專利名稱：一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源。可滿足穩(wěn)定輸出功率的需求，如照明供電、電池充電及其它一些需要穩(wěn)定輸出功率的情況等。
背景技術(shù)：
一般的推動(dòng)發(fā)光二極管的開關(guān)電源都是用專用的脈寬集成控制器，如在電子工業(yè)出版社《新型開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)》第62、63頁(yè)所介紹的開關(guān)電源——應(yīng)用脈寬集成控制器UC3842，它是應(yīng)用電流控制(Current Mode Control)PWM的集成電路。其不足之處在于1、需要專用脈寬集成控制器，制作成本高；2、需要比較大的開機(jī)及持續(xù)操作電流；3、外圍器件要求較多，不利于微型化。
為此，本發(fā)明的發(fā)明人提出了一種公開號(hào)為CN2523108、發(fā)明名稱為“一種自激振蕩回掃式開關(guān)電源”的實(shí)用新型專利，該專利解決了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，不需要專用脈寬集成控制器、開機(jī)及持續(xù)操作電流小、線路簡(jiǎn)單。但是上述開關(guān)電源中還存在著復(fù)雜的電壓反饋電路。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源。尤其是輸入和輸出電壓需要寬范圍的情況，如發(fā)光二極管供電或電池充電。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的方案是一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，包括變壓器和自激振蕩器，變壓器由初級(jí)繞組T1-A和初級(jí)繞組T1-B組成，初級(jí)繞組T1-A的同相端用于接輸入電壓的正極，自激振蕩器包括由電阻R2、電容C3串聯(lián)組成的充電電路、主要包括電阻R6的電流變換電壓反饋電路，變壓器初級(jí)繞組T1-B和開關(guān)晶體管Q1，輸入的電壓經(jīng)由電阻R2、電容C3串聯(lián)組成的充電電路接初級(jí)繞組T1-B的同相端，開關(guān)晶體管Q1的輸入與電阻R2、電容C3并接，初級(jí)繞組T1-A的反相端串接開關(guān)晶體管Q1的一個(gè)輸出級(jí)，開關(guān)晶體管Q1的另一個(gè)輸出級(jí)通過(guò)電阻R6接初級(jí)繞組T1-B的反相端和輸入電壓的負(fù)極，還包括固定功率輸出電路，所述固定功率輸出電路包括分壓電阻R4、R5和晶體管Q2，輸入的電壓信號(hào)經(jīng)分壓電阻R4、R5分壓后接晶體管Q2的基極，分壓電阻R5的另一端與開關(guān)晶體管Q1的另一個(gè)輸出級(jí)、電阻R6的一端耦合，分壓電阻R4的另一端接初級(jí)繞組T1-B的同相端，晶體管Q2的集電極并接開關(guān)晶體管Q1的控制極，晶體管Q2的發(fā)射極并接初級(jí)繞組T1-B的反相端和電阻R6的另一端，初級(jí)繞組T1-A或初級(jí)繞組T1-B兩端輸出電壓信號(hào)。
還包括輸入整流濾波電路，輸入整流濾波電路的電壓輸出正極接初級(jí)繞組T1-A的同相端，輸入整流濾波電路的電壓輸出負(fù)極接初級(jí)繞組T1-B的反相端。
所述變壓器還包括次級(jí)繞組T1-C，經(jīng)次級(jí)繞組T1-C兩端輸出電壓信號(hào)。
還包括輸出電壓保護(hù)電路，所述輸出電壓保護(hù)電路包括電容C6、二極管D8、穩(wěn)壓管Z2和晶體管Q3，二極管D8的陰極并接電阻R4和初級(jí)繞組T1-B的同相端，二極管D8的陽(yáng)極并接晶體管Q3的發(fā)射極和電容C6的一端，電容C6的另一端并接初級(jí)繞組T1-B的反相端，晶體管Q3的基極與穩(wěn)壓管Z2的正極相連，穩(wěn)壓管Z2的負(fù)極并接初級(jí)繞組T1-B的反相端，晶體管Q3的集電極并接電阻R2和電容C3。
