专利名称:无高频振铃干扰的开关电源电路的制作方法
本发明是一个无高频振铃干扰的开关稳压电源电路。
已有的开关电源存在着来自电流关断时，开关管集电极上的电压上冲和随之而产生的高频振铃现象所引起的严重干扰。在现有技术中，为了解决这一问题，一般是在开关管集电极与地之间跨接电容或跨接电容、电阻等组成的吸收回路以延长开关时间，减少干扰的产生。这一方法对减少干扰虽有一定的作用，但却必须增加开关过程的能量损耗。所以，现有技术中的减少干扰实际上是以降低效率为代价的。这种减少干扰的方法由于受能量损耗的限制，跨接的电容不能太大，因而效果有限，同时也未能从本质上解决开关电源的干扰问题(参看无线电与电视1984年第6期《高压型开关电源的干扰及抑制》)。
本发明的目的是要发明一种电路，既能抑制开关管集电极上的电压上冲和完全消除随之而产生的高频振铃干扰，同时又能降低开关过程的能量损耗，提高开关电源的效率。
为了说明本发明的技术原理和特征，首先分析开关干扰产生的原因。在普通开关电源中，当开关管将电流关断时，开关管集电极上的电压迅速上升，且因晶体管的储存效应，开关变压器次级的整流二极管不能及时导通，因而无法泄放线圈中的能量和产生阻尼，这就必然使开关管集电极上的电压继续上冲並随之产生高频振铃现象，造成严重干扰。若在开关变压器的初级引一抽头，在抽头与地之间跨接一只较大电容C2，同时在变压器初级与电源的连接处串入一只二极管D1，当开关管将电流关断时，线圈中的电流可向电容器充电，直到次级整流二极管导通为止。这样，在电流关断时，既能使开关管集电极电压“慢上升”，同时也能有效地抑制开关管集电极上的电压上冲和随之而产生的高频振铃干扰。当开关管导通时，电容通过线圈放电，将电流关断时积蓄在电容器上的能量重新变为磁能加以利用。二极管D1在电容放电期间被反偏，其作用是截断绕组L1与电源之间的通路，以保证开关管在开始导通时，其集电极电压能“快下降”，迅速达到饱和。当电容器上的电压下降到电源电压的 (N2)/(N1+N2) 时，D1才开始导通，电源通过D1供电。
在上述电路中，若将电容跨接在抽头与电源之间，效果相似。
以上电路在开关管导通或关断的过程中，电源馈线上的电流会有一跃变。如果在抽头与地之间跨接电容C2的同时在抽头与电源之间再跨接电容C1，並使C1、C2的大小与对应绕组L1，L2的匝数N1、N2成反比，即C1∶C2＝N2∶N1，这样便可消除馈线上电流的跃变。
以上电路对抑制干扰虽有良好效果，但由于变压器各绕组之间不能达到完全耦合，加之分布电容的影响，仍会有轻微的高频振铃存在。若将绕组L2与抽头A断开，然后串入一只二极管D2，成为附图虚线方框内的电路，便可完全消除此高频振铃现象。
是无高频振铃干扰的开关电源电路的最佳实施方案，它包括整流滤波电路、开关变压器、开关管、次级整流电路、取样放大电路及控制电路等。次级绕组可以是一组也可以是多组，开关管可以用晶体管，也可用可关断可控硅。本发明的要点由中虚线方框框出，其特征在于将开关变压器的初级线圈分成两个绕组L1和L2，每个绕组串接一只二极管，然后再把这两部分串接起来，接点为A。剩下的两个端点，一端与电源相接，另一端通过开关管与地相接。此外，在接点A与电源之间跨接一只电容C1，在接点A与地之间跨接另一只电容C2，並使C1、C2的大小与对应绕组L1、L2的匝数N1、N2成反比，即C1∶C2＝N2∶N1。
本发明的电路由于不受能量损耗的限制，所以电容C1、C2的数值可以取得很大，一般可取数千PF到数万PF。
绕组L1、L2的匝数比N1∶N2取得大，馈线上电流脉冲的前沿变陡，后沿变缓;N1∶N2取得小，电流脉冲的前沿变缓，后沿变陡。为使干扰降到最低限度，则需兼顾脉冲的前沿和后沿。N1∶N2的具体数值可根据电源电压、允许的反峰压等参数具体设计。一般取N1∶N2为1∶1到3∶1均能取得满意效果。
在所示的电路中，去掉C1或C2，对抑制开关管集电极上的电压上冲和随之而产生的高频振铃干扰仍有良好效果，只是馈线上电流存在跃变，这种跃变有可能将干扰注入电网。
在所示的电路中，去掉二极管D2，对抑制开关管集电极上的电压上冲和随之而产生的高频振铃干扰仍有良好效果，但不能完全消除振铃现象。
在所示的电路中，去掉一只电容C1或C2，同时去掉二极管D2，对抑制开关管集电极上的电压上冲和随之产生的高频振铃干扰仍有良好效果，但不能完全消除高频振铃现象，同时馈线上电流存在跃变，这种跃变有可能将干扰注入电网。
权利要求
1.无高频振铃干扰的开关电源电路包括整流滤波电路、开关变压器、开关管、次级整流电路、取样放大电路、控制电路等，其特征在于将普通开关电源的开关变压器的初级线圈分成两个绕组L1和L2，每个绕组串接一只二极管，然后再把这两部分串接起来，接点为A，剩下的两个端点，一端与电源相接，另一端通过开关管与地相接，此外在接点A与电源之间跨接一只电容C1，在接点A与地之间再跨接另一只电容C2，其最佳值是使C1、C2的大小与对应绕组L1、L2的匝数N1、N2成反比，即C1∶C2=N2∶N1。
2.根据权利要求
1所述的电路，其特征在于去掉一只电容C1或C2。
3.根据权利要求
1或2所述的电路，其特征在于去掉二极管D2。
专利摘要
本发明是一个无高频振铃干扰的开关电源电路。目的在于解决目前开关电源存在的严重干扰问题。其特征在于将普通开关电源的开关变压器初级线圈断开成两个绕组，每组串入一只二极管然后相接，并从接点到电源和地各接一只电容。该电路既能有效地抑制开关管集电极上的电压上冲和完全消除随之而产生的高频振铃干扰，同时又能降低开关过程的能量损耗，提高开关电源的效率。本发明可用于任何带有开关变压器的开关电源以消除所产生的严重干扰。
文档编号G05F1/56GK86103248SQ86103248
公开日1987年1月24日 申请日期1986年5月5日
发明者邹鹏程, 李能 申请人:邹鹏程, 李能导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan