专利名称：超小型一体化高频逆变开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种逆变开关电源，特别是一种可将低压直流电转换为高压交流电的超小型一体化高频逆变开关电源。
背景技术：
为满足电器设备对交流电的需求，往往需要把直流电转换成交流电，这就需要有一逆变电源来实现这一转换功能。目前使用的逆变电源电子线路复杂，体积大，用材多，效率低，难于推广应用。
发明内容
本实用新型所解决的技术问题是设计一种电子线路十分简洁、零部件少、体积小、重量轻、效率高且开关时间短、速度快的高频逆变开关电源。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种超小型一体化高频逆变开关电源，包括转换电路，所述转换电路包括输入滤波电路、电压取样电路、前级振荡电路、整流电路，其还包括一分别与电压取样电路的输出端、前级振荡电路的输入端、整流电路的输出端相连接的控制电路，所述的控制电路包括一第一振荡电路；一与第一振荡电路的输出端相连接的第一脉宽调制电路，其输出一信号驱动前级振荡电路，从而完成电流从直流到交流的变换；一与所述整流电路的输出端相联接的第二脉宽调制部分；一产生一工作频率并输出给第二脉宽调制部分的第二振荡部分；与所述第二振荡部分依次连接的驱动网络、后级场管，所述后级场管输出所需交流电。所述的控制电路还包括一与电压取样电路的输出端相连接的欠压比较部分、过压保护部分。所述的前级振荡电路包括一推挽式他励变换器。
由于控制电路采用了上述结构及前级振荡电路采用了推挽式他励变换器，使得本开关电源线路简洁，零部件少，体积小，且因采用了可控制输出的振荡控制电路使得本开关电源具有过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护、短路保护、过载保护等功能。
图1是本实用新型开关电源的电路方框图。
图2是本实用新型开关电源控制电路方框图。
图3是本实用新型开关电源的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示本实用新型开关电源的电路包括输入滤波电路1，电压取样电路2，控制电路3，前级振荡电路4，整流电路5；输入滤波电路1的输出端分别与前级振荡电路4的输入端和电压取样电路2的输入端相接，电压取样电路2的输出端与控制电路3相接，控制电路3输出控制信号驱动前级振荡电路4中可交替产生相反方向电流的推挽式他励变换器，前级振荡电路4的输出端与整流电路5的输入端相接，整流电路5的输出信号输入到控制电路3，从控制电路3输出所需要的交流电。
其中，控制电路3是由一块控制模块构成，它的电路方框图如图2所示，包括一与电压取样电路(2)的输出端相连接的欠压比较部分31、过压保护部分32、过流比较部分33、稳压电路34、第一脉宽调制部分35、第二脉宽调制部分36、第一振荡电路37、驱动网络38、后级场管39、短路控制电路310、第二振荡电路311。
从电源输入端取得的电压信号从控制模块第6脚输入控制模块，再分为四路一路送入过压保护部分进行比较，若电源电压幅值超过电压限制值，则电压保护部分会给出一高电平信号到第一脉宽调制部分35，迫使脉宽调节器关断；一路被送入欠压比较部分，当电压低于设定值时，欠压比较部分给一高电平信号到第一脉宽调制部分35，使其关断；另两路分别被送入第一脉宽调制部分35和第二脉宽调制部分36；通过选取与脉宽调制部分相联接的振荡电路上的电阻和电容的数值，得到所要求的电压的频率。在开关晶体管中，由于栅极驱动电流与漏极输出之间存在一定的关系，漏极电流的变化也就反映了栅极输入电流的变化；所述的前级振荡电路(4)设有一取样电阻(R90)，所述过流比较部分(33)所该取样电阻相连接，通过取样电阻R90取样就可以把栅极电流信号转化为一可以比较的电压信号，从前级场效应管漏极输出的电流信号取样后送入控制模块第4脚，在电流比较单元里进行比较，若输入栅极的驱动电流大于所设定域值，则过流比较部分(33)会给出一高电平信号，迫使脉宽调节器趋于关断状态，前级晶体管Q1、Q2因没有驱动也随之关断，逆变过程被终止，从而实现过流保护功能。第一脉宽调制部分35输出一信号驱动前级振荡电路4，通过前级振荡电路4完成电流从直流到交流的变换，前级振荡电路4输出的交流电通过整流电路5完成电流从交流到直流的变换，整流电路5后分别输出直流电到稳压电路34和后级场管39，稳压电路34的输出与第二脉宽调制部分36的输入相接，第二振荡部分311产生一工作频率到第二脉宽调制部分36，第二脉宽调制部分36输出信号到驱动网络38，驱动网络38输出驱动信号控制后级场管39，从后级场管39输出所需要的交流电，完成电流从直流到交流的转换，并有输出信号反馈到短路控制单元进行比较，如果电流超过设定限值，短路控制单元发出一高电平信号到第二脉宽调制部分36控制驱动网络，使其停止发射驱动信号，从而实现过载和短路保护功能。
综合图1、图2、图3，输入滤波电路1由一滤波电容E1构成，其作用是对来自直流电源或尖峰干扰脉冲进行平滑滤波，为DC/DC变换提供质量较好的直流电，既可防止输入电源窜入噪声，又可以抑制开关电源产生的噪声反馈到输入电源。
前级振荡电路4是DC/DC转换过程，其由两个场效应管Q1、Q2和变压器(T1)的初级线圈(T11)构成的推挽式他励变换器，所述初级线圈(T11)的两端分别与场效应管(Q1、Q2)的源极相连接，所述场效应管(Q1、Q2)的栅极与控制电路相连接，所述变压器(T1)的中心抽头与直流电源正极相连接。所述场效应管是单极型器件，是靠多数载流子传导电流的，没有载流子蓄积而产生的延迟时间，开关速度快，开关时间短。
场效应管Q1和Q2受来自控制电路送来的驱动信号控制而交替通断。其中任一晶体管导通时都给变压器次极线圈提供负载功率，当从控制模块2脚输出高电平，而5脚输出低电平时，场效应管Q1进入导通而场效应管Q2截止，电流由电池正极经变压器中心抽头、变压器初级线圈上部及场效应管Q1组成电流回路自下往上流动，这样变压器次极线圈也产生一自下往上的电流，但随后从控制模块2脚、5脚输出脉冲出现翻转，即2脚输出低电平而5脚输出高电平，此时场效应管Q1进入截止状态而场效应管Q2导通，电流将从电池正极流出，经变压器中心抽头、经主线圈下部及场效应管Q2组成电流回路自上往下流动，同样在变压器次极输出端也产生了一自上往下流动的电流。这样在变压器输出端电流方向就发生了一次变化，在变压输出端的电流也随之交替的变化，于是完成了从直流到交流一个周期的变化。存储在变压器初级线圈中的能量经变压器次级线圈的耦合，把已经转变为交流电流的能量继续往后传递。通过次级线圈再经整流电路中的二极管D3-D6整流以及电容E2滤波后得到的高压直流电通过控制模块17脚、18脚输入控制模块的稳压电路34和后级场管39；稳压电路34的输出与第二脉宽调制部分36的输入相接，第二振荡部分311产生一工作频率到第二脉宽调制部分36，第二脉宽调制部分36输出信号到驱动网络38，驱动网络38输出驱动信号控制模块内部后级场管39，模块内部后级场管39通过控制模块12、13脚和16脚输出所需要的交流电，实现了DC/AC转换。有输出信号反馈到第二脉宽调制部分36，从而实现短路保护。
当电路工作温度过高时，位于主电路中电压取样电路2的热敏电阻将起作用，其阻值随温度升高而变大，反应为电源电压取样值变小。选择适当的热敏电阻就可以将温度信号转化为电压信号，然后从控制模块的3脚送入控制模块的欠压比较部分，根据前面所述的道理就可以实现过温保护控制。
权利要求1.一种超小型一体化高频逆变开关电源，包括转换电路，所述转换电路包括输入滤波电路(1)、电压取样电路(2)、前级振荡电路(4)、整流电路(5)，其特征在于，还包括一分别与电压取样电路(2)的输出端、前级振荡电路(4)的输入端、整流电路(5)的输出端相连接的控制电路(3)，所述的控制电路(3)包括一第一振荡电路(37)；一与第一振荡电路(37)的输出端相连接的第一脉宽调制电路35，其输出一信号驱动前级振荡电路，从而完成电流从直流到交流的变换；一与所述整流电路(5)的输出端相联接的第二脉宽调制部分(36)；一产生一工作频率并输出给第二脉宽调制部分(36)的第二振荡部分(311)；与所述第二振荡部分(311)依次连接的驱动网络(38)、后级场管(39)，所述后级场管(39)输出所需交流电。
2.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的控制电路(3)还包括一与电压取样电路(2)的输出端相连接的欠压比较部分(31)。
3.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的控制电路(3)还包括一与输入电压相连接的过压保护部分(32)。
4.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的前级振荡电路(4)还设有一取样电阻(R90)，所述控制电路(3)还包括一与取样电阻(R90)相连接的过流比较部分(33)。
5.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的前级振荡电路(4)包括一推挽式他励变换器，所述推挽式他励变换器包括场效应管(Q1、Q2)及一变压器(T1)的初级线圈(T11)，所述初级线圈(T11)的两端分别与场效应管(Q1、Q2)的源极相连接，所述场效应管(Q1、Q2)的栅极与控制电路相连接，所述变压器(T1)中心抽头与直流电源正极相连接。
6.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的控制电路(3)还包括一短路控制电路(310)。
7.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的输入滤波电路(1)由一滤波电容(EI)构成。
8.根据权利要求1所述的超小型一体化高频逆变开关电源，其特征在于，所述的整流电路(5)包括二极管(D3、D4、D5、D6)。
专利摘要一种超小型一体化高频逆变开关电源，包括转换电路，所述转换电路包括输入滤波电路(1)、电压取样电路(2)、前级振荡电路(4)、整流电路(5)，控制电路(3)，所述的控制电路包括一第一振荡电路(37)；一与第一振荡电路(37)的输出端相连接的第一脉宽调制电路35，其输出一信号驱动前级振荡电路，从而完成电流从直流到交流的变换；一第二脉宽调制部分(36)；一产生一工作频率并输出给第二脉宽调制部分(36)的第二振荡部分(311)；与所述第二振荡部分(311)依次连接的驱动网络(38)、后级场管(39)。本开关电源线路简洁，零部件少，体积小，且因采用了可控制输出的振荡控制电路使得本开关电源具有过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护、过载保护、短路保护等功能。
文档编号H02M7/48GK2645339SQ0323151
公开日2004年9月29日 申请日期2003年5月26日 优先权日2003年5月26日
发明者洪伟弼, 陆元成 申请人:纽福克斯光电科技(上海)有限公司