一种开关电源电路及电源适配器的制作方法

1.本发明涉及开关电源电路技术领域，具体涉及一种开关电源电路及电源适配器。


背景技术：

2.小功率电源适配器大多采用反激式开关电源电路，电路直流侧电解电容体积占据了整体电路1/5以上的体积，电解电容体积主要起到整流滤波的作用，电解电容体积较大会产生比较严重的空间耦合干扰与能量损耗。
3.通常情况下，不同的输入电压，电解电容的电容量值选取有不同规则，对于相同功率适配器设计，输入电压越低，所需的电容量值越大。而相同耐压等级的电解电容，电容量值越高，体积越大；相同电容量值的电解电容，耐压等级越高，体积越大。在实际使用中，输入电压较低时，需要大容量低耐压的电解电容；输入电压较高时，需要低容量高耐压的电解电容。因此，为了同时满足电压的各种情况，通常就直接选择了容值较大且耐压值也高的电解电容。
4.因此，小功率电源适配器的开关电源电路中应用的电解电容与输入电压无法相适配，同时对容值较大且耐压值也高的电解电容资源造成浪费。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的小功率电源适配器中应用的电解电容与输入电压无法相适配的问题，从而提供一种开关电源电路及电源适配器。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供了一种开关电源电路，该开关电源电路包括：母线电解电容，所述母线电解电容的第一端适于与供电电源的第一端连接，所述母线电解电容的第二端与所述供电电源的第二端连接；采样电路，所述采样电路的一端与所述母线电解电容连接，所述采样电路的另一端与所述供电电源的第二端连接；比较电路，所述比较电路的检测端口与所述采样电路连接，所述检测端口用于检测所述采样电路的采样电压；所述比较电路的第一端通过滤波电容与所述母线电解电容的第一端连接，所述比较电路的第二端与所述供电电源的第二端连接；输出电路，与所述母线电解电容的第一端连接；
7.所述比较电路中设置有基准电压，所述基准电压与所述供电电源的输出电压一一对应，且所述母线电解电容与所述基准电压相适配；当所述比较电路的检测端口检测到的电压低于所述基准电压时，所述比较电路的第一端与所述比较电路的第二端连接；当所述比较电路的输入端检测到的电压高于或等于所述基准电压时，所述比较电路的第一端与所述比较电路的第二端断开。
8.可选地，所述采样电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述母线电解电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述供电电源的第二端连接；所述比较电路的检测端口与所述第二电阻的第一端连接。
9.可选地，所述比较电路包括：比较器，所述比较器的正相输入端与所述基准电压连
接，所述比较器的反相输入端与所述检测端口连接，所述比较器的输出端用于输出电信号；开关管，所述开关管的控制端与所述比较器的输出端连接，所述开关管的第一端通过所述滤波电容与所述母线电解电容的第一端连接，所述开关管的第二端与所述供电电源的第二端连接。
10.可选地，所述开关管为三极管、mos管以及场效应管中的任一种。
11.可选地，所述输出电路还包括：变压器，设置有初级侧和次级侧，所述初级侧的第一端与所述供电电源的第一端连接，所述初级侧的第二端与所述供电电源的第二端连接，所述次级侧用于输出电压。
12.可选地，所述输出电路还包括：rcd吸收电路，所述rcd吸收电路的输入端与所述初级侧的第一端连接，所述rcd吸收电路的输出端与所述初级侧的第二端连接。
13.可选地，所述输出电路还包括：输出滤波电路，所述输出滤波电路的第一输入端与所述次级侧的第一端连接，所述输出滤波电路的第二输入端与所述次级侧的第二端连接。
14.可选地，该开关电源电路还包括：整流电路，所述整流电路的输入端与所述供电电源的第一端连接，所述整流电路的输出端与所述供电电源的第二端连接。
15.可选地，所述整流电路为整流桥。
16.本发明实施例还提供了一种电源适配器，该电源适配器包括：如上述任一实施例所述的开关电源电路。
17.本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
18.1.本发明实施例提供了一种开关电源电路，该开关电源电路包括：母线电解电容，所述母线电解电容的第一端适于与供电电源的第一端连接，所述母线电解电容的第二端与所述供电电源的第二端连接；采样电路，所述采样电路的一端与所述母线电解电容连接，所述采样电路的另一端与所述供电电源的第二端连接；比较电路，所述比较电路的检测端口与所述采样电路连接，所述检测端口用于检测所述采样电路的采样电压；所述比较电路的第一端通过滤波电容与所述母线电解电容的第一端连接，所述比较电路的第二端与所述供电电源的第二端连接；输出电路，与所述母线电解电容的第一端连接；
