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CN202178711U - 具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路 - Google Patents

具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路 Download PDF

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CN202178711U CN2011200946617U CN201120094661U CN202178711U CN 202178711 U CN202178711 U CN 202178711U CN 2011200946617 U CN2011200946617 U CN 2011200946617U CN 201120094661 U CN201120094661 U CN 201120094661U CN 202178711 U CN202178711 U CN 202178711U
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鲍殿生
陈庆江
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Midea Group Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,包括桥式整流滤波单元、电压钳位单元、开关变压器、DC/DC控制单元、第一、二电压输出单元及电压反馈,特点是电压钳位单元接收桥式整流滤波单元输出的电压信号后进行钳位,并将钳位后的电压输出给开关变压器及DC/DC控制单元;电压反馈单元接收开关变压器输出的电压反馈信号后进行整流滤波,并将整流滤波后的电压信号输出给DC/DC控制单元;开关变压器分别接收电压钳位单元、桥式整流滤波单元及DC/DC控制单元输出的电压信号后进行变压,并将变压的电压信号输出给第一电压输出单元;第二电压输出单元接收第一电压输出单元并进行降压。其外围元件少,具有过热过压保护,并且具有极低的空载待机损耗,实测值小于30mW,在12V端空载5V输出9mA的条件下,整体功率小于0.09W,待机功率小于0.1W等优点。

