专利名称:一种稳定最大输出功率限制的开关电源的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种开关电源;用于直流/直流(DC/DC)变换器、交流/直流(AC/DC)变换器、电池充电器及发光二极管供电器等。
背景技术:
一般的开关电源都是用专用的脉宽集成控制器,如在电子工业出版社《新型开关电源实用技术》第62、63页所介绍的开关电源——应用脉宽集成控制器UC3842,它是应用电流控制(Current Mode Control)PWM的集成电路。其不足之处在于1、需要专用脉宽集成控制器,制作成本高;2、需要比较大的开机及持续操作电流;3、外围器件要求较多,不利于微型化。
为此,本发明的发明人提出了一种专利号为ZL02249259.3、发明名称为“一种开关电源”的实用新型专利,该专利解决了上述现有技术存在的不足,不需要专用脉宽集成控制器、开机及持续操作电流小、线路简单;能实现恒流、恒压输出且具有短路保护功能。
发明人在随后的研发过程中,又发现上述改进的开关电源,其最大输出功率限制点会随着工作温度的变化而变化的,当工作温度较高时,其所容许的最大输出功率会相应变小,所以在设计此类开关电源时,需要考虑在最高工作温度下,整个电源还能保持足够的输出功率,就必须在设计时使常温工作状态下的容许输出人为提高,以保证开关电源输出有较大的余量,以补偿由于工作温度升高导致的最大输出功率变小。这种做法虽然可以解决问题,但随之而来的问题是开关电源输出的容量就不能完全、高效地发挥。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足,提出一种最大输出功率不受工作温度影响、能完全发挥电路的最大容量的开关电源。
本实用新型实现上述目的方案是一种稳定最大输出功率限制的开关电源,包括变压器和自激振荡器、最大功率输出限制电路;变压器包括初级绕组T1-A和初级绕组T1-B;自激振荡器包括由电阻R2、电容C3串联组成的充电电路、主要包括电阻R6的电流变换电压反馈电路,变压器初级绕组T1-B和开关晶体管Q1,经由电阻R2、电容C3串联组成的充电电路输入端连接输入电压的正极,输出端耦合于初级绕组T1-B的同相端,开关晶体管Q1的输入与电阻R2、电容C3并接,初级绕组T1-A的反相端串接开关晶体管Q1的一个输出极,开关晶体管Q1的另一个输出极通过电阻R6连接初级绕组T1-B的反相端和输入电压的负极;最大功率输出限制电路包括分压电阻R4、分压电阻R5和晶体管Q2,分压电阻R4、分压电阻R5一端共接于晶体管Q2基极,分压电阻R4的另一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A的同相端,分压电阻R5的另一端与开关晶体管Q1的另一个输出极、电阻R6的一端耦合,晶体管Q2的集电极并接开关晶体管Q1的控制极,晶体管Q2的发射极并接初级绕组T1-B的反相端和电阻R6的另一端,初级绕组T1-A或初级绕组T1-B两端为输出电压信号端;还增设温度补偿电路,所述温度补偿电路包括电阻R7和二极管D7,电阻R7一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A的同相端,电阻R7另一端并接分压电阻R5和二极管D7的阳极,二极管D7的阴极与开关晶体管Q1的输出极、电阻R6并接。
上述的开关电源,还包括输入整流滤波电路,输入整流滤波电路的电压输出正极接初级绕组T1-A的同相端,输入整流滤波电路的电压输出负极接初级绕组T1-B的反相端。
上述的开关电源,所述变压器还包括次级绕组T1-C,经次级绕组T1-C两端输出电压信号。
上述的开关电源,还增设延时电路,所述延时电路包括电阻R13、晶体管Q4和二极管D10,所述电阻R13一端与输入电压的负极端相连,电阻R13的另一端与晶体管Q4的基极耦合,晶体管Q4的发射极连接二极管D10阳极,二极管D10阴极与初级绕组T1-B的同相端、电容C3的一端耦合,晶体管Q4的集电极与电容C3的另一端耦合。还增设加速充电电路,所述加速充电电路包括二极管D11、电容C9和电阻R14,电容C9和电阻R14串联,电容C9的另一端接电容C3的一端,电阻R14的另一端接电容C3的另一端,二极管D11的阴极并接电容C9、电阻R14,二极管D11的阳极接输入电压的负极端。
