开关电源电路及家用电器

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种开关电源电路及家用电器。

背景技术

反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。

具有多路输出绕组的反激式开关电源，存在着交叉调整率窄以及输出电压不稳定的问题。交叉调整率是指次级输出绕组负载变化时对相邻绕组的影响程度。传统反激式开关电源方案的非反馈绕组很容易出现电压漂高的情况，从而造成器件损耗，故设计多路绕组输出难以实现，多路输出电压不稳定。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种开关电源电路及家用电器，能够提高多路绕组输出电压的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供一种开关电源电路，包括整流模块、升压电路、变压器、输入控制电路和反馈电路，其中：

所述升压电路与所述整流模块的输出端连接；

所述变压器包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述初级绕组与所述升压电路的输出端连接；

所述输入控制电路包括与所述初级绕组连接第一开关管和与所述第一开关管连接的驱动控制芯片；

所述反馈电路的输入端分别与所述第一次级绕组和所述第二次级绕组连接以检测输出电压，所述反馈电路的输出端连接至所述驱动控制芯片。

根据本发明实施例提供的开关电源电路，至少具有如下有益效果：通过设置反馈电路，其中任意一路输出绕组的电压偏高，都能通过反馈电路反馈至驱动控制芯片，减少输出能量，从而同时降低所有输出绕组的电压，同理任意一路输出绕组的电压偏低都能同时升高所有输出绕组的电压，通过同时采集第一次级绕组和第二次级绕组的输出电压，即反馈电压由多路输入绕组的输出输出电压共同作用，具有较宽的交叉调整率，能够提高多路绕组输出电压的稳定性。

在上述开关电源电路中，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组的输出端共地。

在上述开关电源电路中，所述变压器还包括与所述反馈电路的输入端连接的第三次级绕组，所述第三次级绕组的输出端与所述第一绕组的输出端共地。

可以理解的是，变压器除了可以设置有第一次级绕组和第二次级绕组，还可以设置有第三次级绕组，甚至设置第四次级绕组和第五次级绕组，所有次级绕组均与反馈电路的输入端连接，以反馈该路次级绕组的输出电压给到反馈电路，反馈单路可以对各路次级绕组的输出电压进行组合配比然后反馈给驱动控制芯片，从而具有较宽的交叉调整率。

在上述开关电源电路中，所述反馈电路还包括隔离采样芯片，所述第二次级绕组通过所述隔离采样芯片连接至所述反馈电路的输入端。

在第二次级绕组和反馈电路的输入端之间设置隔离采样芯片，可以降低第二次级绕组和反馈电路之间的干扰，此时第一次级绕组和第二次级绕组无需共地设置，第二次级绕组可以单独接地实现接地保护，提高接地可靠性和安全性。

在上述开关电源电路中，所述变压器还包括通过所述隔离采样芯片连接至所述反馈电路的输出端的第三次级绕组。

同理，变压器除了可以设置有第一次级绕组和第二次级绕组，还可以设置有第三次级绕组，甚至还可以设置有第四次级绕组和第五次级绕组，所有次级绕组均与反馈电路的输入端连接，以反馈该路次级绕组的输出电压给到反馈电路，反馈单路可以对各路次级绕组的输出电压进行组合配比然后反馈给驱动控制芯片，从而具有较宽的交叉调整率。

在上述开关电源电路中，所述反馈电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、三端可调分流基准源和光耦，所述第一次级绕组的输出端连接所述第一电阻的一端，所述第二次级绕组的输出端连接所述第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端连接至所述第三电阻的一端并连接至所述三端可调分流基准源的参考极，所述第三电阻的另一端接地，所述三端可调分流基准源的阴极通过所述第四电阻连接至直流电源端，所述三端可调分流基准源的阳极通过所述光耦的输入端接地，所述光耦的输出端连接至所述驱动控制芯片。

