电源电路、电源适配器及充电器.pdf

本发明实施例涉及一种电源电路，包括输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级脉动直流供电电压；能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。另外，本发明实施例还提供了对应的电源适配器及充电器。采用本发明实施例，可大幅提高电源电路的交流电网电能转换效率达到或超过90％，更加节能环保。

1、  一种电源电路，其特征在于，包括：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；
控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。

2、  如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述能量变换电路包括：
初级侧回路，用于输入所述初级直流供电电压；
次级侧回路，用于输出所述次级供电电流，以及，
具有第一时间常数的所述初级侧回路的第一负反馈支路；
具有第二时间常数的所述次级侧回路的第二负反馈支路，并且所述第一时间常数大于所述第二时间常数。

3、  如权利要求1或2所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括：
初级辅助稳压电源电路，用于将所述能量变换电路的一部分电能供给所述控制芯片；
输出稳压控制电路，用于对所述控制芯片进行调整，以对供电的输出电压进行稳压控制。

4、  一种电源适配器，包括电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；
控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。

5、  如权利要求4所述的电源适配器，其特征在于，所述能量变换电路包括：
初级侧回路，用于输入所述初级直流供电电压；
次级侧回路，用于输出所述次级供电电流，以及，
具有第一时间常数的所述初级侧回路的第一负反馈支路；
具有第二时间常数的所述次级侧回路的第二负反馈支路，并且所述第一时间常数大于所述第二时间常数。

6、  如权利要求4或5所述的电源适配器，其特征在于，所述电源电路还包括：
初级辅助稳压电源电路，用于将所述能量变换电路的一部分电能供给所述控制芯片；
输出稳压控制电路，用于对所述控制芯片进行调整，以对供电的输出电压进行稳压控制。

7、  一种充电器，包括电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；
控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。

8、  如权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述能量变换电路包括：
初级侧回路，用于输入所述初级直流供电电压；
次级侧回路，用于输出所述次级供电电流，以及，
具有第一时间常数的所述初级侧回路的第一负反馈支路；
具有第二时间常数的所述次级侧回路的第二负反馈支路，并且所述第一时间常数大于所述第二时间常数。

9、  如权利要求8所述的充电器，其特征在于，在所述次级侧回路上设置有用于对所述次级直流供电电路进行限制的电感元件。

10、  如权利要求7至9中任一项所述的充电器，其特征在于，所述电源电路还包括：
初级辅助稳压电源电路，用于将所述能量变换电路的一部分电能供给所述控制芯片；
输出稳压控制电路，用于对所述控制芯片进行调整，以对供电的输出电压进行稳压控制；
输出电流控制电路，用于根据微机芯片检测得到的所述负载的电压，通过所述输出稳压控制电路对供电的输出电流进行控制；
输出辅助电源电路，用于将所述能量变换电路的另一部分电能供给所述输出电流控制电路；
状态显示驱动电路，用于根据所述微机芯片检测得到的所述电源电路工作状态进行显示。

