自激式推挽型转换电路的制作方法

本实用新型是关于一种直流对直流转换电路，特别是指改良型自激式推挽型转换电路。

背景技术：

现有的自激式推挽型转换电路(Self-Oscillating Push-Pull Converter)例如有典型Royer电路或典型Jensen电路，主要包含两晶体管与一变压器。该两晶体管可分别为双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)，该两晶体管的基极分别通过该变压器当中的两辅助绕组而电性连接一输入端，该两晶体管的集极分别连接该变压器初级侧绕组。需说明的是，即使该两晶体管型号相同，但该两晶体管电气特性仍并非完全相同；因而常在晶体管所存在的差异，往往造成晶体管进入不同工作区。

现有自激式推挽型转换电路操作于一自激式振荡电路为动作机制，该自激式推挽型电路工作原理为本创作技术领域的公知常识，简言之，于一初始阶段，该输入端提供一输入电源，该输入电源利用一启动电路架构提供一启动电能给该两晶体管，因为该两晶体管的电气特性并非完全相同，故该两晶体管间的任一晶体管因电气特性的关系，会先从初始状态较容易进入饱和区，另一个晶体管则被迫从初始状态进入截止区。接续，依据该变压器本身磁性组件中磁滞曲线特性，通过高斯定律左证，使得原处于饱和区晶体管借由铁芯极性反转，导致转态为截止区，且让原处于截止区的晶体管转态为饱和区，依此类推，该两晶体管进入开关区，即分别交替地进入饱和区或截止区；其进入开关区可使得晶体管产生开关动作，因而达到自激式振荡频率。

对于现有自激式推挽型转换电路来说，借由变压器设计让任一晶体管是否能快速建立出动作点以进入开关区，可作为评估习知自激式推挽型转换电路参考之一，若所述转态时间越短且越明确，则使得电气动作特性以及效能越佳。

为了缩短所述晶体管的转态时间，现有作法可提升该启动电能，需由设计较高启动电能让晶体管方能建立正确动作点，使得其能快速地进入开关区(即：饱和区或截止区)而非进入主动区，但是现存的两晶体管及被动组件上电器特性的差异，其晶体管工作区落于主动区与饱和区或截止区的交越处，故使得电气动作特性上会有差异；然而，要改善此差异将增强晶体管驱动能力，以让其不落在模糊地带作用区，但是随着该启动电能增强，却也伴随增加线路常态性电能损耗，相对降低电源转换效率。

技术实现要素：

本实用新型主要目的为提供一种自激式推挽型转换电路，使晶体管落于正确作用区上以及快速进入饱和区，且能维持一定水平的电源转换效率。

本实用新型自激式推挽型转换电路包含：

一推挽型电路单元，包含：

一输入端；

一第一晶体管，具有一电源端、一接地端与一控制端；

一第二晶体管，具有一电源端、一接地端与一控制端；以及

一变压器，包含：

一初级侧，包含一第一绕组与一第二绕组，该第一绕组连接在该输入端与该第一晶体管的电源端之间，该第二绕组连接在该输入端与该第二晶体管的电源端之间；以及

一辅助侧，包含分别对应该第一绕组与该第二绕组的一第一辅助绕组与一第二辅助绕组，该第一辅助绕组连接在该输入端与该第一晶体管的控制端之间，该第二辅助绕组连接在该输入端与该第二晶体管的控制端之间；

一第一电阻器，连接在该第一晶体管的控制端与接地端之间；以及

一第二电阻器，连接在该第二晶体管的控制端与接地端之间。

其中，该第一辅助绕组连接该第二辅助绕组，且该第一辅助绕组与该第二辅助绕组的连接节点通过一启动线路而连接该输入端。

其中，该第一绕组连接该第二绕组，该第一绕组与该第二绕组的连接节点连接该输入端。

其中，该第一电阻器与该第二电阻器的电阻值为1k欧姆以上及510k欧姆以下。

其中，该第一晶体管与该第二晶体管为双极性接面晶体管，所述电源端为集极端，所述接地端为射极端，所述控制端为基极端。

根据本实用新型的自激式推挽型转换电路，该第一晶体管及该第二晶体管的控制端与接地端之间分别具有输入阻抗，而该第一电阻器并联于该第一晶体管的输入阻抗，且该第二电阻器并联于该第二晶体管的输入阻抗。如此一来，借由前述并联电路架构，该第一晶体管与该第二晶体管的输入总阻抗降低，进而缩短该第一晶体管与该第二晶体管进入饱和区的转态时间；再者，和现有技术相比，本实用新型借由该第一电阻器与该第二电阻器的设计配置，改变现有自激式推挽型转换电路架构，故本实用新型不需增强启动电源即可正确且快速建立动作点，方可达到缩短所述转态时间以及不使得晶体管进入模糊工作区的成效，且本实用新型不会使得电路动作上特性产生差异以及增加线路常态性电能损耗，确保本实用新型自激式推挽型转换电路的电气特性与电源转换效率。

