式连接的输入端338。此夕卜，在本例示性实施例中，所述转换器312还具有铁氧体磁芯变压器314，从而实现所述开关电源202的输出端和输入端之间的电流隔离(galvanic isolat1n)。
[0090]所述变压后的电压，由输出整流器316对其再次实施整流及平滑处理。输出整流器316具有与转换器312的输出端310以可导电方式连接的输入端342。为了实现此目的，输出整流器316具有:二极管318或桥式整流器，以及第二平滑电容器320，在本例示性实施例中，该第二平滑电容器例如为电解电容器。
[0091]此外，在本例示性实施例中，开关电源202还具有控制器322。在本例示性实施例中，控制器322通过实施脉冲宽度调制或脉冲相位控制，从而保证除了开关电源202自身的损耗之外，所有流入开关电源202的能量均被传送至电气负载。
[0092]所述控制器322设置于控制回路324中。在本例示性实施例中，控制回路324连接开关电源202的输入和输出两端。在本例示性实施例中，所述开关电源还包括光电耦合器326，用于将控制回路324与所述电源进行电流隔离。
[0093]最后，开关电源202具有控制系统328，用于驱动开关元件308，使开关元件308从导通状态进入未导通状态，或从未导通状态进入导通状态。
[0094]在本例示性实施例中，开关元件308设于铁氧体磁芯变压器314的初级电路内，从而使得开关电源202在本例示性实施例中为初级开关电源。或者，也可将开关元件308设于铁氧体磁芯变压器314的次级电路内，从而使所述开关电源成为次级开关电源。
[0095]图4所示为本例示性实施例中具有共射共基放大器400的开关元件308。
[0096]在本例不性实施例中，共射共基放大器400具有相互串联的双极晶体管402以及场效应晶体管404。双极晶体管402具有集电极连线406，基极连线408，以及发射极连线410。场效应晶体管404具有漏极连线412，栅极连线414，以及源极连线416。在本例示性实施例中，双极晶体管402为NPN晶体管。此外，在本例示性实施例中，双极晶体管402具有400?1000V的直流反向电压。在本例示性实施例中，场效应晶体管404为N型场效应晶体管，例如为M0SFET。在本例示性实施例中，场效应晶体管404具有10?30V的直流反向电压。此外，在本例示性实施例中，场效应晶体管404为自导通场效应晶体管。
[0097]在本例示性实施例中，为使双极晶体管402与场效应晶体管404相互串联，双极晶体管402的发射极连线410直接与场效应晶体管404的漏极连线412以可导电方式相互连接。
[0098]此外，集电极连线406以可导电方式连接于第一整流器300的输出端336，源极连线416以可导电方式连接于转换器312的铁氧体磁芯变压器314的输入端342。
[0099]此外，在本例示性实施例中，双极晶体管402的基极连线408以及场效应晶体管404的栅极连线414以可导电方式连接于控制系统328。
[0100]在操作过程中，双极晶体管402被控制系统328驱动而进入导通状态。由于场效应晶体管404为自导通场效应晶体管，此时共射共基放大器400自导通。为了使共射共基放大器400进入未导通状态，控制系统328驱动场效应晶体管404，使其漏极电压进而双极晶体管402的发射极电压升至超出基极连线408上所施加的电压(相对于地)。从而使双极晶体管402基极内的载流子耗尽，双极晶体管402进入高反向电压的未导通状态。
[0101]图5所示为共射共基放大器400的另一例示性实施例。
[0102]图5所示共射共基放大器400除了其双极晶体管402的发射极连线410以可导电方式连接至辅助变压器504的线圈502的输入端500上，而且漏极连线412以可导电方式连接至辅助变压器504的线圈502的输出端506上之外，其设计与图4所示共射共基放大器400完全相同。在本例示性实施例中，辅助变压器504还具有与第一线圈502磁耦合的第二线圈508。第二线圈508以可导电方式连接至转换器单元510，该转换器单元510对第二线圈508的感应电压进行变压，并可选对其进行平滑处理。转换器单元510具有以可导电方式与双极晶体管402的基极连线408相连接的输入端512。
[0103]在操作过程中，当共射共基放大器400处于导通状态时，所述变压器的第一线圈502内有电流流过，从而使得变压器504的第二线圈508内产生感应电压。该电压经转换器单元510变压后，作为驱动信号施加至双极晶体管402的基极连线408上，使得双极晶体管402保持导通状态，从而使共射共基放大器400工作于自保持状态下。此自保持使得共射共基放大器400保持导通，因此控制系统328只需提供一短暂致变信号便可使共射共基放大器400从未导通状态转变为导通状态。本例示性实施例中将共射共基放大器400从导通状态转变为未导通状态的方式与图4所示例示性实施例中的方式相同。
[0104]图6所示为开关电源202的另一例示性实施例。