第一次级绕组的输出电压由第一电阻和第三电阻分压实现采样，第二次级绕组的输出电压由第二电阻和第三电阻分压实现采样，第一次级绕组的电压采样和第二次级绕组的电压采样叠加后接入三端可调分流基准源的参考极，与三端可调分流基准源的基准电压进行比较，其中，通过调整第一电阻和第二电阻的阻值，可以调整第一次级绕组和第二次级绕组的电压采样配比，例如第一次级绕组的额定输出电压为U1，第二次级绕组的额定输出电压为U2，第一电阻和第三电阻的比值为A1，第二电阻和第三电阻的比值为A2，可以根据第一次级绕组和第二次级绕组的带负载需求和工作电压范围设置合理的第一电阻阻值和第二电阻阻值，使得A1*U1+A2*U2满足三端可调分流基准源的基准电压，该基准电压一般为2.5V。当其中任意的次级绕组电压偏高时，都能通过光耦反馈回占空比调节信号给到驱动控制芯片，同时降低全部次级绕组的电压；反之，任意的次级绕组电压偏低时，都能通过光耦反馈回占空比调节信号给到驱动控制芯片，同时升高全部次级绕组的电压。其中，A1、A2的占比根据U1、U2的负载功率来定，负载功率越大的，比例系数选择越大。

在上述开关电源电路中，所述反馈电路还包括设置在所述第二电阻和所述第三电阻之间的隔离采样芯片。

在第二电阻和第三电阻之间设置隔离采样芯片，可以降低第二次级绕组和反馈电路之间的干扰，此时第一次级绕组和第二次级绕组无需共地设置，第二次级绕组可以单独接地实现接地保护，提高接地可靠性和安全性。

在上述开关电源电路中，所述变压器还包括第四绕组，所述第四绕组的输出端连接至所述驱动控制芯片的电源端。

采用变压器的第四绕组供电给驱动控制芯片，能够简化开关电源电路的结构，无需通过直流高压转抵压的模块进行供电给驱动控制芯片，降低成本。

在上述开关电源电路中，所述输入控制电路还包括第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述升压电路的输出端正极、所述第五电阻、所述第六电阻、所述升压电路的输出端负极依次连接，所述第五电阻和所述第六电阻的连接点连接至所述驱动控制芯片，所述驱动控制芯片还通过第七电阻连接至所述第一开关管的控制引脚。

升压电路的输出端的电压，经过第五电阻和第六电阻的分压采样后，送入驱动控制芯片，以便驱动控制芯片根据变压器的输入电压调整第一开关管的控制信号的频率和占空比。

在上述开关电源电路中，所述升压电路为boost升压电路。

boost升压电路是六种基本斩波电路之一，是一种开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。

在上述开关电源电路中，所述整流模块为整流桥堆。

整流桥堆产品是由四只整流硅芯片作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率整流桥在绝缘层外添加锌金属壳包封，增强散热。

第二方面，本发明实施例提供一种家用电器，包括如上第一方面实施例所述的开关电源电路。

根据本发明实施提供的家用电器，至少具有如下有益效果：通过在开关电源电路设置反馈电路，其中任意一路输出绕组的电压偏高，都能通过反馈电路反馈至驱动控制芯片，减少输出能量，从而同时降低所有输出绕组的电压，同理任意一路输出绕组的电压偏低都能同时升高所有输出绕组的电压，通过同时采集第一次级绕组和第二次级绕组的输出电压，即反馈电压由多路输入绕组的输出输出电压共同作用，具有较宽的交叉调整率，能够提高多路绕组输出电压的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明实施例一提供的开关电源电路的电路原理图；

图2是本发明实施例二提供的开关电源电路的电路原理图；

图3是本发明实施例三提供的开关电源电路的电路原理图；

图4是本发明实施例四提供的开关电源电路的电路原理图；

图5是本发明实施例五提供的开关电源电路的电路原理图；

图6是本发明实施例六提供的开关电源电路的电路原理图；

图7是本发明实施例七提供的开关电源电路的电路原理图；

图8是本发明实施例八提供的开关电源电路的电路原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。

具有多路输出绕组的反激式开关电源，存在着交叉调整率窄以及输出电压不稳定的问题。交叉调整率是指次级输出绕组负载变化时对相邻绕组的影响程度。传统反激式开关电源方案的非反馈绕组很容易出现电压漂高的情况，从而造成器件损耗，故设计多路绕组输出难以实现，多路输出电压不稳定。

本发明实施例提供一种开关电源电路及家用电器，能够提高多路绕组输出电压的稳定性。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，图1是本发明实施例一提供的开关电源电路的电路原理图。