還包括延時(shí)電路，所述延時(shí)電路包括電阻R13、晶體管Q4和二極管D10，所述電阻R13一端與初級(jí)繞組T1-B的反相端相連，電阻R13的另一端與晶體管Q4的基極耦合，晶體管Q4的發(fā)射極串接二極管D10后，二極管D10的陰極再與初級(jí)繞組T1-B的同相端、電容C3的一端耦合，晶體管Q4的集電極與電容C3的另一端耦合。
還包括溫度補(bǔ)償電路，所述溫度補(bǔ)償電路包括電阻R7和二極管D7，分壓電阻R5通過(guò)二極管D7正向與開關(guān)晶體管Q1的輸出級(jí)、電阻R6并接，電阻R7一端接初級(jí)繞組T1-B的同相端或初級(jí)繞組T1-A的同相端，電阻R7另一端并接分壓電阻R5和二極管D7的陽(yáng)極。
所述開關(guān)晶體管Q1可以是場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET或雙極晶體管。
在所述變壓器初級(jí)繞組T1-A的反相端設(shè)有高頻雜訊減少電路，所述高頻雜訊減少電路包括電容C11，電容C11的一端接初級(jí)繞組T1-A的反相端，電容C11的另一端與初級(jí)繞組T1-B的反相端耦合。
所述電容C3設(shè)置有加速充電電路，所述加速充電電路包括二極管D11、電容C9和電阻R14，電容C9和電阻R14串聯(lián)后，電容C9的另一端接電容C3的一端，電阻R14的另一端接電容C3的另一端，二極管D11的陰極并接電容C9、電阻R14，二極管D11的陽(yáng)極接初級(jí)繞組T1-B的反相端。
還包括輸出整流濾波電路，所述輸出電壓信號(hào)經(jīng)輸出整流濾波電路外接負(fù)載。
采用以上方案的有益效果1、由于采用了固定功率輸出電路，使得開關(guān)電源的輸出功率在相當(dāng)寬闊的輸入和輸出電壓范圍保持穩(wěn)定，極適合穩(wěn)定的照明供電和電池充電；2、設(shè)置浪涌電壓吸收電路，吸收變壓器初級(jí)繞組T1-A的漏感的能量，從而保證變壓器初級(jí)繞組T1-A的兩端的電壓不至過(guò)高，擊穿開關(guān)管Q1，提高開關(guān)管Q1的使用壽命，從而提高整個(gè)開關(guān)電源的工作性能；3、由于設(shè)置輸出電壓保護(hù)電路，電壓過(guò)高時(shí)，保持整個(gè)開關(guān)電源的循環(huán)振蕩，不至擊穿開關(guān)管Q1，提高開關(guān)管Q1的使用壽命，和保護(hù)輸出的器件，不至于被過(guò)高電壓擊穿，從而提高整個(gè)開關(guān)電源的工作性能；4、整流濾波電路可以濾去開關(guān)電源的高頻噪聲，使之不至傳回輸入電路中；其中的壓敏電阻VDR1用作輸入電壓鉗位，防止電源上所感應(yīng)的高壓打壞整個(gè)電路；5、溫度補(bǔ)償電路可對(duì)晶體管Q2的導(dǎo)通電壓作溫度補(bǔ)償，提高整個(gè)開關(guān)電源的穩(wěn)定性；6、由于設(shè)置了延時(shí)電路，當(dāng)開關(guān)電源輸入很高電壓時(shí)，增加整個(gè)自激振蕩所需要的時(shí)間周期，減低振蕩頻率，從而減少總開關(guān)損耗，降低開關(guān)管Q1的工作溫度，增加開關(guān)管Q1的工作壽命；7、設(shè)置加速充電電路和延時(shí)電路一起工作，從而達(dá)到輸出短路保護(hù)的目的；8、設(shè)置高頻雜訊減少電路，減少對(duì)外界電磁高頻干擾。


下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一電路圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二電路圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三電路圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四電路圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一，如圖1所示，一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，包括輸入整流濾波電路、變壓器、輸出整流濾波電路、自激振蕩器、固定功率輸出電路、浪涌電壓吸收電路和輸出電壓保護(hù)電路。
