隔离式电能变换装置的制作方法

1.本发明涉及隔离式电能变换装置技术领域，具体涉及隔离式电能变换装置的原边电压采样技术。


背景技术：

2.手机、电脑适配器多为隔离式电能变换装置，且适配器的尺寸越来越小，为了解决适配器的发热问题，要求适配器具备随着输入电压的降低而降低输出功率的功能，即在220v输入时，适配器可以输出满功率；在110v输入时，适配器的输出功率必须降额。因而要求隔离式电能变换装置必须要检测隔其原边输入电压。
3.已知技术中，在隔离式电能变换装置的原边检测输入电压，通过光耦或者其它隔离芯片把检测信号传递到副边，供副边的控制线路实现降额功能。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种原边电压采样电路，应用于隔离式电能变换装置，直接利用隔离式电能变换装置中变压器的副边功率绕组检测输入电压，简化了变压器的结构，降低了成本。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.隔离式电能变换装置，包括变压器，所述变压器的原边绕组与原边电路串联，所述变压器的副边绕组的正极经过第一二极管与负载电路串联，所述副边绕组的正极经过第二二极管与原边电压采样电路串联，所述副边绕组的地端分别与负载电路和原边电压采样电路的地端连接，所述变压器的原边绕组和副边绕组的同名端相反，所述原边电路导通时，所述第一二极管截止，所述第二二极管导通，所述原边电路关断时，所述第一二极管导通，所述第二二极管截止。
7.上述原边电压采样电路包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第二二极管连接，所述第一电容的第二端与所述地端连接，所述第一电容的第一端输出采样信号。
8.上述原边电压采样电路还包括第一反向模块，所述第一反向模块的输入端接受所述采样信号，并将其反向。
9.上述原边采样电路还包括稳压集成电路，所述稳压集成电路的参考端与第一电阻和第二电阻的串联中点连接，所述第一电阻和第二电阻串联后与第一电容并联，所述稳压集成电路的阳极与所述第一电容的第一端连接，所述稳压集成电路的阴极经过第三电阻与所述地端连接，所述稳压集成电路的阴极与第一开关的基极连接，第一开关的源极与所述第一电容的第一端连接，第一开关的漏极经过第四电阻与第一稳压二极管的阴极连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述地端连接，所述第一稳压二极管的阴极经过第五电阻与所述负载电路的输出端连接，所述第一稳压二极管的阴极输出采样信号。
10.上述原边采样电路还包括第二稳压二极管所述第二稳压二极管的阴极经过第六电阻与所述地端连接，所述第二稳压二极管的阳极经过第七电阻与所述第一电容的第一端
连接，所述第二稳压二极管的阳极与第二开关的门极连接，所述第二开关的发射极与所述第一电容的第一端连接，所述第二开关的集电极经过第八电阻与第三稳压二极管的阴极连接，所述第三稳压二极管的阳极与所述地端连接，所述第三稳压二极管的阴极经过第九电阻与所述负载电路的输出端连接。
11.上述原边电压采样电路包括第二反向模块，所述第二反向模块的输入端与所述第二二极管连接，所述第二反向模块的输出端与第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述地端连接。
12.本发明针对输入和输出隔离的拓扑，通过副边绕组检测输入电压，易于实现。
附图说明
13.图1为本发明隔离式电能变换装置第一实施例。
14.图2为本发明隔离式电能变换装置第二实施例。
15.图3为本发明隔离式电能变换装置第三实施例。
16.图4为本发明隔离式电能变换装置第四实施例。
17.图5为本发明隔离式电能变换装置第五实施例。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明中所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/ 构件/步骤，系代表相同或类似部件。