上述开关晶体管Q1优选场效应管MOSFET或双极晶体管。
上述的开关电源,还增设高频杂讯减少电路,设置于所述变压器初级绕组T1-A的反相端,所述高频杂讯减少电路包括电容C11,电容C11的一端接初级绕组T1-A的反相端,电容C11的另一端与输入电压的负极耦合。
上述的开关电源,还增设输出整流滤波电路,跨接于初级或次级绕组输出端之间;所述整流滤波电路包括二极管D6、电容C5,所述二极管D6阳极接在变压器的反相端,阴极接在电容C5的正极,电容C5的负极接在变压器的同相端;或二极管D6阴极接于变压器同相端,阳极接电容C5的负端,电容C5的正端接变压器的反相端;电容C5的正端为正输出端,负端为负输出端。
上述的开关电源,还增设反馈控制电路,所述反馈控制电路包括光电耦合器U1-A和U1-B、电阻R16、输出恒压电路;所述输出恒压电路包括电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C12、电阻R18和稳压管U2,电阻R16与光电耦合器U1A串连,电阻R16的另一端连接输出整流滤波电路的正输出端,光电耦合器U1A的阴极连接稳压管U2阴极;光电耦合器U1-B输入端与二极管D8的阴极连接,二极管D8阳极与初级绕组T1-B的同相端耦合,光电耦合器U1-B输出端与晶体管Q2基极耦合,电阻R17、电阻R19的一端共接于所述输出整流滤波电路的输出端,电阻R17的另一端连接稳压管U2阴极,电阻R19的另一端与电阻R18的一端、稳压管U2的控制极共接,电阻R18的另一端连接稳压管U2的阳极,串联的电阻R20与C12支路跨接在稳压管U2阴极与控制极之间,稳压管U2的阳极接于输出的负端。
上述的开关电源,还增设恒流输出电路,所述恒流输出电路包括三极管Q3、限流电阻R21、电阻R22、电容C14;三极管Q3的集电极连接稳压管U2的阴极,基极连接电阻R22一端,电阻R22另一端连接稳压管U2的阳极,电容C14并接在三极管Q3基极与射极之间,电阻R21并接在三极管Q3射极与输出的负端之间,三极管Q3射极连接变压器T1输出绕组的同相端。
采用以上方案的有益效果1、由于增设温度补偿电路,可对晶体管Q2的导通电压作温度补偿,提高整个开关电源的稳定性,使最大输出功率不受工作温度影响、能完全发挥电路的最大容量;2、由于设置了延时电路,当开关电源输入很高电压时,增加整个自激振荡所需要的时间周期,减低振荡频率,从而减少总开关损耗,降低开关管Q1的工作温度,增加开关管Q1的工作寿命;3、设置加速充电电路和延时电路一起工作,从而达到输出短路保护的目的;4、整流滤波电路可以滤去开关电源的高频噪声,使之不至传回输入电路中;其中的压敏电阻VDR1用作输入电压钳位,防止电源上所感应的高压打坏整个电路;5、设置高频杂讯减少电路,减少对外界电磁高频干扰;6、由于设置反馈控制电路和输出恒压电路,保证输出工作电压稳定在一设定值内;7、增设输出恒流电路,保证输出工作电流稳定在恒定值内。
附图是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一如图所示,一种稳定最大输出功率限制的开关电源,包括输入整流滤波电路、变压器、输出整流滤波电路、自激振荡器、最大功率输出限制电路、温度补偿电路、浪涌电压吸收电路和反馈控制电路、输出恒压电路和输出恒流电路。
其中,变压器由初级绕组T1-A、初级绕组T1-B和次级绕组T1-C组成,当开关电源的输入电压较低,例如少于48伏,同时输出与输入又不需要隔离,则次级绕组T1-C可以不用。
输入整流滤波电路包括保险丝F1,压敏电阻VDR1,电阻R1,二极管D1、D2、D3、D4,电容C1、C2和电感L1。二极管D1、D2、D3、D4构成桥式整流电路,电容C1、C2及电感L1组成π型滤波器,将开关电源的高频噪声滤去,不至传回输入电路。输入整流滤波电路的输出接初级绕组T1-A。压敏电阻VDR1用作输入电压钳位,防止电源上所感应的高压打坏整个电路。直流输入时,二极管D1、D2、D3、D4可以不用,只要D1和D4用接线取代便可。电阻R1可以不用,即阻值等于0。压敏电阻VDR1可以不用。当开关电源直接输入直流电源,如用在汽车上时,可以不需要输入整流滤波电路。
