一种五挡可选3A输出的开关电源电路的制作方法

本实用新型涉及一种开关电源领域，特别涉及一种五挡可选3A输出的开关电源电路。

背景技术：

开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。直流开关电源，是将电能质量较差的原生态电源(粗电)，如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波，纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象，因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。且如若至选取一定的滤波电容只能对一定的电压纹波起作用，而由于变压器和电路干扰等因素影响，还会存在其他的一些纹波。而纹波的影响，使得电路输出的电流不够纯净。

技术实现要素：

为此，需要提供一种能够提供输出纯净电流并能够实现选挡输出不同电压的五挡可选3A输出的开关电源电路。

为实现上述目的，发明人提供了一种五挡可选3A输出的开关电源电路，包括变压模块、整流模块、电容滤波模块、稳压模块、控制模块、调挡模块和LC滤波模块；

所述变压模块包括变压器，所述变压器的初级两端连接交流电源；

所述整流模块包括整流桥，所述整流桥的交流输入端连接变压器的次级，所述整流桥的直流输出端的正极连接于稳压模块；

所述电容滤波模块包括分别并联与整流桥的直流输出端正极和负极之间的滤波电容C1-C5；

所述控制模块包括微控制器；

所述稳压模块包括降压开关型集成稳压芯片、三极管Q1、第一电感L1 和续流二极管D5，所述降压开关型集成稳压芯片的输入端连接于整流桥直流输出端的正极，所述降压开关型集成稳压芯片的输出端连接第一电感L1的一端，所述降压开关型集成稳压芯片的反馈端连接于第一电感L1的另一端，所述降压开关型集成稳压芯片的使能端连接三极管Q1的集电极，所述三极管 Q1的基极连接于微控制器的控制IO引脚，所述三极管Q1的发射极接地；

所述调挡模块包括电阻R21和可调电阻R22，所述电阻R21的一端连接于第一电感L1的另一端，所述电阻R21的一端连接于可调电阻R22的一端，所述可调电阻R22的可调端连接于第一电感L1的另一端，所述可调电阻R22 的另一端接地；

所述LC滤波模块包括第二电感L2、滤波电容C7和滤波电容C8，所述第二电感L2的一端连接于第一电感L1的另一端，所述第二电感L2的一端通过滤波电容C7接地，所述第二电感L2的另一端通过滤波电容C8接地。

进一步优化，所述降压开关型集成稳压芯片为LM2576HV-ADJ降压开关型集成稳压芯片。

进一步优化，所述滤波电容C1-C5的电容值分别为470μF、470μF、47 μF、10μF、0.1μF。

进一步优化，所述变压器和整流桥之间设有保险丝。

进一步优化，所述第一电感L1的另一端通过滤波电容C6接地，所述滤波电容C6的电容值为1000μF。

进一步优化，所述第二电感L2的磁导率为100mH，滤波电容C7和滤波电容C8的电容值为2200μF。

进一步优化，还包括温度传感器，所述温度传感器连接于微控制器，所述温度传感器用于检测开关电源电路的温度，并将检测到的温度信息发送至微控制器。

进一步优化，还包括散热风扇，所述散热风扇的控制端连接于微控制器，所述散热风扇用于给开关电源散热。

进一步优化，所述微控制器还用于温度传感器检测温度过高，控制降压开关型集成稳压芯片停止输出电压。

进一步优化，还包括控制器供电模块，所述控制器供电模块用于给微控制器供电，所述控制器供电模块包括稳压芯片LM2576-5，所述稳压芯片 LM2576-5的输入端连接整流模块的直流输出端，所述稳压芯片LM2576-5的输出端连接微控制器。

区别于现有技术，上述技术方案通过选取不同电容值的滤波电容对经过整流模块整流后的电流进行滤波，通过并联不同的电容，不单对一定的电压纹波进行滤波，同时并联一些小电容除掉一些大的毛刺纹波。并且通过降压开关型集成稳压芯片和调挡模块可以进行选取不同电压的输出电流，满足充电时，不同电器对不同电压需求。

附图说明

图1为具体实施方式所述五挡可选3A输出的开关电源电路的一种结构示意图；

图2为具体实施方式所述五挡可选3A输出的开关电源电路的一种电路原理图。

附图标记说明：

110、变压模块，

120、整流模块，

130、电容滤波模块，

140、稳压模块，

150、控制模块，

160、调挡模块，

170、LC滤波模块，

180、温度传感器。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1和图2，本实施例一种五挡可选3A输出的开关电源电路，包括变压模块110、整流模块120、电容滤波模块130、稳压模块140、控制模块150、调挡模块160和LC滤波模块170；

所述变压模块110包括变压器，所述变压器的初级两端连接交流电源；通过变压器将输入的220V的交流电便压到36V。

所述整流模块120包括整流桥，所述整流桥的交流输入端连接变压器的次级，所述整流桥的直流输出端的正极连接于稳压模块140；通过整流模块 120，对变压后的36V交流电进行整流，是输出的交流电经整流后为直流电。

所述电容滤波模块130包括分别并联与整流桥的直流输出端正极和负极之间的滤波电容C1-C5；根据整流桥的二极管导通时间、导通角、输入电压V_indc、电压波纹系数α、电压频率f_ac、功率P及功率因素等参数推导出稳压模块140 中降压开关型集成稳压芯片的输入端的输入电容C_in，如公式：