本发明的第一方面实施例提供一种开关电源电路，包括整流模块100、升压电路200、变压器300、输入控制电路400和反馈电路500，其中：

整流模块100的输出端连接至升压电路200的输入端；

变压器300包括一个初级绕组301和两个次级绕组，升压电路200的输出端连接至初级绕组301，两个次级绕组分别为第一次级绕组310、第二次级绕组320；

输入控制电路400包括第一开关管Q1和驱动控制芯片IC1，第一开关管Q1与初级绕组301连接，驱动控制芯片IC1与第一开关管Q1连接；

反馈电路500的电压采样端连接第一次级绕组310和第二次级绕组320；反馈电路500的输出端与驱动控制芯片IC1的反馈端连接。

根据本发明实施例提供的开关电源电路，通过设置反馈电路500，其中任意一路输出绕组的电压偏高，都能通过反馈电路500反馈至驱动控制芯片IC1，减少输出能量，从而同时降低所有输出绕组的电压，同理任意一路输出绕组的电压偏低都能同时升高所有输出绕组的电压，通过同时采集第一次级绕组310的输出电压和第二次级绕组320的输出电压，即反馈电压由多路输入绕组的输出输出电压共同作用，具有较宽的交叉调整率，能够提高多路绕组输出电压的稳定性。

在上述图1的开关电源电路中，第二次级绕组320与第一次级绕组310的输出端共地。由于第一次级绕组310与第二次级绕组320之间没有设置隔离，因此其输出端一般共地设置。

参照图2，图2是本发明实施例二提供的开关电源电路的电路原理图。该开关电源电路中，包括整流模块100、升压电路200、变压器300、输入控制电路400和反馈电路500，其中：

市电交流电源连接至整流模块100的输入端；

整流模块100的输出端与升压电路200的输入端连接；

变压器300包括初级绕组301以及第一次级绕组310、第二次级绕组320、第三次级绕组330，初级绕组301与升压电路200的输出端连接；

输入控制电路400包括第一开关管Q1和驱动控制芯片IC1，第一开关管Q1与初级绕组301连接，驱动控制芯片IC1与第一开关管Q1连接；

反馈电路500的输入端，即电压采样端，同时与第三次级绕组330、第二次级绕组320以及第一次级绕组310三个次级绕组的输出端连接，从而使得反馈电路500可以同时检测这三个次级绕组的输出电压；

驱动控制芯片IC1的反馈端与反馈电路500的输出端连接；

第一次级绕组310的输出端、第二次级绕组320的输出端以及第三次级绕组330的输出端共地连接。

可以理解的是，变压器300除了可以如图1般设置有第一次级绕组310以及设置有第二次级绕组320，还可以如图2般设置有第三次级绕组330，甚至还可以设置有第四次级绕组和第五次级绕组，所有次级绕组均连接至反馈电路500的输入端，以反馈该路次级绕组的输出电压给到反馈电路500，反馈单路可以对各路次级绕组的输出电压进行组合配比然后反馈给驱动控制芯片IC1，从而具有较宽的交叉调整率。

参照图3，图3是本发明实施例三提供的开关电源电路的电路原理图。该开关电源电路包括整流模块100、升压电路200、变压器300、输入控制电路400和反馈电路500，该开关电源电路与图1所示的开关电源电路的区别在于，反馈电路500包括隔离采样芯片IC2，隔离采样芯片IC2的输入端与第二次级绕组320连接，隔离采样芯片IC2输出端连接与第一次级绕组310的输出端一同连接到反馈电路500的输入端。

在第二次级绕组320和反馈电路500的输入端之间设置隔离采样芯片IC2，可以降低第二次级绕组320和反馈电路500之间的干扰，此时第二次级绕组320和第一次级绕组310无需共地设置，第二次级绕组320可以单独接地实现接地保护，提高接地可靠性和安全性。

参照图4，图4是本发明实施例四提供的开关电源电路的电路原理图。该开关电源电路包括整流模块100、升压电路200、变压器300、输入控制电路400和反馈电路500，其中：

整流模块100的输出端连接至升压电路200的输入端；

变压器300包括三个次级绕组和初级绕组301，三个次级绕组分别为第一次级绕组310、第二次级绕组320和第三次级绕组330，升压电路200的输出端连接至初级绕组301；