Description

具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路
技术领域
本实用新型涉及一种具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,涉及节能电源领域,可以在小家电及白色和黑电领域使用。 
背景技术
目前市面上决大多数的家电产品都是采用线性变压器作为电源,由于线性变压器的特点决定了其空载功耗很高,甚至高达数W以上,而很多家电在日常使用中多数时间都是处于待机状态,而不是真正关机,比如空调、电磁炉、电视机、显示器等等,大量的家电产品长时间的待机功耗造成电能的巨大浪费,而目前大多数的使用开关电源的家电产品由于技术原因,在待机状态下,特别是待机状态下MCU仍然全速工作的家电产品,待机功率仍然偏大。 
发明内容
本专利所要解决的问题是,提供一种空调用的电源电路,可以提供+12V和+5V两种电源电压,该电源在空载状态下,可以提供30mW以下的待机损耗,在+12V空载5V负载有9mA的条件下,可以提供空调整机小于0.1W的超低待机功率,解决现有空调产品待机功率过大的问题的一种具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路。 
本实用新型解决所述技术问题所采用的技术方案是,提供一种具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,包括桥式整流滤波单元、电压钳位单元、开关变压器、DC/DC控制单元、第一电压输出单元、第二电压输出单元及电压反馈,其特征在于所述的电压钳位单元接收桥式整流滤波单元输出的电压信号后对电压进行钳位,并将钳位后的电压输出给所述的开关变压器及DC/DC控制单元;所述的电压反馈单元接收开关变压器输出的电压反馈信号后进行整流滤波,并将整流滤波后的电压信号输出给DC/DC控制单元;所述的开关变压器分别接收电压钳位单元、桥式整流滤波单元及DC/DC控制单元输出的电压信号后进行变压,并将变压的电压信号输出给第一电压输出单元;第二电压输出单元接收第一电压输出单元并进行降压。 
所述的整流滤波单元括由第一至第四二极管组成的桥式整流器,第一电解滤波电容、第二电解滤波电容、第一电阻及第一电感,其中第一、二电解滤波电容的正极连接桥式整流器的负极端及开关变压器初级绕组的1脚,第一电解滤波电容的负极接桥式整流器的正极端及第一电感及第一电阻的一端,第二电解滤波电容的负极接第一电感及第一电阻的另一端。 
所述的电压钳位单元包括第二电阻、第一稳压二极管及第五二极管其中第二电阻与第一稳压二极管并联,第一稳压二极管的负极与第五二极管的负极连接,第一稳压二极管的正极接开关变压器初级绕组的1脚,第五二极管的正极接开关变压器初级绕组的3脚。 
所述的电压反馈单元包括第一电容、第三电解滤波电容,第三至第五电阻、第六二极管及开关变压器的辅助绕组,其中由第一电容的一端分别接第三电解滤波电容的负极、第三电阻的一端及开关变压器的辅助绕组的5脚,另一端接第五电阻的一端,第三电阻另一端接第四电阻的一端,第四、五电阻的另一端接第六二极管的负极及第三电解滤波电容的正极,第六二极管的正极接开关变压器的辅助绕组的4脚。 
所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的DC/DC控制单元包括控制芯片,控制芯片的型号为LNK364,控制芯片的4、5、6、7脚电连接并接第三电解滤波电容的负极,其3脚接开关变压器的初级绕组的3脚,其2脚接第四电阻的一端,其1脚接第五电阻的一端。 
所述的第一电压输出单元包括第六电阻、第七电阻、第二电容,第七二极管、第四电解滤波电容及第二稳压管,其中第六电阻与第二电容串联后再与第七二极管并联,该并联电路的一端接开关变压器次绕组B1的6脚,另一端输出+12V电压,第七电阻与第二稳压二极管串联后再与第四电解滤流电容并联,该并联后的电路一端接第七二极管的负极,另一端接次组绕组的10脚。 
所述的第二电压输出单元包括第三电容、第四电容、第八二极管、第二电感及第八电阻和第九电阻及芯片,其中第三电容的两端在接芯片的2脚和3脚之间,第八二极管的正极连接到芯片的6脚,负极连接到芯片的4脚;第二电感的一端接芯片的4脚,另一端接第九电阻的一端作为+5V输出端,第九电阻的另一端分别接第八电阻的一端及芯片的1脚,第八电阻的另一端接芯片的6脚公共地端,第四电容的一端接第二电感与第九电阻的公共端,另一端接公共地端,芯片的3、5脚相连并接第四电解滤流电容的正极,芯片的型号为MAX1836。 
本专利与现有技术相比其有益的效果为,本专利通过使用高效率开关电源替代常规电源,大大提高了电源的工作效率,并且通过使用附边反馈回路,省掉了功耗较大的光耦反馈电路,本开关电源部分仅输出一组+12V电压,避免多绕组输出引起的效率下降造成功耗增加,+5V电源通过高效率DC-DC电路输出后供给MCU,没有使用低效率的线性稳压器,整个设计将整个电源电路的空载待机能耗下降至小于30mW,并且能在10mA的小电流下效率不低于50%。 
附图说明
图1是本实用新型的电路方框图; 
图2是图1的一部分的电路原理图;
图3是图1的另一部分的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详述: 
如图1所示,其是一种具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,包括桥式整流滤波单元1、电压钳位单元2、开关变压器3、DC/DC控制单元5、第一电压输出单元6、第二电压输出单元7及电压反馈4,本实用新型特点是,所述的电压钳位单元2接收桥式整流滤波单元1输出的电压信号后对电压进行钳位,并将钳位后的电压输出给所述的开关变压器3及DC/DC控制单元5;所述的电压反馈单元4接收开关变压器3输出的电压反馈信号后进行整流滤波,并将整流滤波后的电压信号输出给DC/DC控制单元5;所述的开关变压器3分别接收电压钳位单元2、桥式整流滤波单元1及DC/DC控制单元5输出的电压信号后进行变压,并将变压的电压信号输出给第一电压输出单元6;第二电压输出单元7接收第一电压输出单元6并进行降压。开关变压器3包括初级绕组B2、次级绕组B1、辅助绕组B3及电容CY,电容CY的一端接初级绕组B2的1脚,另一端接次级绕组的10脚。
如图2所示,所述的整流滤波单元1包括由第一至第四二极管D1-D4组成的桥式整流器,第一电解滤波电容E1、第二电解滤波电容E2、第一电阻R1及第一电感L1,其中第一、二电解滤波电容的正极连接桥式整流器的负极端及开关变压器3初级绕组B2的1脚,第一电解滤波电容的负极接桥式整流器的正极端及第一电感及第一电阻的一端,第二电解滤波电容的负极接第一电感及第一电阻的另一端。 
如图2所示,所述的电压钳位单元2包括第二电阻R2、第一稳压二极管ZD1及第五二极管D5,其中第二电阻与第一稳压二极管并联,第一稳压二极管的负极与第五二极管的负极连接,第一稳压二极管的正极接开关变压器3初级绕组B2的1脚,第五二极管的正极接开关变压器3初级绕组B2的3脚。 
如图2所示,所述的电压反馈单元4包括第一电容C1、第三电解滤波电容E3,第三至第五电阻R3-R5、第六二极管D6及开关变压器3的辅助绕组B3,其中由第一电容的一端分别接第三电解滤波电容的负极、第三电阻的一端及开关变压器3的辅助绕组B3的5脚,另一端接第五电阻的一端,第三电阻另一端接第四电阻的一端,第四、五电阻的另一端接第六二极管的负极及第三电解滤波电容的正极,第六二极管的正极接开关变压器3的辅助绕组B3的4脚。 
如图2所示,所述的DC/DC控制单元包括控制芯片U1,控制芯片的型号为LNK364,控制芯片的4、5、6、7脚电连接并接第三电解滤波电容E3的负极,其3脚接开关变压器3的初级绕组B2的3脚,其2脚接第四电阻的一端,其1脚接第五电阻的一端。 
如图2、3所示,所述的第一电压输出单元6包括第六电阻R6、第七电阻R7、第二电容C2,第七二极管D7、第四电解滤波电容E4及第二稳压管ZD2,其中第六电阻与第二电容串联后再与第七二极管并联,该并联电路的一端接开关变压器3次绕组B1的6脚,另一端输出+12V电压,第七电阻与第二稳压二极管串联后再与第四电解滤流电容并联,该并联后的电路一端接第七二极管的负极,另一端接次组绕组的10脚。 
如图3所示,所述的第二电压输出单元7包括第三电容C3、第四电容C4、第八二极管D8、第二电感L2及第八电阻R8和第九电阻R9及芯片U1,其中第三电容的两端在接芯片的2脚和3脚之间,第八二极管的正极连接到芯片的6脚,负极连接到芯片的4脚;第二电感的一端接芯片的4脚,另一端接第九电阻的一端作为+5V输出端,第九电阻的另一端分别接第八电阻的一端及芯片的1脚,第八电阻的另一端接芯片的6脚公共地端,第四电容的一端接第二电感与第九电阻的公共端,另一端接公共地端,芯片的3、5脚相连并接第四电解滤流电容E4的正极,芯片的型号为MAX1836。 

