專利名稱：自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)穩(wěn)壓電源，具體是一種自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，屬于開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開關(guān)電源廣泛應(yīng)用于汽車電子、電腦機(jī)箱，LED燈具、工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、電子冰箱、液晶顯示器等。開關(guān)電源的作用是將外部電壓轉(zhuǎn)化為適合電子設(shè)備使用的電壓。在已有的技術(shù)方案中，開關(guān)電源總的能源利用效率普遍偏低，如“基于電阻的開關(guān)電源”和“基于電感的開關(guān)電源”的效率分別為30%和50%左右。目前開關(guān)電源向著高頻化、小型化和輕便化的方向發(fā) 展，但是還沒有一種效率更高的開關(guān)電源方案。開發(fā)高效的開關(guān)電源在節(jié)約能量和資源及保護(hù)環(huán)境方面具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，以變壓器反饋式振蕩電路為理論原型，結(jié)合穩(wěn)壓電路輔助電路搭建而成，實現(xiàn)調(diào)壓穩(wěn)壓的目的，提高開關(guān)電源的利用率，從而進(jìn)一步節(jié)約能量和資源。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括齊納穩(wěn)壓管Zl、開關(guān)管Q24和偏置電路，以及由初級繞組NI、反饋繞組N3和次級繞組N2構(gòu)成的高頻變壓器，開關(guān)管Q24為一個NPN結(jié)構(gòu)的三極管，偏置電路中包括一個偏置電阻R37，其一端與開關(guān)管Q24的基極連接，另一端與初級繞組NI的一端連接，初級繞組NI的另一端與開關(guān)管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關(guān)管Q24的發(fā)射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關(guān)管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關(guān)管Q24的發(fā)射極連接，初級繞組NI與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。齊納穩(wěn)壓管Zl的標(biāo)稱齊納電壓為15. 6V。初級繞組NI的兩端之間還設(shè)有電容C44和電阻R82并聯(lián)，然后再與單向二極管Dll串聯(lián)的用于避免開關(guān)管Q24在關(guān)斷的瞬間，高頻變壓器的初級繞組NI產(chǎn)生尖峰電壓對開關(guān)管Q24的保護(hù)電路。本實用新型的有益效果是以變壓器反饋式振蕩電路為理論原型，結(jié)合穩(wěn)壓電路等輔助電路搭建而成，實現(xiàn)調(diào)壓穩(wěn)壓的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其效率相對于“基于電阻的開關(guān)電源”和“基于電感的開關(guān)電源”的30%和50%左右,顯者提聞到80%左右，并且具有體積小、重量輕，對輸入電壓及頻率的變化適應(yīng)性強(qiáng)，輸出電壓保持時間長的優(yōu)點。

圖I是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。如圖I所示，該開關(guān)穩(wěn)壓電源包括齊納穩(wěn)壓管Z1、開關(guān)管Q24和偏置電路，以及由初級繞組NI、反饋繞組N3和次級繞組N2構(gòu)成的高頻變壓器，開關(guān)管Q24為一個NPN結(jié)構(gòu)的三極管，偏置電路中包括一個偏置電阻R37，其一端與開關(guān)管Q24的基極連接，另一端與初級繞組NI的一端連接，初級繞組NI的另一端與開關(guān)管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關(guān)管Q24的發(fā)射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關(guān)管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關(guān)管Q24的發(fā)射極連接，初級繞組NI與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。齊納穩(wěn)壓管Zl的標(biāo)稱齊納電壓為15. 6V，其作用是使穩(wěn)壓管開關(guān)管Q24迅速截止，并在開關(guān)管Q24的正常振蕩的開通區(qū)間中，提前進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，實現(xiàn)開關(guān)管Q24的開通占空比將變小，使輸出電壓變小，實現(xiàn)穩(wěn)壓的過程。