[发明专利]一种新型开关电源及其实现方法

权利要求书

1.一种新型开关电源及其实现方法，其特征在于：包括EMI滤波器(1)、整流桥(2)、第一电容(3)、半导体开关(4)、续流二极管(5)、电感(6)、第二电容(7)和辅助电源(8)、控制电路(9)、稳压电路(10)、驱动电路(11)、保护电路(12)、充电电阻(19)、积分电容(20)、输入端子(21)、输出端子(22)、下拉电阻(23)；其中，

所述EMI滤波器(1)的输入端经输入端子(21)接电网取电，输出端接整流桥(2)的交流输入端；

所述整流桥(2)把交流电变换成直流电；

所述第一电容(3)是电解电容，其正极接整流桥(2)的正极，负极接整流桥(2)的负极；

所述半导体开关(4)是功率MOS管，功率MOS管的D极接整流桥(2)的正极，S极接电感(6)的一端；

所述电感(6)的另一端接开关电源的输出端子(22)的正极；

所述续流二极管(5)的K极接半导体开关(4)功率MOS管的S极；

所述第二电容(7)是电解电容，其正极与输出端子(22)的正极连接；

所述输出端子(22)的负极、第二电容(7)的负极、续流二极管(5)的A极、第一电容(3)的负极与整流桥(2)的负极连接在一起，成为开关电源的功率地PG；

所述辅助电源(8)从整流桥(2)的正极取电，输出直流电压VCC给控制电路(9)、稳压电路(10)、驱动电路(11)、保护电路(12)供电；辅助电源(8)的输出正极与控制电路(9)、稳压电路(10)、驱动电路(11)、保护电路(12)的电源正极连接；辅助电源(8)的输出负极与控制电路(9)、稳压电路(10)、驱动电路(11)、保护电路(12)的电源负极连接，成为开关电源的信号地SG；开关电源的信号地SG与功率地PG连接；

所述控制电路(9)的控制芯片是双路精密定时器556，改造并扩展其应用，完成功能包括脉冲发生器(13)、第一比较器(14)、第二比较器(15)、RS触发器(16)、放电开关(17)、反相器(18)；

所述充电电阻(19)一端接整流桥(2)的正极，另一端与积分电容(20)的一端和第二比较器(15)的同相输入端连接；

所述积分电容(20)的另一端接信号地SG；

所述下拉电阻(23)的一端接第二比较器(15)的反相输入端，另一端接信号地SG；所述下拉电阻(23)设置基准电压信号V_REF，开关电源的输出电压V₀与基准电压信号V_REF成正比；

所述驱动电路(11)采用半桥驱动芯片IR2113S的高端驱动，自举供电，其输出HO经限流电阻(24)、门极电路(25)，送到半导体开关(4)功率MOS管的栅极，控制功率MOS管的导通和关断；IR2113S的VS脚与半导体开关(4)功率MOS管的S极连接；

所述脉冲发生器(13)是556的第一片555，外接电阻和电容，产生高频脉冲，送到第一比较器(14)的反相输入端，产生脉冲，送到RS触发器的S端，使得RS触发器的置“0”(低电平)，信号送到放电开关(17)的控制极，使得放电开关(17)关断，同时信号再送到反相器(18)的输入端，反相后，输出“1”(高电平)，送到驱动电路(11)IR2113S芯片的HIN脚，HO脚输出高电平，控制半导体开关(4)功率MOS管导通；

同时，整流桥(2)的输出电压V_C经充电电阻(19)给积分电容(20)充电，当积分电容(20)的电压达到基准电压信号V_REF时，第二比较器(15)输出脉冲，送到RS触发器(16)的R端，使得RS触发器(16)的置“1”，信号送到放电开关(17)的控制极，使得放电开关(17)导通，对积分电容(20)放电，同时信号再送到反相器(18)的输入端，反相后，输出“0”，送到驱动电路(11)IR2113S芯片的HIN脚，HO脚输出低电平，控制半导体开关(4)功率MOS管关断；

当半导体开关(4)功率MOS管导通时，整流桥(2)的输出电压V_C经半导体开关(4)功率MOS管给电感(6)充电，同时给第二电容(7)充电，并经过输出端子(22)给负载提供能量；

当半导体开关(4)功率MOS管关断时，续流二极管(5)导通，给电感(6)放电提供电流通路，同时电感(6)和第二电容(7)给负载提供能量；

所述稳压电路(10)包括第四电阻分压器(40)、跟随器(41)、PI调节器(42)、第五二极管(43)；

所述第四电阻分压器(40)从输出端子(22)的正极取电，输出电压V₀分压后，经跟随器(41)后送到PI调节器(42)反馈调节后，经第五二极管(43)送到控制电路(9)的第二比较器(15)的反相输入端，作为基准电压信号V_REF，当开关电源输出端子(22)的输出电压V₀升高，经稳压电路(10)反馈调节后，基准电压信号V_REF减小，使得开关电源的输出电压V₀降低，完成一个稳压的负反馈过程，实现开关电源输出电压稳定。