一种直流电源高效率转换电路的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，更具体地说，涉及一种直流电源高效率转换电路。


背景技术：

2.现有的电源电路大多采用变压器，整流桥，稳压管配合进行交直流转换，存在着转换效率低，无法对电能进行高效利用，已经无法满足人们的使用需求。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路简单，可根据负载自动调节对变压器的输出占空比进行高效率电能转换的直流电源高效率转换电路。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.构造一种直流电源高效率转换电路，包括变压器和电源管理芯片以及光电耦合器；其种，所述变压器的初级线圈与整流桥连接且一次级线圈连接有多个整流电路和电压反馈电路；所述电压反馈电路与所述光电耦合器的发光二极管连接，所述光电耦合器的背光探测器与所述电源管理芯片连接，所述电源管理芯片根据电压反馈电路反馈到光电耦合器上的电压、调节对所述变压器的输出占空比进行稳压；
6.多个整流电路包括第一所述整流电路和第二所述整流电路，第一所述整流电路与所述变压器的一次级线圈的第一端连接，第二所述整流电路与所述变压器的一次级线圈的第二端连接，所述变压器的一次级线圈的第三端为所述直流电源高效率转换电路的负极输出端。
7.本实用新型所述的直流电源高效率转换电路，其中，所述整流桥的正极输出端与所述变压器的初级线圈的第一端连接且负极输出端与所述电源管理芯片的s端连接；所述整流桥的正极输出端与负极输出端并联有第一滤波电容；所述整流桥的第一输入端和第二输入端还链接有低通滤波电路。
8.本实用新型所述的直流电源高效率转换电路，其中，所述整流桥的正极输出端还连接有第一电阻和第一电容以及第一稳压二极管，所述整流桥的正极输出端与所述第一稳压二极管的正极连接，所述第一稳压二极管的负极和所述第一电阻的第二端以及第一电容的第二端均与第二电阻连接；
9.所述第二电阻的另一端连接第二稳压二极管的正极，所述第二稳压二极管的负极分别与所述变压器的初级线圈的第三端和所述电源管理芯片的d端连接。
10.本实用新型所述的直流电源高效率转换电路，其中，还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括第三电阻和第三稳压二极管；所述整流桥的正极连接有第四电阻，所述第四电阻的另一端连接有第五电阻，所述第五电阻的另一端与所述电源管理芯片的m端连接；所述第三电阻也与所述电源管理芯片的m端连接，所述第三稳压二极管的正极与所述第三电阻连接；
11.所述变压器的二次线圈的第一端连接有第一二极管，所述第一二极管的正极与所述变压器的二次线圈的第一端连接且负极连接有第六电阻，所述第六电阻的另一端与所述第三稳压二极管的负极连接，所述变压器的二次线圈的第二端与所述整流桥的负极输出端连接。
12.本实用新型所述的直流电源高效率转换电路，其中，第一所述整流电路包括第二二极管和第一电感，所述第二二极管的正极与所述变压器的一次级线圈的第一端连接且负极连接所述第一电感，所述第一电感的另一端为所述直流电源高效率转换电路的12v直流电输出端；
13.第二所述整流电路包括第三二极管和第二电感，所述第三二极管的正极与所述变压器的一次级线圈的第二端连接且负极连接所述第二电感，所述第二电感的另一端为所述直流电源高效率转换电路的5v直流电输出端。
14.本实用新型所述的直流电源高效率转换电路，其中，所述电压反馈电路包括第七电阻、第八电阻和第九电阻以及稳压三极管；所述第七电阻与12v直流电输出端连接，所述第八电阻与5v直流电输出端连接，所述第七电阻和所述第八电阻的另一端分别与所述稳压三极管的r端和所述第九电阻连接，所述第九电阻的另一端与所述负极输出端连接；