初級繞組NI的兩端之間還設(shè)有電容C44和電阻R82并聯(lián)，然后再與單向二極管Dll串聯(lián)的用于避免開關(guān)管Q24在關(guān)斷的瞬間，高頻變壓器的初級繞組NI產(chǎn)生尖峰電壓對開關(guān)管Q24的保護(hù)電路。圖I中，L端為電壓輸入端，q為電壓輸出端，輸入采用的是48V的系統(tǒng)電壓，穩(wěn)壓輸出電壓為15V。本實用新型的工作原理及過程是首先按照圖I所示的電路連接相關(guān)元器件，電路剛上電時，電源L通過電阻R37給開關(guān)管Q24基極提供微小的正向偏置電流，使開關(guān)管Q24由開通進(jìn)入到放大工作區(qū)，開關(guān)管Q24的集電極受控出現(xiàn)電流，即變壓器初級繞組NI出現(xiàn)電流，初級繞組NI出現(xiàn)上正下負(fù)的感應(yīng)電動勢，所以變壓器反饋繞組N3感應(yīng)出上正下負(fù)的電壓U3，該電壓與Q24導(dǎo)通極性相同，實現(xiàn)正反饋，給開關(guān)管Q24基極補(bǔ)強(qiáng)開通電流IB，所以開關(guān)管Q24的基極電流快速增大，進(jìn)入飽和工作區(qū)，此時開關(guān)管的集電極電流亦即變壓器初級繞組NI的電流IC不受基極電流IB控制，呈線性增長，使變壓器次級繞組N2感應(yīng)出上正下負(fù)的電壓U2，進(jìn)入相對穩(wěn)定狀態(tài)。變壓器次級繞組N2上感應(yīng)出電壓U2后，整流二極管D16導(dǎo)通，次級繞組N2回路中有電流通過，向負(fù)載供電。隨著IC的增加，同時反饋繞組N3給C36充電，使其左負(fù)右正，即開關(guān)管Q24的基極電流IB開始減小，直至IBX β< 1C，開關(guān)管Q24退出飽和工作區(qū)，進(jìn)入放大區(qū)。集電極電流IC開始逐漸減小，在變壓器初級繞組NI感應(yīng)出上負(fù)下正的電壓，同時在變壓器反饋繞組Ν3上感應(yīng)出上負(fù)下正的電壓，反饋繞組Ν3將通過單向二極管D15、電阻R48、電阻R38和電容C36回路進(jìn)行放電，在電阻R38、電容C36產(chǎn)生順時針方向的電流，與基極電流IB方向相反，所以將使開關(guān)晶體管的基極電流IB快速減小，快速進(jìn)入截止區(qū)，反饋繞組Ν3放電完畢，電源L將再次通過電阻R37給開關(guān)管Q24的基極提供微弱的起動電流，重復(fù)啟動振蕩的過程。
權(quán)利要求1.一種自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，其特征在于，包括齊納穩(wěn)壓管Z1、開關(guān)管Q24和偏置電路，以及由初級繞組NI、反饋繞組N3和次級繞組N2構(gòu)成的高頻變壓器，開關(guān)管Q24為一個NPN結(jié)構(gòu)的三極管,偏置電路中包括一個偏置電阻R37,其一端與開關(guān)管Q24的基極連接，另一端與初級繞組NI的一端連接，初級繞組NI的另一端與開關(guān)管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關(guān)管Q24的發(fā)射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關(guān)管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關(guān)管Q24的發(fā)射極連接，初級繞組NI與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，其特征在于，齊納穩(wěn)壓管Zl的標(biāo)稱齊納電壓為15. 6V。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，其特征在于，初級繞組NI的兩端之間還設(shè)有電容C44和電阻R82并聯(lián)，然后再與單向二極管Dll串聯(lián)的用于避免開關(guān)管Q24在關(guān)斷的瞬間，高頻變壓器的初級繞組NI產(chǎn)生尖峰電壓對開關(guān)管Q24的保護(hù)電路。
專利摘要本實用新型公開了一種自激式高頻變壓開關(guān)穩(wěn)壓電源，包括齊納穩(wěn)壓管Z1、開關(guān)管Q24和偏置電路，以及由初級繞組N1、反饋繞組N3和次級繞組N2構(gòu)成的高頻變壓器，偏置電路中的偏置電阻R37一端與開關(guān)管基極連接，另一端與初級繞組的一端連接，初級繞組的另一端與開關(guān)管集電極連接，反饋繞組的一端與開關(guān)管發(fā)射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關(guān)管基極連接，次級繞組的一端與電路的接地端連接，另一端與開關(guān)管發(fā)射極連接，初級繞組與次級繞組和反饋繞組的繞線方向相反。該開關(guān)穩(wěn)壓電源的效率相對于“基于電阻的開關(guān)電源”和“基于電感的開關(guān)電源”的30%和50%，顯著提高到80%，而且體積小、重量輕，對輸入電壓及頻率的變化適應(yīng)性強(qiáng)，輸出電壓保持時間長。
文檔編號H02M3/338GK202772798SQ201220415820
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者闞力滔 申請人:江蘇云意電氣股份有限公司