其中，變壓器由初級(jí)繞組T1-A、初級(jí)繞組T1-B和次級(jí)繞組T1-C組成，當(dāng)開關(guān)電源的輸入電壓較低，例如少于48伏，同時(shí)輸出與輸入又不需要隔離，則次級(jí)繞組T1-C可以不用。
輸入整流濾波電路包括保險(xiǎn)絲F1，壓敏電阻VDR1，電阻R1，二極管D1、D2、D3、D4，電容C1、C2和電感L1。二極管D1、D2、D3、D4構(gòu)成橋式整流電路，電容C1、C2及電感L1組成π型濾波器，將開關(guān)電源的高頻噪聲濾去，不至傳回輸入電路。輸入整流濾波電路的輸出接初級(jí)繞組T1-A。壓敏電阻VDR1用作輸入電壓鉗位，防止電源上所感應(yīng)的高壓打壞整個(gè)電路。直流輸入時(shí)，二極管D1、D2、D3、D4可以不用，只要D1和D4用接線取代便可。電阻R1可以不用，即阻值等于0。壓敏電阻VDR1可以不用。當(dāng)開關(guān)電源直接輸入直流電源，如用在汽車上時(shí)，可以不需要輸入整流濾波電路。
自激振蕩器包括電阻R2，電容C3，電阻R3、R6，變壓器初級(jí)繞組T1-A、T1-B和開關(guān)晶體管Q1。輸入整流濾波電路的電壓輸出經(jīng)由電阻R2、電容C3、電阻R3串聯(lián)組成的充電電路接初級(jí)繞組T1-B的一端，開關(guān)晶體管Q1的輸入與電阻R2、電容C3并接，初級(jí)繞組T1-A與開關(guān)晶體管Q1的集電極相連，開關(guān)晶體管Q1的發(fā)射極與電阻R6串接后接初級(jí)繞組T1-B的另一端。電阻R3和電容C3的串聯(lián)位置可以互換。電阻R3可以不存在，即阻值等于0。開關(guān)管Q1可以是雙極晶體管或MOS晶體管。
固定功率輸出電路包括電阻R4、R5，電容C8和晶體管Q2。電阻R4的一端并接電阻R3和初級(jí)繞組T1-B，電阻R4的另一端并接晶體管Q2的基極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端并接開關(guān)晶體管Q1的發(fā)射極和電阻R6的一端，晶體管Q2的集電極并接電阻R2和電容C3，晶體管Q2的發(fā)射極并接初級(jí)繞組T1-B和電阻R6，電容C8的一端并接晶體管Q2的基極和電阻R5的一端，電容C8的另一端并接電阻R6和初級(jí)繞組T1-B。電容C8可以不存在，即電容值等于0。
輸出電壓保護(hù)電路包括電阻R9、R10、R11，電容C6，二極管D8，穩(wěn)壓管Z2和晶體管Q3。二極管D8的陰極通過(guò)電阻R9并接電阻R4和初級(jí)繞組T1-B，二極管D8的陽(yáng)極并接晶體管Q3的發(fā)射極和電容C6，電容C6的另一端并接初級(jí)繞組T1-B和電阻R6，晶體管Q3的基極與穩(wěn)壓管Z2的正極相連，穩(wěn)壓管Z2的負(fù)極通過(guò)電阻R11并接初級(jí)繞組T1-B和電阻R6，電阻R10的一端并接晶體管Q3的發(fā)射極和電容C6，電阻R10的另一端并接晶體管Q3的基極與穩(wěn)壓管Z2的正極，晶體管Q3的集電極并接電阻R2和電容C3。電阻R9、R11可以不用，即阻值等于0。電阻R10可以不用，即阻值等于∞。
輸出整流濾波電路包括整流二極管D6，電容C4、C5。整流二極管D6的正極接次級(jí)繞組T1-C的反相端，整流二極管D6的負(fù)極通過(guò)電容C5與次級(jí)繞組T1-C的同相端相連。負(fù)載可以是串聯(lián)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管或可充電電池，負(fù)載的正極接整流二極管D6的正極，負(fù)載的負(fù)極接次級(jí)繞組T1-C的同相端。濾波電容C7一端與次級(jí)繞組T1-C的同相端相連，濾波電容C7的一端并接初級(jí)繞組T1-B和電阻R6。電容C4、C5可以不用，即電容值等于0。當(dāng)輸入電壓較低，例如少于20伏，濾波電容C7也可不用。
