一种开关电源电路的制作方法

1.本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源电路。


背景技术：

2.随着电子产品快速发展，对开关电源的需求越来越大，尤其是直流降压式开关电源领域上。目前，大部分降压式开关电源存在电路结构复杂，导致制造成本高，此外，部分降压式开关电源还存在开关频率不可控、输出稳定差、效率低和体积大等缺陷，导致适普性较差。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种开关电源电路。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关电源电路，包括：
5.储能单元，其输出端用于输出设定电压；
6.控制单元，与所述储能单元连接，其输入端用于连接输入电压，所述控制单元通过与所述储能单元配合以将所述输入电压转换为所述设定电压；
7.频率设置单元，与所述控制单元的频率设置端连接，用于设置所述控制单元的开关频率；
8.电压设置单元，与所述控制单元的反馈端连接，用于设置所述设定电压大小；以及
9.续流单元，与所述控制单元连接，用于为所述储能单元提供续流通道。
10.优选地，所述开关电源电路还包括用于对所述设定电压进行滤波的滤波单元，其包括第一滤波电容c16和第二滤波电容c17；所述储能单元的输出端经所述第一滤波电容c16连接至地，所述第二滤波电容c17与所述第一滤波电容c16并联连接。
11.优选地，所述储能单元包括电感l2和第三电容c15；
12.所述电感l2的第一端为所述储能单元的输出端，所述电感l2的第二端连接所述控制单元的开关控制端，所述控制单元的开关控制端还经所述第三电容c15连接所述控制单元的自升压端。
13.优选地，所述频率设置单元包括第一电阻r25；所述控制单元的频率设置端经所述第一电阻r25连接至地。
14.优选地，所述电压设置单元包括第二电阻r27和第三电阻r28；
15.所述第二电阻r27的第一端连接所述储能单元的输出端，所述第二电阻r27的第二端连接所述控制单元的反馈端，所述第二电阻r27的第二端还经所述第三电阻r28连接至地。
16.优选地，所述续流单元包括二极管d3；所述二极管d3的阴极连接所述控制单元的开关控制端，所述二极管d3的阳极接地。
17.优选地，所述控制单元包括电源芯片u4；
18.所述电源芯片u4的sw引脚和bst引脚连接所述储能单元，所述电源芯片u4的fb引
脚连接所述电压设置单元，所述电源芯片u4的freq引脚连接所述频率设置单元，所述电源芯片u4的vin引脚用于连接所述输入电压。
19.优选地，所述控制单元还包括使能单元和/或补偿单元；
20.所述使能单元连接所述电源芯片u4的en引脚，所述补偿单元连接所述电源芯片u4的comp引脚。
21.优选地，所述使能单元包括第四电阻r23和第五电阻r24；
22.所述第四电阻r23的第一端连接所述控制单元的输入端，所述第四电阻r23的第二端连接所述电源芯片u4的en引脚，所述第四电阻r23的第二端还经所述第五电阻r24连接至地。
23.优选地，所述补偿单元包括第四电容c14和第六电阻r26；
24.所述电源芯片u4的comp引脚经所述第四电容c14和第六电阻r26连接至地。
25.本实用新型具有以下有益效果：提供一种开关电源电路；通过储能单元、续流单元和控制单元配合，将输入电压转换为设定电压，并在储能单元的输出端该设定电压；还可以通过频率设置单元设置所述控制单元的开关频率，以及通过电压设置单元精准设置设定电压的大小，从而提高电路的适普性和稳定性，进一步地，本实用新型还具有外围部件数量少的特点，降低了电路成本及能量损耗，对简化电路结构和缩小体积也起到积极作用。
附图说明
26.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
27.图1是本实用新型一些实施例中开关电源电路的电路结构图。
具体实施方式
28.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
29.参考图1，是本实用新型一些实施例中开关电源电路的电路结构图，用于将输入电压转换为设定电压，该开关电源电路包括：储能单元1、控制单元2、频率设置单元3、电压设置单元4和续流单元5。
30.储能单元1的输出端用于输出设定电压。控制单元2与储能单元1连接，控制单元2的输入端用于连接输入电压，控制单元2通过与储能单元1配合以将输入电压转换为设定电压。频率设置单元3与控制单元2的频率设置端连接，频率设置单元3用于设置控制单元2的开关频率。电压设置单元4与控制单元2的反馈端连接，电压设置单元4用于设置设定电压大小。续流单元5与控制单元2连接，续流单元5用于为储能单元1提供续流通道。
31.一些实施例中，如图1所示，开关电源电路还包括用于对设定电压进行滤波的滤波单元6，其包括第一滤波电容c16和第二滤波电容c17。储能单元1的输出端经第一滤波电容c16连接至地，第二滤波电容c17与第一滤波电容c16并联连接。进一步地，可以通过调节第一滤波电容c16和第二滤波电容c17可以为容值不同的电容，以滤除设定电压中不同频率范围的杂波，提高设定电压的电压稳定性。