自激振荡器包括电阻R2,电容C3,电阻R3、R6,变压器初级绕组T1-A、T1-B和开关晶体管Q1。输入整流滤波电路的电压输出经由电阻R2、电容C3、电阻R3串联组成的充电电路接初级绕组T1-B的同相端,开关晶体管Q1的输入与电阻R2、电容C3并接,初级绕组T1-A反相端与开关晶体管Q1的集电极相连,开关晶体管Q1的发射极与电阻R6串接后接输入的负端。电阻R3和电容C3的串联位置可以互换。电阻R3可以不存在,即阻值等于0。开关管Q1可以是双极晶体管或MOS晶体管。
最大功率输出限制电路包括电阻R4、R5,电容C8和晶体管Q2。电阻R4的一端并接电阻R3和初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A同相端,电阻R4的另一端并接晶体管Q2的基极和电阻R5的一端,电阻R5的另一端并接开关晶体管Q1的发射极和电阻R6的一端,晶体管Q2的集电极并接电阻R2和电容C3和晶体管Q1的基极,晶体管Q2的发射极并接初级绕组T1-B和电阻R6,电容C8的一端并接晶体管Q2的基极和电阻R5的一端,电容C8的另一端接晶体管Q2的射极。电容C8可以不存在,即电容值等于0。
温度补偿电路包括电阻R7和二极管D7,分压电阻R5通过二极管D7与开关晶体管Q1的发射极相连,电阻R7一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A同相端,电阻R7另一端并接分压电阻R5和二极管D7的阳极。二极管D7的阴极接开关管Q1和电阻R6的接点。
输出整流滤波电路包括整流二极管D6,电容C4、C5。整流二极管D6的正极接次级绕组T1-C的反相端,整流二极管D6的负极通过电容C5与次级绕组T1-C的同相端相连。负载的正极接整流二极管D6的正极,负载的负极接次级绕组T1-C的同相端。滤波电容C7一端与次级绕组T1-C的同相端相连,滤波电容C7的一端并接初级绕组T1-B和电阻R6。电容C4、C5可以不用,即电容值等于0。当输入电压较低,例如少于20伏,滤波电容C7也可不用。在不需要输入输出隔离时,输出整流滤波电路可接在初级绕组上,即二极管D6的正极接初级绕组T1-A或T1-B的反相端,整流二极管D6的负极通过电容C5、初级绕组T1-A或T1-B的同相端相连;负载的正极接整流二极管D6的正极,负载的负极接初级绕组T1-A或T1-B的同相端。另外,输出整流滤波电路的二极管和电容的串接位置也可互换,即变压器T1的反相端接电容C5的正极,电容C5的负极再接整流二极管D6的阳极,二极管D6的阴极与变压器T1的同相端相连,负载的正极接变压器T1的反相端,负载的负极接整流二极管的负极。
恒压输出电路包括电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C12、电容R18和稳压管U2,电阻R17、电阻R19的一端共接于所述输出整流滤波电路的输出端,即整流二极管D6的正极,电阻R17的另一端连接稳压管阴极,电阻R19的另一端与电阻R18的一端、稳压管的控制极共接,电阻R18的另一端连接稳压管的阳极,串联的电阻R20与电容C12支路跨接在稳压管阴极与控制极之间。
恒流输出电路包括三极管Q3、限流电阻R21、电阻R22、电容C14;三极管Q3的集电极连接稳压管阴极,基极连接R22一端,电阻R22另一端连接稳压管的阳极,电容C14并接在三极管Q3基极与射极之间,电阻R21并接在三极管Q3射极与稳压管阳极之间,三极管Q3射极连接变压器T1输出绕组的同相端。
反馈控制电路包括光电耦合器U1-A和U1-B、电阻R16、输出恒压电路、电容C6、电阻R9、电阻R10和二极管D8;电阻R16与光电耦合器U1A串连,R16的另一端连接整流二极管D6的阳极,光电耦合器U1A的阴极连接稳压管阴极;电容C6一端连接初级绕组T1-B的反相端,另一端共接于二极管D8阴极、光电耦合器U1-B输入端,光电耦合器U1-B输出端连接电阻R10,电阻R10的另一端连接晶体管Q2基极,二极管D8阳极通过电阻R9连接初级绕组T1-B的同相端。另外,电阻R9、电阻R10也可以是0即R9、R10短路;电阻R16与光电耦合器U1A串接位置也可以互换。
浪涌电压吸收电路包括二极管D5、电阻R8、电容C10;所述电阻R8、电容C10并联,并联支路一端连接二极管D5阴极,另一端与初级绕组T1-A的同相端连接,二极管D5阳极与初级绕组T1-A的反相端相连。电阻R8和电容C10可以由一稳压管取代,稳压管的阳极接初级绕组T1-A的同相端,阴极接在二极管D5的阴极。另二极管D5和电阻R8、电容C10的串接或稳压管的串接是可互换的。浪涌电压吸收电路将由变压器T1-A的漏感的能量吸收,以保证T1-A的两端的电压不至过高,击穿开关管Q1。当输入电压较低,例如少于20伏,浪涌电压吸收电路可不用。
工作过程如下开关晶体管Q1在工作期间含有一个接通阶段和一个关断阶段,本开关电源由初级绕组T1-B供电。初级绕组T1-B或初级绕组T1-A或次级绕组T1-C、自激振荡器、最大功率输出限制电路共同实现负载的供电。
自激振荡开关晶体管Q1在接通期间,经由一个高阻电阻R2、一个初级绕组T1-B、一个电容C3、低阻电阻R3续步接通。首先,电容C2输出的直流电源经电阻R2向电容C3充电,当电容C3上的电压上升至开关晶体管Q1导通电压,开关晶体管Q1进入深层导通,变压器初级绕组T1-A的电流开始上升,这电流同时流经开关晶体管Q1及电阻R6。当电阻R6的电压上升,而最大功率输出限制电路中的电阻R5将电阻R6上的电压加到晶体管Q2的基极上,当晶体管Q2基极上的电压上升到令晶体管Q2导通,开关晶体管Q1基极上的电压减少而令开关晶体管Q1截止,初级绕组T1-B产生一个负电压使开关晶体管Q1加速截止。同时,储存在变压器T中的能量亦开始透过初级绕组或次级绕组T1-C、二极管D6、电容器C4向电容C5及负载放电,直至开关电源所有能量释放完毕,开关晶体管Q1又再重新导通,这样就完成一个振荡周期。
在最大功率输出限制电路中,晶体管Q2的基极电压由两个电压相加构成,一个是电阻R6上的电压,经电阻R5接到晶体管Q2的基极。另一个是初级绕组T1-B上的电压,经电阻R4接到晶体管Q2的基极上。由经初级绕组T1-B上的正向电压与加到初级绕组T1-A上的电压成正比,比值就是初级绕组T1-B和初级绕组T1-A的圈数比。所以如将电阻R4接到电阻R2和电容C2的接点上,其作用是一样的。只是输入电压很高时,电阻R4的功耗比较大,所以在低电压输入时,例如48伏DC以下,一般都会直接接到直流输出点的电容C2上。电阻R4将一个正比于输入的电压加到晶体管Q2的基极上,当输入电压越大,电阻R4在晶体管Q2基极的偏置电压亦越大,由于晶体管Q2的导通电压在一定的环境下是不变的,所以当输入电压越大,电阻R6上所需的电流亦越小,就足以产生足够大的电压使晶体管Q2导通,开关晶体管Q1截止。所以当输入电压越高,流经变压器初级绕组T1-A、开关晶体管Q1、电阻R6的电流则越少。当负载电流过大时,流经电阻R6的电流相应增大,电阻R6的电压负反馈作用于晶体管Q2进一步导通,使得开关晶体管Q1的基极电压降低,从而控制开关晶体管Q1的导通状态,使电流减小。只要适当地选取电阻R4、R5、R6的数值就能使最大输出功率在相当宽阔的输入电压范围,保持稳定,达到稳定最大功率输出控制。
增设温度补偿电路后,当开关晶体管Q1导通,电流流经电阻R6,在电阻R6上产生一个电压,与此同时,变压器初级绕组T1-B与二极管D7的连接点也产生一个正电压,这个电压使电流流经电阻R7,二极管D7,电阻R6再流回电源负端,由于电阻R7的电阻值相当大,而电阻R6的电阻值很小,所以流经二极管D7的电流在电阻R6上所产生的电压很小,这个电流只是二极管的偏置电流,使二极管产生一个正向导通电压VF,这个电压和电阻R6上的电压相加,再加上电阻R4和电阻R5所产生的电压加到晶体管Q2的基极上,当晶体管Q2的基极电压Vbe到达晶体管Q2的导通电压时,晶体管Q2导通,开关管Q1关闭。另外,电阻R7与初级绕组T1-B的同相端相连的一端也可以接到电源的正极,即接到初级绕组T1-A的同相端,以提供二极管D7的偏置电流。
