專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高能效自激式雙驅(qū)動(dòng)半橋開(kāi)關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種開(kāi)關(guān)電源電路，屬于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域。它作為一種小功率電源變換裝置，用于"電源 適配器"中。
很多家電產(chǎn)品需要低壓直流電源供電，這個(gè)低壓直流電源常通過(guò)一種俗稱(chēng)為"電源適配器"的電源變 換裝置來(lái)得到。這種"電源適配器"輸入工頻交流220V或110V電源，輸出低壓直流電為家電產(chǎn)品供電； "電源適配器"內(nèi)或采用工頻變壓器加整流濾波技術(shù)，或采用AC/DC開(kāi)關(guān)龜源技術(shù)，將交流電源變換為低 壓直流電。
采用工頻變壓器加整流濾波技術(shù)的"電源適配器"，由于工頻變壓器原材料銅線(xiàn)、硅鋼片價(jià)格大幅度 上漲，生產(chǎn)廠家已無(wú)利可圖甚至虧損。轉(zhuǎn)向采用AC/DC開(kāi)關(guān)電源技術(shù)成了眾多廠家的選擇。但常規(guī)AC/DC 開(kāi)關(guān)電源拓?fù)涠啻嬖谳p負(fù)載時(shí)、特別是空載時(shí)能源利用效率(以下簡(jiǎn)稱(chēng)能效)低，難于達(dá)到"能源之星" 的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，造成銷(xiāo)售障礙，必須對(duì)用常規(guī)AC/DC開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浼右愿倪M(jìn)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明針對(duì)節(jié)能燈電路加以改進(jìn)，節(jié)能燈的成本低廉，用于照明已經(jīng)普及。節(jié)能燈電路為自激式半橋 開(kāi)關(guān)電源，如附圖的圖l所示，它已為公眾熟知。為輸出低壓直流電，圖l中已將燈管負(fù)載改為開(kāi)關(guān)變壓 器T2的原邊，T2的副邊經(jīng)過(guò)全波整流、濾波輸出低壓直流電Uout。
這個(gè)電路的缺點(diǎn)是該電路帶固定負(fù)載例如帶個(gè)燈管，能效還比較高。但輕載、特別是空載時(shí)能效低， 達(dá)不到"能源之星"的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在自激式半橋開(kāi)關(guān)電源的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，對(duì)功率元件增加了第二驅(qū)動(dòng)源，形成所謂"雙驅(qū)動(dòng)"， 能保證功率元件在空載、輕載的條件下進(jìn)入開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)；實(shí)測(cè)功率元件溫升很低，功率損耗小，空載、 輕載能效均能達(dá)到"能源之星"的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，從輕載到滿(mǎn)載整個(gè)功率段效率都高。


圖l為節(jié)能燈電路，它是一個(gè)自激式半橋開(kāi)關(guān)電源，已為公眾熟知。其中二極管VD1--VD4為輸入工 頻交流220V或110V電源作橋式整流，輸出高壓直流脈動(dòng)電壓，(A)點(diǎn)是這個(gè)高壓直流脈動(dòng)電壓的正端， (B)點(diǎn)是這個(gè)高壓直流脈動(dòng)電壓的負(fù)端，電解電容C1、 C2串聯(lián)于(1)點(diǎn)，為該直流脈動(dòng)電壓濾波；輸 出高壓直流電。圖1已將燈管負(fù)載改為開(kāi)關(guān)變壓器T2的原邊，T2的副邊帶中心抽頭，副邊另外兩個(gè)端子， 分別接二極管VD7、 VD8作全波整流，經(jīng)過(guò)電解電容C5濾波輸出低壓直流電。電阻R3—R6、電解電容C3、 二極管VD5和脈沖變壓器Tl的繞組Tla組成的電路驅(qū)動(dòng)上部NPN三極管(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為^l管)VI;電阻 R7—R10、電解電容C4、 二極管VD6和脈沖變壓器T1的繞組Tlb組成的電路驅(qū)動(dòng)下部NPN三極管(以下 簡(jiǎn)稱(chēng)為下管)V2;具體的連接方式是上管VI的集電極接高壓直流正端(A) ,V1的發(fā)射極與V2的集電 極相連接于(2)點(diǎn)，電阻R3的一端連接VI的基極，R3的另一端分別與電阻R4、 R5、 R6的一端和電解 電容C3的負(fù)極相連于(3)點(diǎn)，R4的另一端連接功率管V1的集電極，R5的另一端連接隔離二極管VD5的 負(fù)極，R6的另一端連接(2)點(diǎn)即VI的發(fā)射極與V2的集電極的連接點(diǎn)，二極管VD5的正極連接電解電容 