输入控制电路400包括第一开关管Q1和驱动控制芯片IC1，第一开关管Q1与初级绕组301连接，驱动控制芯片IC1与第一开关管Q1连接；第一次级绕组310、第二次级绕组320和第三次级绕组330的输出端均连接至反馈电路500的输入端；

反馈电路500的输出端输出端电压反馈信号给到驱动控制芯片IC1的反馈端；

其中，反馈电路500包括隔离采样芯片IC2，第一次级绕组310的输出端直接连接至反馈电路500的输入端，第二次级绕组320和第三次级绕组330均连接至隔离采样芯片IC2，电压采样信号经过隔离采样芯片IC2后传输至反馈电路500的输入端。

可以理解的是，变压器300除了可以如图3般只设置有第一次级绕组310以及第二次级绕组320，还可以如图4般设置有第三次级绕组330，甚至还可以设置有第四次级绕组和第五次级绕组，所有次级绕组均与反馈电路500的输入端连接，以反馈该路次级绕组的输出电压给到反馈电路500，反馈单路可以对各路次级绕组的输出电压进行组合配比然后反馈给驱动控制芯片IC1，从而具有较宽的交叉调整率。

另外，如果变压器300还设置有第四次级绕组和第五次级绕组，第四次级绕组和第五次级绕组可以如第二次级绕组320和第三次级绕组330般通过隔离采样芯片IC2与反馈电路500的输出端连接，也可以如第一次级绕组310般直接与反馈电路500的输入端连接，本领域技术人员可以根据开关电源电路所带的负载情况灵活进行设置。

参照图5和图6，图5和图6是本发明实施例五和实施例六提供的开关电源电路的电路原理图。该开关电源电路包括整流模块100、升压电路200、变压器300、输入控制电路400和反馈电路500，其中：

整流模块100的输出端连接至升压电路200的输入端；

变压器300包括与升压电路200的输出端连接的初级绕组301，变压器300还包括至少两个次级绕组，例如包括第一次级绕组310和第二次级绕组320；

输入控制电路400包括第一开关管Q1和驱动控制芯片IC1，第一开关管Q1与初级绕组301连接，驱动控制芯片IC1与第一开关管Q1连接；

反馈电路500包括与第一次级绕组310的输出端连接的第一电阻R1、与第二次级绕组320的输出端连接的第二电阻R2以及包括第四电阻R4、第三电阻R3、光耦510和三端可调分流基准源TL431，具体地，第一电阻R1和第三电阻R3串联在第一次级绕组310的输出端和地端之间，第二电阻R2和第三电阻R3串联在第二次级绕组320的输出端和地端之间，,第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的连接点连接至三端可调分流基准源TL431的参考极，三端可调分流基准源TL431的阴极连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接至直流电源端U0，三端可调分流基准源TL431的阳极连接至光耦510的输入端的一个引脚，光耦510的输入端的另一个引脚接地，光耦510的输出端的两个引脚连接至驱动控制芯片IC1。

第一电阻R1和第三电阻R3对第一次级绕组310的输出电压进行分压然后输入三端可调分流基准源TL431实现采样，同理，第二次级绕组320的输出电压由第二电阻R2和第三电阻R3分压实现采样，第一次级绕组310的电压采样和第二次级绕组320的电压采样叠加后接入三端可调分流基准源TL431的参考极，与三端可调分流基准源TL431的基准电压进行比较，其中，通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，可以调整第一次级绕组310和第二次级绕组320的电压采样配比，例如第一次级绕组310的额定输出电压为U1，第二次级绕组320的额定输出电压为U2，第一电阻R1和第三电阻R3的比值为A1，第二电阻R2和第三电阻R3的比值为A2，可以根据第一次级绕组310、第二次级绕组320的带负载需求和工作电压范围设置合理的第一电阻R1的阻值和第二电阻R2的阻值，使得A1*U1+A2*U2满足三端可调分流基准源TL431的基准电压，该基准电压一般为2.5V。当其中任意的次级绕组电压偏高时，都能通过光耦510反馈回占空比调节信号给到驱动控制芯片IC1，同时降低全部次级绕组的电压；反之，任意的次级绕组电压偏低时，都能通过光耦510反馈回占空比调节信号给到驱动控制芯片IC1，同时升高全部次级绕组的电压。其中，A1、A2的占比根据U1、U2的负载功率来定，负载功率越大的，比例系数选择越大。

在上述图5和图6的开关电源电路中，变压器300可以还包括第三次级绕组330，反馈电路500相应还包括与第三次级绕组330的输出端连接的第八电阻R8，第八电阻R8的另一端连接至三端可调分流基准源TL431的参考极。第三次级绕组330的输出电压由第八电阻R8和第三电阻R3分压实现采样，第三次级绕组330的采样与第一次级绕组310的电压采样和第二次级绕组320的电压采样叠加后接入三端可调分流基准源TL431的参考极。相应的，第三次级绕组330的额定输出电压为U3，第八电阻R8和第三电阻R3的比值为A3，根据第一次级绕组310、第二次级绕组320、第三次级绕组330的带负载需求和工作电压范围设置合理的第一电阻R1的阻值、第二电阻R2阻值、第八电阻R8的阻值，使得A1*U1+A2*U2+A3*U3满足三端可调分流基准源TL431的基准电压。

参照图7和图8，图7和图8分别是本发明实施例七和实施例八提供的开关电源电路的电路原理图。该开关电源电路包括整流模块100、升压电路200、变压器300、输入控制电路400和反馈电路500，图8所示的开关电源电路与图6所示的开关电源电路相比，主要区别在于，反馈电路500还包括设置有隔离采样芯片IC2，隔离采样芯片IC2设置在第二电阻R2和第三电阻R3之间，当开关电源电路存在第三次级绕组330时，隔离采样芯片IC2同时还位于第八电阻R8和第三电阻R3之间。

在第三电阻R3与第二电阻R2之间设置隔离采样芯片IC2，可以降低第二次级绕组320和反馈电路500之间的干扰，此时第二次级绕组320与第一次级绕组310无需共地设置，第二次级绕组320可以单独接地实现接地保护，提高接地可靠性和安全性。

在上述图5至图8所示的开关电源电路中，变压器300还设置有第四绕组340，第四绕组340的输出端与驱动控制芯片IC1的电源端连接，从而实现供电给驱动控制芯片IC1。

采用变压器300的第四绕组340供电给驱动控制芯片IC1，能够简化开关电源电路的结构，无需通过直流高压转抵压的模块进行供电给驱动控制芯片IC1，降低成本。

在上述图5至图8所示的开关电源电路中，输入控制电路400还包括第七电阻R7、第六电阻R6和第五电阻R5，升压电路200的输出端正极连接至第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接至第六电阻R6的一端以及连接至驱动控制芯片IC1，第六电阻R6的另一端连接至升压电路200的输出端负极，驱动控制芯片IC1还通过第七电阻R7连接至第一开关管Q1的控制引脚。

升压电路200的输出端的电压，经过第六电阻R6和第五电阻R5的分压采样后，送入驱动控制芯片IC1，以便驱动控制芯片IC1根据变压器300的输入电压调整第一开关管Q1的控制信号的频率和占空比。

在上述图5至图8所示的开关电源电路中，升压电路200采用boost升压电路。

boost升压电路又称Boost变换器，是六种基本斩波电路之一，是一种开关直流升压电路，它可以使输出电压比输入电压高。主要应用于直流电动机传动、单相功率因数校正(PFC)电路及其他交直流电源中。

在上述图5至图8所示的开关电源电路中，整流模块100采用整流桥堆。

整流桥堆产品是由四只整流硅芯片作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率整流桥在绝缘层外添加锌金属壳包封，增强散热。

另外，本发明的第二方面实施例提供一种家用电器，包括如上第一方面实施例的开关电源电路，例如包括上述图1至图8中的任一开关电源电路。

根据本发明实施提供的家用电器，通过在开关电源电路设置反馈电路500，其中任意一路输出绕组的电压偏高，都能通过反馈电路500反馈至驱动控制芯片IC1，减少输出能量，从而同时降低所有输出绕组的电压，同理任意一路输出绕组的电压偏低都能同时升高所有输出绕组的电压，通过同时采集第一次级绕组310的输出电压以及第二次级绕组320的输出电压，即反馈电压由多路输入绕组的输出输出电压共同作用，具有较宽的交叉调整率，能够提高多路绕组输出电压的稳定性。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。