当外界温度发生变化时,二极管的正向导通电压VF会呈现负温度系数化,而晶体管Q2所需的导通电压也是呈负温度系数变化的,大概是-2mv/℃,只要适当选取二极管和它的工作电流,晶体管Q2的导通电压可作很好的温度补偿,令温度变化对所需流经电阻R6的电流以令晶体管Q2的导通的温度变化很小。
当输入电压较低,例如少于20伏,同时输出与输入又不需要隔离则次级绕组T1-C可以不用。输出可从初级绕组T1-A或T1-B获得。浪涌吸收电路也可不用,滤波电容C7也可不用。
在输出恒压电路,当输出电压高于由R18及R19所设定的分压值时,U2阴极电压下降,U1-A及U1-B的电流会增加。此时,U1B的电流在电阻R10上产生的偏压增加,令Q2提早导通,开关晶体管Q1的导通时间随之减少,最终,输出电压会自动调节在由R18及R19所组成的分压器预先设定的数值上。
在输出恒流电路,当负载电流很小,电压会维持在这个预设值,若负载电流不断增加,电阻R21的电压会跟随上升,当电阻R21上的电压升到设定值时,Q3随即导通,光电耦合器U1-A、U1-B的电流增加,Q2提早导通,开关管Q1的导通时间也随之而减少,储存在变压器的能量亦减少,次级绕组T1-C的输出电压因而降低。输出电压降低后,输出电流亦因此而减少,最终电流会维持在一个预设值附近。这时,本开关电源工作在恒流状态,提供恒定电流输出。
若电压控制精度要求不高,次级控制电路中的输出恒压电路可由单一稳压管代替,稳压管的阴极接在Q3的集电极,稳压管的阳极接在输出的地端,即电容C15的负极。
实施例二,如图所示,在电容C3的两端设置了延时电路,延时电路包括电阻R13、晶体管Q4,二极管D10、电阻R12。所述电阻R13一端与输入电压的负端相连,电阻R13的另一端与晶体管Q4的基极相连,晶体管Q4的发射极与二极管D10的阳极相连,二极管D10的阴极连到电阻R3与C3的接点上,再连到初级绕组T1-B的接点上,晶体管Q4的集电极通过电阻R12连到电容C3与开关管Q1基极的接点上。
当晶体管Q2导通,开关管Q1关闭,与电阻R3的连接点变成负电压,电流流经电阻R13、晶体管Q4、二极管D10、电阻R3、初级绕组T1-B。这个电流使晶体管Q4导通,电容C3经电阻R12、晶体管Q4、二极管D10放电。当储存在变压器T1的磁化能量完全释放后,初级绕组T1-B两端电压变为零,电容C3经电阻R2充电,当电容C3上的电压被充电至开关管Q1的导通电压,开关管Q1导通,电流流经变压器初级绕组T1-A、开关管Q1、电阻R6,再流回电源负极,这时在初级绕组T1-B上产生一个正向电压使开关管Q1进入深层导通。变压器初级绕组T1-A的电流上升,电阻R6的电压上升直至晶体管Q2导通,整个振荡周期再次重复。
上述延时电路中,二极管D10和晶体管Q4的串联位置可以互换,即二极管D10和电阻R13串联后再接到晶体管Q4的基极,晶体管Q4的射极接到电阻R3和电容C3的接点上。另由于一般电阻R3的值不是很大,所以二极管D10的阴极可接到电阻R3和初级绕组T1-B的接点上。电阻R12的值可以是零,即晶体管Q4的集电极直接接到电容C3与开关管Q1基极的接点上。电阻R3和电容C3的串接位置可以互换。
在上述调节过程中,每当Q1基极上的电压减少而令三极管Q1的输出电流减少的同时,初级绕组T1-B随即回扫产生一个负电压,这个负电压一方面使Q1加速截止;另一方面,在初级绕组T1-B回扫时的负电压作用下,三极管Q4导通,充电电容C4经电阻R12、三极管Q4的集极和射极、二极管D10接形成的放电回路放电,使得下一个振荡周期发生之前,C4要经R2充电至Q1的导通电压,因而产生一个延迟时间,防止轻负载时和高电压输入时过快的开关频率对开关晶体管所造成的损害。
