电压输出电路及PD电源的制作方法

电压输出电路及pd电源
技术领域
1.本发明涉及一种电源电路，尤其涉及一种电压输出电路及pd电源。


背景技术：

2.电子产品中，电源电路是不可缺失的一个组成部分。通常情况下，电源电路由降压电路、两级共模滤波电路、整流电路等单元电路组成，最终需要提供一个稳定的直流电压给电子产品供电。
3.现有技术中，电源电路采用桥式整流电路进行整流，然后输出至变压器进行变压输出，虽然可以实现供电，但是却存在电压平顺度低、不能进行宽电压供电等缺陷。
4.综上所述，现有的电源电路存在电压平顺度低、不能进行宽电压供电等技术问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电压输出电路，包括：
6.两级共模滤波电路，接入市电电压进行滤波处理；
7.桥式整流电路，与所述两级共模滤波电路的输出端连接，对滤波处理后的市电电压进行桥式整流处理；
8.辅助整流电路，所述辅助整流电路包括多个电容，所述多个电容并联在所述桥式整流电路的输出端和一输出变压器之间；所述辅助整流电路用于对桥式整流后的市电电压进行辅助整流，所述输出变压器变压输出辅助整流后的市电电压；
9.同步整流电路，与所述输出变压器的输出端连接，用于对辅助整流后的市电电压进行同步整流，输出工作电压。
10.进一步地，电压输出电路还包括：吸收电路；所述吸收电路的输入端与所述多个电容的一端并联，所述吸收电路的输出端与所述输出变压器的输入端连接。
11.进一步地，电压输出电路还包括高压启动电路；所述高压启动电路的输入端与所述两级共模滤波电路的输出端连接，所述高压启动电路的输出端与输出变压器的受控端连接。
12.进一步地，电压输出电路还包括宽电压调节电路；所述宽电压调节电路的输出端通过所述高压启动电路与输出变压器的受控端连接，所述宽电压调节电路的接地端与地连接。
13.优选地，多个电容包括极性电容c1和无极性电容c2；所述极性电容c1的正极、所述无极性电容c2的一端与所述桥式整流电路的输出端、所述输出变压器的输入端连接。
14.优选地，所述两级共模滤波电路包括先后并联的电感lf1、电容cx1以及电感lf2。
15.优选地，所述吸收电路包括与所述输出变压器输入端并联的电阻r2、电阻r3以及电容c3；所述电阻r2、所述电阻r3以及所述电容c3与并联的电阻r4、电阻r5的一端共同连接，所述电阻r4、所述电阻r5与二极管d3的反向端连接，所述二极管d3的正向端连接所述输出变压器的一端连接。
16.优选地，所述输出变压器包括绕组t1a，所述绕组t1a包括t1a异名端，所述t1a异名端为所述桥式整流电路的输出端、所述多个电容和所述输出变压器的并联连接端。
17.优选地，所述输出变压器包括绕组t1c，所述绕组t1c包括t1c同名端，所述t1c同名端为所述输出变压器的输出端。
18.另外，本发明还提供一种pd电源，包括上述任一项所述电压输出电路。
19.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
20.本发明通过两级共模滤波电路接入市电电压进行滤波处理，桥式整流电路与两级共模滤波电路的输出端连接，对滤波处理后的市电电压进行桥式整流处理，辅助整流电路包括多个电容，多个电容并联在桥式整流电路的输出端和一输出变压器之间，用于对桥式整流后的市电电压进行辅助整流，输出变压器变压输出辅助整流后的市电电压，同步整流电路与输出变压器的输出端连接，用于对辅助整流后的市电电压进行同步整流，输出工作电压，从而使得输出工作电压平顺度得以改善，同时多个电容并联在桥式整流电路和输出变压器之间，与前端桥式整流电路，后端同步整流电路一起，不仅实现辅助整流的技术效果，而且在实现整流的同时实现了成本降低的技术目的。
附图说明
21.图1为电压输出电路的一个电路结构示意图；
22.图2为电压输出电路的另一个电路结构示意图；
23.图3为电压输出电路的再一个电路结构示意图；
24.图4为电压输出电路的又一个电路结构示意图；
25.图5为电压输出电路的一个电路原理示意图；
26.图6为电压输出电路的一个改进电路结构示意图。
具体实施方式
27.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
28.实施例一
29.参见图1-图5，为了克服现有技术的不足，本实施例提供一种电压输出电路，包括两级共模滤波电路、桥式整流电路、辅助整流电路以及同步整流电路，具体电路说明如下。
30.一方面，两级共模滤波电路用来对接入的市电电压进行滤波处理。
31.需要说明的是，共模滤波电路通常采用铁氧体磁心，双线并绕。具有低差模噪声信号抑制干扰源，在高速信号中难以变形等特点，可以包括高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制。
