一種低共模噪聲開關電源電路的製作方法

2023-06-26 04:15:21 1

本實用新型涉及開關電源電路技術領域，特別涉及一種低共模噪聲開關電源電路。

背景技術：

隨著現代化的發展需求，大屏幕智慧型手機、平板電腦、手提電腦、ADSL、機頂盒、無線路由器等數碼產品被廣泛應用，開關電源作為各類電子設備的主要供電來源之一，各種款式各異的開關電源產品應運而生。為符合各國EMC標準，大多開關電源設計時都會在市電輸入線路中串入共模電感並且初級與次級線路的靜點接入抑制共模幹擾的Y電容，這既佔用了大量線路位置又增加了產品上成本。同時，在配備帶語音功能的設備如ADSL、機頂盒、無線路由器產品使用Y電容的開關電源時還存在較高的工頻根與共模噪聲，而存在較高的共模噪聲的開關電源會影響設備的正常使用並且容易造成數據丟失。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供一種能夠減少共模噪聲的開關電源電路，從而使開關電源工作在較低的共模噪聲下，保證設備內數據的正常傳輸。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

提供了一種低共模噪聲開關電源電路，包括依次連接的市電輸入線路、一次側整流濾波電路和開關變換電路，所述開關變換電路包括變壓器T1，開關變換電路的一路通過變壓器T1連接有二次側輸出整流濾波電路，另一路連接有原邊反饋控制電路，所述一次側整流濾波電路包括雙LC濾波電路，所述開關變換電路包括電容、電阻和二極體串接後並聯在變壓器T1兩端的緩衝吸收電路。

其中，所述變壓器T1是平面變壓器。

其中，所述變壓器T1的初級繞組和次級繞組上分別有同樣圈數繞制的屏蔽層。

其中，所述一次側整流濾波電路包括橋堆BD1；所述雙LC濾波電路接於橋堆BD1後端，包括電感L1、L2，電容C1、C2和與電感L1並聯的電阻R1。

其中，所述緩衝吸收電路由電阻R5與電容C4並聯後串接電阻R6和二極體D1組成，所述二極體D1是1N4007型號的二極體，陽極接變壓器T1的初級繞組末端，陰極接電阻R6。

其中，所述原邊反饋控制電路包括內置有開關管MOS的控制晶片U1，所述變壓器T1根據所述開關管MOS的導通/截止存儲能量/釋放能量。

其中，所述控制晶片U1的GND腳經電阻連接到變壓器T1初級繞組的首端，電解電容C3和瓷片電容C6並聯後，一端接控制晶片U1的GND腳與電阻中間的節點，一端接地。

其中，所述控制晶片U1是型號為SOP-7 OB2500N的控制晶片。

本實用新型的有益效果：本低共模噪聲開關電源電路，通過控制噪聲通道、使用緩衝吸收電路來減小開關電源快速開關工作時電壓變化率與電流變化率，從而減小磁場與電場產生的噪聲，簡潔的電路減小了寄生電感與寄生電容，並且對變壓器繞線結構進行優化，減少變壓器繞組的層數來減小變壓器繞組間層間電容，另外分別在初級繞組和次級繞組設置同樣圈數的繞線作屏蔽層，減小了初級與次級的耦合係數。本低共模噪聲開關電源電路無Y電容無共模電感，可以使開關電源工作在較低的共模噪聲下，實現了減少共模噪聲的目的，保證設備內數據的正常傳輸，並且電路結構簡單，佔用的線路空間小，有效的減輕了產品成本壓力。

附圖說明

利用附圖對本低共模噪聲開關電源電路作進一步說明。

圖1為低共模噪聲開關電源電路的原理框圖；

圖2為低共模噪聲開關電源電路的電路圖；

圖3為開關變換電路的電路圖；

圖4為原邊反饋控制電路的電路圖；

圖5為二次側輸出整流濾波電路的電路圖；

在圖1中包括：1——市電輸入線路、2——一次側整流濾波電路、21——雙LC濾波電路、3——原邊反饋控制電路、4——開關變換電路、41——緩衝吸收電路、5——二次側輸出整流濾波電路。