32.一些实施例中，如图1所示，储能单元1包括电感l2和第三电容c15。电感l2的第一端为储能单元1的输出端，电感l2的第二端连接控制单元2的开关控制端，控制单元2的开关
控制端还经第三电容c15连接控制单元2的自升压端。
33.一些实施例中，如图1所示，频率设置单元3包括第一电阻r25；控制单元2的频率设置端经第一电阻r25连接至地。在该实施例中，可以通过调节第一电阻r25的阻值大小来控制控制单元2的开关频率大小。可选的，第一电阻r25为可调电阻。
34.一些实施例中，如图1所示，电压设置单元4包括第二电阻r27和第三电阻r28。第二电阻r27的第一端连接储能单元1的输出端，第二电阻r27的第二端连接控制单元2的反馈端，第二电阻r27的第二端还经第三电阻r28连接至地。可选的，第二电阻r27和/或第三电阻r28可以为电位器，以便用户调节第二电阻r27的第二端处的分压值，进而调节设定电压的大小。
35.一些实施例中，如图1所示，续流单元5包括二极管d3；二极管d3的阴极连接控制单元2的开关控制端，二极管d3的阳极接地。可选的，二极管d3为肖特基二极管，可以确保续流单元5可在较高的开关频率工况下稳定运行。
36.一些实施例中，如图1所示，控制单元2包括电源芯片u4。其中，电源芯片u4的型号可以为a8586kljtr-t-1。电源芯片u4的sw引脚对应为控制单元2的开关控制端，电源芯片u4的en引脚对应为控制单元2的使能端，电源芯片u4的comp引脚对应为控制单元2的补偿端，电源芯片u4的fb引脚对应为控制单元2的反馈端，电源芯片u4的freq引脚对应为控制单元2的频率设置端，电源芯片u4的vin引脚对应为控制单元2的输入端用于连接输入电压，电源芯片u4的bst引脚对应为控制单元2的自升压端。
37.具体地，电源芯片u4的sw引脚和bst引脚连接所述储能单元1，电源芯片u4的fb引脚连接电压设置单元4，电源芯片u4的freq引脚连接频率设置单元3，电源芯片u4的vin引脚用于连接输入电压，电源芯片u4的gnd引脚接地。
38.一些实施例中，如图1所示，控制单元2还包括使能单元21和/或补偿单元22；使能单元21连接电源芯片u4的en引脚，补偿单元22连接电源芯片u4的comp引脚。其中，使能单元21用于向电源芯片u4的en引脚输入一个高电平信号或低电平信号，以使能电源芯片u4；补偿单元22用于对控制单元2进行误差补偿，以提高控制单元2稳定性。
39.一些实施例中，如图1所示，使能单元21包括第四电阻r23和第五电阻r24。第四电阻r23的第一端连接控制单元2的输入端，第四电阻r23的第二端连接电源芯片u4的en引脚，第四电阻r23的第二端还经第五电阻r24连接至地。在该实施例中，使能单元21适用于使能端为高电平有效的电源芯片，第四电阻r23和第五电阻r24组成分压电路，对输入电压进行分压(控制单元2的输入端用于连接输入电压)，进而向电源芯片u4的en引脚输入高电平信号。
40.一些实施例中，如图1所示，补偿单元22包括第四电容c14和第六电阻r26。电源芯片u4的comp引脚经第四电容c14和第六电阻r26连接至地。在该实施例中，第四电容c14和第六电阻r26组成rc网络，用于对电源芯片u4中的误差放大器进行环路补偿，以提高电源芯片u4运行稳定性。
41.一些实施例中，如图1所示，开关电源电路还包括用于对输入电压进行滤波的第五电容c13。电源芯片u4的vin引脚经第五电容c13连接至地。
42.参考图1，开关电源电路的工作原理如下：第三电容c15作为电源芯片u4的外围自举电容，用于与电源芯片u4内部的电路配合，为电源芯片u4中的开关管提供导通所需的电
压；电感l2、二极管d3和电源芯片u4中的开关管配合以组成降压式开关电源电路，当电源芯片u4中的开关管导通时电感l2储能，并通过电感l2的第一端输出一个电压信号，当电源芯片u4中的开关管关断时，电感l2与二极管d3形成续流通路，避免电感l2的第一端停止输出该电压信号，即对应为电感l2的释能过程，然后该电压信号经第二电阻r27和第三电阻r28分压后，输入到电源芯片u4的fb引脚，电源芯片u4根据该电压信号的大小控制电感l2的储能及释能的占空比或频率，使电压信号的电压值为相对稳定的固定值内，即电感l2的第一端输出设定电压。可以理解的，在该实施例中，由于电源芯片u4的fb引脚一般为一个固定电压，因此可以通过调节第二电阻r27和第三电阻r28的阻值比例来实现设定电压的设置。
43.本实用新型具有以下有益效果：提供一种开关电源电路；通过储能单元、续流单元和控制单元配合，将输入电压转换为设定电压，并在储能单元的输出端该设定电压；还可以通过频率设置单元设置所述控制单元的开关频率，以及通过电压设置单元精准设置设定电压的大小，从而提高电路的适普性和稳定性，进一步地，本实用新型还具有外围部件数量少的特点，降低了电路成本及能量损耗，对简化电路结构和缩小体积也起到积极作用。
44.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

