專利名稱:無高頻振鈴干擾的開關(guān)電源電路的制作方法
本發(fā)明是一個(gè)無高頻振鈴干擾的開關(guān)穩(wěn)壓電源電路。
已有的開關(guān)電源存在著來自電流關(guān)斷時(shí)，開關(guān)管集電極上的電壓上沖和隨之而產(chǎn)生的高頻振鈴現(xiàn)象所引起的嚴(yán)重干擾。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決這一問題，一般是在開關(guān)管集電極與地之間跨接電容或跨接電容、電阻等組成的吸收回路以延長(zhǎng)開關(guān)時(shí)間，減少干擾的產(chǎn)生。這一方法對(duì)減少干擾雖有一定的作用，但卻必須增加開關(guān)過程的能量損耗。所以，現(xiàn)有技術(shù)中的減少干擾實(shí)際上是以降低效率為代價(jià)的。這種減少干擾的方法由于受能量損耗的限制，跨接的電容不能太大，因而效果有限，同時(shí)也未能從本質(zhì)上解決開關(guān)電源的干擾問題(參看無線電與電視1984年第6期《高壓型開關(guān)電源的干擾及抑制》)。
本發(fā)明的目的是要發(fā)明一種電路，既能抑制開關(guān)管集電極上的電壓上沖和完全消除隨之而產(chǎn)生的高頻振鈴干擾，同時(shí)又能降低開關(guān)過程的能量損耗，提高開關(guān)電源的效率。
為了說明本發(fā)明的技術(shù)原理和特征，首先分析開關(guān)干擾產(chǎn)生的原因。在普通開關(guān)電源中，當(dāng)開關(guān)管將電流關(guān)斷時(shí)，開關(guān)管集電極上的電壓迅速上升，且因晶體管的儲(chǔ)存效應(yīng)，開關(guān)變壓器次級(jí)的整流二極管不能及時(shí)導(dǎo)通，因而無法泄放線圈中的能量和產(chǎn)生阻尼，這就必然使開關(guān)管集電極上的電壓繼續(xù)上沖並隨之產(chǎn)生高頻振鈴現(xiàn)象，造成嚴(yán)重干擾。若在開關(guān)變壓器的初級(jí)引一抽頭，在抽頭與地之間跨接一只較大電容C2，同時(shí)在變壓器初級(jí)與電源的連接處串入一只二極管D1，當(dāng)開關(guān)管將電流關(guān)斷時(shí)，線圈中的電流可向電容器充電，直到次級(jí)整流二極管導(dǎo)通為止。這樣，在電流關(guān)斷時(shí)，既能使開關(guān)管集電極電壓“慢上升”，同時(shí)也能有效地抑制開關(guān)管集電極上的電壓上沖和隨之而產(chǎn)生的高頻振鈴干擾。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電容通過線圈放電，將電流關(guān)斷時(shí)積蓄在電容器上的能量重新變?yōu)榇拍芗右岳?。二極管D1在電容放電期間被反偏，其作用是截?cái)嗬@組L1與電源之間的通路，以保證開關(guān)管在開始導(dǎo)通時(shí)，其集電極電壓能“快下降”，迅速達(dá)到飽和。當(dāng)電容器上的電壓下降到電源電壓的 (N2)/(N1+N2) 時(shí)，D1才開始導(dǎo)通，電源通過D1供電。
在上述電路中，若將電容跨接在抽頭與電源之間，效果相似。
以上電路在開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷的過程中，電源饋線上的電流會(huì)有一躍變。如果在抽頭與地之間跨接電容C2的同時(shí)在抽頭與電源之間再跨接電容C1，並使C1、C2的大小與對(duì)應(yīng)繞組L1，L2的匝數(shù)N1、N2成反比，即C1∶C2＝N2∶N1，這樣便可消除饋線上電流的躍變。
以上電路對(duì)抑制干擾雖有良好效果，但由于變壓器各繞組之間不能達(dá)到完全耦合，加之分布電容的影響，仍會(huì)有輕微的高頻振鈴存在。若將繞組L2與抽頭A斷開，然后串入一只二極管D2，成為附圖虛線方框內(nèi)的電路，便可完全消除此高頻振鈴現(xiàn)象。