[0105]图6所示开关电源202除了转换器312具有开关电源变压器600之外，其设计与图3所示开关电源202完全相同。所述电源变压器600具有第一线圈602及第二线圈604。其中，在本例示性实施例中，第一线圈602还具有以可导电方式与转换器单元510相连接的中心抽头606，而且所述转换器单元的输出端512也以可导电方式连接。因此，相比于图5所示上述例示性实施例，本例示性实施例不具有辅助变压器504。
[0106]在操作过程中，当共射共基放大器400处于导通状态时，所述变压器的第一线圈602内有电流流过，从而使得开关电源变压器600的第二线圈604内产生感应电压。该电压经转换器单元510变压后，作为驱动信号施加至双极晶体管402的基极连线408上，使得双极晶体管402保持导通状态，从而同样使共射共基放大器400工作于自保持状态下。本例示性实施例中将共射共基放大器400从导通状态转变为未导通状态的方式与图4所示例示性实施例中的方式相同。
【主权项】
1.一种开关电源(202)，其特征在于，包括: -一开关元件(308)，其中， -所述开关元件(308)具有一双极晶体管(402)和一场效应晶体管(404)，所述双极晶体管(402)及场效应晶体管(404)相互连接，从而形成一共射共基放大器(400)。2.如权利要求1所述的开关电源(202)，其特征在于，所述双极晶体管(402)为NPN晶体管。3.如权利要求1或2所述的开关电源(202)，其特征在于，所述场效应晶体管(404)为自导通场效应晶体管。4.如上述权利要求中任何一项所述的开关电源(202)，其特征在于，所述双极晶体管(402)的发射极连线(410)以可导电方式与所述场效应晶体管(404)的漏极连线(412)相连接。5.如上述权利要求中任何一项所述的开关电源(202)，其特征在于，所述共射共基放大器(400)在导通时处于自保持状态。6.如权利要求5所述的开关电源(202)，其特征在于，为了实现所述自保持，所述双极晶体管(402)的发射极连线(410)以可导电方式与一辅助变压器(504)的一线圈(502)相连接，所述辅助变压器(504)的另一线圈(508)以可导电方式与所述双极晶体管(402)的基极连线(408)相连接。7.如权利要求6所述的开关电源(202)，其特征在于，在所述另一线圈(508)与基极连线(408)之间以可导电方式绕接有一转换器单元(510)。8.如权利要求5所述的开关电源(202)，其特征在于，为了实现所述自保持，提供一开关电源变压器￠00)，所述开关电源变压器(600)具有可导电方式连接于所述转换器单元(510)上的中心抽头(606) ο9.如权利要求8所述的开关电源(202)，其特征在于，所述开关电源变压器(600)具有一线圈(602)以可导电方式与所述开关元件(308)相连接，所述中心抽头(606)属于该线圈(602) ο10.如上述权利要求中任何一项所述的开关电源(202)，其特征在于，所述开关电源(202)为初级开关电源。11.如上述权利要求中任何一项所述的开关电源(202)，其特征在于，所述开关电源(202)具有一输入整流器(300)，该输入整流器具有一电源连线(330)，用于以可导电方式与一电源相连接。12.如权利要求11所述的开关电源(202)，其特征在于，所述开关元件(308)具有一输入端(334)，该输入端以可导电方式与所述输入整流器(300)的一输出端(336)相连接。13.如权利要求12所述的开关电源(202)，其特征在于，所述开关电源具有一转换器(312)，该转换器具有以可导电方式与所述开关元件(308)的一输出端(340)相连接的一输入端(338) ο14.如权利要求13所述的开关电源(202)，其特征在于，所述开关电源具有一输出整流器(316)，该输出整流器具有一输入端(342)以可导电方式与所述转换器(312)的一输出端(310)相连接。15.—种具有上述权利要求中任何一项所述的开关电源(202)的电气组件(100)。
【专利摘要】本发明涉及一种开关电源(202)，包括：一开关元件(308)，具有NPN双极晶体管(402)和自导通场效应晶体管(404)，所述双极晶体管(402)及场效应晶体管(404)相互连接，从而形成一共射共基放大器(400)。所述双极晶体管(402)电连接至变压器(504)的一线圈(502)，所述变压器(504)的另一线圈(508)电连接至所述双极晶体管(402)的基极连线(408)。
【IPC分类】H03K17/0424, H03K17/687, H03K17/567, H03K17/10
【公开号】CN105229926
【申请号】CN201380066095
【发明人】哈特穆特·亨克尔, 迈克尔·海涅曼, 吉多·雷默特
【申请人】菲尼克斯电气公司, 菲尼克斯电源有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2013年11月18日
【公告号】DE102012112391A1, EP2932597A1, US20160043640, WO2014095201A1