浪涌電壓吸收電路包括二極管D5和穩(wěn)壓管Z1。二極管D5的陰極和穩(wěn)壓管Z1的負(fù)極相連，二極管D5的陽(yáng)極與初級(jí)繞組T1-A的反相端相連，穩(wěn)壓管Z1的正極與初級(jí)繞組T1-A的同相端相連。浪涌電壓吸收電路將由變壓器T1-A的漏感的能量吸收，以保證T1-A的兩端的電壓不至過(guò)高，擊穿開關(guān)管Q1。當(dāng)輸入電壓較低，例如少于20伏，浪涌電壓吸收電路可不用。
工作過(guò)程如下開關(guān)電源的負(fù)載可以是發(fā)光二極管、蓄電池或其它需要穩(wěn)定輸出功率的負(fù)載。開關(guān)晶體管Q1在工作期間含有一個(gè)接通階段和一個(gè)關(guān)斷階段，本開關(guān)電源由初級(jí)繞組T1-B供電，初級(jí)繞組T1-B、自激振蕩器、固定功率輸出電路共同實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的供電或蓄電池的充電。
自激振蕩開關(guān)晶體管Q1在接通期間，經(jīng)由一個(gè)高阻電阻R2、一個(gè)初級(jí)繞組T1-B、一個(gè)電容C3、低阻電阻R3續(xù)步接通。首先，電容C2輸出的直流電源經(jīng)電阻R2向電容C3充電，當(dāng)電容C3上的電壓上升至開關(guān)晶體管Q1導(dǎo)通電壓，開關(guān)晶體管Q1進(jìn)入深層導(dǎo)通，變壓器初級(jí)繞組T1-A的電流開始上升，這電流同時(shí)流經(jīng)開關(guān)晶體管Q1及電阻R6。當(dāng)電阻R6的電壓上升，而固定功率輸出電路中的電阻R5將電阻R6上的電壓加到晶體管Q2的基極上，當(dāng)晶體管Q2基極上的電壓上升到令晶體管Q2導(dǎo)通，開關(guān)晶體管Q1基極上的電壓減少而令開關(guān)晶體管Q1截止，初級(jí)繞組T1-B產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電壓使開關(guān)晶體管Q1加速截止。同時(shí)，儲(chǔ)存在變壓器T中的能量亦開始透過(guò)次級(jí)繞組T1-C、二極管D6、電容器C4向電容C5及負(fù)載放電，直至開關(guān)電源所有能量釋放完畢，開關(guān)晶體管Q1又再重新導(dǎo)通，這樣就完成一個(gè)振蕩周期。
在固定功率輸出電路中，晶體管Q2的基極電壓由兩個(gè)電壓相加構(gòu)成，一個(gè)是電阻R6上的電壓，經(jīng)電阻R5接到晶體管Q2的基極。另一個(gè)是初級(jí)繞組T1-B上的電壓，經(jīng)電阻R4接到晶體管Q2的基極上。由經(jīng)初級(jí)繞組T1-B上的正向電壓與加到初級(jí)繞組T1-A上的電壓成正比，比值就是初級(jí)繞組T1-B和初級(jí)繞組T1-A的圈數(shù)比。所以如將電阻R4接到電阻R2和電容C2的接點(diǎn)上，其作用是一樣的。只是輸入電壓很高時(shí)，電阻R4的功耗比較大，所以在低電壓輸入時(shí)，例如48伏DC以下，一般都會(huì)直接接到直流輸出點(diǎn)的電容C2上。電阻R4將一個(gè)正比于輸入的電壓加到晶體管Q2的基極上，當(dāng)輸入電壓越大，電阻R4在晶體管Q2基極的偏置電壓亦越大，由于晶體管Q2的導(dǎo)通電壓在一定的環(huán)境下是不變的，所以當(dāng)輸入電壓越大，電阻R6上所需的電流亦越小，就足以產(chǎn)生足夠大的電壓使晶體管Q2導(dǎo)通，開關(guān)晶體管Q1截止。所以當(dāng)輸入電壓越高，流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組T1-A、開關(guān)晶體管Q1、電阻R6的電流則越少。當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大時(shí)，流經(jīng)電阻R6的電流相應(yīng)增大，電阻R6的電壓負(fù)反饋?zhàn)饔糜诰w管Q2進(jìn)一步導(dǎo)通，使得開關(guān)晶體管Q1的基極電壓降低，從而控制開關(guān)晶體管Q1的導(dǎo)通狀態(tài)，使電流減小。只要適當(dāng)?shù)剡x取電阻R4、R5、R6的數(shù)值就能使輸出功率在相當(dāng)寬闊的輸入電壓范圍，保持穩(wěn)定，達(dá)到穩(wěn)定功率控制。