通过将整流后的波纹系小于8％，输入的交流电频率为45-55Hz和电压为 185-255V之间，为使开关电源的电晕使用面更广，功率按输入为1A的大功率考虑，则为220W，而考虑大电压波动，则为300W；则经过公式计算得到输入电容为976μF，而由于电容存在误差，故取标值的80％。因为输入滤波电容大小与整流滤波电压波纹成反比，所以选取了一定的滤波电容只能对一定的电压波纹起作用，这样因为变压器和电路干扰等因素影响，还会存在其它一些波纹。故除了考虑电容值C_in，还需要并联一些小电容除一些大的毛刺波纹，这样输入滤波电容C1-C5的电容值分别为：470μF、470μF、47μF、10 μF、0.1μF。

所述控制模块150包括微控制器；还包括控制器供电模块，所述控制器供电模块用于给微控制器供电，所述控制器供电模块包括稳压芯片 LM2576-5，所述稳压芯片LM2576-5的输入端连接整流模块120的直流输出端，所述稳压芯片LM2576-5的输出端连接微控制器。微控制器为单片机，单片机的工作电压需求为5V，通过控制器供电模块中稳压芯片LM2576-5将整流后的电压进行降压稳压处理后，提供微控制器的工作需要。

所述稳压模块140包降压开关型集成稳压芯片、三极管Q1、第一电感L1 和续流二极管D5，所述降压开关型集成稳压芯片的输入端连接于整流桥直流输出端的正极，所述降压开关型集成稳压芯片的输出端连接第一电感L1的一端，所述第一电感L1的另一端通过滤波电容C6接地，所述降压开关型集成稳压芯片的反馈端连接于第一电感L1的另一端，所述降压开关型集成稳压芯片的使能端连接三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极连接于微控制器的控制IO引脚，所述三极管Q1的发射极接地；降压开关型集成稳压芯片采用稳压芯片LM2576HV-ADJ，稳压芯片LM2576HV-ADJ为3.3V、5V、12V、 15V和24V可选，通过稳压芯片LM2576HV-ADJ可以输出不同的电压值的电压进行满足不同电器对不同充电电压的要求，并且可以具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力。LM2576HV-ADJ输出端的第一电感L1选择可根据它的最大输入电压V_in、输出电压V_out、工作振荡频率f来选择。它是以电压·微秒常数(E·T)来确定，公式为 E·T＝(V_in-V_out)*V_out/V_in*1000/f，LM2576HV-ADJ工作振荡频率为52kHz，假设它的输入电压在3.5-40V，输出电压1.23-37V。以V_in为40V，V_out为5V计算，E·T确定之后，选择L1为150μH。输出滤波电容C_out可以根据公式：

经计算得到C_out≥709μF，故开关电源电路中C6的电容值为1000μF。续流二极管D5的额定电流值应大于最大负载电流的1.2倍，考虑到负载短路的情况，续流二极管D5的额定电流值应大于LM2576HV-ADJ的最大电流限制，选取 1N5822。由于输出电压为变压输出，为可控通断输出，即控制LM2576HV-ADJ 通断，有微控制器CPU的IO进行控制。IO口经三极管Q1，再经上拉电阻输入控制LM2576HV-ADJ通断的使能端。

所述调挡模块160包括电阻R21和可调电阻R22，所述电阻R21的一端连接于第一电感L1的另一端，所述电阻R21的一端连接于可调电阻R22的一端，所述可调电阻R22的可调端连接于第一电感L1的另一端，所述可调电阻R22的另一端接地；根据不同电压等级的充电对象，输出可调的电压，根据公式：

其中参考电压V_REF是LM2576HV-ADJ基准电压1.23V，根据输出3.3-24V 可调，并R₁取1KΩ，则设计R₂，经计算R₂＝1.68-18.51KΩ，取标称值1.6-22K Ω，故电阻R21的阻值为1KΩ，可调电阻R22的阻值范围为1.6-22KΩ。

所述LC滤波模块170包括第二电感L2、滤波电容C7和滤波电容C8，所述第二电感L2的一端连接于第一电感L1的另一端，所述第二电感L2的一端通过滤波电容C7接地，所述第二电感L2的另一端通过滤波电容C8接地。为了使输出的波纹系小于0.5％。根据纹波系数r＝0.47/滤波系数，可以得出滤波系数为94，再由CLC滤波系数：130*L*C7*C8*RL/1000000，由输出按常用的5V为计，最大输出3A考虑，取L＝100mH，令C7＝C8并取标称值，则第二电感L2的磁导率为100mH，滤波电容C7和滤波电容C8的电容值为2200 μF。

在本实施例中，为了保护整个开关电源电路，所述变压器和整流桥之间设有保险丝。通过保险丝进行保护整个开关电源电路的使用安全。

在本实施例中，还包括温度传感器180，所述温度传感器180连接于微控制器，所述温度传感器180用于检测开关电源电路的温度，并将检测到的温度信息发送至微控制器。通过温度传感器180对开关电源的温度进行检测，并将检测到的温度信息发送至微控制器，微控制器可以根据检测到的温度信息判断开关电源电路的温度是否过高，当温度超过预设的阀值时，则可以通过散热风扇对开关电源电路进行散热，其中散热风扇连接于微控制器。而当开关电源的温度持续超过一段时间，例如5分钟，则微控制器控制控制降压开关型集成稳压芯片输出电压。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。