專利名稱：一種自激推挽式變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DC-DC或DC-AC變換器，特別涉及用于工業(yè)控制與照明行業(yè)的自激推挽式變換器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自激推挽式變換器，電路結(jié)構(gòu)來自1955年美國(guó)羅耶(G. H. Royer)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，這也是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開端；部分電路來自1957年美國(guó)查賽(Jen Sen，有的地方譯作“井森”)發(fā)明的自激式推挽雙變壓器電路， 后被稱為自振湯Jensen電路；這兩種電路，后人統(tǒng)稱為自激推挽式變換器。自激推挽式變換器在電子工業(yè)出版社的《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》第67頁(yè)至70頁(yè)有描述，該書ISBN號(hào) 7-121-00211-6。電路的主要形式為上述著名的Royer電路和自振蕩Jensen電路。

圖1-1為自激推挽式變換器常見應(yīng)用，電路結(jié)構(gòu)為Royer電路，其中與偏置電阻Rl 并聯(lián)的電容Cl在很多場(chǎng)合可以省去，在ZL專利號(hào)為03273278. 3，
公開日期2004年8月25 日，名稱為《自激推挽式變換器》文中，提供了一種帶軟啟動(dòng)功能的Royer電路，參見圖2，解決了圖1-1中電容Cl在開機(jī)時(shí)對(duì)推挽用開關(guān)三極管的沖擊。圖1-2也是一種應(yīng)用方式，電路結(jié)構(gòu)仍為Royer電路,把原一只偏置電阻Rl拆為兩只Rlu和Rld串聯(lián)而已，多用于較高的工作電壓輸入。同樣，與偏置電阻Rlu并聯(lián)的電容 Cl在很多場(chǎng)合可以省去，故圖1-2中電容Cl以虛線繪制。圖3也是常見的Royer電路，簡(jiǎn)化了反饋繞組的繞法，其直流信號(hào)回路，晶體三極管TRl和TR2的工作點(diǎn)是一樣的，但電路處于自激振蕩狀態(tài)時(shí)，晶體三極管TRl和TR2的工作有差異。在公開號(hào)US 2007182342 (Al)，
公開日期為2007-08-09的《LCD BACKLIGHT DRIVER))中，使用的就是類似圖3的Royer電路作為單元電路。而圖4是圖3電路的原形， 圖4的主要特征是使用兩只偏置電阻Rla和Rlb，分別置于推挽用開關(guān)三極管的基極到有效供電端；圖3把原本兩只偏置電阻Rla和Rlb，簡(jiǎn)化為一只，是在圖4基礎(chǔ)上的一種節(jié)約成本方案。在公開號(hào)US 2006250822 (Al)，
公開日期為2006-11-09的《Switching power supply apparatus》中，使用的就是類似圖4的電阻偏置方法作為單元電路。圖5是常見的一種Royer電路。由于在供電回路中串入電感LI，且在推挽用開關(guān)三極管集電極之間并聯(lián)一只電容CL，電路輸出接近正弦波，常見于節(jié)能燈電子整流器等電路上，早期液晶顯示器的背光源全部采用圖5這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路，同樣，也可以簡(jiǎn)化反饋繞組的繞法，而采用類似圖3、圖4的變形方法。Royer電路的振蕩頻率是電源電壓的函數(shù)，在電子工業(yè)出版社的《開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)》第68頁(yè)第18行有描述，該書ISBN號(hào)7-121-00211-6。其特點(diǎn)為利用磁心飽和特性進(jìn)行推挽振蕩，耦合變壓器輸出波形為近似方波，電路的變換效率較高。圖5的電路由于在供電回路中串入電感LI，且在推挽用開關(guān)三極管集電極之間并聯(lián)一只電容CL，電路輸出波形接近正弦波。另一個(gè)與Royer電路相似的結(jié)構(gòu)，就是開關(guān)驅(qū)動(dòng)功能與主功率變壓器脫離的電路，如圖6所示。這個(gè)電路就是著名的自振蕩Jensen電路，中文常音譯為“井森”電路，電路的自振蕩頻率和驅(qū)動(dòng)功能，改由磁飽和的變壓器B2來實(shí)現(xiàn)，因此，主功率變壓器BI能工作在不飽和狀態(tài)。其中，Cl或Cla —般只保留一只，Cla是Cl的等效接法，但是接在Cla時(shí)， 電路可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，需要說明的是Cl和Cla同時(shí)去除，電路也是可以工作的。'