是無高頻振鈴干擾的開關(guān)電源電路的最佳實(shí)施方案，它包括整流濾波電路、開關(guān)變壓器、開關(guān)管、次級(jí)整流電路、取樣放大電路及控制電路等。次級(jí)繞組可以是一組也可以是多組，開關(guān)管可以用晶體管，也可用可關(guān)斷可控硅。本發(fā)明的要點(diǎn)由中虛線方框框出，其特征在于將開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈分成兩個(gè)繞組L1和L2，每個(gè)繞組串接一只二極管，然后再把這兩部分串接起來，接點(diǎn)為A。剩下的兩個(gè)端點(diǎn)，一端與電源相接，另一端通過開關(guān)管與地相接。此外，在接點(diǎn)A與電源之間跨接一只電容C1，在接點(diǎn)A與地之間跨接另一只電容C2，並使C1、C2的大小與對(duì)應(yīng)繞組L1、L2的匝數(shù)N1、N2成反比，即C1∶C2＝N2∶N1。
本發(fā)明的電路由于不受能量損耗的限制，所以電容C1、C2的數(shù)值可以取得很大，一般可取數(shù)千PF到數(shù)萬PF。
繞組L1、L2的匝數(shù)比N1∶N2取得大，饋線上電流脈沖的前沿變陡，后沿變緩;N1∶N2取得小，電流脈沖的前沿變緩，后沿變陡。為使干擾降到最低限度，則需兼顧脈沖的前沿和后沿。N1∶N2的具體數(shù)值可根據(jù)電源電壓、允許的反峰壓等參數(shù)具體設(shè)計(jì)。一般取N1∶N2為1∶1到3∶1均能取得滿意效果。
在所示的電路中，去掉C1或C2，對(duì)抑制開關(guān)管集電極上的電壓上沖和隨之而產(chǎn)生的高頻振鈴干擾仍有良好效果，只是饋線上電流存在躍變，這種躍變有可能將干擾注入電網(wǎng)。
在所示的電路中，去掉二極管D2，對(duì)抑制開關(guān)管集電極上的電壓上沖和隨之而產(chǎn)生的高頻振鈴干擾仍有良好效果，但不能完全消除振鈴現(xiàn)象。
在所示的電路中，去掉一只電容C1或C2，同時(shí)去掉二極管D2，對(duì)抑制開關(guān)管集電極上的電壓上沖和隨之產(chǎn)生的高頻振鈴干擾仍有良好效果，但不能完全消除高頻振鈴現(xiàn)象，同時(shí)饋線上電流存在躍變，這種躍變有可能將干擾注入電網(wǎng)。
權(quán)利要求
1.無高頻振鈴干擾的開關(guān)電源電路包括整流濾波電路、開關(guān)變壓器、開關(guān)管、次級(jí)整流電路、取樣放大電路、控制電路等，其特征在于將普通開關(guān)電源的開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈分成兩個(gè)繞組L1和L2，每個(gè)繞組串接一只二極管，然后再把這兩部分串接起來，接點(diǎn)為A，剩下的兩個(gè)端點(diǎn)，一端與電源相接，另一端通過開關(guān)管與地相接，此外在接點(diǎn)A與電源之間跨接一只電容C1，在接點(diǎn)A與地之間再跨接另一只電容C2，其最佳值是使C1、C2的大小與對(duì)應(yīng)繞組L1、L2的匝數(shù)N1、N2成反比，即C1∶C2=N2∶N1。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電路，其特征在于去掉一只電容C1或C2。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的電路，其特征在于去掉二極管D2。
專利摘要
本發(fā)明是一個(gè)無高頻振鈴干擾的開關(guān)電源電路。目的在于解決目前開關(guān)電源存在的嚴(yán)重干擾問題。其特征在于將普通開關(guān)電源的開關(guān)變壓器初級(jí)線圈斷開成兩個(gè)繞組，每組串入一只二極管然后相接，并從接點(diǎn)到電源和地各接一只電容。該電路既能有效地抑制開關(guān)管集電極上的電壓上沖和完全消除隨之而產(chǎn)生的高頻振鈴干擾，同時(shí)又能降低開關(guān)過程的能量損耗，提高開關(guān)電源的效率。本發(fā)明可用于任何帶有開關(guān)變壓器的開關(guān)電源以消除所產(chǎn)生的嚴(yán)重干擾。
文檔編號(hào)G05F1/56GK86103248SQ86103248
公開日1987年1月24日 申請(qǐng)日期1986年5月5日
發(fā)明者鄒鵬程, 李能 申請(qǐng)人:鄒鵬程, 李能導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan