专利名称：一种自激推挽式变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及DC-DC或DC-AC变换器，特别涉及用于工业控制与照明行业的自激推挽式变换器。
背景技术：
现有的自激推挽式变换器，电路结构来自1955年美国罗耶(G. H. Royer)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，这也是实现高频转换控制电路的开端；部分电路来自1957年美国查赛(Jen Sen，有的地方译作“井森”)发明的自激式推挽双变压器电路， 后被称为自振汤Jensen电路；这两种电路，后人统称为自激推挽式变换器。自激推挽式变换器在电子工业出版社的《开关电源的原理与设计》第67页至70页有描述，该书ISBN号 7-121-00211-6。电路的主要形式为上述著名的Royer电路和自振荡Jensen电路。
图1-1为自激推挽式变换器常见应用，电路结构为Royer电路，其中与偏置电阻Rl 并联的电容Cl在很多场合可以省去，在ZL专利号为03273278. 3，
公开日期2004年8月25 日，名称为《自激推挽式变换器》文中，提供了一种带软启动功能的Royer电路，参见图2，解决了图1-1中电容Cl在开机时对推挽用开关三极管的冲击。图1-2也是一种应用方式，电路结构仍为Royer电路,把原一只偏置电阻Rl拆为两只Rlu和Rld串联而已，多用于较高的工作电压输入。同样，与偏置电阻Rlu并联的电容 Cl在很多场合可以省去，故图1-2中电容Cl以虚线绘制。图3也是常见的Royer电路，简化了反馈绕组的绕法，其直流信号回路，晶体三极管TRl和TR2的工作点是一样的，但电路处于自激振荡状态时，晶体三极管TRl和TR2的工作有差异。在公开号US 2007182342 (Al)，
公开日期为2007-08-09的《LCD BACKLIGHT DRIVER))中，使用的就是类似图3的Royer电路作为单元电路。而图4是图3电路的原形， 图4的主要特征是使用两只偏置电阻Rla和Rlb，分别置于推挽用开关三极管的基极到有效供电端；图3把原本两只偏置电阻Rla和Rlb，简化为一只，是在图4基础上的一种节约成本方案。在公开号US 2006250822 (Al)，
公开日期为2006-11-09的《Switching power supply apparatus》中，使用的就是类似图4的电阻偏置方法作为单元电路。图5是常见的一种Royer电路。由于在供电回路中串入电感LI，且在推挽用开关三极管集电极之间并联一只电容CL，电路输出接近正弦波，常见于节能灯电子整流器等电路上，早期液晶显示器的背光源全部采用图5这种拓扑结构电路，同样，也可以简化反馈绕组的绕法，而采用类似图3、图4的变形方法。Royer电路的振荡频率是电源电压的函数，在电子工业出版社的《开关电源的原理与设计》第68页第18行有描述，该书ISBN号7-121-00211-6。其特点为利用磁心饱和特性进行推挽振荡，耦合变压器输出波形为近似方波，电路的变换效率较高。图5的电路由于在供电回路中串入电感LI，且在推挽用开关三极管集电极之间并联一只电容CL，电路输出波形接近正弦波。另一个与Royer电路相似的结构，就是开关驱动功能与主功率变压器脱离的电路，如图6所示。这个电路就是著名的自振荡Jensen电路，中文常音译为“井森”电路，电路的自振荡频率和驱动功能，改由磁饱和的变压器B2来实现，因此，主功率变压器BI能工作在不饱和状态。其中，Cl或Cla —般只保留一只，Cla是Cl的等效接法，但是接在Cla时， 电路可以实现软启动，需要说明的是Cl和Cla同时去除，电路也是可以工作的。'
虽然B2出现磁饱和，因为B2体积小，磁饱和消耗的能量小，电路的总体效率高。与相同条件下的Royer电路比较,在工作电压、负载、温度发生变化时，Jensen电路的自振荡频率相对比较稳定。当然，Jensen电路的应用较广，其电路的形式也多样，主要也是体现在图6中Rl偏置方式的变化。上述电路，其中电阻Rl、Rla, Rib、Rlu接电源Vin+的一端，若与电源Vin+断开， 连接其它的有效供电端，电路也是可以正常工作的，如连接单片机的I/O 口，就可以实现可关断自激推挽式变换器；若连接其它电源，当其它电源工作时，自激推挽式变换器可以“同步”工作。从图1-1、图1-2、图2、图3、图4、图5、图6可以看到，偏置电路向自激推挽式变换器开关三极管基极提供电流的方式很多，可以接变压器反馈绕组中心抽头，也可以分别直接接在两个基极上，也可以接在其中一个三极管基极上，考虑反馈绕组的直流内阻较低， 这些接法统称为接在开关三极管基极的直流回路，因为其直流等效电路是相同的，都是等效直接接在三极管基极上。上述的图I至图6，都是现有的自激推挽式变换器。由于使用电阻作为偏置电路， 它们有共同的缺点为
I、工作电压适应性差。2、抗浪涌性能差。这在申请号201110200894. 5，申请日为2011年7月18日的《一种自激推挽式变换器》专利公开文件说明书第
段至
段中有详尽的理论分析与数据说明。该专利申请提供一种自激推挽式变换器，其特征在于推挽用开关三极管基极的直流回路到有效供电端之间为一;〖亘流源；即在Royer或Jensen电路的基础上,取消推挽用开关三极管基极的直流回路到有效供电端之间的偏置电阻，分别增加恒流源代替原偏置电阻。使自激推挽式变换器工作电流随工作电压上升时，上升缓慢或不上升，且当自激推挽式变换器输入电压中出现浪涌时，自激推挽式变换器具备一定的抗浪涌能力，不易损坏开关三极管。该专利申请文件第
段的表格示出了使用电阻作为偏置的空载输入电流 (工作电流)、空载损耗实测数据，第
段的表格示出了该专利申请使用其发明的实测数据，为了方便对比，现引用其数据做成下表
表一
权利要求
1.一种自激推挽式变换器，其特征在于推挽用开关三极管基极的直流回路到有效供电端之间为一负阻特性恒流源；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压低时，提供较大的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压高时， 提供较小的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压和额定工作电压相同时，提供额定的恒流电流；在所述的负阻特性恒流源自身工作电压不变时，负载变化时，所述的负阻特性恒流源的输出电流恒流。
2.根据权利要求I所述的自激推挽式变换器，其特征在于所述的推挽用开关三极管为NPN晶体三极管，所述的负阻特性恒流源的电流方向为流入至所述的NPN晶体三极管的基极。
3.根据权利要求I所述的自激推挽式变换器，其特征在于所述的推挽用开关三极管为PNP晶体三极管，所述的负阻特性恒流源的电流方向为从所述的PNP晶体三极管的基极流入至所述的负阻特性恒流源。
4.根据权利要求I至3任一所述的自激推挽式变换器，其特征在于所述的推挽变换器的输出端为一同步整流电路。
全文摘要
本发明公开了一种自激推挽式变换器，推挽用开关三极管基极的直流回路到有效供电端之间为一负阻特性恒流源；在负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压低时，提供较大的恒流电流；在负阻特性恒流源自身工作电压较额定工作电压高时，提供较小的恒流电流；在负阻特性恒流源自身工作电压和额定工作电压相同时，提供额定的恒流电流；在负阻特性恒流源自身工作电压不变时，负载变化时，负阻特性恒流源的输出电流恒流；本发明的空载工作电流随工作电压上升时，不上升或下降，且当自激推挽式变换器输入电压中出现较浪涌时，不损坏开关三极管，输入电压中出现时间较长的浪涌电压时，电路自激推挽式变换器具备一定的抗浪涌能力。
文档编号H02M7/538GK102594193SQ20121005658
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者王保均, 郑凌霄 申请人:广州金升阳科技有限公司