當(dāng)輸入電壓較低，例如少于20伏，同時(shí)輸出與輸入又不需要隔離則次級(jí)繞組T1-C可以不用。浪涌吸收電路二極管D5、穩(wěn)壓管Z1也可不用，濾波電容C7也可不用。
輸出電壓保護(hù)電路當(dāng)變壓器T1回掃時(shí)，初級(jí)繞組T1-B透過(guò)電阻R9，二極管D8向電容C6充電，電容C6上的充電電壓由功率輸出次級(jí)繞組T1-C和初級(jí)繞組T1-B的比值所決定。若這個(gè)比值是N的話，而輸出電壓是V0，則電容C6上的電壓是＝V0/N，而V0則是由負(fù)載發(fā)光二極管或蓄電池所決定。電阻R10、R11，穩(wěn)壓管Z2和晶體管Q3組成一個(gè)電壓檢測(cè)電路。電阻R10、R11和晶體管Q3構(gòu)成Vbe放大器，所以整組線路的觸發(fā)電壓是Vbe(R10+R11)/R10+Z2的導(dǎo)通電壓。
當(dāng)輸出電壓太高，使電容C6上的電壓升到整組線路的觸發(fā)電壓，晶體管Q3導(dǎo)通，使晶體管Q1的電壓下降，使Q1截止。因電容C6遠(yuǎn)大于電容C3，所以晶體管Q1維持截止，直至電容C6的電壓降至少于整組線路的觸發(fā)電壓，電容C3上的電壓才可以上升至晶體管Q1的導(dǎo)通電壓，整個(gè)振蕩周期再循環(huán)。
實(shí)施例二，如圖2所示，與實(shí)施例一的不同之處在于，當(dāng)直接由初級(jí)繞組T1-A的兩端輸出電壓時(shí)，整流二極管D6的陽(yáng)極接初級(jí)繞組T1-A的反相端，整流二極管D6的陰極通過(guò)電容C5與初級(jí)繞組T1-A的同相端相連。負(fù)載可以是串聯(lián)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管或可充電電池，負(fù)載的正極接整流二極管D6的陰極，負(fù)載的負(fù)極接初級(jí)繞組T1-A的同向端。電容C4、C5可以不用，即電容值等于0。
實(shí)施例三，如圖3所示，與實(shí)施例一的不同之處在于，當(dāng)直接由初級(jí)繞組T1-B的兩端輸出電壓時(shí)，整流二極管D6的陽(yáng)極接初級(jí)繞組T1-B的反相端，整流二極管D6的陰極通過(guò)電容C5與初級(jí)繞組T1-B的同相端相連。負(fù)載可以是串聯(lián)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管或可充電電池，負(fù)載的正極接整流二極管D6的陰極，負(fù)載的負(fù)極接初級(jí)繞組T1-B的同向端。電容C4、C5可以不用，即電容值等于0。
實(shí)施例四，如圖4所示，與實(shí)施例一的第一個(gè)不同之處在于，在電容C3的兩端設(shè)置了延時(shí)電路，延時(shí)電路包括電阻R13、晶體管Q4，二極管D10、電阻R12。所述電阻R13一端與初級(jí)繞組T1-B的反相端相連，電阻R13的另一端與晶體管Q4的基極相連，晶體管Q4的發(fā)射極與二極管D10的陽(yáng)極相連，二極管D10的陰極連到電阻R3再連到初級(jí)繞組T1-B的接點(diǎn)上，晶體管Q4的集電極通過(guò)電阻R12連到電容C3與開關(guān)管Q1基極的接點(diǎn)上。
當(dāng)晶體管Q2導(dǎo)通，開關(guān)管Q1關(guān)閉，與電阻R3的連接點(diǎn)變成負(fù)電壓，電流流經(jīng)電阻R13、晶體管Q4、二極管D10、電阻R3、初級(jí)繞組T1-B。這個(gè)電流使晶體管Q4導(dǎo)通，電容C3經(jīng)電阻R12、晶體管Q4、二極管D10放電。當(dāng)儲(chǔ)存在變壓器T1的磁化能量完全釋放后，初級(jí)繞組T1-B兩端電壓變?yōu)榱悖娙軨3經(jīng)電阻R2充電，當(dāng)電容C3上的電壓被充電至開關(guān)管Q1的導(dǎo)通電壓，開關(guān)管Q1導(dǎo)通，電流流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組T1-A、開關(guān)管Q1、電阻R6，再流回電源負(fù)極，這時(shí)在初級(jí)繞組T1-B上產(chǎn)生一個(gè)正向電壓使開關(guān)管Q1進(jìn)入深層導(dǎo)通。變壓器初級(jí)繞組T1-A的電流上升，電阻R6的電壓上升直至晶體管Q2導(dǎo)通，整個(gè)振蕩周期再次重復(fù)。
上述延時(shí)電路中，二極管D10和晶體管Q4的串聯(lián)位置可以互換，即二極管D10和電阻R13串聯(lián)后再接到晶體管Q4的基極，晶體管Q4的射極接到電阻R3和電容C3的接點(diǎn)上。另由于一般電阻R3的值不是很大，所以二極管D10的陰極可接到電阻R3和初級(jí)繞組T1-B的接點(diǎn)上。電阻R12的值可以是零，即晶體管Q4的集電極直接接到電容C3與開關(guān)管Q1基極的接點(diǎn)上。電阻R3和電容C3的串接位置可以互換。
實(shí)施例四與實(shí)施例一的第二個(gè)不同之處在于，增加了溫度補(bǔ)償電路、加速充電電路和高頻雜訊減少電路。溫度補(bǔ)償電路包括電阻R7和二極管D7，分壓電阻R5通過(guò)二極管D7與開關(guān)晶體管Q1的發(fā)射極相連，電阻R7一端接初級(jí)繞組T1-B的同相端，電阻R7另一端并接分壓電阻R5和二極管D7的陽(yáng)極。二極管D7的陰極接開關(guān)管Q1和電阻R6的接點(diǎn)。
當(dāng)開關(guān)晶體管導(dǎo)通，電流流經(jīng)電阻R6，在電阻R6上產(chǎn)生一個(gè)電壓，與此同時(shí)，變壓器初級(jí)繞組T1-B與二極管D7的連接點(diǎn)也產(chǎn)生一個(gè)正電壓，這個(gè)電壓使電流流經(jīng)電阻R7，二極管D7，電阻R6再流回電源負(fù)端，由于電阻R7的電阻值相當(dāng)大，而電阻R6的電阻值很小，所以流經(jīng)二極管D7的電流在電阻R6上所產(chǎn)生的電壓很小，這個(gè)電流只是二極管的偏置電流，使二極管產(chǎn)生一個(gè)正向?qū)妷篤F，這個(gè)電壓和電阻R6上的電壓相加，再加上電阻R4和電阻R5所產(chǎn)生的電壓加到晶體管Q2的基極上，當(dāng)晶體管Q2的基極電壓Vbe到達(dá)晶體管Q2的導(dǎo)通電壓時(shí)，晶體管Q2導(dǎo)通，開關(guān)管Q1關(guān)閉。
另外，電阻R7與初級(jí)繞組T1-B的同相端相連的一端也可以接到電源的正極，即接到初級(jí)繞組T1-A的同相端，以提供二極管D7的偏置電流。
當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí)，二極管的正向?qū)妷篤F會(huì)呈現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)化，而晶體管Q2所需的導(dǎo)通電壓也是呈負(fù)溫度系數(shù)變化的，大概是-2mv/℃，只要適當(dāng)選取二極管和它的工作電流，晶體管Q2的導(dǎo)通電壓可作很好的溫度補(bǔ)償，令溫度變化對(duì)所需流經(jīng)電阻R6的電流以令晶體管Q2的導(dǎo)通的溫度變化很小。
加速充電電路為了達(dá)到輸出短路保護(hù)的目的，設(shè)置了加速充電電路和延時(shí)電路一起工作。加速充電電路包括二極管D11、電容C9和電阻R14，電容C9和電阻R14串聯(lián)后，電容C9的另一端接電容C3的一端，電阻R14的另一端接電容C3的另一端，二極管D11的陰極并接電容C9、電阻R14，二極管D11的陽(yáng)極接初級(jí)繞組T1-B的反相端。