技术特征：
1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：储能单元(1)，其输出端用于输出设定电压；控制单元(2)，与所述储能单元(1)连接，其输入端用于连接输入电压，所述控制单元(2)通过与所述储能单元(1)配合以将所述输入电压转换为所述设定电压；频率设置单元(3)，与所述控制单元(2)的频率设置端连接，用于设置所述控制单元(2)的开关频率；电压设置单元(4)，与所述控制单元(2)的反馈端连接，用于设置所述设定电压大小；以及续流单元(5)，与所述控制单元(2)连接，用于为所述储能单元(1)提供续流通道。2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，还包括用于对所述设定电压进行滤波的滤波单元(6)，其包括第一滤波电容c16和第二滤波电容c17；所述储能单元(1)的输出端经所述第一滤波电容c16连接至地，所述第二滤波电容c17与所述第一滤波电容c16并联连接。3.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述储能单元(1)包括电感l2和第三电容c15；所述电感l2的第一端为所述储能单元(1)的输出端，所述电感l2的第二端连接所述控制单元(2)的开关控制端，所述控制单元(2)的开关控制端还经所述第三电容c15连接所述控制单元(2)的自升压端。4.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述频率设置单元(3)包括第一电阻r25；所述控制单元(2)的频率设置端经所述第一电阻r25连接至地。5.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述电压设置单元(4)包括第二电阻r27和第三电阻r28；所述第二电阻r27的第一端连接所述储能单元(1)的输出端，所述第二电阻r27的第二端连接所述控制单元(2)的反馈端，所述第二电阻r27的第二端还经所述第三电阻r28连接至地。6.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述续流单元(5)包括二极管d3；所述二极管d3的阴极连接所述控制单元(2)的开关控制端，所述二极管d3的阳极接地。7.根据权利要求1至6任一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制单元(2)包括电源芯片u4；所述电源芯片u4的sw引脚和bst引脚连接所述储能单元(1)，所述电源芯片u4的fb引脚连接所述电压设置单元(4)，所述电源芯片u4的freq引脚连接所述频率设置单元(3)，所述电源芯片u4的vin引脚用于连接所述输入电压。8.根据权利要求7所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制单元(2)还包括使能单元(21)和/或补偿单元(22)；所述使能单元(21)连接所述电源芯片u4的en引脚，所述补偿单元(22)连接所述电源芯片u4的comp引脚。9.根据权利要求8所述的开关电源电路，其特征在于，所述使能单元(21)包括第四电阻r23和第五电阻r24；所述第四电阻r23的第一端连接所述控制单元(2)的输入端，所述第四电阻r23的第二
端连接所述电源芯片u4的en引脚，所述第四电阻r23的第二端还经所述第五电阻r24连接至地。10.根据权利要求8所述的开关电源电路，其特征在于，所述补偿单元(22)包括第四电容c14和第六电阻r26；所述电源芯片u4的comp引脚经所述第四电容c14和第六电阻r26连接至地。

技术总结
本实用新型公开了一种开关电源电路，其包括用于输出设定电压的储能单元、与所述储能单元连接的控制单元、与所述控制单元的频率设置端连接的频率设置单元、与所述控制单元的反馈端连接的电压设置单元和与所述控制单元连接的续流单元；实施本实用新型可以提高电路的适普性和稳定性，还具有该电路设置的外围部件数量少的特点，降低了电路成本及能量损耗，对简化电路结构和缩小体积也起到积极作用。化电路结构和缩小体积也起到积极作用。化电路结构和缩小体积也起到积极作用。


技术研发人员：邵宝福 李猛 王茂华 李润良 马少杰 吕学斌 胡祥坡 越洪波 王巍 仇瑞琪 陈翼飞 刘博森
受保护的技术使用者：中广核风电有限公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/7/17