15.所述稳压三极管的a端也与所述直流电源高效率转换电路的负极输出端连接，所述稳压三极管的k端与所述光电耦合器的发光二极管的负极连接，所述光电耦合器的发光二极管的正极连接有第十电阻，所述第十电阻的另一端与所述5v直流电输出端连接；
16.所述光电耦合器的集电极与所述第六电阻的另一端连接且发射极与所述电源管理芯片的c端连接。
17.本实用新型的有益效果在于：使用时整流桥将输入的220v交流电整流成直流电输出至变压器、并由电源管理芯片输出具有一定占空比的脉冲宽度调制信号使变压器的初级线圈产生交变磁场以进行降压工作；并且电源管理芯片根据电压反馈电路反馈到光电耦合器上的电压、调节对变压器的输出占空比以进行稳压，其中，在高负载下，使用固定频率的脉冲宽度调制控制方式控制变压器进行工作，随着负载的进一步降低，为避免进入噪音频率波段，电源管理芯片将进入一个更低的固定频率操作模式；最后在极低输入功率下，电源管理芯片将在多周期模式下工作，以确保在待机及空载下极低的功率损耗，以进行高效率交直流降压转换；第一整流电路和第二整流电路用以对变压器输出的交流电整流成直流电供外部的用电器进行工作；从而实现电路简单，转换效率高，适用性广泛。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
19.图1是本实用新型较佳实施例的直流电源高效率转换电路的电路原理图。
具体实施方式
20.为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用
新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
21.本实用新型较佳实施例的直流电源高效率转换电路如图1所示；包括变压器t1和电源管理芯片u1以及光电耦合器u2；变压器t1的初级线圈与整流桥 br1连接且一次级线圈连接有多个整流电路和电压反馈电路110；电压反馈电路110与光电耦合器u2的发光二极管连接，光电耦合器u2的背光探测器与电源管理芯片u1连接，电源管理芯片u1根据电压反馈电路110反馈到光电耦合器u2上的电压、调节对变压器t1的输出占空比进行稳压；
22.多个整流电路包括第一整流电路121和第二整流电路122，第一整流电路 121与变压器t1的一次级线圈的第一端连接，第二整流电路122与变压器t1 的一次级线圈的第二端连接，变压器t1的一次级线圈的第三端为直流电源高效率转换电路的负极输出端；
23.使用时整流桥br1将输入的220v交流电整流成直流电输出至变压器t1、并由电源管理芯片u1输出具有一定占空比的脉冲宽度调制信号使变压器t1 的初级线圈产生交变磁场以进行降压工作；并且电源管理芯片u1根据电压反馈电路110反馈到光电耦合器u2上的电压、调节对变压器t1的输出占空比以进行稳压，其中，在高负载下，使用固定频率的脉冲宽度调制控制方式控制变压器t1进行工作，随着负载的进一步降低，为避免进入噪音频率波段，电源管理芯片u1将进入一个更低的固定频率操作模式；最后在极低输入功率下，电源管理芯片u1将在多周期模式下工作，以确保在待机及空载下极低的功率损耗，以进行高效率交直流降压转换；第一整流电路121和第二整流电路122 用以对变压器t1输出的交流电整流成直流电供外部的用电器进行工作；从而实现电路简单，转换效率高，适用性广泛。
24.如图1所示，整流桥br1的正极输出端与变压器t1的初级线圈的第一端连接且负极输出端与电源管理芯片u1的s端连接；整流桥br1的正极输出端与负极输出端并联有第一滤波电容c3；整流桥br1的第一输入端和第二输入端还链接有低通滤波电路130；其中，如图1所示，低通滤波电路130由r1、 r2、c1、l1构成；c2、c8也用作滤波；以提高电路的稳定性及抗干扰能力；还包括热敏电阻rt3以对电路进行过温保护。