C3的正極于(5)點(diǎn)，脈沖變壓器Tl的繞組Tla的一端連接(5)點(diǎn)，Tla的另一端連接脈沖變壓器Tl的 繞組Tlc的一端(6)， Tlc的另一端連接開(kāi)關(guān)變壓器T2的原邊一端，T2的原邊另一端連接濾波電解電容 Cl、 C2的串聯(lián)點(diǎn)(1),將(6)點(diǎn)與(2)點(diǎn)直接相連；下管V2的發(fā)射極接高壓直流負(fù)端(B), V2的基極 連接電阻R10的一端，R10的另一端分別與電阻K7、 R8、 R9的一端和電解電容C4的負(fù)極相連于(4)點(diǎn)， R7的另一端連接(2)點(diǎn)即VI的發(fā)射極與V2的集電極連接點(diǎn)，R8的另一端連接隔離二極管VD6的負(fù)極， R9的另一端連接高壓直流負(fù)端(B)點(diǎn)，二極管VD6的正極連接電解電容C4的正極于(7)點(diǎn)，脈沖變壓 器Tl的繞組Tlb的一端連接(7)點(diǎn)，Tlb的另一端連于(8)點(diǎn)，將(8)點(diǎn)與(B)點(diǎn)直接相連。要注
3意繞組Tla連接(5)點(diǎn)的一端、繞組Tlb連接(8)點(diǎn)的一端和繞組Tlc連接(6)點(diǎn)的一端應(yīng)是同名端。
脈沖變壓器Tl實(shí)質(zhì)是個(gè)電流互感器，它在一個(gè)鐵淦氧磁環(huán)上繞了 Tla、 Tlb和Tlc三個(gè)繞組，其中 Tlc為原邊，Tla、 Tlb為副邊。功率元件V1、 V2僅靠脈沖變壓器Tl的副邊Tla、 Tlb上感應(yīng)的電壓來(lái)驅(qū) 動(dòng)，這就是所謂"單驅(qū)動(dòng)"，但在空載或輕載時(shí)，該脈沖變壓器Tl的原邊Tlc流過(guò)的電流很小，其副邊 Tla、 Tlb上感應(yīng)的電壓很小不足以驅(qū)動(dòng)功率元件VI、 V2進(jìn)入開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功率元件V1、 V2發(fā)熱嚴(yán)重，功 耗增大，造成能效低下，這就是"單驅(qū)動(dòng)"的缺點(diǎn)。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，功率元件VI、 V2采用NPN型三極管。在其輸出的開(kāi)關(guān)變壓器T2上增加 了兩個(gè)繞組T2a和T2b作為第二驅(qū)動(dòng)源，將T2a和T2b上感應(yīng)的電壓也分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管Vl、 V2，加 上原來(lái)的驅(qū)動(dòng)源，即脈沖變壓器Tl的繞組Tla、 Tlb,共同驅(qū)動(dòng)三極管V1、 V2,形成所謂"雙驅(qū)動(dòng)"，即 能保證功率元件V1、 V2在空載或輕載時(shí)進(jìn)入開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作。由于三極管為電流型驅(qū)動(dòng)元件，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)源 Tla、 T2a和Tlb、 T2b要按電流迭加增強(qiáng)的方式連接。
其余電路與圖l相同。
圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，功率元件V1、 V2采用N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。也在其輸出的開(kāi)關(guān)變壓器T2 上增加了兩個(gè)繞組T2a和T2b,分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管V1、 V2。由于是驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)源Tla、 Tlb和T2a、 1\21)要按電壓迭加增強(qiáng)的方式連接。去掉了圖2中的電容C7、 C8，增加了兩個(gè)穩(wěn)壓管VD12和 VD13,分別保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管V1、 V2的柵極不被反向擊穿。
其余電路與圖2相同。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋附圖和說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明所在。
圖2是本發(fā)明采用三極管作為功率元件的一個(gè)實(shí)施例，若用其它電流型驅(qū)動(dòng)元件也照此辦理。在其輸 出的開(kāi)關(guān)變壓器T2上增加了兩個(gè)繞組T2a和T2b,注意T2a和T2b和脈沖變壓器Tl上繞組Tla、 Tlb的 極性，其中繞組T2a和繞組Tla產(chǎn)生的電流迭加后要求是增強(qiáng)的，共同驅(qū)動(dòng)上管VI;其中繞組T2b和繞 組Tlb產(chǎn)生的電流迭加后要求是增強(qiáng)的，共同驅(qū)動(dòng)下管V2。具體的連接方式是繞組T2a的一端連于(6) 點(diǎn)，T2a的另一端(9)連接電容C7的一端，C7的另一端連于(3)點(diǎn)，繞組Tla、 T2a產(chǎn)生的電流迭加增 強(qiáng)，共同驅(qū)動(dòng)上管VI;繞組T2b的一端連于(8)點(diǎn)，T2b的另一端(10)連接電容C8的一端，C8的另 一端連于(4)點(diǎn)，繞組Tlb、 T2b產(chǎn)生的電流迭加增強(qiáng)，共同驅(qū)動(dòng)下管V2。
圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其功率元件V1、 V2采用場(chǎng)效應(yīng)管電壓型驅(qū)動(dòng)元件，若用其它電壓型 驅(qū)動(dòng)元件也照此辦理。同樣也在其輸出的開(kāi)關(guān)變壓器T2上增加了兩個(gè)繞組T2a和T2b,分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)場(chǎng) 效應(yīng)管V1、 V2。由于是驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)源Tla、 T2a和Tlb、 T2b要按電壓迭加增強(qiáng)的方式連接。 增加了兩個(gè)穩(wěn)壓管VD12和VD13,分別保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管VI、 V2的柵極不被反向擊穿。 -
驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管具體的連接方式是脈沖變壓器Tl的副邊繞組Tla原接(6)點(diǎn)的一端，改接到開(kāi)關(guān)變 壓器T2的繞組T2a的(9)端，這樣繞組Tla和繞組T2a成為串聯(lián)連接，注意Tla和T2a要異名端相連， 才能使迭加后的電壓增強(qiáng)。Tl的副邊繞組Tlb原接(8)的一端，改接到開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2b的(10) 端，同樣注意Tlb和T2b要異名端相連。去掉圖2中的電容C7和C8，其余電路同圖2。
綜上所述，改進(jìn)前的自激式半橋開(kāi)關(guān)電源電路，其功率元件V1、 V2僅有一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，即利用脈沖變 壓器Tl的繞組Tla、 T]b感應(yīng)的電壓分別驅(qū)動(dòng)功率元件Vl、 V2,是個(gè)"單驅(qū)動(dòng)"方式。本發(fā)明的特點(diǎn)是 在其輸出的開(kāi)關(guān)變壓器T2上增加了兩個(gè)繞組T2a和T2b作為第二驅(qū)動(dòng)源，將T2a和T2b上感應(yīng)的電壓也 分別用來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管VI、 V2，加上原來(lái)的驅(qū)動(dòng)源形成"雙驅(qū)動(dòng)"，能保證功率元件VI、 V2在空載或輕載 時(shí)進(jìn)入開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作。具體作法是將繞組Tla和繞組T2a、繞組Tlb和繞組T2b產(chǎn)生的電壓或電流分別 作正向迭加，使迭加后的電壓或電流增大，分別驅(qū)動(dòng)功率元件VI、 V2;這樣就把原來(lái)"單驅(qū)動(dòng)"方式改 進(jìn)成為"自激式雙驅(qū)動(dòng)半橋開(kāi)關(guān)電源"電路。當(dāng)功率元件V1、 V2采用三極管或其它電流型驅(qū)動(dòng)元件時(shí)， 以脈沖變壓器T i的繞組Tla和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2a產(chǎn)生的迭加電流驅(qū)動(dòng)上管VI,以脈沖變壓器Tl的繞組Tib和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2b產(chǎn)生的迭加電流驅(qū)動(dòng)下管V2;注意各個(gè)繞組的極性，使繞組Tla 和繞組T2a及繞組Tlb和繞組T2b連接后產(chǎn)生的迭加電流是增強(qiáng)的；具體的連接方式是繞組Tla的一端 和繞組T2a的一端共同連于(6)點(diǎn)，Tla的另一端連于(5)點(diǎn)，T2a的另一端(9)連接電容C7的一端， C7的另一端連于(3)點(diǎn)；繞組Tlb的一端和繞組T2b的一端共同連于(8)點(diǎn)，Tlb的另一端連于(7) 點(diǎn)，T2b的另一端(10)連接電容C8的一端，C8的另一端連于(4)點(diǎn)。