在正常工作狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)晶體管Q1關(guān)閉時(shí)，初級(jí)繞組T1-B的同相端為負(fù)電壓，電流由電源負(fù)端流過(guò)二極管D11、電容C9和電阻R3流向初級(jí)繞組T1-B的同相端。電容C9被這個(gè)電流充電。當(dāng)變壓器能量釋放完畢，初級(jí)繞組T1-B兩端是零電壓，晶體管Q4不再將電容C3放電，電容C3開始透過(guò)電阻R2和電阻R14充電。在輸出短路時(shí)，初級(jí)繞組T1-B兩端的電壓很少，不能對(duì)電容C9充電，因此，電容C9也不能透過(guò)電阻R14向電容C3加速充電。充電電流只由電阻R2充電。
設(shè)計(jì)時(shí)，使電阻R14提供比電阻R2大很多的充電電流，使整個(gè)電路在正常時(shí)電容C3的充電較快，工作頻率正常；在短路時(shí)，電容C3只由電阻R2充電，充電慢很多，工作頻率低很多，因而短路狀態(tài)時(shí)的功率也很小，使整個(gè)開關(guān)電源的電路得到保護(hù)。
高頻雜訊減少電路包括電容C11和電阻R15，電容C11和電阻R15串聯(lián)后，電容C11的另一端接初級(jí)繞組T1-A的反相端，電阻R15的另一端接初級(jí)繞組T1-B的反相端。當(dāng)開關(guān)晶體管Q1關(guān)閉時(shí)，初級(jí)繞組T1-B的電感或漏感和電容C11諧振，這個(gè)頻率比沒有電容C11時(shí)低很多，因此高頻雜訊也少很多。當(dāng)開關(guān)晶體管Q1導(dǎo)通時(shí)，電容C11經(jīng)開關(guān)晶體管Q1、電阻R6、電阻R15放電，使電容C11在另一個(gè)周期可再次諧振。
其中電阻R15的值可以是零，即相當(dāng)于電阻R15短路。
在實(shí)施例一至四中，電阻R3和電容C3的串接位置都是可以互換的。
若在變壓器T中增加繞組和輸出整流電路，就可作多輸出開關(guān)電源，其輸出的總功率由固定輸出功率電路限制。
權(quán)利要求1.一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，包括變壓器和自激振蕩器，變壓器由初級(jí)繞組T1-A和初級(jí)繞組T1-B組成，初級(jí)繞組T1-A的同相端用于接輸入電壓的正極，自激振蕩器包括由電阻R2、電容C3串聯(lián)組成的充電電路、主要包括電阻R6的電流變換電壓反饋電路，變壓器初級(jí)繞組T1-B和開關(guān)晶體管Q1，輸入的電壓經(jīng)由電阻R2、電容C3串聯(lián)組成的充電電路接初級(jí)繞組T1-B的同相端，開關(guān)晶體管Q1的輸入與電阻R2、電容C3并接，初級(jí)繞組T1-A的反相端串接開關(guān)晶體管Q1的一個(gè)輸出級(jí)，開關(guān)晶體管Q1的另一個(gè)輸出級(jí)通過(guò)電阻R6接初級(jí)繞組T1-B的反相端和輸入電壓的負(fù)極，其特征在于還包括固定功率輸出電路，所述固定功率輸出電路包括分壓電阻R4、R5和晶體管Q2，輸入的電壓信號(hào)經(jīng)分壓電阻R4、R5分壓后接晶體管Q2的基極，分壓電阻R5的另一端與開關(guān)晶體管Q1的另一個(gè)輸出級(jí)、電阻R6的一端耦合，分壓電阻R4的另一端接初級(jí)繞組T1-B的同相端，晶體管Q2的集電極并接開關(guān)晶體管Q1的控制極，晶體管Q2的發(fā)射極并接初級(jí)繞組T1-B的反相端和電阻R6的另一端，初級(jí)繞組T1-A或初級(jí)繞組T1-B兩端輸出電壓信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于還包括輸入整流濾波電路，輸入整流濾波電路的電壓輸出正極接初級(jí)繞組T1-A的同相端，輸入整流濾波電路的電壓輸出負(fù)極接初級(jí)繞組T1-B的反相端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于所述變壓器還包括次級(jí)繞組T1-C，經(jīng)次級(jí)繞組T1-C兩端輸出電壓信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于還包括輸出電壓保護(hù)電路，所述輸出電壓保護(hù)電路包括電容C6、二極管D8、穩(wěn)壓管Z2和晶體管Q3，二極管D8的陰極并接電阻R4和初級(jí)繞組T1-B的