一种开关电源电路、半导体芯片及电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种开关电源电路、半导体芯片和电源装置，包括：过流保护电路、电磁干扰EMI滤波电路、输入整流滤波电路、主变换电路、电压反馈电路、脉冲宽度调制PWM控制电路和次级同步整流电路；所述主变换电路包括所述第一MOS管和反激变压器；所述次级同步整流电路包括第二MOS管。通过实施本实用新型专利技术实施例，能够提高开关电源的效率，降低电路中二极管的损耗，降低成本以及提高开关电源电路的安全性。

A switching power circuit, semiconductor chip and power supply device

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源电路、半导体芯片及电源装置
本申请涉及电源
，特别是涉及一种开关电源电路、半导体芯片及电源装置。
技术介绍
开关模式电源(SwitchModePowerSupply，SMPS)，简称开关电源，又称交换式电源、开关变换器，是一种电源供应器。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源的作用就是进行两者之间电压及电流的转换。目前，12V5A的开关电源一般采用两颗肖特级二极管以及一个散热器件来实现其功能。但是采用该电路设计的开关电源通常效率低，以及电路中二极管的损耗较高。同时，由于散热器件比较大，增加了人力成本，并且在手动加工过程中，可能由于失误造成元件损伤、触点电腐蚀、氧化等等问题，甚至会造成接触电阻变大，留下各种安全隐患。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种开关电源电路、半导体芯片和电源装置，旨在提高开关电源的效率，降低电路中二极管的损耗，降低成本以及提高电路的安全性。第一方面，本技术实施例提供的一种开关电源电路，可以包括：过流保护电路、电磁干扰EMI滤波电路、输入整流滤波电路、主变换电路、电压反馈电路、脉冲宽度调制PWM控制电路和次级同步整流电路；所述主变换电路包括所述第一MOS管和反激变压器；所述次级同步整流电路包括第二MOS管；其中，所述过流保护电路的输入端与交流电连接，所述过流保护电路用于当输入所述开关电源电路的电流超过额定电流时将所述开关电源电路断电；所述EMI滤波电路的输入端与所述过流保护电路的输出端连接，用于滤除所述开关电源电路的干扰信号；所述输入整流滤波电路的输入端与所述EMI滤波电路的输出端连接，用于输出第一直流电压；所述主变换电路的原边侧与所述输入整流滤波电路的输出端连接，用于通过所述反激变压器将所述第一直流电压传递到所述主变换电路的副边侧；所述次级同步整流电路的输入端与所述主变换电路的副边侧连接，用于通过所述次级同步整流电路中的所述第二MOS管进行整流滤波，输出第二直流电压；所述电压反馈电路的输入端与所述次级同步整流电路的输出端连接，用于向所述PWM控制电路反馈所述第二直流电压；所述PWM控制电路的输入端与所述电压反馈电路的输出端连接，还与所述主变换电路的原边侧连接，用于通过调节所述主变换电路中所述第一MOS管的占空比，以稳定所述第二直流电压。相对于现有技术中的开关电源电路，本技术实施例提供的开关电源电路在反激式拓扑结构中，次级选用同步整流管代替肖特基二极管完成对应的电路功能，从而实现降低二极管损耗以及提高效率。本技术实施例避免了使用较大的散热器件，降低了生产成本以及后续故障的发生概率，提高了电路的安全性。在一种可能的实现方式中，所述主变换电路还包括电阻电容二极管RCD吸收电路，所述输入整流滤波电路包括第一电容和第二电容；所述RCD吸收电路，用于吸收所述第一MOS管关断过程中的尖峰电压和所述副边侧的次级线圈的反射电压，向所述第一电容和所述第二电容泄放。在一种可能的实现方式中，当所述第一MOS管导通时，所述反激变压器储能，驱动所述第二MOS管关断；当所述第一MOS管关断时，所述反激变压器将储存的能量通过耦合释放到所述副边侧，驱动所述第二MOS管导通。在一种可能的实现方式中，所述EMI滤波电路包括差模滤波电容和共模滤波电感；所述差模滤波电容跨接零线和火线，用于消除差模干扰；所述共模滤波电感串联在所述EMI滤波电路中，用于抑制所述交流电的共模干扰以及防止所述开关电源电路对所述交流电的干扰。在一种可能的实现方式中，所述输入整流滤波电路还包括整流桥；所述输入整流滤波电路，具体用于：通过所述整流桥进行全波整流，通过所述第一电容和所述第二电容的滤波，输出所述第一直流电压。在一种可能的实现方式中，所述PWM控制电路包括PWM控制芯片IC；所述电压反馈电路，具体用于：将所述第二直流电压反馈到所述PWM控制IC的反馈FB引脚。在一种可能的实现方式中，所述PWM控制电路，具体用于根据所述第二直流电压，通过调制所述第一MOS管的栅极偏置，调整所述第一MOS管的占空比，实现所述开关电源电路的稳定电压输出。在一种可能的实现方式中，所述主变换电路还包括所述原边侧的辅助绕组；所述辅助绕组与所述PWM控制电路连接，用于向所述PWM控制IC供电。第二方面，本技术实施例提供了一种半导体芯片，该半导体芯片可以包括第一方面所描述的开关电源电路。第三方面，本技术实施例还提供了一种电源装置，该装置可以包括第一方面及其可选实施例所描述的开关电源电路或第二方面所描述的芯片，该装置能实现第一方面及其可选实施例所描述的开关电源电路所具备的有益效果。该装置包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序可以包括程序指令，处理器用于根据程序指令对该装置的动作进行控制管理。可选的，上述电源装置还可以包括收发器，收发器用于支持该装置与其它通信设备的通信。附图说明下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作介绍。图1是本技术实施例提供的一种开关电源电路的工作原理示意图；图2是本技术实施例提供的一种开关电源电路的电路原理图。具体实施方式本技术实施例提供了一种开关电源电路，包括：过流保护电路、电磁干扰EMI滤波电路、输入整流滤波电路、主变换电路、电压反馈电路、脉冲宽度调制PWM控制电路和次级同步整流电路，所述主变换电路包括所述第一MOS管和反激变压器，所述次级同步整流电路包括第二MOS管，这样的开关电源电路提高了开关电源的效率，降低了电路中二极管的损耗。本方案的说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象，而并非用于描述特定的顺序。为了使本领域技术人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。下面结合图示进行详细说明。请参见图1，图1是本技术实施例提供的一种开关电源电路的工作原理示意图，由图1可知，开关电源电路100包括：过流保护电路1001、EMI滤波电路1002、输入整流滤波电路1003、主变换电路1004、电压反馈电路1005、PWM控制电路1006和次级同步整流电路1007。如图1所示，交流电(即AC)输入开关电源电路100，经过过流保护电路1001、EMI滤波电路10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：过流保护电路、电磁干扰EMI滤波电路、输入整流滤波电路、主变换电路、电压反馈电路、脉冲宽度调制PWM控制电路和次级同步整流电路；所述主变换电路包括第一MOS管和反激变压器；所述次级同步整流电路包括第二MOS管；其中，/n所述过流保护电路的输入端与交流电连接，所述过流保护电路用于当输入所述开关电源电路的电流超过额定电流时将所述开关电源电路断电；/n所述EMI滤波电路的输入端与所述过流保护电路的输出端连接，用于滤除所述开关电源电路的干扰信号；/n所述输入整流滤波电路的输入端与所述EMI滤波电路的输出端连接，用于输出第一直流电压；/n所述主变换电路的原边侧与所述输入整流滤波电路的输出端连接，用于通过所述反激变压器将所述第一直流电压传递到所述主变换电路的副边侧；/n所述次级同步整流电路的输入端与所述主变换电路的副边侧连接，用于通过所述次级同步整流电路中的所述第二MOS管进行整流滤波，输出第二直流电压；/n所述电压反馈电路的输入端与所述次级同步整流电路的输出端连接，用于向所述PWM控制电路反馈所述第二直流电压；/n所述PWM控制电路的输入端与所述电压反馈电路的输出端连接，还与所述主变换电路的原边侧连接，用于通过调节所述主变换电路中所述第一MOS管的占空比，以稳定所述第二直流电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：过流保护电路、电磁干扰EMI滤波电路、输入整流滤波电路、主变换电路、电压反馈电路、脉冲宽度调制PWM控制电路和次级同步整流电路；所述主变换电路包括第一MOS管和反激变压器；所述次级同步整流电路包括第二MOS管；其中，
所述过流保护电路的输入端与交流电连接，所述过流保护电路用于当输入所述开关电源电路的电流超过额定电流时将所述开关电源电路断电；
所述EMI滤波电路的输入端与所述过流保护电路的输出端连接，用于滤除所述开关电源电路的干扰信号；
所述输入整流滤波电路的输入端与所述EMI滤波电路的输出端连接，用于输出第一直流电压；
所述主变换电路的原边侧与所述输入整流滤波电路的输出端连接，用于通过所述反激变压器将所述第一直流电压传递到所述主变换电路的副边侧；
所述次级同步整流电路的输入端与所述主变换电路的副边侧连接，用于通过所述次级同步整流电路中的所述第二MOS管进行整流滤波，输出第二直流电压；
所述电压反馈电路的输入端与所述次级同步整流电路的输出端连接，用于向所述PWM控制电路反馈所述第二直流电压；
所述PWM控制电路的输入端与所述电压反馈电路的输出端连接，还与所述主变换电路的原边侧连接，用于通过调节所述主变换电路中所述第一MOS管的占空比，以稳定所述第二直流电压。


2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述主变换电路还包括电阻电容二极管RCD吸收电路，所述输入整流滤波电路包括第一电容和第二电容；
所述RCD吸收电路，用于吸收所述第一MOS管关断过程中的尖峰电压和所述副边侧的次级线圈的反射电压，向所述第一电容和所述第二电容泄放。


3.根据权利要求2所述的电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘苏，王志勇，孙慧慧，俞建悦，顾永德，
申请(专利权)人：茂硕电源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44