实施例三在上述实施例二的基础上,增设加速充电电路为了达到输出短路保护的目的,设置了加速充电电路和延时电路一起工作。如图所示,加速充电电路包括二极管D11、电容C9和电阻R14,电容C9和电阻R14串联后,电容C9的另一端接电容C3的一端,电阻R14的另一端接电容C3的另一端,二极管D11的阴极并接电容C9、电阻R14,二极管D11的阳极接输入电压的负极。
在正常工作状态,当开关晶体管Q1关闭时,初级绕组T1-B的同相端为负电压,电流由电源负端流过二极管D11、电容C9和电阻R3流向初级绕组T1-B的同相端。电容C9被这个电流充电。当变压器能量释放完毕,初级绕组T1-B两端是零电压,晶体管Q4不再将电容C3放电,电容C3开始透过电阻R2和电阻R14充电。在输出短路时,初级绕组T1-B两端的电压很少,不能对电容C9充电,因此,电容C9也不能透过电阻R14向电容C3加速充电。充电电流只由电阻R2充电。
设计时,使电阻R14提供比电阻R2大很多的充电电流,使整个电路在正常时电容C3的充电较快,工作频率正常;在短路时,电容C3只由电阻R2充电,充电慢很多,工作频率低很多,因而短路状态时的功率也很小,使整个开关电源的电路得到保护。
实施例四在上述任一实施例的基础上,增设高频杂讯减少电路包括电容C11和电阻R15,电容C11和电阻R15串联后,电容C11的另一端接初级绕组T1-A的反相端,电阻R15的另一端接输入电压的负极。当开关晶体管Q1关闭时,初级绕组T1-B的电感或漏感和电容C11谐振,这个频率比没有电容C11时低很多,因此高频杂讯也少很多。当开关晶体管Q1导通时,电容C11经开关晶体管Q1、电阻R6、电阻R15放电,使电容C11在另一个周期可再次谐振。
实施例五在上述实施例的基础上,在输出恒压电路的输出端还可以设置滤波电路,如图所示,滤波电路由L2、C15构成一个低通LC滤波器,其谐振频率远低于开关频率,可把输出电流的纹波降至很低,稳压管Z3作为输出过压保护,以防止过高的输出电压。
上述各例中,其中电阻R15的值可以是零,即相当于电阻R15短路。电阻R3和电容C3的串接位置都是可以互换的。
若在变压器T中增加绕组和输出整流电路,就可作多输出开关电源,其输出的最大功率由最大输出功率限制电路限制。
权利要求1.一种稳定最大输出功率限制的开关电源,包括变压器和自激振荡器、最大功率输出限制电路;变压器包括初级绕组T1-A和初级绕组T1-B;自激振荡器包括由电阻R2、电容C3串联组成的充电电路、主要包括电阻R6的电流变换电压反馈电路,变压器初级绕组T1-B和开关晶体管Q1,经由电阻R2、电容C3串联组成的充电电路输入端连接输入电压的正极,输出端耦合于初级绕组T1-B的同相端,开关晶体管Q1的输入与电阻R2、电容C3并接,初级绕组T1-A的反相端串接开关晶体管Q1的一个输出极,开关晶体管Q1的另一个输出极通过电阻R6连接初级绕组T1-B的反相端和输入电压的负极;最大功率输出限制电路包括分压电阻R4、分压电阻R5和晶体管Q2,分压电阻R4、分压电阻R5一端共接于晶体管Q2基极,分压电阻R4的另一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A的同相端,分压电阻R5的另一端与开关晶体管Q1的另一个输出极、电阻R6的一端耦合,晶体管Q2的集电极并接开关晶体管Q1的控制极,晶体管Q2的发射极并接初级绕组T1-B的反相端和电阻R6的另一端,初级绕组T1-A或初级绕组T1-B两端为输出电压信号端;其特征在于还包括温度补偿电路,所述温度补偿电路包括电阻R7和二极管D7,电阻R7一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A的同相端,电阻R7另一端并接分压电阻R5和二极管D7的阳极,二极管D7的阴极与开关晶体管Q1的输出极、电阻R6并接。
2.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于还包括输入整流滤波电路,输入整流滤波电路的电压输出正极接初级绕组T1-A的同相端,输入整流滤波电路的电压输出负极接初级绕组T1-B的反相端。