同相端，二極管D8的陽(yáng)極并接晶體管Q3的發(fā)射極和電容C6的一端，電容C6的另一端并接初級(jí)繞組T1-B的反相端，晶體管Q3的基極與穩(wěn)壓管Z2的正極相連，穩(wěn)壓管Z2的負(fù)極并接初級(jí)繞組T1-B的反相端，晶體管Q3的集電極并接電阻R2和電容C3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于還包括延時(shí)電路，所述延時(shí)電路包括電阻R13、晶體管Q4和二極管D10，所述電阻R13一端與初級(jí)繞組T1-B的反相端相連，電阻R13的另一端與晶體管Q4的基極耦合，晶體管Q4的發(fā)射極串接二極管D10后，二極管D10的陰極再與初級(jí)繞組T1-B的同相端、電容C3的一端耦合，晶體管Q4的集電極與電容C3的另一端耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于還包括溫度補(bǔ)償電路，所述溫度補(bǔ)償電路包括電阻R7和二極管D7，分壓電阻R5通過(guò)二極管D7正向與開關(guān)晶體管Q1的輸出級(jí)、電阻R6并接，電阻R7一端接初級(jí)繞組T1-B的同相端或初級(jí)繞組T1-A的同相端，電阻R7另一端并接分壓電阻R5和二極管D7的陽(yáng)極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于所述開關(guān)晶體管Q1可以是場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET或雙極晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于在所述變壓器初級(jí)繞組T1-A的反相端設(shè)有高頻雜訊減少電路，所述高頻雜訊減少電路包括電容C11，電容C11的一端接初級(jí)繞組T1-A的反相端，電容C11的另一端與初級(jí)繞組T1-B的反相端耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于所述電容C3設(shè)置有加速充電電路，所述加速充電電路包括二極管D11、電容C9和電阻R14，電容C9和電阻R14串聯(lián)后，電容C9的另一端接電容C3的一端，電阻R14的另一端接電容C3的另一端，二極管D11的陰極并接電容C9、電阻R14，二極管D11的陽(yáng)極接初級(jí)繞組T1-B的反相端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9其中之一所述的一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，其特征在于還包括輸出整流濾波電路，所述輸出電壓信號(hào)經(jīng)輸出整流濾波電路外接負(fù)載。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種穩(wěn)定輸出功率的開關(guān)電源，包括變壓器和自激振蕩器，變壓器由初級(jí)繞組 T1－A和初級(jí)繞組T1－B組成，還包括固定功率輸出電路，固定功率輸出電路包括分壓電阻R4、R5和晶體管Q2，輸入的電壓信號(hào)經(jīng)分壓電阻R4、R5分壓后接晶體管Q2的基極，分壓電阻R5的另一端與開關(guān)晶體管Q1的輸出級(jí)和電阻R6的一端耦合，分壓電阻R4的另一端接初級(jí)繞組T1－B的同相端，晶體管Q2的集電極并接開關(guān)晶體管Q1的控制極，晶體管Q2的發(fā)射極并接初級(jí)繞組T1－B的反相端和電阻R6的另一端。由于采用固定功率輸出電路，使得開關(guān)電源的輸出功率在相當(dāng)寬闊的輸入和輸出電壓范圍保持穩(wěn)定，極適合穩(wěn)定的照明供電和電池充電。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2760850SQ20042010590
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者毛燦豪 申請(qǐng)人:毛燦豪