20.如图1所示，本发明隔离式电能变换装置的第一实施例，所述隔离式电能变换装置包括变压器t，所述变压器t的原边绕组n1与原边电路11串联，所述变压器t的副边绕组n2的正极经过二极管d1与负载电路12串联，所述副边绕组n2的正极经过二极管d2与原边电压采样电路13串联，所述副边绕组n2的地端gnd分别与负载电路12和原边电压采样电路13的地端连接，所述原边电路包括直流电vin和开关q1，所述直流电vin和开关q1串联，所述变压器t 的原边绕组n1和副边绕组n2的同名端相反，开关q1导通，所述原边电路11 导通，所述二极管d1截止，所述二极管d2导通，原边电压采样电路13采样副边绕组n2两端的电压，并根据原边绕组n1和副边绕组n2的匝比即可推算出原边绕组n1接受输入的直流电的电压值，若该直流电是有交流电整流后得到，即可进一步推算出交流电的电压值。所述开关q1关断时，所述原边电路11关断，所述二极管d1导通，所述二极管d2截止，所述副边绕组n2向负载电路 12传输电能，同时绕组n2两端的电压被负载电路12的电压钳位。本发明的二极管d1和二极管d2的连接极性相反，将负载电路12和原边电压采样电路13 隔离开，并在原边电路11导通时二极管d2导通。
21.负载电路12包括电容c1，电容c1的一端与二极管d1的阴极连接，另一端与地端gnd连接。电容c1想负载提供电能。
22.原边电压采样电路13包括电容c2，所述电容c2的第一端与所述二极管d2 的阳极连接，所述电容c2的第二端与所述地端gnd连接，所述电容c2的第一端输出采样信号vse1。
23.如图2所示，本发明隔离式电能变换装置的第二实施例，与图1所示实施例不同的是，图2所示实施例中原边电压采样电路23还包括反向模块231，所述反向模块231包括比较器u1、电阻r1和电阻r2，所述比较器u1、电阻r1和电阻r2实现输入信号反向的功能，所述比较器u1的反向端经过电阻r1与电容 c2的第一端连接，所述比较器u1的输出端输出采样信号vse2。采样信号vse1 为一个负压的信号，经过反向模块u1的反向变为正向信号vse2。
24.如图3所示，本发明隔离式电能变换装置的第三实施例，与图1所示实施例不同的是，图3所示实施例中原边电压采样电路33还包括电平转换模块331，所述电平转换模块331将采样信号vse1进行电平转换，包括稳压二极管zd1、稳压二极管zd2、开关q2以及电阻r4/r5/r6/r7，所述稳压二极管zd1和稳压二极管zd2同向串联，稳压二极管zd1和电阻r7串联后与负载电路32并联，所述稳压二极管zd2和电阻r4以及r5串联后与电容c2并联，开关q2与所述稳压二极管zd1和稳压二极管zd2的串联支路并联，开关q2的基极与稳压二极管d2的阳极连接。
25.当直流电vin比较高即c2两端电压vse1比较高时，稳压二极管zd2击穿，开关q2导通，采样信号vse3为低电平。当直流电vin比较低即c2两端电压 vse1比较低时，开关q2关断，采样信号vse3为高电平。
26.如图4所示，本发明隔离式电能变换装置的第四实施例，与图1所示实施例不同的是，图4所示实施例中原边电压采样电路43还包括电平转换模块431，与图3不同的是，所述电平转换模块431包括稳压集成电路u2，所述稳压集成电路u2的参考端r与电阻r8和电阻r9的串联中点连接，电阻r8和电阻r9 串联后与电容c2并联，所述稳压集成电路u2的阳极a与所述电容c2的第一端连接，所述稳压集成电路u2的阴极c经过电阻r10与所述地端gnd连接，所述稳压集成电路u2的阴极c与开关q3的基极连接，开关q3的源极与所述电容c2的第一端连接，开关q3的漏极经过电阻r11与稳压二极管zd1的阴极连接，所述稳压二极管zd1的阳极与所述地端gnd连接，所述稳压二极管zd1 的阴极经过电阻r7与所述负载电路42的输出端连接，稳压二极管zd1的阴极输出采样信号vse4。
27.当直流电vin比较高，即电容c2两端电压比较高时，稳压集成电路u2负饱和即c脚为低电平，开关q3关断，采样信号vse4为高电平。当直流电vin 比较低时，稳压集成电路u2的c脚为高电平，开关q3导通，采样信号vse4 为低电平。
28.如图5所示，本发明隔离式电能变换装置的第五实施例，与图2所示实施例不同的是，该实施例中，二极管d2经过反向模块531后再与电容c2连接，二极管d2的输出电压为负压，经过反向模块531反向后再与电容c2连接，电容 c2输出的采样信号vse1即为正压。
29.本发明在原边电路导通时，通过二极管d2接通原边电压采样电路，同时通过二极管d1切断负载电路，在原边电路关断时，二极管d2切断原边电压采样电路，同时通过二极管d1接通负载电路，向负载电路传输电能。
30.本发明不需要增加辅助绕组，直接利用变压器的副边绕组检测输入电压，简化了变压器的结构，降低了成本。
31.虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。