3.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于所述变压器还包括次级绕组T1-C,经次级绕组T1-C两端输出电压信号。
4.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于还包括延时电路,所述延时电路包括电阻R13、晶体管Q4和二极管D10,所述电阻R13一端与输入电压的负极相连,电阻R13的另一端与晶体管Q4的基极耦合,晶体管Q4的发射极连接二极管D10阳极,二极管D10阴极与初级绕组T1-B的同相端、电容C3的一端耦合,晶体管Q4的集电极与电容C3的另一端耦合。
5.根据权利要求4所述的开关电源,其特征在于还包括加速充电电路,所述加速充电电路包括二极管D11、电容C9和电阻R14,电容C9和电阻R14串联,电容C9的另一端接电容C3的一端,电阻R14的另一端接电容C3的另一端,二极管D11的阴极并接电容C9、电阻R14,二极管D11的阳极接输入电压的负极。
6.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于所述开关晶体管Q1是场效应管MOSFET或双极晶体管。
7.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于还包括高频杂讯减少电路,设置于所述变压器初级绕组T1-A的反相端,所述高频杂讯减少电路包括电容C11,电容C11的一端接初级绕组T1-A的反相端,电容C11的另一端与输入电压的负极耦合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的开关电源,其特征在于还包括输出整流滤波电路,跨接于初级或次级绕组输出端之间;所述整流滤波电路包括二极管D6、电容C5,所述二极管D6阳极接在变压器的反相端,阴极接在电容C5的正极,电容C5的负极接在变压器的同相端;或二极管D6阴极接于变压器同相端,阳极接电容C5的负端,电容C5的正端接变压器的反相端;电容C5的正端为正输出端,负端为负输出端。
9.根根据权利要求8所述的开关电源,其特征在于还包括反馈控制电路,所述反馈控制电路包括光电耦合器U1-A和U1-B、电阻R16、输出恒压电路;所述输出恒压电路包括电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C12、电阻R18和稳压管U2,电阻R16与光电耦合器U1A串连,电阻R16的另一端连接输出整流滤波电路的正输出端,光电耦合器U1A的阴极连接稳压管阴极;光电耦合器U1-B输入端与二极管D8的阴极连接,二极管D8阳极与初级绕组T1-B的同相端耦合,光电耦合器U1-B输出端与晶体管Q2基极耦合,电阻R17、电阻R19的一端共接于所述输出整流滤波电路的正输出端,电阻R17的另一端连接稳压管U2阴极,电阻R19的另一端与电阻R18的一端、稳压管U2的控制极共接,电阻R18的另一端连接稳压管U2的阳极,串联的电阻R20与C12支路跨接在稳压管U2阴极与控制极之间,稳压管U2的阳极接于输出的负端。
10.根据权利要求9所述的开关电源,其特征在于还包括恒流输出电路,所述恒流输出电路包括三极管Q3、限流电阻R21、电阻R22、电容C14;三极管Q3的集电极连接稳压管U2的阴极,基极连接电阻R22一端,电阻R22另一端连接稳压管U2的阳极,电容C14并接在三极管Q3基极与射极之间,电阻R21并接在三极管Q3射极与输出的负端之间,三极管Q3射极连接变压器T1输出绕组的同相端。
专利摘要本实用新型公开一种稳定最大输出功率限制的开关电源,包括变压器和自激振荡器、最大功率输出限制电路;还增设温度补偿电路,该温度补偿电路可对最大功率输出限制电路中开关管的导通电压作温度补偿,提高整个开关电源的稳定性,使最大输出功率不受工作温度影响、能完全发挥电路的最大容量。
文档编号H02M7/48GK2785248SQ20052005660
公开日2006年5月31日 申请日期2005年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者毛灿豪 申请人:毛灿豪