Claims (7)

1.一种具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,包括桥式整流滤波单元、电压钳位单元、开关变压器、DC/DC控制单元、第一电压输出单元、第二电压输出单元及电压反馈,其特征在于所述的电压钳位单元(2)接收桥式整流滤波单元(1)输出的电压信号后对电压进行钳位,并将钳位后的电压输出给所述的开关变压器(3)及DC/DC控制单元(5);所述的电压反馈单元(4)接收开关变压器(3)输出的电压反馈信号后进行整流滤波,并将整流滤波后的电压信号输出给DC/DC控制单元(5);所述的开关变压器(3)分别接收电压钳位单元(2)、桥式整流滤波单元(1)及DC/DC控制单元(5)输出的电压信号后进行变压,并将变压的电压信号输出给第一电压输出单元(6);第二电压输出单元(7)接收第一电压输出单元(6)并进行降压。
2.根据权利要求1所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的整流滤波单元(1)包括由第一至第四二极管(D1-D4)组成的桥式整流器,第一电解滤波电容(E1)、第二电解滤波电容(E2)、第一电阻(R1)及第一电感(L1),其中第一、二电解滤波电容的正极连接桥式整流器的负极端及开关变压器(3)初级绕组(B2)的1脚,第一电解滤波电容的负极接桥式整流器的正极端及第一电感及第一电阻的一端,第二电解滤波电容的负极接第一电感及第一电阻的另一端。
3.根据权利要求1所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的电压钳位单元(2)包括第二电阻(R2)、第一稳压二极管(ZD1)及第五二极管(D5),其中第二电阻与第一稳压二极管并联,第一稳压二极管的负极与第五二极管的负极连接,第一稳压二极管的正极接开关变压器(3)初级绕组(B2)的1脚,第五二极管的正极接开关变压器(3)初级绕组(B2)的3脚。
4.根据权利要求1所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的电压反馈单元(4)包括第一电容(C1)、第三电解滤波电容(E3),第三至第五电阻(R3-R5)、第六二极管(D6)及开关变压器(3)的辅助绕组(B3),其中由第一电容的一端分别接第三电解滤波电容的负极、第三电阻的一端及开关变压器(3)的辅助绕组(B3)的5脚,另一端接第五电阻的一端,第三电阻另一端接第四电阻的一端,第四、五电阻的另一端接第六二极管的负极及第三电解滤波电容的正极,第六二极管的正极接开关变压器(3)的辅助绕组(B3)的4脚。
5.根据权利要求1或3或4所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的DC/DC控制单元包括控制芯片(U1),控制芯片的型号为LNK364,控制芯片的4、5、6、7脚电连接并接第三电解滤波电容(E3)的负极,其3脚接开关变压器(3)的初级绕组(B2)的3脚,其2脚接第四电阻的一端,其1脚接第五电阻的一端。
6.根据权利要求1所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的第一电压输出单元(6)包括第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第二电容(C2),第七二极管(D7)、第四电解滤波电容(E4)及第二稳压管(ZD2),其中第六电阻与第二电容串联后再与第七二极管并联,该并联电路的一端接开关变压器(3)次绕组B1的6脚,另一端输出+12V电压,第七电阻与第二稳压二极管串联后再与第四电解滤流电容并联,该并联后的电路一端接第七二极管的负极,另一端接次组绕组的10脚。
7.根据权利要求1或6所述的具有极低的空载功耗和低负载下高效率的双电源输出电路,其特征在于所述的第二电压输出单元(7)包括第三电容(C3)、第四电容(C4)、第八二极管(D8)、第二电感(L2)及第八电阻(R8)和第九电阻(R9)及芯片(U1),其中第三电容的两端在接芯片的2脚和3脚之间,第八二极管的正极连接到芯片的6脚,负极连接到芯片的4脚;第二电感的一端接芯片的4脚,另一端接第九电阻的一端作为+5V输出端,第九电阻的另一端分别接第八电阻的一端及芯片的1脚,第八电阻的另一端接芯片的6脚公共地端,第四电容的一端接第二电感与第九电阻的公共端,另一端接公共地端,芯片的3、5脚相连并接第四电解滤流电容(E4)的正极,芯片的型号为MAX1836。
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