电源电路、电源适配器及充电器
技术领域
本发明涉及一种电源电路、电源适配器及充电器。
背景技术
传统的交流-直流(AC-DC)开关电源电路一般的交流电网电能转换效率难以达到90％，而且由于其强制整流给交流电网带来了大量的谐波电流，会严重污染电网环境。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电源电路、电源适配器及充电器，可大幅提高电源电路的交流电网电能转换效率达到或超过90％，更加节能环保。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
一种电源电路，包括：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；
控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。
一种电源适配器，包括电源电路，所述电源电路包括：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；
控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。
一种充电器，包括电源电路，所述电源电路包括：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电；
控制芯片，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制。
本发明实施例的有益效果是：
通过提供一种电源电路以及对应的电源适配器、充电器，可大幅提高电源电路的交流电网电能转换效率达到或超过90％，更加节能环保。
下面结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明实施例的电源电路的示意图；
图2是本发明实施例的电源适配器的示意图；
图3是本发明实施例的充电器的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种如图1所示的电源电路，包括：
输入滤波及整流电路101，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路102，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流(如直流电流或脉冲电流)对所述负载进行供电；
控制芯片103，用于对所述能量变换电路102进行高功率因数控制。
实施如图1所示的本发明实施例的电源电路，可大幅提高电源电路的交流电网电能转换效率达到或超过90％，更加节能环保。
上述本发明实施例的电源电路可应用于多种电子设备中，如电源适配器、充电器等，下面以两个具体实施例进行说明。
(一)当上述本发明实施例的电源电路应用于电源适配器中时，电源适配器包括如图2所示的电源电路：
输入滤波及整流电路201，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压；
能量变换电路202，用于将所述初级直流供电电压变换成次级供电电流对所述负载进行供电，具体地，可包括：
初级侧回路2021，用于输入所述初级直流供电电压；
次级侧回路2022，用于输出所述次级供电电流，以及，
具有第一时间常数的所述初级侧回路的第一负反馈支路2023；
具有第二时间常数的所述次级侧回路的第二负反馈支路2024，并且所述第一时间常数大于所述第二时间常数；
控制芯片203，用于对所述能量变换电路202进行高功率因数控制；
初级辅助稳压电源电路204，用于将所述能量变换电路202的一部分电能供给所述控制芯片203；
输出稳压控制电路205，用于对所述控制芯片203进行调整，以对供电的输出电压进行稳压控制；
另外，电源电路中还可以设置有一输出电流控制电路，用于根据微机芯片U4检测得到的所述负载的电压，通过所述输出稳压控制电路对所述控制芯片进行调整，以对供电的输出电流进行控制，这样，使用单片集成电路式的微机芯片U4作为输出电源管理控制的作用单元，控制输出负载电流的冲击电流消除；
实施如图2所示的本发明实施例的电源适配器，可大幅提高电源电路的交流电网电能转换效率达到或超过90％，更加节能环保；另外，采用时间常数有上述大小关系的第一负反馈支路2023、第二负反馈支路2024，可提高电源适配器的输出功率到120W以上，比现有技术在相同的体积条件下输出更高的功率。
(二)当上述本发明实施例的电源电路应用于充电器中时，充电器除包括如图3所示的电源电路：
输入滤波及整流电路，用于将所述外接交流电源变换成初级直流供电电压，具体地，可将来自AC85V～265V/50Hz/60Hz交流电网的外接交流电源的传导噪声予以削减，同时，也可将能量变换电路由于变换工作引起的传导噪声予以削减，经过滤波器件后的外接交流电源经过整流桥DB1后变成纹波直流电压，然后经电容C4滤波平滑后形成工频初级纹波直流供电电压；
能量变换电路，用于将所述初级纹波直流供电电压变换成次级供电电流(如直流电流或脉冲电流)对所述负载进行供电，具体地，可包括：
初级侧回路，用于输入所述初级直流供电电压；
次级侧回路，用于输出所述次级供电电流，以及，
具有第一时间常数的所述初级侧回路的第一负反馈支路；
具有第二时间常数的所述次级侧回路的第二负反馈支路，并且所述第一时间常数大于所述第二时间常数，这样，控制环路的频率响应特性由第二负反馈支路上的电阻R20、电容C17，以及第一负反馈支路上的电容C23、电阻R56、R38来实现环路稳定控制特性的调节，在这两个支路参数的设置上，采用第二负反馈支路小时间常数、第一负反馈支路大时间常数的设置方案；
在所述次级侧回路上设置有用于对所述次级直流供电电路进行限制的电感元件L6，具体地，利用次级侧回路上的电感L6对输出电流进行限制，使输出电流实现线性增加的特性，从而实现输出电流(脉冲电流)的峰值大小可以受到控制；
具体地，将经过输入滤波及整流电路后形成的初级直流供电电压，变换成与外接交流电源绝缘隔离的次级供电电流给负载供电，其中，能量变换电路中的开关管Q1以大于30KHz的开关频率工作，电流在开关管Q1导通的时间内流过变压器T1(可以是频率大于30KHZ的高频变压器)的初级侧4～6脚之间的线圈并做功产生磁场能量，以感应的方式在次级侧的9～7、8脚之间的线圈上产生感应脉冲电流，感应脉冲电流经过整流管D2后输出次级供电电流，并在输出电解电容C7、C22、C27上形成储能直流电压，稳压电路会使输出的次级供电电流、储能直流电压达到设计要求，另外，在上述过程中，有较小的一部分能量通过整流管D11在电容C13上形成下面输出辅助电源电路所需驱动电压；使用一个MOSFET元件作为开关管Q1，用于产生输出电流(脉冲电流)；
控制芯片U3，用于对所述能量变换电路进行高功率因数控制，控制芯片U3可采用脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)方式的APFC集成控制芯片，来驱动开关管Q1的开通和关断，从而使电流经过变压器T1输出到次级侧回路，后再对负载做功，达到使得负载正常工作的目的；
初级辅助稳压电源电路，用于将所述能量变换电路的一部分电能供给所述控制芯片U3，具体地，能量变换电路中同样会有一小部分能量经过整流管D12和电阻R49后，在电容C3、C9上形成初级辅助稳压电源给控制芯片U3供电；
输出稳压控制电路，用于对所述控制芯片U3进行调整，以对供电的输出电压进行稳压控制，具体地，输出稳压控制电路采样电容C7上的输出电压来和二极管D20稳压调整基准芯片上的基准电压进行比较后，根据比较的结果控制光耦OC1的输出阻抗大小，从而调整控制芯片U3的1脚电平高低，以调整输出驱动脉冲的导通时间大小，使得输出电压得到额定输出电压值，从而使得输出电压的最大值在规定的范围内，本例中它被设定在60V左右；
输出电流控制电路，用于根据微机芯片U4检测得到的所述负载的电压，通过所述输出稳压控制电路对所述控制器件Q3和电感元件L6进行调整，以对供电的输出电流进行控制，具体地，可由微机芯片U4根据VBS、VBN、THS、CCS信号的电平值经过软件运算后得到负载的电压，来控制RELAY信号的高电平持续时间来控制输出电流大小，并在出现不正常情形的时候，使用RESET、RELAY信号做输出保护，RESET信号为低电平时限制电流的输出，RELAY信号为为低电平时关闭电流输出；使用单片集成电路式的微机芯片U4作为输出电源管理控制的作用单元；
输出辅助电源电路，用于将所述能量变换电路的另一部分电能供给所述输出电流控制电路；
状态显示驱动电路，用于根据所述微机芯片检测得到的所述电源电路工作状态进行显示，具体地，微机芯片U4根据电源线路的工作状态，驱动显示灯D3作出状态显示；
另外，还可以将热敏电阻RT1安装在输出端子上来感测负载的温度；
实施如图3所示的本发明实施例的充电器，可大幅提高电源电路的交流电网电能转换效率达到或超过90％，更加节能环保，并且可以实现所有额定负载电池电压范围内都输出额定的脉冲电流；另外，采用时间常数有上述大小关系的第一负反馈支路2023、第二负反馈支路2024，可提高电源适配器的输出功率到120W以上，比现有技术在相同的体积条件下输出更高的功率；采用L6，实现真正的纯脉冲电流输出的充电器。
以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。