當(dāng)功率元件V1、 V2采用場(chǎng)效應(yīng) 管或其它電壓型驅(qū)動(dòng)元件時(shí)，以脈沖變壓器Tl的繞組Tla和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2a產(chǎn)生的迭加電壓驅(qū) 動(dòng)上管VI，以脈沖變壓器Tl的繞組Tlb和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2b產(chǎn)生的迭加電壓驅(qū)動(dòng)下管V2;注意 各個(gè)繞組的極性，使繞組Tla和繞組T2a及繞組Tlb和繞組T2b連接后產(chǎn)生的迭加電壓是增強(qiáng)的；具體的 連接方式是繞組Tla的一端連于(5)點(diǎn)，Tla的另一端與繞組T2a的一端(9)相連接，T2a的另一端 連于(6)點(diǎn)；繞組Tlb的一端連于(7)點(diǎn)，Tlb的另一端與繞組T2b的一端(10)相連接，T2b的另一 端連于(8)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1，一種高能效自激式雙驅(qū)動(dòng)半橋開(kāi)關(guān)電源，它在自激式半橋開(kāi)關(guān)電源的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，其特征在于在輸出的開(kāi)關(guān)變壓器T2上增加了兩個(gè)繞組T2a和T2b作為第二驅(qū)動(dòng)源，與脈沖變壓器T1的繞組T1a和T1b這個(gè)驅(qū)動(dòng)源迭加，共同驅(qū)動(dòng)形成雙驅(qū)動(dòng)。
2，如權(quán)利要求l所述的高能效自激式雙驅(qū)動(dòng)半橋開(kāi)關(guān)電源，其特征在于當(dāng)功率元件V1、 V2采用三 極管或其它電流型驅(qū)動(dòng)元件時(shí)，以脈沖變壓器Tl的繞組Tla和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2a產(chǎn)生的迭加電流 驅(qū)動(dòng)上管VI,以脈沖變壓器Tl的繞組Tlb和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2b產(chǎn)生的迭加電流驅(qū)動(dòng)下管V2;注 意各個(gè)繞組的極性，使繞組Tla和繞組T2a及繞組Tlb和繞組T2b連接后產(chǎn)生的迭加電流是增強(qiáng)的；具體 的連接方式是繞組Tla的'一端和繞組T2a的一端共同連于(6)點(diǎn)，Tla的另一端連于(5)點(diǎn)，T2a的 另一端(9)連接電容C7的一端，C7的另一端連于(3)點(diǎn)；繞組Tlb的一端和繞組T2b的一端共同連于 (8)點(diǎn)，Tlb的另一端連于(7)點(diǎn)，T2b的另一端(10)連接電容C8的一端，C8的另一端連于(4)點(diǎn)。
3，如權(quán)利要求l所述的高能效自激式雙驅(qū)動(dòng)半橋開(kāi)關(guān)電源，其特征在于當(dāng)功率元件V1、 V2采用場(chǎng) 效應(yīng)管或其它電壓型驅(qū)動(dòng)元件時(shí)，以脈沖變壓器Tl的繞組Tla和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2a產(chǎn)生的迭加電 壓驅(qū)動(dòng)上管VI,以脈沖變壓器Tl的繞組Tlb和開(kāi)關(guān)變壓器T2的繞組T2b產(chǎn)生的迭加電壓驅(qū)動(dòng)下管V2; 注意各個(gè)繞組的極性，使繞組Tla和繞組T2a及繞組Tlb和繞組T2b連接后產(chǎn)生的迭加電壓是增強(qiáng)的具 體的連接方式是繞組Tla的一端連于(5)點(diǎn)，Tla的另一端與繞組T2a的一端(9)相連接，T2a的另 一端連于(6)點(diǎn)；繞組Tlb的一端連于(7)點(diǎn)，Tlb的另一端與繞組T2b的一端(10)相連接，T2b的 另一端連于(8)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明為一種高能效自激式雙驅(qū)動(dòng)半橋開(kāi)關(guān)電源電路，用于“電源適配器”中。輸入工頻交流220V或110V電源，輸出低壓直流電。工頻變壓器由于原材料銅線(xiàn)、硅鋼片價(jià)格大幅度上漲，廠家轉(zhuǎn)而采用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)生產(chǎn)“電源適配器”，但常規(guī)開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浯嬖谳p負(fù)載時(shí)、特別是空載時(shí)能源利用效率低，難于達(dá)到“能源之星”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，造成銷(xiāo)售障礙。本發(fā)明對(duì)常規(guī)自激式半橋開(kāi)關(guān)電源加以改進(jìn)，對(duì)功率元件增加了第二驅(qū)動(dòng)源，形成“雙驅(qū)動(dòng)”，能保證功率元件在空載、輕載的條件下也能進(jìn)入開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)；確保達(dá)到“能源之星”空載功耗≤0.1W的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H02M3/06GK101478233SQ20091010481
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者何曙光, 林振華 申請(qǐng)人:何曙光;林振華