32.另外，共模滤波电路结构简单，通常包括共模电容，不平衡变压器或共模电感。共模电容将两个输入线的共模电流旁路到大地，共模电感呈现一个平衡阻抗，即电源线和地线中阻抗相等，该阻抗对共模噪声呈现阻抗特性。
33.需要说明的是，由于共模滤波电路结构简单，本实施例采用两级共模滤波电路进行滤波，防止在电子设备和电压输出电路之间产生过多噪音，对电压输出电路进行保护，而
且节约滤波成本，性价比高。
34.优选地，参见图5，两级共模滤波电路包括先后并联的电感lf1、电容cx1以及电感lf2。其中，信号从市电输入端输入电感lf1，电信号先后从电感lf1、电容cx1以及电感lf2经过。两级共模滤波电路共用一个共模电容cx1，到达成本控制和滤波的技术效果。
35.在一个改进实施例中，参见图5，可以在市电输入端与电感lf1之间连接保险装置f1，用于保护电压输出电路。
36.一方面，桥式整流电路与两级共模滤波电路的输出端连接，对滤波处理后的市电电压进行桥式整流处理。
37.需要说明的是，在两级共模滤波电路对接入的交流市电进行噪音滤除处理后，桥式整流电路对交流市电进行直流转换。
38.还需要说明的是，现有的电压输出电路中，桥式整流为了在一个整流电路中实现较好的整流效果，通常存在结构复杂的缺陷。本实施例提供一个优选的改进示例，将桥式整流部分的结构简单化，控制成本，增强电路稳定性，同时结合辅助整流电路以及同步整流电路，共同实现良好的整流效果，获取平顺的输出电压。优选的改进示例具体如下。
39.参见图5，桥式整流电路包括桥堆bd1和桥堆bd2。桥堆bd1、桥堆bd2的信号输入端均与两级共模滤波电路的输出端连接，桥堆bd1、桥堆bd2的信号输出端共同连接后与辅助整流电路连接。
40.一方面，辅助整流电路包括多个电容，多个电容并联在桥式整流电路的输出端和一输出变压器之间；辅助整流电路用于对桥式整流后的市电电压进行辅助整流，输出变压器变压输出辅助整流后的市电电压。
41.需要说明的是，由于本实施例选择简化桥式整流电路，因此整流效果需要进一步改善，从而实现整流与成本、电路稳定性的均衡。本实施例中，利用多个电容并联来进行辅助整流，不仅成本低，而且可以进一步提升输出电压的平顺程度。
42.在一个优选实施例中，参见图5，辅助整流电路中，多个电容包括极性电容c1和无极性电容c2；极性电容c1的正极、无极性电容c2的一端与桥式整流电路的输出端、输出变压器的输入端连接。
43.一方面，同步整流电路，与输出变压器的输出端连接，用于对辅助整流后的市电电压进行同步整流，输出工作电压。
44.需要说明的是，由于现有各种穿戴设备、移动设备工作电压越来越低、电流越来越大，低电压工作有利于降低电压输出电路的整体功率消耗，而电压输出电路的整体功率消耗主要包括功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗等。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。因此，需要对桥式整流电路进行进一步优化。本实施例中，通过同步整流电路，可减少电压输出电路输出端的整流损耗，从而提高转换效率，降低发热，获得更为良好的平顺电压输出。
45.需要说明的是，输出变压器包括绕组t1a，绕组t1a包括t1a异名端，t1a异名端为桥式整流电路的输出端、多个电容和输出变压器的并联连接端。示例性地，t1a的异名端为绕组t1a的引脚1。
46.输出变压器包括绕组t1c，绕组t1c包括t1c同名端，t1c同名端为输出变压器的输出端。示例性地，t1c同名端为绕组t1c的引脚8。
47.在一个优先实施例中，同步整流电路包括开关管q2、电阻r17、电阻r18、电阻r19、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14以及芯片u2。
48.其中，开关管q2的第一端、电阻r18的第一端、电阻r19的第一端、电容c12的第一端以及芯片u2的gnd端共同连接形成同步整流电路的输入端。
49.开关管q2的第二端通过电容c11与电阻r18的第二端连接。开关管q2的第二端与电容c13的第一端、电容c14的第一端以及芯片u2的uv端、芯片u2的v0端共同连接，形成工作电压的输出端。开关管q2的第三端通过电阻r17与芯片u2的gate端连接。
50.电容c13的第二端、电容c14的第二端与输出变压器的绕组t1c共同连接地。电阻r19的第二端与芯片u2的rw端连接。电容c12的第二端与芯片u2的vdd端连接。示例性地，电容c13的第二端、电容c14的第二端与输出变压器的绕组t1c的引脚11共同与地连接。
51.实施例二
52.参见图2，在以上实施例的基础上，电压输出电路还包括：吸收电路；吸收电路的输入端与多个电容的一端并联，吸收电路的输出端与输出变压器的输入端连接。
