本发明提供了一种超宽电压范围输入电源模块，包括用于连接输入电源的整流电路，整流电路依次连接有启动电路、高频变压器和输出电路，启动电路同时连接于驱动电路，驱动电路的驱动输出端连接于高频变压器，输出电路连接有反馈电路，反馈电路的反馈输出端连接于驱动电路，高频变压器包括初级线和辅助线的一端通过启动电路连接于整流电路，另一端连接于驱动电路的驱动输出端以由驱动电路驱动高频变压器，次级线连接于输出电路，辅助线的一端连接于地端，另一端连接于驱动电路以为驱动电

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113904558 A (43)申请公布日 2022.01.07 (21)申请号 5.7 (22)申请日 2021.09.27 (71)申请人 杭州宇诺电子科技有限公司 地址 311100 浙江省杭州市余杭区余杭街 道义创路5-5号1幢、2幢、3幢 (72)发明人 徐保华韩德昆朗崇平蓝全 朱旭余 (74)专利代理机构 浙江永鼎律师事务所 33233 代理人 陆永强张晓英 (51)Int.Cl. H02M 3/335 (2006.01) H02M 1/08 (2006.01) H02M 1/36 (2007.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (54)发明名称 一种超宽电压范围输入电源模块 (57)摘要 本发明提供了一种超宽电压范围输入电源 模块，包括用于连接输入电源的整流电路，整流 电路依次连接有启动电路、高频变压器和输出电 路，启动电路同时连接于驱动电路，驱动电路的 驱动输出端连接于高频变压器，输出电路连接有 反馈电路，反馈电路的反馈输出端连接于驱动电 路，高频变压器包括初级线和 辅助线的一端通过启动电路连 接于整流电路，另一端连接于驱动电路的驱动输 出端以由驱动电路驱动高频变压器，次级线 连接于输出电路，辅助线的一端连接于地 端，另一端连接于驱动电路以为驱动电路供电。 A 本方案提供了反馈电路，电源芯片可以依据反馈 8 电路返回的输出电压来动态调整输出电压。 5 5 4 0 9 3 1 1 N C CN 113904558 A 权利要求书 1/1页 1.一种超宽电压范围输入电源模块，包括用于连接输入电源的整流电路(1)，所述的整 流电路(1)依次连接有启动电路(2)、高频变压器(3)和输出电路(4)，所述的启动电路(2)同 时连接于驱动电路(5)，驱动电路(5)的驱动输出端连接于所述的高频变压器(3)，其特征在 于，所述的输出电路(4)连接有反馈电路(6)，所述反馈电路(6)的反馈输出端连接于所述的 驱动电路(5)，所述的高频变压器(3)包括初级线和辅助线，所述初级 线)连接于所述的整流电路(1)，另一端连接于所述的驱动电路 (5)的驱动输出端，所述的次级线连接于所述的输出电路(4)，所述辅助线的一端 连接于地端，另一端连接于所述的驱动电路(5)以为驱动电路(5)供电； 所述的启动电路(2)与所述的驱动电路(5)之间连接有供电切换电路(7)，所述供电切 换电路(7)的切换受控端连接于所述的辅助线)包括相互串联的储能电容C2、储能电容C3和用于对两个储能电容 进行均压处理的均压电路。 2.根据权利要求1所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述驱动电路(5) 与所述供电切换电路(7)之间具有储能滤波电路(8)。 3.依据权利要求2所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的储能滤波电 路(8)还连接有反向隔断电路(9)，所述的辅助线依次通过所述的反向隔断电路(9)和 储能滤波电路(8)连接于所述的驱动电路(5)。 4.依据权利要求3所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的均压电路包 括两个分别与储能电容C2、储能电容C3并联的电阻电路。 5.依据权利要求4所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的驱动电路 (5)包括电源芯片IC2和与所述电源芯片IC2连接且由所述电源芯片IC2控制通断的开关管 Q3，所述的初级线，所述的辅助线)连接于所述电源芯片IC2的供电端。 6.依据权利要求5所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的储能滤波电 路(8)包括相互并联的电容C5和电容C6，且电容C5为有极电容，电容C6为无极电容，电容C5 的一端和电容C6的负端连接于地端，电容C5的另一端与电容C6的正端连接于电源芯片IC2 与反向隔断电路(9)的公共端。 7.依据权利要求6所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的反向隔断电 路(9)包括相互串联的稳压管D8和稳压管D9，稳压管D9的正向端连接于所述的辅助线， 反向端连接于稳压管D8的正向端，稳压管D8的反向端连接于电源芯片IC2与储能滤波电路 (8)的公共端。 8.依据权利要求7所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的供电切换电 路(7)包括三极管Q1和三极管Q2，所述三极管Q1和三极管Q2的集电极分别连接于所述的启 动电路(2)，所述三极管Q1的集电极同时连接于三极管Q2的基极，所述三极管Q1的基极连接 于所述的辅助线以由辅助线的电压信号控制三极管Q1的导通关断。 9.依据权利要求1所述的超宽电压范围输入电源模块，其特征是，所述的反馈电路 (6)包括光耦器IC1，所述光耦器IC1的输入侧连接于所述的输出电路(4)，输出侧连接于所 述的驱动电路(5)以将输出电路(4)的电压信号反馈给驱动电路(5)。 2 2 CN 113904558 A 说明书 1/5页 一种超宽电压范围输入电源模块 技术领域 [0001] 本发明属于电源电路技术领域，尤其是涉及一种超宽电压范围输入电源模块。 背景技术 [0002] 电源模块用于将输入电压做处理后输出负载所需要的电压的电源处理模块。在 不同的场合，往往提供的是不一样的等级的输入电压，为了适应不一样电压等级的场合，电源模块 供应商通常会生产多种规格的电源模块，如最典型的有AC230和AC400两种规格的电源。 [0003] 各种等级的电源模块能够分别适应任何具有不一样输入电压的场景，但是多种类规 格的方式会增加供应商的库存成本，而且存在易发错货的风险。现场应用时，如果现场需要 多种规格的电源模块，就很有可能会出现接错电源模块导致电源模块烧毁的问题，增加安装成 本。 [0004] 此外，在有些场景中，输入电压很容易受用电负载的变动而变动，此时，由于目前 使用的电源模块所支持的电压范围有限，所以容易出现输入电压在电源模块所支持的范围 之外，进而影响电源模块的工作性能，甚至烧毁电源模块。 发明内容 [0005] 本发明的目的是针对以上问题，提供一种超宽电压范围输入电源模块。 [0006] 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案： [0007] 一种超宽电压范围输入电源模块，包括用于连接输入电源的整流电路，所述的整 流电路依次连接有启动电路、高频变压器和输出电路，所述的启动电路同时连接于驱动电 路，驱动电路的驱动输出端连接于所述的高频变压器，所述的输出电路连接有反馈电路，所 述反馈电路的反馈输出端连接于所述的驱动电路，所述的高频变压器包括初级线、次 级线和辅助线，所述初级线的一端通过启动电路连接于所述的整流电路，另 一端连接于所述的驱动电路的驱动输出端以由驱动电路驱动高频变压器，所述的次级线连接于所述的输出电路，所述辅助线的一端连接于地端，另一端连接于所述的驱动 电路以为驱动电路供电。 [0008] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的启动电路与所述的驱动电路之间 连接有供电切换电路，所述供电切换电路的切换受控端连接于所述的辅助线，根据辅 助线的电压信号为电源芯片切换高压直供电或纯辅助线供电。在上述的超宽电压 范围输入电源模块中，所述驱动电路与所述供电切换电路之间具有储能滤波电路。 [0009] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的储能滤波电路还连接有反向隔断 电路，所述的辅助线依次通过所述的反向隔断电路和储能滤波电路连接于所述的驱动 电路。 [0010] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的启动电路包括相互串联的储能电 容C2、储能电容C3和用于对两个储能电容进行均压处理的均压电路。 [0011] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的均压电路包括两个分别与储能电 3 3 CN 113904558 A 说明书 2/5页 容C2、储能电容C3并联的电阻电路。 [0012] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的驱动电路包括电源芯片IC2和与 所述电源芯片IC2连接且由所述电源芯片IC2控制通断的开关管Q3，所述的初级线驱动控制高频变压器，所述的辅助线 通过反向隔断电路和储能滤波电路连接于所述电源芯片IC2的供电端，由辅助线为电 源芯片供电。 [0013] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的储能滤波电路包括相互并联的电 容C5和电容C6，且电容C5为有极电容，电容C6为无极电容，电容C5的一端和电容C6的负端连 接于地端，电容C5的另一端与电容C6的正端连接于电源芯片IC2与反向隔断电路的公共端； [0014] 所述的反向隔断电路包括相互串联的稳压管D8和稳压管D9，稳压管D9的正向端连 接于所述的辅助线，反向端连接于稳压管D8的正向端，稳压管D8的反向端连接于电源 芯片IC2与储能滤波电路的公共端。 [0015] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的供电切换电路包括三极管Q1和三 极管Q2，所述三极管Q1和三极管Q2的集电极分别通过电阻R10和R11连接于所述的启动电 路，所述三极管Q1的集电极同时连接于三极管Q2的基极，所述三极管Q1的基极连接于所述 的辅助线以由辅助线的电压信号控制三极管Q1的导通关断。 [0016] 在上述的超宽电压范围输入电源模块中，所述的反馈电路包括光耦器IC1，所述光 耦器IC1的输入侧连接于所述的输出电路，输出侧连接于所述的驱动电路以将输出电路的 电压信号反馈给驱动电路。 [0017] 本发明的优点是： [0018] 1、提供反馈电路，电源芯片可以依据反馈电路返回的输出电压来动态调整输出电 压，即使输入电压不稳或输入电压改变的情况下也能确保稳定的输出电压； [0019] 2、启动电路使用两只相互串联的电容，且提供电阻电路做均压处理，能够解决高 压输入时储能电容的应力问题； [0020] 3、为电源模块提供供电切换电路，在辅助线圈的电源建立后关断电源芯片的高压 启动电路提供的供电通道，能够降低模块自身的功耗； [0021] 4、在驱动电路之前设置储能滤波电路，储能滤波电路同时通过反向隔断电路连接 辅助线圈，在启动阶段，储能滤波电路帮助驱动芯片迅速建立工作电源，减少低压大负载时 系统电源的建立时间；在辅助线圈供电阶段，储能滤波电路起到平滑电源的效果，提高电源 模块供电性能； [0022] 5、使用同一储能滤波电路，既可以在一定程度上完成启动阶段的工作电源迅速建立，又能够为 正常工作阶段的驱动电路提供平滑电源；同时通过同一反向隔断电路，既可以在一定程度上完成在低压 输入时保证电流全部流向储能滤波电路，以迅速建立工作电源，又能够在高压输入时对电 源芯片起到高压保护效果，还能够为正常工作阶段辅助线圈至储能滤波电路提供正向电流 通道，使辅助线圈经过储能滤波电路为电源芯片提供平滑温度的电源； [0023] 6、通过特殊电路设计，如双储能电容设计，储能滤波电容设计、反向隔断电路设计 等，使本电源模块既能够支持低压输入又能够支持高压输入，从而使本电源模块支持较宽 的输入电压范围，能够兼容多个电压等级，适应于更多的应用场景。 4 4 CN 113904558 A 说明书 3/5页 附图说明 [0024] 图1为本发明超宽电压范围输入电源模块的电路结构框图一； [0025] 图2为本发明超宽电压范围输入电源模块的电路结构框图二； [0026] 图3为本发明超宽电压范围输入电源模块的电路结构图。 [0027] 附图标记：整流电路1；启动电路2；高频变压器3；输出电路4；驱动电路5；反馈电路 6；供电切换电路7；储能滤波电路8；反向隔断电路9。 具体实施方式 [0028] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。 [0029] 如图1所示，本实施例公开了一种超宽电压范围输入电源模块，包括用于连接输入 电源的整流电路1，整流电路1依次连接有启动电路2、高频变压器3和输出电路4，启动电路2 同时连接于驱动电路5，驱动电路5的驱动输出端连接于高频变压器3，输出电路4连接有反 馈电路6，反馈电路6的反馈输出端连接于驱动电路5，高频变压器3包括初级线和辅助线，另一端连接于驱 动电路5的驱动输出端以由驱动电路5驱动高频变压器3，次级线，辅 助线的一端连接于地端，另一端连接于驱动电路5以为驱动电路5供电。 [0030] 进一步地，如图2所示，启动电路2与驱动电路5之间连接有供电切换电路7，供电切 换电路7的切换受控端连接于辅助线根据辅助线处的电压信号为 驱动电路5切换高压直供电或辅助线供电。具体为，在辅助线的电压达到某些特定的程度 时关断启动电路2至驱动电路5的供电通道从而切换为完全由辅助线的供电方式，在正 常工作时无需辅助线供电，能起到减小功耗，延长启 动电路2寿命，降低启动电路2故障率的效果。 [0031] 进一步地，驱动电路5与供电切换电路7之间具有储能滤波电路8。此外，储能滤波 电路8还连接有反向隔断电路9，辅助线。在启动阶段，储能滤波电路8帮助驱动电路5迅速建立工作电源，减少低压大 负载时系统电源的建立时间；在由辅助线圈供电阶段，储能滤波电路8起到为驱动电路5提 供平滑电源的效果。 [0032] 具体地，如图3所示，驱动电路5包括电源芯片IC2和与电源芯片IC2连接且由电源 芯片IC2控制通断的开关管Q3，初级线驱 动控制高频变压器3，控制芯片IC2以PWM的方式控制开关管Q3导通关断从而控制高频变压 器3的电压转换工作。辅助线 的供电端，由辅助线包括相互并联的电容C5和电容C6，且电容C5为有极电容，电容C6为 无极电容，电容C5的一端和电容C6的负端连接于地端，电容C5的另一端与电容C6的正端连 接于电源芯片IC2与反向隔断电路9的公共端； [0034] 反向隔断电路9包括相互串联的稳压管D8和稳压管D9，稳压管D9的正向端连接于 辅助线，反向端连接于稳压管D8的正向端，稳压管D8的反向端连接于电源芯片IC2与储 能滤波电路8的公共端。 [0035] 在启动阶段，当输入为低压输入时，由于反向隔断电路9的存在，电流全部流向储 5 5 CN 113904558 A 说明书 4/5页 能滤波电路8，使储能滤波电路8迅速建立工作电源，减少低压大负载时系统电源建立时间， 使本电源模块在支持低电压输入的同时仍然具有较快的启动速度。 [0036] 当输入为高压输入时，稳压管D8和D9被击穿，稳压管D8和D9两端的电压保持在一 定范围内，从而对电源芯片IC2起到高压保护效果以使本电源模块能够支持高压输入。 [0037] 在真正开始启动后，供电切换电路7关断启动电路2至电源芯片IC2的通路，由辅助线供电。这里具体为，辅助线的工作电源通过反向隔断电路9向储能滤 波电路8充电，再由储能滤波电路8为电源芯片供电，起到平滑电源的作用，从而为电源芯片 IC2提供稳定平滑的电源。 [0038] 本方案使用同一储能滤波电路8，既可以在一定程度上完成启动阶段的工作电源迅速建立，又能 够为正常工作阶段的驱动电路5提供平滑电源，避免感应电源为PWM方式的辅助线造成影响，保证驱动电路5的供电稳定，来保证整个电源模块的输出稳定。同时通 过同一反向隔断电路9，既可以在一定程度上完成在低压输入时保证电流全部流向储能滤波电路8，以迅 速建立工作电源，又可以在一定程度上完成高压输入时对电源芯片起到高压保护效果，还能够为正常工 作阶段，辅助线提供正向电流通道。 [0039] 进一步地，启动电路2包括相互串联的储能电容C2、储能电容C3和用于对两个储能 电容进行均压处理的均压电路。本实施例的启动电路2使用了两只储能电容并相互串联，这 里两只电容均取450V电容，支持大电压输入，同时通过电阻做均压处理，能够解决高压输入 时储能电容的应力问题，支持电源模块的高电压输入。此外，本实施例中的开关管Q3采用 1200V的高压开关管，即使是输入为高压的情况，也可承受母线电压+次级反射电压+漏感 电压叠加起来的总电压，从而支持电源模块的高电压输入。 [0040] 具体地，均压电路包括两个分别与储能电容C2、储能电容C3并联的电阻电路。本实 施例中每个电阻电路包括三个电阻，如与储能电容C2并联的电阻电路包括电阻R2、R3和R4， 与储能电容C3并联的电阻电路包括电阻R5、R6和R7，电阻R2、R3、R4的电阻和与电阻R5、R6、 R7的电阻和相等。 [0041] 具体地，供电切换电路7包括三极管Q1和三极管Q2，三极管Q1和三极管Q2的集电极 分别通过电阻R10和R11连接于启动电路2，三极管Q1的集电极同时连接于三极管Q2的基极， 三极管Q1的基极连接于辅助线以由辅助线的电压信号控制三极管Q1的导通关断。 三极管Q1的基极即供电切换电路7的切换受控端，辅助线电压达到某些特定的程度后，三极管 Q1被导通，拉低了三极管Q2的基级电压，从而三极管Q2被关闭，此时电源芯片IC2来自启动 电路2的电流也就被关断，进而切换为完全由辅助线] 进一步地，整流电路1与启动电路2之间连接有共模电感L4。反馈电路6包括光耦器 IC1，光耦器IC1的输入侧连接于输出电路4，输出侧连接于驱动电路5以将输出电路4的电压 信号反馈给驱动电路5。反馈电路6实时检测输出电压并反馈给电源芯片IC2，电源芯片IC2 根据反馈电压调整开关管Q3进而调整高频变压器3的输出电压，通过这样一个动态调整过 程保证输出电压的稳定。 [0043] 本实施例通过上述特殊的电路结构设计获得的电源模块能够支持较宽的电压输 入范围，实验中AC85～500V的输入电压均能够支持。 [0044] 以上所说的连接为直接连接或间接连接。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本 发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种 6 6 CN 113904558 A 说明书 5/5页 各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利 要求书所定义的范围。 [0045] 尽管本文较多地使用了整流电路1；启动电路2；高频变压器3；输出电路4；驱动电 路5；反馈电路6；供电切换电路7；储能滤波电路8；反向隔断电路9等术语，但并不排除使用 其它术语的可能性。使用这一些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们 解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 7 7 CN 113904558 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 8 8 CN 113904558 A 说明书附图 2/2页 图3 9 9

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