19.所述比较电路中设置有基准电压，所述基准电压与所述供电电源的输出电压一一对应，且所述母线电解电容与所述基准电压相适配；当所述比较电路的检测端口检测到的电压低于所述基准电压时，所述比较电路的第一端与所述比较电路的第二端连接；当所述比较电路的输入端检测到的电压高于或等于所述基准电压时，所述比较电路的第一端与所述比较电路的第二端断开。
20.如此设置，当所述比较电路的检测端口检测到的电压低于所述基准电压时，母线电解电容与滤波电容并联，并同时接入电路，使得电容总容值变大，耐压变小；当所述比较电路的输入端检测到的电压高于或等于所述基准电压时，仅将母线电解电容接入电路，使得电容总容值较小，耐压变高。所以本技术方案就实现了采用一个高耐压与一个低耐压的电容并联来适配较大的电压输入范围，降低了电路整体体积。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，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的附图。
22.图1为本发明实施例开关电源电路的示意图；
23.图2为本发明实施例开关电源电路的整体示意图。
24.附图标记：
25.10、采样电路；20、比较电路；30、输出电路；40、整流电路；50、控制驱动电路；60、输出滤波电路；70、变压器；80、rcd吸收电路；
26.c1、母线电解电容；c2、滤波电容；r1、第一电阻；r2、第二电阻；u1、比较器；q1、开关管。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
31.小功率电源适配器大多采用反激式开关电源电路，电路直流侧电解电容体积占据了整体电路1/5以上的体积，电解电容体积主要起到整流滤波的作用，电解电容体积较大会产生比较严重的空间耦合干扰与能量损耗。通常情况下，不同的输入电压，电解电容的电容量值选取有不同规则，对于相同功率适配器设计，输入电压越低，所需的电容量值越大。而相同耐压等级的电解电容，电容量值越高，体积越大；相同电容量值的电解电容，耐压等级越高，体积越大。在实际使用中，输入电压较低时，需要大容量低耐压的电解电容；输入电压较高时，需要低容量高耐压的电解电容。因此，为了同时满足电压的各种情况，通常就直接选择了容值较大且耐压值也高的电解电容。因此，小功率电源适配器的开关电源电路中应用的电解电容与输入电压无法相适配，同时对容值较大且耐压值也高的电解电容资源造成浪费。
32.因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的小功率电源适配器中应用的电解电容与输入电压无法相适配的问题，从而提供一种开关电源电路及电源适配器。
33.实施例1
34.如图1所示，本发明实施例提供了一种开关电源电路，该开关电源电路包括：母线电解电容c1、采样电路10、比较电路20以及输出电路30。
35.具体地，在本发明实施例中，所述母线电解电容c1的第一端适于与供电电源的第一端连接，所述母线电解电容c1的第二端与所述供电电源的第二端连接。所述采样电路10的一端与所述母线电解电容c1连接，所述采样电路10的另一端与所述供电电源的第二端连接。采样电路10可以通过其分得的电压，来判断供电电源的供电电压大小。采样电路10分得的电压与供电电压呈正相关。所述比较电路20的检测端口与所述采样电路10连接，所述检测端口用于检测所述采样电路10分得的采样电压，所述比较电路20的第一端通过滤波电容c2与所述母线电解电容c1的第一端连接，所述比较电路20的第二端与所述供电电源的第二端连接。输出电路30，与所述母线电解电容c1的第一端连接；
36.在本发明实施例中，所述比较电路20中设置有基准电压，所述基准电压与所述供电电源的输出电压一一对应，且所述母线电解电容c1与所述基准电压相适配。由于存在不同的输入电压，所以开关电源电路的实际工作情况与实际的输入电压相关。当所述比较电路20的检测端口检测到的电压低于所述基准电压时，所述比较电路20的第一端与所述比较电路20的第二端连接。当所述比较电路20的输入端检测到的电压高于或等于所述基准电压时，所述比较电路20的第一端与所述比较电路20的第二端断开。