25.如图1所示，整流桥br1的正极输出端还连接有第一电阻r4和第一电容 c4以及第一稳压二极管d1，整流桥br1的正极输出端与第一稳压二极管d1 的正极连接，第一稳压二极管d1的负极和第一电阻r4的第二端以及第一电容 c4的第二端均与第二电阻r5连接；
26.第二电阻r5的另一端连接第二稳压二极管d2的正极，第二稳压二极管 d2的负极分别与变压器t1的初级线圈的第三端和电源管理芯片u1的d端连接；电路简单，成本低，体积小。
27.如图1所示，还包括过压保护电路140，过压保护电路140包括第三电阻 r9和第三稳压二极管d3；整流桥br1的正极连接有第四电阻r6，第四电阻r6 的另一端连接有第五电阻r7，第五电阻r7的另一端与电源管理芯片u1的m 端连接；第三电阻r9也与电源管理芯片u1的m端连接，第三稳压二极管d3 的正极与第三电阻r9连接；
28.其中，当变压器t1的一次级线圈输出的电压增加同时也会导致二次线圈输出的电压增加，第三稳压二极管d3将击穿，电流将流入电源管理芯片u1 的多功能引脚m端，从而启动迟滞过压关断保护功能，关断与否取决于第三电阻r9的阻值，在对于变压器t1极低的输出功率时，电源管理芯片u1以多周期调制模式进行工作，以达到较高的效率，从而降低空载
和待机时的功率；优选地，将第三电阻r9的阻值降低到20ω，将r4、r5、c4和快恢复整流二极管d2设计为正常工作模式，使轻载时的效率达到最高，并使稳压二极管d1 提供预设的最大钳位电压，在出现负载瞬变或过载时导通；
29.进一步地，第四电阻r6和第五电阻r7配合将额定欠压保护电压和过压关断电压分别限制在103v和450v，欠压保护可防止电路在低压下出现过热，并可消除在通电和断电时的电压扰动，过压关断可防止电源出现输入浪涌情况；
30.变压器t1的二次线圈的第一端连接有第一二极管d4，第一二极管d4的正极与变压器t1的二次线圈的第一端连接且负极连接有第六电阻r10，第六电阻r10的另一端与第三稳压二极管d3的负极连接，变压器t1的二次线圈的第二端与整流桥br1的负极输出端连接；以供过压保护电路140检测变压器 t1的次级线圈的电压。
31.如图1所示，第一整流电路121包括第二二极管d6和第一电感l3，第二二极管d6的正极与变压器t1的一次级线圈的第一端连接且负极连接第一电感 l3，第一电感l3的另一端为直流电源高效率转换电路的12v直流电输出端；
32.第二整流电路122包括第三二极管d5和第二电感l1，第三二极管d5的正极与变压器t1的一次级线圈的第二端连接且负极连接第二电感l1，第二电感l1的另一端为直流电源高效率转换电路的5v直流电输出端；电路简单，成本低，体积小。
33.如图1所示，电压反馈电路110包括第七电阻r18、第八电阻r20和第九电阻r21以及稳压三极管u3；第七电阻r18与12v直流电输出端连接，第八电阻r20与5v直流电输出端连接，第七电阻r18和第八电阻r20的另一端分别与稳压三极管u3的r端和第九电阻r21连接，第九电阻r21的另一端与负极输出端连接；
34.稳压三极管u3的a端也与直流电源高效率转换电路的负极输出端连接，稳压三极管u3的k端与光电耦合器u2的发光二极管的负极连接，光电耦合器 u2的发光二极管的正极连接有第十电阻r13，第十电阻r13的另一端与5v直流电输出端连接；
35.其中，电容c16和电阻r14形成相位提升网络，提供额外的相位裕量，以确保稳定的工作电压和改善的瞬态响应，反馈电流通过光电耦合器u2馈入到电源管理芯片u1的控制引脚c端，这样可以确定占空比，从而进行稳压输出；其中，在5v输出电压有负载而12v输出无负载的情况下，电阻r19和稳压二极管d8可提高交调稳压；
36.光电耦合器u2的集电极与第六电阻r10的另一端连接且发射极与电源管理芯片u1的c端连接；用于取电，电路简单。
37.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。