雖然B2出現(xiàn)磁飽和，因?yàn)锽2體積小，磁飽和消耗的能量小，電路的總體效率高。與相同條件下的Royer電路比較,在工作電壓、負(fù)載、溫度發(fā)生變化時(shí)，Jensen電路的自振蕩頻率相對(duì)比較穩(wěn)定。當(dāng)然，Jensen電路的應(yīng)用較廣，其電路的形式也多樣，主要也是體現(xiàn)在圖6中Rl偏置方式的變化。上述電路，其中電阻Rl、Rla, Rib、Rlu接電源Vin+的一端，若與電源Vin+斷開， 連接其它的有效供電端，電路也是可以正常工作的，如連接單片機(jī)的I/O 口，就可以實(shí)現(xiàn)可關(guān)斷自激推挽式變換器；若連接其它電源，當(dāng)其它電源工作時(shí)，自激推挽式變換器可以“同步”工作。從圖1-1、圖1-2、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6可以看到，偏置電路向自激推挽式變換器開關(guān)三極管基極提供電流的方式很多，可以接變壓器反饋繞組中心抽頭，也可以分別直接接在兩個(gè)基極上，也可以接在其中一個(gè)三極管基極上，考慮反饋繞組的直流內(nèi)阻較低， 這些接法統(tǒng)稱為接在開關(guān)三極管基極的直流回路，因?yàn)槠渲绷鞯刃щ娐肥窍嗤模际堑刃е苯咏釉谌龢O管基極上。上述的圖I至圖6，都是現(xiàn)有的自激推挽式變換器。由于使用電阻作為偏置電路， 它們有共同的缺點(diǎn)為
I、工作電壓適應(yīng)性差。2、抗浪涌性能差。這在申請(qǐng)?zhí)?01110200894. 5，申請(qǐng)日為2011年7月18日的《一種自激推挽式變換器》專利公開文件說明書第
段至
段中有詳盡的理論分析與數(shù)據(jù)說明。該專利申請(qǐng)?zhí)峁┮环N自激推挽式變換器，其特征在于推挽用開關(guān)三極管基極的直流回路到有效供電端之間為一;〖亙流源；即在Royer或Jensen電路的基礎(chǔ)上,取消推挽用開關(guān)三極管基極的直流回路到有效供電端之間的偏置電阻，分別增加恒流源代替原偏置電阻。使自激推挽式變換器工作電流隨工作電壓上升時(shí)，上升緩慢或不上升，且當(dāng)自激推挽式變換器輸入電壓中出現(xiàn)浪涌時(shí)，自激推挽式變換器具備一定的抗浪涌能力，不易損壞開關(guān)三極管。該專利申請(qǐng)文件第
段的表格示出了使用電阻作為偏置的空載輸入電流 (工作電流)、空載損耗實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，第
段的表格示出了該專利申請(qǐng)使用其發(fā)明的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，為了方便對(duì)比，現(xiàn)引用其數(shù)據(jù)做成下表
表一
權(quán)利要求
1.一種自激推挽式變換器，其特征在于推挽用開關(guān)三極管基極的直流回路到有效供電端之間為一負(fù)阻特性恒流源；在所述的負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓較額定工作電壓低時(shí)，提供較大的恒流電流；在所述的負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓較額定工作電壓高時(shí)， 提供較小的恒流電流；在所述的負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓和額定工作電壓相同時(shí)，提供額定的恒流電流；在所述的負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓不變時(shí)，負(fù)載變化時(shí)，所述的負(fù)阻特性恒流源的輸出電流恒流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自激推挽式變換器，其特征在于所述的推挽用開關(guān)三極管為NPN晶體三極管，所述的負(fù)阻特性恒流源的電流方向?yàn)榱魅胫了龅腘PN晶體三極管的基極。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自激推挽式變換器，其特征在于所述的推挽用開關(guān)三極管為PNP晶體三極管，所述的負(fù)阻特性恒流源的電流方向?yàn)閺乃龅腜NP晶體三極管的基極流入至所述的負(fù)阻特性恒流源。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一所述的自激推挽式變換器，其特征在于所述的推挽變換器的輸出端為一同步整流電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自激推挽式變換器，推挽用開關(guān)三極管基極的直流回路到有效供電端之間為一負(fù)阻特性恒流源；在負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓較額定工作電壓低時(shí)，提供較大的恒流電流；在負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓較額定工作電壓高時(shí)，提供較小的恒流電流；在負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓和額定工作電壓相同時(shí)，提供額定的恒流電流；在負(fù)阻特性恒流源自身工作電壓不變時(shí)，負(fù)載變化時(shí)，負(fù)阻特性恒流源的輸出電流恒流；本發(fā)明的空載工作電流隨工作電壓上升時(shí)，不上升或下降，且當(dāng)自激推挽式變換器輸入電壓中出現(xiàn)較浪涌時(shí)，不損壞開關(guān)三極管，輸入電壓中出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)的浪涌電壓時(shí)，電路自激推挽式變換器具備一定的抗浪涌能力。
文檔編號(hào)H02M7/538GK102594193SQ20121005658
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者王保均, 鄭凌霄 申請(qǐng)人:廣州金升陽(yáng)科技有限公司