37.即，当所述比较电路20的检测端口检测到的电压低于所述基准电压时，母线电解电容c1与滤波电容c2并联，并同时接入电路，使得电容总容值变大，耐压变小。当所述比较电路20的输入端检测到的电压高于或等于所述基准电压时，仅将母线电解电容c1接入电路，使得电容总容值较小，耐压变高。所以本技术方案通过一个高耐压与一个低耐压的电容并联来适配较大的电压输入范围，相对于电容量值较大且耐压值也高的电解电容来说，一个高耐压与一个低耐压的电容体积较小，从而可以降低电路整体体积，并且无需重新设计开关电源电路的内部电容器。
38.在本发明的一个可选实施例中，所述采样电路10包括相互串联的第一电阻r1和第二电阻r2，所述第一电阻r1的第一端与所述母线电解电容c1的第一端连接，所述第一电阻r1的第二端与所述第二电阻r2的第二端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述供电电源的第二端连接；所述比较电路20的检测端口与所述第二电阻r2的第一端连接。
39.具体地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述比较电路20包括比较器u1和开关管q1，所述比较器u1的正相输入端与所述基准电压连接，所述比较器u1的反相输入端与所述检测端口连接，所述比较器u1的输出端用于输出电信号。所述开关管q1的控制端与所述比较器u1的输出端连接，所述开关管q1的第一端通过所述滤波电容c2与所述母线电解电容c1的第一端连接，所述开关管q1的第二端与所述供电电源的第二端连接。
40.在工作过程中，当检测端口检测到的采样电压低于基准电压时，比较器u1的输出端输出高电平，从而将开关管q1的第一端和第二端导通，使得母线电解电容c1与滤波电容c2并联，并同时接入电路，使得电容总容值变大，耐压变小。当检测端口检测到的采样电压高于或等于基准电压时，比较器u1的输出端输出低电平，从而开关管q1的第一端和第二端截止，仅将母线电解电容c1接入电路，使得电容总容值较小，耐压变高。
41.本技术方案通过一个高耐压与一个低耐压的电容并联来适配较大的电压输入范围，相对于电容量值较大且耐压值也高的电解电容来说，一个高耐压与一个低耐压的电容
体积较小，从而可以降低电路整体体积，并且无需重新设计开关电源电路的内部电容器。
42.在本发明实施例中，所述开关管q1可以为三极管、mos管以及场效应管中的任一种。当然，本领域技术人员可根据实际情况对开关管q1的类型进行改变，本实施例仅仅是举例说明，并不对此加以限制，能够起到相同的技术效果即可。
43.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述输出电路30还包括变压器70变压器70，设置有初级侧和次级侧，所述初级侧的第一端与所述供电电源的第一端连接，所述初级侧的第二端与所述供电电源的第二端连接，所述次级侧用于输出电压。
44.所述输出电路30还包括rcd吸收电路80，所述rcd吸收电路80的输入端与所述初级侧的第一端连接，所述rcd吸收电路80的输出端与所述初级侧的第二端连接。
45.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述输出电路30还包括输出滤波电路60，所述输出滤波电路60的第一输入端与所述次级侧的第一端连接，所述输出滤波电路60的第二输入端与所述次级侧的第二端连接。
46.进一步地，在本发明的一个优选实施例中，该开关电源电路还包括整流电路40，所述整流电路40的输入端与所述供电电源的第一端连接，所述整流电路40的输出端与所述供电电源的第二端连接。具体地，所述整流电路40为整流桥。当然，本领域技术人员可根据实际情况对整流电路40的类型进行改变，本实施例仅仅是举例说明，并不对此加以限制，能够起到相同的技术效果即可。
47.该开关电源电路还设置有控制驱动电路50，用于维持变压器70的正常工作。控制驱动电路50的一端与初级侧的第二端连接，控制驱动电路50的另一端与供电电源的第二端连接。
48.在一个具体实施例中，交流输入电压为85
‑
265v，输出功率为24w，母线电解电容c1选择33μf/400v铝电解电容，第一电阻r1选择20mω玻璃釉电阻，第二电阻r2选择340kω贴片电阻，滤波电容c2选择20μf/400v铝电解电容，比较器u1中的基准电压设置为2v，即将直流母线电压阈值设置在120v，具体计算为v
供电
＝v
ref
*(r1 r2)/r2，v供电为直流母线电压阈值，v
ref
为基准电压。
49.本发明实施例还提供了一种电源适配器，该电源适配器包括：如上述任一实施例所述的开关电源电路。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。