具體實施方式

結合以下實施例對低共模噪聲開關電源電路作進一步描述。

如圖1~5所示，本實施例中的低共模噪聲開關電源電路是原邊反饋（PSR）控制式開關電源電路，用於智慧型手機充電或者給其它通訊設備供電，包括依次連接的市電輸入線路1、一次側整流濾波電路2和開關變換電路4。開關變換電路4的一路通過平面變壓器T1與二次側輸出整流濾波電路5連接，平面變壓器T1輸出的電壓由二次側輸出整流濾波電路5整流濾波後輸出給設備供電；另一路與原邊反饋控制電路3的控制晶片U1連接。

市電輸入線路1通過保險絲電阻F1和限流電阻NTC1為開關電源提供100~240V的輸入電壓，在市電輸入側跨接有用於防雷擊保護的壓敏電阻VZ1。一次側整流濾波電路2包括橋堆BD1和接於橋堆BD1後端的雙LC濾波電路21，雙LC濾波電路21包括色環電感L1、貼片電感L2、電解電容C1、C2和與色環電感L1並聯的電阻R1，一次側整流濾波電路2把市電輸入線路1輸入的交流電壓轉化為平滑的直流電壓，為其後級開關變換電路4提供能量。通過橋堆BD1和雙LC濾波電路21組成的整流濾波電路，不需要在電路中加共模電感，使電路結構更簡單，並且減小了寄生電感與寄生電容。

開關變換電路4接受前級供給的能量並供給平面變壓器T1，原邊反饋控制電路3的控制晶片U1內部的開關管MOS始終工作在一個高速的導通/截止循環狀態，開關管MOS導通時平面變壓器T1存儲能量，開關管MOS截止時平面變壓器T1釋放能量，從而為二次側輸出整流濾波電路5提供正向的導通電壓。在平面變壓器T1的初級繞組和次級繞組上分別繞制有同樣圈數的繞線作屏蔽層，在減少平面變壓器T1的繞組層數，且初級繞組和次級繞組緊密耦合後，可以大大降低繞組間的層間電容，從而減少開關電源工作時的共模噪聲。同時，在平面變壓器T1前端並聯有電阻R5與瓷片電容C4並聯後依次串接電阻R6和二極體D1組成的緩衝吸收電路41，二極體D1是1N4007型號的二極體，陽極接平面變壓器T1的初級繞組末端，陰極接電阻R6。平面變壓器T1在存儲能量/釋放能量循環工作時，緩衝吸收電路41可以減小其電壓變化率與電流變化率，從而減小磁場與電場產生的噪聲，並且平面變壓器T1工作時產生的漏電流經緩衝吸收電路41吸收，避免較大的交流漏電流經二次側輸出整流濾波電路5輸出給充電設備。

原邊反饋控制電路3由平面變壓器T1的變壓器反饋繞組、控制晶片U1、二極體D2、電阻R2、R7～R10以及電容C3、C5、C6組成。控制晶片U1的DRAN腳接平面變壓器T1的變壓器反饋繞組的末端，控制晶片U1內部的開關管MOS導通/截止從而控制平面變壓器T1存儲能量/釋放能量，控制晶片U1的GND腳經電阻R4、R3接平面變壓器T1初級繞組的首端。控制晶片U1通過變壓器反饋繞組與次級繞組的感應，實時檢測次級繞組輸出的直流電壓電流的變化，並且通過型號為SOP-7 OB2500N的控制晶片U1控制開關管MOS的工作頻率及佔空比，使平面變壓器T1始終保持穩定的電壓電流輸出給二次側輸出整流濾波電路5。電解電容C3和瓷片電容C6並聯後，一端接控制晶片U1的GND腳與電阻R4中間的節點，一端接地，與電解電容C3並聯的瓷片電容C6在濾波的同時，可以減少平面變壓器T1工作時產生的漏電流。

二次側輸出整流濾波電路5把從平面變壓器T1次級繞組感應到的電壓經二次整流變為充電設備所要的平滑穩定的DC直流電壓。二次側輸出整流濾波電路5包括型號為HSB3T60的二極體D3，電容C7和電阻R12串接後與二極體D3並聯，還包括並聯在電壓輸出端正極OUT﹢和負極OUT﹣之間的電容C8、C9、電阻R13。

本低共模噪聲開關電源電路無Y電容無共模電感，可以使開關電源工作在較低的共模噪聲下，實現了減少共模噪聲的目的，保證設備內數據的正常傳輸，並且電路結構簡單，佔用的線路空間小，有效的減輕了產品成本壓力。