副边侧连接第一电压输出电路，其第二副边侧连接第二电压输出电路，其第三副边侧将脉冲电压整流滤波后回授给固定频率电流模式控制器芯片的7脚，以提供固定频率电流模式控制器芯片正常工作时的工作电源。根据本专利技术的一个实施例，所述启动电路包括：晶闸管，三极管及第一电阻电路；所述第一电阻电路的一端所述有源功率因数校准电路的直流电压输出端，另一端一方面连接所述晶闸管的控制极，另一方面连接所述三极管的集电极；所述晶闸管的输入端耦接所述有源功率因数校准电路的直流电压输出端，输出端耦接所述固定频率电流模式控制器芯片的7脚；所述三极管的基极耦接所述固定频率电流模式控制器芯片的8脚，发射极接地端；其中，有源功率因数校准电路的直流电压输出端输出的直流电压加载到第一电阻电路上，晶闸管的控制极获得电压而导通；有源功率因数校准电路的直流电压输出端输出的直流电压，经导通的晶闸管加至固定频率电流模式控制器芯片的7脚为其提供启动电压；固定频率电流模式控制器芯片起振后，固定频率电流模式控制器芯片的8脚提供的电压使三极管饱和导通，使晶闸管控制极失去电压而截止，固定频率电流模式控制器芯片进入启动后的正常工作状态。根据本专利技术的一个实施例，所述DC-DC电路还包括保护电路，用以，采样有源功率因数校准电路的直流电压输出端输出的直流电压和脉冲驱动开关管的工作电流，并将采样信号输入到固定频率电流模式控制器芯片的3脚，在直流电压过高或脉冲驱动开关管的工作电流过大时，导致固定频率电流模式控制器芯片的3脚电位高于设定电压时振荡器停振，保护脉冲驱动开关管不至于过流而损坏。根据本专利技术的一个实施例，所述DC-DC电路还包括闭环反馈调整稳压电路，用以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压自适应开关电源，其特征在于，包括：用以对交流输入进行整流并输出整流信号的初级整流电路；连接所述初级整流电路的有源功率因数校准电路；及连接所述有源功率因数校准电路的输出端并进行直流转换输出的DC‑DC电路；其中，所述有源功率因数校准电路至少包括APFC芯片及输入电压自适应调整电路；所述输入电压自适应调整电路包括：第一分压电路，连接在所述初级整流电路的输出端和地端之间，对整流信号进行分压并在分压输出端输出分压信号；第一开关管，其漏极通过电阻耦接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端，其源极接地，其栅极连接所述第一分压电路的分压输出端；在交流输入高时，整流信号高，则分压信号控制所述第一开关管导通，使得所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端的输入电压因被分流而降低，从而所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽更窄；在交流输入低时，整流信号低，则分压信号控制所述第一开关管截止，使得所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端的输入电压不受分流影响，从而所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽更宽。

【技术特征摘要】
1.一种电压自适应开关电源，其特征在于，包括：用以对交流输入进行整流并输出整流信号的初级整流电路；连接所述初级整流电路的有源功率因数校准电路；及连接所述有源功率因数校准电路的输出端并进行直流转换输出的DC-DC电路；其中，所述有源功率因数校准电路至少包括APFC芯片及输入电压自适应调整电路；所述输入电压自适应调整电路包括：第一分压电路，连接在所述初级整流电路的输出端和地端之间，对整流信号进行分压并在分压输出端输出分压信号；第一开关管，其漏极通过电阻耦接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端，其源极接地，其栅极连接所述第一分压电路的分压输出端；在交流输入高时，整流信号高，则分压信号控制所述第一开关管导通，使得所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端的输入电压因被分流而降低，从而所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽更窄；在交流输入低时，整流信号低，则分压信号控制所述第一开关管截止，使得所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端的输入电压不受分流影响，从而所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽更宽。2.如权利要求1所述的电压自适应开关电源，其特征在于，所述有源功率因数校准电路还包括：驱动开关管，驱动开关管在PWM信号的控制下实现导通、关断，其栅极通过电阻连接至所述APFC芯片的驱动输出端，其漏极连接第一变压器的原边绕组的第二端并输出输出电压，其源极通过耦接到地端。3.如权利要求2所述的电压自适应开关电源，其特征在于，所述有源功率因数校准电路还包括：输入分压电路，连接在所述初级整流电路的输出端和地端之间，对整流信号进行分压，分压输出端连接所述APFC芯片的乘法器输入端；第一变压器，其原边绕组的第一端连接所述初级整流电路的输出端；其副边绕组的第一端一方面通过电阻连接到所述APFC芯片的电感去磁侦测输入端，用以实现电流过零检测，另一方面通过滤波稳压电路耦接到所述APFC芯片的电源端，用以实现芯片正常工作时的供电；其副边绕组的第二端接地，其原边绕组的第二端与副边绕组的第一端为同名端；采样电阻，连接在驱动开关管的源极与地端之间，采样电阻与所述APFC芯片的PWM比较器的反相输入端之间耦接，从而将驱动开关管流经电流输入至所述APFC芯片的PWM比较器的反相输入端；输出分压电路，连接在所述驱动开关管的漏极和地端之间，对输出电压进行分压，分压输出端连接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端，并在所述第一开关管的导通、关断影响下调整所述APFC芯片的驱动输出端输出的PWM信号脉宽；以及第一补偿电路，连接在所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端和误差放大器的输出端之间。4.如权利要求3所述的电压自适应开关电源，其特征在于，所述APFC芯片的型号为L6562，所述APFC芯片的1脚为所述误差放大器的反相输入端，所述APFC芯片的2脚为所述误差放大器的输出端，所述APFC芯片的3脚为所述乘法器输入端，所述APFC芯片的4脚为所述PWM比较器的反相输入端，所述APFC芯片的5脚为所述电感去磁侦测输入端，所述APFC芯片的6脚为接地端，所述APFC芯片的7脚为所述驱动输出端，所述APFC芯片的8脚为所述电源端。5.如权利要求3所述的电压自适应开关电源，其特征在于，所述第一补偿电路包括：第一电阻，其第一端连接所述APFC芯片的误差放大器的输出端；第一电容，其第一端连接所述第一电阻的第一端，其第二端连接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端；第二电容，其第一端连接所述第一电阻的第二端，其第二端连接所述APFC芯片的误差放大器的反相输入端。6.如权利要求2所述的电压自适应开关电源，其特征在于，所述驱动开关管的漏极与所述有源功率因数校准电路的直流电压输出端之间正接一二极管；所述驱动开关管的漏极与所述初级整流电路的输出端之间反接一二极管。7.如权利要求1-6中任意一项所述的电压自适应开关电源，其特征在于，在所述第一开关管的栅极和地端之间还连接有滤波整形电路，所述滤波整形电路包括：滤波电容，连接在所述第一分压电路的分压输出端和地端之间；第二电阻，连接在所述第一开关管的栅极和地端之间；第一二极管，其负极连接所述第一分压电路的分压输出端，其正极连接所述第一开关管的栅极。8.如权利要求7所述的电压自适应开关电源，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤，许萍，汤小兰，罗红艳，戴丽华，莫金健，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32