一种用于自激推挽式变换器的偏置电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自激推挽式变换器的偏置电路，特别涉及一种罗耶电路、井森电路使用的偏置电路。
【背景技术】
[0002]现有的自激推挽式变换器，总的来说分为两类:罗耶电路和井森电路。
[0003]罗耶电路来自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，通常简称为Royer电路，这也是实现高频转换控制电路的开端；1957年美国查赛(Jen Sen，大部份文献译作“井森”)发明了自激式推挽双变压器电路，后被称为自振荡Jensen电路、自激推挽式Jensen电路，大部份文献称作井森电路；这两种电路，后人都称为自激推挽式变换器。
[0004]图1示出了罗耶电路的典型应用原理图；图2示出了井森电路的典型应用原理图。
[0005]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号为7-121-00211-6。电路的主要形式为上述的罗耶电路和井森电路。
[0006]罗耶电路的自振荡和驱动功能都由一只变压器完成，井森电路改由磁饱和变压器来实现，因此，井森电路的主功率变压器工作在不饱和状态。虽然井森电路的磁饱和变压器出现磁饱和，因为其体积小，磁饱和消耗的能量小，电路的总体变换效率比罗耶电路高。与相同条件下的罗耶电路比较，在工作电压、负载、温度发生变化时，井森电路的自振荡频率相对比较稳定，并且效率高。
[0007]井森电路的磁饱和变压器单独完成自振荡和驱动功能，所以也叫驱动变压器，这样它的变换效率可以做得比较好。但是，使用中国申请号201110436359.X、201110436259.7这两份文件公开的磁心，后被申请人、发明人定义为荣岭磁心，用于罗耶电路中，罗耶电路的变换效率可以做得很高，这使得井森电路似乎失去了存在的空间。使用荣岭磁心的罗耶电路，输出采用同步整流后，可以实现输入5V，输出5V/0.2A的微功率电源的效率高达92 %，而输入48V，输出12V/1A的变换器，可以实现94%的高效率。
[0008]在中国申请号201410696579.X和201410696562.4中，分别简称为背景1、背景2文件，特别是后一份，本发明人提出了一种实现同步整流的井森电路与方法，实现了主功率开关管在零电压下开通，在零电流下关断，极大地提高了变换效率，申请书中记载的变换效率高达95.1%，其电路为:输入48V，输出12V/1A的变换器。
[0009]图3示出了实现同步整流的井森电路的典型应用。
[0010]很明显，这是一种中间母线电源(Bus Converter)。美国Vicor公司在这方面是强项，其输入48V，输出12V/2A的变换器的效率也仅能达到93%;美国Synqor公司的，没有这么小功率的产品，其输入48V，输出12V/55A的660W变换器的效率高达到96%;这两家公司代表了目前全球的最高水准，垄断了高效率中间母线电源，其高昂的价格也让很多发展中国家不敢采用，影响很多科技领域的科研工作，导致科技水平无法进一步快速提升。
[0011]众所周知，开关电源俗称为变换器，其变换效率一旦超过92%，每提升I个点，指I%，如从92%升至93%，都要付出极大的代价，目前全球较为通用的市电供电电源的标准正在向各行业渗透，由美国能源署制定的80PLUS系列，其中，工作在230VAC下，50%负载下，铜牌不低于85% ;银牌不低于89% ;金牌不低于92% ;铂金不低于94% ;钛金不低于96% ;每进步2%，全球几乎花了近3年时间，而且，越到后来，进步越慢，从94%提升到96%，花了业界近4年的时间。在业界，变换效率一旦超过92%，那怕是提升0.2%，都会是一个重大突破，参研者都会欢心鼓舞，令人兴奋。
[0012]上述的背景2文件，在实际调试中，制作成输入48V，输出12V/1A的变换器，其效率已超越申请文件记载的95.1 %，满载效率已高达96%，已达截止2014年底全球的一流水平，但效率无法进一步提升。
[0013]即使采用中国申请号201110200894.5,201210056583.0中提及的使用恒流源作为启动电路的井森电路变换器应用于上述背景2的产品中，效率无法进一步提升。
[0014]在本发明人的另一份中国申请号201210174076.7中，简称为背景3，《一种自激推挽式变换器的短路保护方法》授权文件第0029段至0035段，以及其附图的图3-1至图3-7’给出了现有罗耶或井森电路的偏置电路的演变，并给出了详细的工作原理。
[0015]现有的偏置电路，一般采用电阻，若使用恒流源，或像中国申请号201210056583.0那样，使用外特性为负阻特性的恒流源作为偏置，都无法进一步提升自激推换式变换器的效率。
[0016]综上，包括背景1、2文件的现有技术自激推换式变换器的偏置电路存在以下缺占.
[0017]效率无法进一步提升。
【发明内容】
[0018]有鉴于此，本发明要解决现有自激推换式变换器的偏置电路的不足，提供一种偏置电路，让自激推换式变换器的效率进一步提升。
[0019]本发明的目的是通过以下技术措施实现的:
[0020]一种自激推换式变换器的偏置电路，包括第一启动电路，其特征在于:还包括第二启动电路，低压辅助电源；当自激推换式变换器启机时，第二启动电路向第一启动电路供电，使得自激推换式变换器的主功率开关管完成启动；当自激推换式变换器处于正常的工作状态时，低压辅助电源输出一个较自激推换式变换器工作电压低的电压关断第二启动电路，同时低压辅助电源向第一启动电路供电，维持自激推换式变换器的正常工作状态。
[0021]作为上述技术方案的具体实施方案，偏置电路还包括第一二极管；
[0022]第一启动电路内部的具体电路与现有的自激推换式变换器的启动电路相同，至少包括一只第一电容，其与外部电路的连接关系为:第一启动电路的输入端与第一二极管的阴极连接，第一电容的一端与自激推挽式变换器反馈绕组中心抽头连接，第一电容的另一端与第一二极管的阴极或第一二极管的阳极相连，或第一电容的另一端直接接地；
[0023]低压辅助电源包括:绕在自激推挽式变换器主变压器上的辅助绕组，第二二极管，第二电容，其连接关系为:辅助绕组一端连接输入工作电压的地，同时连接第二电容的一端，连接点也是低压辅助电源的输出地，连接至自激推换式变换器工作电压的输入地；辅助绕组的另一端连接第二二极管阳极，第二二极管的阴极连接第二电容的另一端，连接点形成低压辅助电源的输出正；第一二极管的阳极连接低压辅助电源的输出正；第二启动电路至少包括四个端子:输入端、输出端、接地端、控制端，其连接关系为:第二启动电路输入端连接自激推换式变换器工作电压，第二启动电路的输出端连接第一启动电路的输入端或自激推挽式变换器反馈绕组的中心抽头，第二启动电路的接地端连接自激推换式变换器工作电压的输入地；控制端连接至低压辅助电源的输出正；
[0024]上述自激推换式变换器的偏置电路，其特征是:控制端接地时，第二启动电路的输出端有电流输出，控制端为高电平时，第二启动电路的输出端无电流输出，且第二启动电路处于低功耗状态，包括控制端的总功耗在1mW以下；绕在主变压器上的辅助绕组取最少匝数，在自激推换式变换器的输入电压处于低压下限时，最少匝数要确保低压辅助电源的输出电压在0.7V以上。
[0025]以上称为原始技术方案。
[0026]优选地，上述原始技术方案中，第二启动电路的方案一包括:第一三极管、第二三极管、第三三极管，以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，其中，第一三极管为PNP型，第二三极管和第三三极管为NPN型，其连接关系为:第四电阻的一端和第五电阻的一端相连，连接点还连接第一三极管的发射极并形成第二启动电路的输入端；第一电阻的一端与第一三极管的集电极相连，第一电阻的另一端为第二启动电路的输出端；第五电阻的另一端连接第一三极管的基极，连接点同时连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接第三三极管的集电极，第三三极管的发射极和第二三极管的发射极连接，连接点形成第二启动电路的接地端；第三三极管的基极连接第四电阻的另一端，同时连接第二三极管的集电极，第二三极管的基极连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端即为第二启动电路的控制端；
[0027]优选地，上述原始技术方案中，第二启动电路的方案二包括:第一三极管、第二三极管、第三三极管，以及第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，其中，第一三极管和第三三极管为PNP型，第二三极管为NPN型，其连接关系为:第一三极管的发射极和第三三极管的发射极相连，连接点还连接第五电阻的一端并形成第二启动电路的输入端；第一电阻的一端与第一三极管的集电极相连，第一电阻的另一端为第二启动电路的输出端；第一三极管的基极连接第三三极管的集电极，连接点还连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端和第二三极管的发射极连接，连接点形成第二启动电路的接地端；第五电阻的另一端连接第三三极管的基极，连接点同时连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接第二三极管的集电极，第二三极管的基极连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端即为第二启动电路的控制端；
[0028]优选地，上述原始技术方案中，第二启动电路的方案三包括:第一三极管，以及第一电阻、第二电阻、第三电阻，以及一只光耦，其中，第一三极管为PNP型，其连接关系为:第一三极管的发射极和光耦的集电极相连，连接点形成第二启动电路的输入端；第一电阻的一端与第一三极管的集电极相连，第一电阻的另一端为第二启动电路的输出端；第一三极管的基极连接光耦的发射极，连接点还连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端和光耦的阴极连接，连接点形成第二启动电路的接地端；光耦的阳极连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端即为第二启