附图说明

图1为本实用新型自激式推挽型转换电路的实施例电路示意图。

图2为本实用新型自激式推挽型转换电路的推挽型电路单元的电路示意图。

图3为本实用新型自激式推挽型转换电路的第一晶体管输入阻抗与第一电阻器并联的连接示意图。

图4为本实用新型自激式推挽型转换电路的第一晶体管小信号模型的等效输入阻抗与第一电阻器的连接示意图。

其中，附图标记：

100输入端 101输出端

11初级侧 111第一绕组

112第二绕组 12次级侧

13辅助侧 131第一辅助绕组

132第二辅助绕组 20输出电路

30启动线路

Q₁第一晶体管 Q₂第二晶体管

R₁第一电阻器 R₂第二电阻器

T变压器 V_in输入电压

V_out输出电压

具体实施方式

请参考图1与图2，本实用新型自激式推挽型转换电路包含一推挽型电路单元、一第一电阻器R₁与一第二电阻器R₂。该推挽型电路单元可为典型自激式推挽型电路，例如典型Royer电路或典型Jensen电路。于本实用新型实施例中，该推挽型电路单元包含一输入端100、一第一晶体管Q₁、一第二晶体管Q₂与一变压器T。

该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂可为三端控制组件，各包含一电源端、一接地端与一控制端，本实用新型实施例中，该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₁可分别为双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)，但不以此为限，所述电源端为集极端(Collector,C)，所述接地端为射极端(Emitter,E)，所述控制端为基极端(Base,B)。需说明的是，即使该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂型号相同，该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂的质量与特性仍并非完全相同。

该变压器T包含一初级侧11、一次级侧12与一辅助侧13。

该初级侧11包含一第一绕组111与一第二绕组112，该第一绕组111连接在该输入端100与该第一晶体管Q₁的电源端(集极端)之间，该第二绕组112连接在该输入端100与该第二晶体管Q₂的电源端(集极端)之间，如图2所示，该第一绕组111连接该第二绕组112，且该第一绕组111与该第二绕组112的连接节点连接该输入端100。

该次级侧12的绕组供连接一输出电路20，该输出电路20对一输出电源V_out进行整流与滤波后，通过一输出端101对外提供该输出电压V_out给一负载。

该辅助侧13包含一第一辅助绕组131与一第二辅助绕组132，该第一辅助绕组131对应该第一绕组111，而根据该第一绕组111产生一第一感应电压，该第二辅助绕组132对应该第二绕组112，而根据该第二绕组112产生一第二感应电压，其中该第一感应电压的极性与该第二感应电压的极性相反。该第一辅助绕组131连接在该输入端100与该第一晶体管Q₁的控制端(基极端)之间，该第二辅助绕组132连接在该输入端100与该第二晶体管Q₂的控制端(基极端)之间。如图2所示，该第一辅助绕组131连接该第二辅助绕组132，且该第一辅助绕组131与该第二辅助绕组132的连接节点通过一启动线路30而连接该输入端100。

该第一电阻器R₁连接在该第一晶体管Q₁的控制端(基极端)与接地端(射极端)之间；该第二电阻器R₂连接在该第二晶体管Q₂的控制端(基极端)与接地端(射极端)之间。其中，该第一电阻器R₁与该第二电阻器R₂的电阻值可为1k欧姆(Ω)以上及510k欧姆(Ω)以下。

本实用新型的该推挽型电路单元操作于一自激式动作机制，该自激式推挽型工作原理是本创作技术领域的公知常识，简言之，于一初始阶段，该输入端100提供一输入电压V_in，该输入电压V_in通过该启动线路30而提供给该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂，因为该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂电气特性并非完全相同，故其一晶体管会较易先从初始状态进入饱和区，另一晶体管则从初始状态被迫进入截止区。举例来说，是由该第一晶体管Q₁进入饱和区，该第二晶体管Q₂则进入截止区。接续，依据该变压器T本身磁滞曲线特性，让该第一晶体管Q₁从饱和区转换为进入截止区，且让该第二晶体管Q₂从截止区转换为进入饱和区，依此类推，该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂分别交替地进入饱和区或截止区，达到该自激式振荡频率动作机制。

以下以该第一晶体管Q₁与该第一电阻器R₁为例。请参考图3与图4，其中图4为该第一晶体管Q₁的小信号模型，该第一晶体管Q₁在基极端B与射极端E之间具有一输入阻抗r_B，本实用新型借由该第一电阻器R₁的设置，该第一电阻器R₁连接该第一晶体管Q₁的基极端B与射极端E之间，使该第一电阻器R₁与该输入阻抗r_B形成并联。

如此一来，该第一电阻器R₁与该第一晶体管Q₁的输入阻抗r_B并联后的等效输入总阻抗Z_in小于该第一晶体管Q₁的输入阻抗r_B，故能降低该第一晶体管Q₁的等效输入总阻抗Z_in，该第二晶体管Q₂可依此类推，亦即，该第二晶体管Q₂通过该第二电阻器R₂的设置而降低等效输入总阻抗。不论本实用新型处在常温工作环境或极端工作环境(例如摄式负40度)，该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂的等效输入总阻抗降低以及能正确地建立动作点，因此即使未提升启动电能，也能缩短该第一晶体管Q₁与该第二晶体管Q₂进入饱和区的转态时间，同时也能确保本实用新型自激式推挽型转换电路电气特性与电源转换效率。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。