53.需要说明的是，通过多个电容直接输入输出变压器的信号存在噪音信号，本实施例通过在多个电容的输出端与变压器的输入端之间设置吸收电路，可以吸收噪音信号，得到较为平顺的输出电压。
54.在一个优选实施例中，参见图5，吸收电路包括与输出变压器输入端并联的电阻r2、电阻r3以及电容c3。示例性地，输出变压器输入端为绕组t1a的引脚1。
55.电阻r2、电阻r3以及电容c3与并联的电阻r4、电阻r5的一端共同连接，电阻r4、电阻r5与二极管d3的反向端连接，二极管d3的正向端连接输出变压器的一端连接。示例性地，二极管d3的正向端连接输出变压器的绕组t1a的引脚3。
56.实施例三
57.参见图3，在以上实施例的基础上，电压输出电路还包括高压启动电路；高压启动电路的输入端与两级共模滤波电路的输出端连接，高压启动电路的输出端与输出变压器的受控端连接。
58.需要说明的是，高压启动电路通过与输出变压器的受控端连接，可以对输出变压器进行高压启动，驱动输出变压器进行电压转换，从而实现减少待机功耗的技术效果。
59.还需要说明的是，高压是本领域公知的技术术语。
60.在一个优选实施例中，参见图5，高压启动电路包括与两级共模滤波电路的输出端连接的二极管d1、二极管d2、电阻r1、芯片u9、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电容c4、电容c6、开关管q1以及开关管q5。
61.其中，二极管d1的阴极、二极管d2的阴极通过电阻r1与芯片u9的hv端连接。芯片u9的gate端与电阻r12的第一端、开关管q5的基极连接。电阻r12的第二端、开关管q5的发射极、电阻r13的第一端、电阻r14的第一端连接。开关管q5的集电极接地。
62.电阻r13的第二端与开关管q1的第一端连接，开关管q1的第二端与电容c4的第一端共同连接后与输出变压器的受控端连接。示例性地，输出变压器的受控端为绕组t1a的引脚3。
63.电阻r14的第二端与电阻r11的第一端、电阻r6的第一端、电阻r7的第一端、电阻r8的第一端、电阻r9的第一端、电容c4的第二端以及开关管q1的第三端共同连接。
64.电阻r11的第二端与芯片u9的cs端、电容c6的第一端共同连接。电容c6的第二端、电阻r6的第二端、电阻r7的第二端、电阻r8的第二端以及电阻r9的第二端共同与地连接。
65.实施例四
66.参见图4，在以上实施例的基础上，电压输出电路还包括宽电压调节电路；宽电压调节电路的输出端通过高压启动电路与输出变压器的受控端连接，宽电压调节电路的接地端与地连接。
67.需要说明的是，宽电压调节电路可以调节输出变压器的电压转化，实现电压幅度值的宽度调节，从而使得电压输出电路适合给多种用电设备供电。
68.还需要说明的是，宽电压是本领域公知的技术术语。
69.在一个优选实施例中，参见图5，宽电压调节电路包括：线圈t1b、电阻r50、电阻r15、二极管d4、电阻r10、电阻r16、电容c5、电容c7、电容c8、电容c10、电容c50以及开关管u1b。
70.其中，线圈t1b的同名端、电阻r50的第一端、电阻r15第一端、二极管d4的阳极共同连接。示例性地，线圈t1b的同名端为线圈t1b的引脚4。
71.线圈t1b的异名端、电容c5的第一端、电容c7的第一端、电容c8的第一端、电容c10的第一端、电容c50的第一端、电阻r16第一端、开关管u1b的发射极共同接地。示例性地，线圈t1b的异名端为线圈t1b的引脚5。
72.电容c50的第二端与电阻r50的第二端连接。
73.电容c7的第二端、电容c8的第二端、电阻r10的第一端与芯片u9的vdd端连接。电阻r10的第二端与二极管d4的阴极连接。
74.电阻r15第二端、电阻r16第二端、电容c10的第二端与芯片u9的dem端连接。
75.开关管u1b的集电极、电容c5的第二端与芯片u9的fb端连接。
76.实施例五
77.参见图6，在以上实施例的基础上，电压输出电路还包括控制模块；控制模块与用电设备通信，获取用电设备工作电压幅度值；控制模块根据工作电压幅度值，控制宽电压调节电路调节输出变压器的电压转化，输出适配用电设备工作的工作电压。
78.需要说明的是，本实施例中，通过控制模块与用电设备通信，获取用电设备工作电压幅度值，再根据工作电压幅度值，控制宽电压调节电路调节输出变压器的电压转化，输出适配用电设备工作的工作电压，从而适配多种用电场景。
79.还需要说明的是，控制模块可以通过程序模块实现，从而减少硬件成本，而且提升电压输出电路的通用性和智能性。
80.实施例六
81.在以上实施例的基础上，本实施例还提供一种pd电源，包括上述任一个实施例中的电压输出电路。
82.需要说明的是，pd电源具有上述任一个实施例中的电压输出电路的技术效果，在此不做累述。
83.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。